光学
平面鏡
各入射光線で反射法則 を確かめ、平面鏡が鏡面に関して物体と対称な虚像（同じ大きさ・奥行き反転）を作ることを確認します。
器具
- 点物体と法線を示す平面鏡
- 入射光線の「入射角」スライダー
- 入射線・反射線・仮想延長線を示す回転可能な 3D 図
- 対称な像位置を強調する二番目の図
手順
入射角と反射角を測る
「入射角」スライダーを 5° から 80° まで動かし、各設定で反射光線と法線のなす角を比べて を確かめます。両角は入射点の法線から測ることを思い出します。
延長線で虚像の位置を決める
二番目の図で、反射光線の後方延長が鏡の後ろの一点——虚像——に集まるのを見ます。像と物体が鏡から等距離にあることを確認し、物体–像間距離が物体–鏡間距離の二倍になることを確かめます。
実像と虚像を区別する
図を回して反射光束が観察者の目に入る様子を見ます。光線は鏡の後ろの像から出たかのように発散します。虚像の判定法——スクリーンに写せない——を述べ、鏡の中で服の文字が反転して見える「奥行き反転」を説明します。
シミュレーション
実験の歴史
反射法則はすでにユークリッドの『光学』（紀元前300年頃）に記録されています。入射角は反射角に等しい。アレクサンドリアのヘロン（1世紀）はさらに進み、平面鏡で反射する光の経路が最短であることを証明しました。これは極値原理の初期形です。
1657年、フェルマーはこの結果を「最小時間の原理」に置き直し、反射・屈折の両法則を導きました。平面鏡の虚像は近世の幾何光学で体系化され、実像——光が実際に集まる——と、光線の延長上にのみ存在する像を区別する標準例であり続けています。