為什么門(mén)鏡又被稱(chēng)作"警眼"

　　為什么門(mén)鏡又被稱(chēng)作"警眼"

　　有些居民的大門(mén)上，可以看到一個(gè)圓形的小孔，小孔中裝有玻璃片，這便是門(mén)鏡，透過(guò)門(mén)鏡，室內的人可以清楚地看出室外是誰(shuí)在敲門(mén)，可室外敲門(mén)的人卻不能透過(guò)玻璃片看清室內有沒(méi)有人，故此，也有人稱(chēng)門(mén)鏡為"警眼"。

　　"警眼"中的玻璃片到底是什么？貼近小孔一看，就可以猜出來(lái)。由于透過(guò)小玻璃片看到室外是個(gè)"縮小"的人--一個(gè)正立縮小的虛象，所以它是一枚小小的凹透鏡。

　　為什么用凹透鏡作"警眼"？為什么它只能使室內人看清室外情況而不能反過(guò)來(lái)讓室外人看到室內情況？借助光路可逆原理可以弄清楚這些問(wèn)題。

　　當光在兩種媒質(zhì)分界上反射和折射時(shí)，光路是可逆的。也就是說(shuō)，如果光線(xiàn)逆著(zhù)反射光線(xiàn)的方向射到界面，它將逆著(zhù)原來(lái)入射光線(xiàn)方向反射；如果光線(xiàn)逆著(zhù)折射光線(xiàn)方向射到界面，它將逆著(zhù)原來(lái)入射光線(xiàn)方向折射。

　　現在我們來(lái)討論上面的問(wèn)題。

　　如圖136所示，OO′表示門(mén)上的小孔，S表示眼睛的位置，假設在S處放一點(diǎn)光源，S發(fā)出的光通過(guò)小孔能照到圖上打斜線(xiàn)的范圍AOO′A′。按光路可逆原理，在A(yíng)OO′A范圍內物體發(fā)出的光（或反射出來(lái)的光）都可以到達S。因此，眼睛在S處向外觀(guān)察，可看到的正是AOO′A′包含的范圍。若在同樣的小孔OO′嵌上凹透鏡，如圖137所示，由于凹透鏡對光線(xiàn)的發(fā)散作用，原來(lái)S處發(fā)生的光的照射范圍可以由AOO′A′擴大到BOO′B′，若用眼睛在S處觀(guān)察，則觀(guān)察范圍也將由AOO′A′擴大到BOO′B′。這就是使用凹透鏡的原因--擴大觀(guān)察范圍。

　　用同一道理還可知，若眼睛觀(guān)察位置S遠離小孔到S′，如圖138所示，則觀(guān)察范圍也將減小，"警眼"中凹透鏡裝在近室內一邊門(mén)上，室內人一般緊貼著(zhù)透鏡向外觀(guān)察，可觀(guān)察到的范圍就大，而站在室外的人從室外向里看，眼睛位置往往離小孔比較遠，孔又很小，可觀(guān)察到的范圍極小，室內一般也比室外暗，所以從室外利用"警眼"也就看不清室內的情況了。