線対称

• 鏡の面を対称の軸として、実物と鏡の中の像が同じ距離で向かい合っている幾何学的な関係。
• 鏡の面を境目にして折り曲げると、実物と鏡の中の像がぴったり重なる位置関係にあること。
• 光の反射の法則により、実物と線対称な位置に虚像が現れる性質。

解説

鏡に映る像（鏡像）は、光の反射の法則によって形成されます。物体から出た光が鏡の表面で反射し、その反射光が目に届くとき、脳は光が直進してきたものと判断するため、鏡の奥に物体が存在するように認識します。このとき、鏡の面を基準にすると、物体と像を結ぶ直線は鏡の面と垂直に交わり、鏡から物体までの距離と鏡から像までの距離は等しくなります。

このような幾何学的な配置を「線対称」と呼びます。鏡の中では奥行きが反転するため、観察者からは左右が逆転した像として観察されるのが特徴です。この像は実際に光が集まってできているわけではないため、物理学的には「虚像」と定義されます。格子状の図面などを用いて、観察者の位置や移動に伴う像の見え方の変化を論理的に考察する際、この線対称の性質が基本となります。