01 金属反射：自由电子的集体舞蹈

镜子能反射光线，是因为金属表面存在大量自由电子。在金属中，原子核和核心电子固定在晶格位置，而外层电子（价电子）可以在金属内部自由移动。当光波（电磁波）照射金属表面时，其电场驱动自由电子集体振荡，电子振荡产生与入射光频率相同但相位相反的电磁波（反射波），反射波与入射波在金属表面外叠加形成反射光。

只有特定波长的光才能被有效反射。银在所有可见光范围内反射率都高（>95%），是理想的镜面材料。铝反射率稍低（约90%），但在紫外区反射性能优于银。金反射黄光和红光，吸收蓝光，所以金镜呈金色——这也是为什么金被用于红外反射涂层。铜镜呈红色，同样是电子跃迁的选择性吸收造成的。

02 为什么玻璃是透明的

玻璃（非晶态二氧化硅）没有自由电子——其电子被束缚在共价键中，能级间隙大于可见光子的能量（约3.6eV），因此可见光不能激发电子跃迁，只能“穿过”玻璃。但紫外线（能量>3.6eV）会被玻璃吸收（这就是为什么普通玻璃阻挡UV-B）。普通玻璃在红外区也有吸收（分子振动模式与红外光耦合），因此红外热成像不能透过普通玻璃。

玻璃中的杂质（铁离子）会吸收特定波长的光：Fe²⁺吸收红光，使玻璃呈蓝绿色；Fe³⁺吸收紫外和蓝光，使玻璃呈黄色。这就是为什么高透明玻璃需要低铁原料。

03 金属镜的制作：化学镀银

古代镜子用锡汞齐（锡箔+汞）贴附在玻璃背面，但有毒且反射率低。现代银镜用银镜反应：将硝酸银（AgNO₃）的氨水溶液（托伦试剂）与葡萄糖混合，倒在清洁的玻璃表面。葡萄糖（醛基）将Ag⁺还原为金属银，沉积在玻璃表面形成均匀银膜。化学方程式：R-CHO + 2[Ag(NH₃)₂]⁺ + 2OH⁻ → R-COO⁻ + 2Ag↓ + 4NH₃ + H₂O。银膜覆盖后，再涂保护漆（防止银氧化硫化），就是浴室镜的制造过程。

铝镜用真空蒸镀或溅射：在高真空室中将铝加热蒸发或离子轰击，沉积在玻璃表面。铝镜反射率高、成本低，广泛用于天文望远镜和普通镜子。

04 介电镜：多层膜的干涉反射

介电镜不是用金属反射，而是用多层介电薄膜（如二氧化钛/二氧化硅交替），每层厚度约四分之一波长。光在每层界面发生部分反射，多束反射光在特定波长处相长干涉，形成高反射。介电镜可针对特定波长设计反射率（>99.9%），用于激光器腔镜、荧光显微镜滤光片。缺点是反射带窄（仅反射特定波长），且对入射角度敏感。

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