Зеркальное изображение

Зеркальное изображение (в плоском зеркале) представляет собой отраженное дублирование объекта, который кажется почти идентичным, но обратно в направлении, перпендикулярном поверхности зеркала. В качестве оптического эффекта это возникает в результате зеркального отражения от поверхностей блестящих материалов, особенно зеркала или воды . Это также концепция геометрии и может использоваться в качестве процесса концептуализации для трехмерных структур.

В геометрии и геометрической оптике

В двух измерениях

В геометрии зеркальное изображение объекта или двумерной фигуры - виртуальное изображение , образованное отражением в плоском зеркале ; Он имеет тот же размер, что и исходный объект, но и не отличается, если только объект или рисунок не имеют симметрии отражения (также известной как P-симметрия ).

Двумерные зеркальные изображения можно увидеть в отражениях зеркал или других отражающих поверхностей или на печатной поверхности, видимой изнутри. Если мы сначала посмотрим на объект, который эффективно двумерный (например, написание на карте), а затем повернут карту, чтобы столкнуться с зеркалом, объект поворачивается через угол 180 °, и мы видим изменение левого правого в Зеркало. В этом примере именно изменение ориентации, а не само зеркало, вызывает наблюдаемое изменение. Другой пример - когда мы стоим с спиной к зеркалу и сталкиваемся с объектом, который находится перед зеркалом. Затем мы сравниваем объект с его отражением, поворачивая себя на 180 °, к зеркалу. Снова мы воспринимаем обращение влево правой из-за изменения нашей ориентации. Таким образом, в этих примерах зеркало фактически не вызывает наблюдаемых изменений.

В трех измерениях

Симметричная урна и его зеркальное изображение

Концепция отражения может быть расширена на трехмерные объекты, включая внутренние части, даже если они не являются прозрачными . Термин затем относится как к структурным, так и визуальным аспектам. Трехмерный объект обращается вспять в направлении, перпендикулярном поверхности зеркала. В физике зеркальные изображения исследуются в предмете, называемой геометрической оптикой . Более принципиально в геометрии и математике они формируют основные объекты теории групп и групп групп коксетов .

В химии две версии ( изомеры ) молекулы, одна «зеркальное изображение» другой, называются энантиомерами , если они не «суперпозируемые» (правильный технический термин, хотя термин «наложенный» также используется) на каждом) на каждом) на каждом) на каждом) на каждом) на каждом) на каждом) на каждом другой. Это пример хиральности . В целом, объект и его зеркальное изображение называются энантиоморфы .

Если точка объекта имеет координаты ( x , y , z ), то изображение этой точки (как отраженное зеркалом в плоскости y , z ) имеет координаты ( - x , y , z ). Таким образом, отражение является обращением оси координат перпендикулярной ( нормальной ) на поверхность зеркала. Хотя плоское зеркало переворачивает объект только в направлении, нормальном на поверхность зеркала, это поворачивает все трехмерное изображение, наблюдаемое в зеркале изнутри, так что существует восприятие реверса левого направления. Следовательно, изменение несколько вводит в заблуждение «боковой инверсией». Восприятие переворота слева направо геометрически объясняется тем фактом, что трехмерный объект, видимый в зеркале перчатка, но все еще есть некоторая путаница в объяснении психологов. Психология воспринимаемого реверса влево-правого обсуждается в «Большой Ado о зеркалах» профессора Майкла Корбаллиса (См. «Внешние ссылки» ниже).

Отражение в зеркале действительно приводит к изменению хиральности , в частности от правой к системе координат левшей (или наоборот). Если кто-то смотрит в зеркале две оси (вверх вниз и слева), совпадает с тем, которые в зеркале, но третья ось (передняя защита) обращена вспять.

Если человек стоит в стороне от зеркала, зеркало будет обращено непосредственно в правых и правых руках, потому что левая ось в правой правой части человека является нормальной для плоскости зеркала. Тем не менее, важно понимать, что всегда есть только два энантиоморфы, объект и его изображение. Следовательно, независимо от того, как объект ориентирован на зеркало, все полученные изображения в основном идентичны (как объясняет Корбаллас в своей статье «Много шума о зеркалах», упомянутое выше).

На картине горы, отраженной в озере (вверху вверху), обращение к отражающей поверхности, нормальная к отражающей поверхности. Обратите внимание, что нет очевидного переднего или левого правого на горы. В примере урны и зеркала (фотография справа) урна довольно симметричная передняя защита (и слева направо). Таким образом, никакого очевидного изменения какого -либо вида не видно в зеркальном образе урны.

Зеркальное изображение выглядит более очевидно, что трехмерное, если наблюдатель движется, или если изображение просматривается с использованием бинокля . Это связано с тем, что относительное положение объектов меняется по мере изменения перспективы наблюдателя или по -разному рассматривается с каждым глазом. ^{[ 1 ]}

Просмотр зеркала из разных положений (но обязательно с точкой наблюдения, ограниченной полубезой на одной стороне зеркала), все равно, что смотреть на трехмерное зеркальное изображение пространства; Без лишних зеркал только зеркальное изображение полусъемки до того, как зеркало будет актуально; Если есть другое зеркало, зеркальное изображение другого полусъемка тоже.

Влияние зеркала на освещение сцены

Зеркало не только создает изображение того, что было бы там без него; Это также изменяет распределение света в полупросмотре перед и за зеркалом. Зеркало, висящее на стене, делает комнату ярче, потому что на зеркальном изображении появляются дополнительные источники света. Тем не менее, появление дополнительного света не нарушает принцип сохранения энергии , потому что некоторый свет больше не достигает зеркала, так как зеркало просто пересматривает энергию света. С точки зрения распределения света, виртуальное зеркальное изображение имеет тот же вид и тот же эффект, что и реальное, симметрично расположенное половину пространства за окном (вместо зеркала). Тени могут простираться от зеркала до полупросмотра до него, и наоборот.

Зеркальное письмо

Слово «огонь» и его зеркальное изображение отображаются на передней части этой пожарной машины

В записи зеркала текст преднамеренно отображается в виде зеркального изображения, чтобы прочитать через зеркало. Например, транспортные средства скорой помощи, такие как машины скорой помощи автомобиля или пожарные машины, используют зеркальные изображения, чтобы их прочитать из зеркала задних видов . В некоторых кинотеатрах также используются зеркальные записи в системе подписи заднего стекла, используемой для помощи людям с нарушениями слуха в просмотре фильмов.

Системы зеркал

В случае двух зеркал, в плоскостях под углом α, просмотра обоих из сектора, который представляет собой пересечение двух полусфенов, все равно, что смотреть на версию мира, вращающуюся под углом 2α; Точки наблюдений и направлений по поиску, которые это применяется, соответствуют тем, что для просмотра рамы, подобной тем, что у первого зеркала, и кадр на зеркальном изображении относительно первой плоскости, второго зеркала. Если зеркала имеют вертикальные края, то левым краем поля зрения является плоскость через правый край первого зеркала и край второго зеркала, который находится справа, когда смотрит непосредственно, но слева в зеркале изображение.

В случае двух параллельных зеркал, просмотр оба сразу все равно, что смотреть на версию мира, которая переводится в два раза превышает расстояние между зеркалами, в направлении, перпендикулярном им, вдали от наблюдателя. Поскольку плоскость зеркала, в которой кто -то выглядит непосредственно, выходит за рамки другого зеркала, кто -то всегда смотрит на косой угол, и только что упомянутый перевод имеет не только компонент от наблюдателя, но и один в перпендикулярном направлении. Переведенный вид также может быть описан переводом наблюдателя в противоположном направлении. Например, с вертикальным перископом сдвиг мира находится вдали от наблюдателя и вниз, как по длине перископа, но более практично рассмотреть эквивалентный сдвиг наблюдателя: вверх и назад.

Также возможно создать не возвращающее зеркало, поместив два первых поверхностных зеркала на 90º, чтобы дать изображение, которое не обращено вспять.

Смотрите также

Анаморфоза
Aurora § сопряженные ауроры
Хиральность , свойство асимметрии, важное в нескольких ветвях науки
Перевернутое изображение
Флопленый изображение
Рука
Бесконечное зеркало
Калейдоскоп
Плоскости зеркало
Размышление (физика)
Относительное направление

Ссылки

^ Адамс, Сесил (1985-09-27). «Не могут ли собаки увидеть двухмерные изображения (зеркала, фотографии, телевизор)?» Полем Прямой допинг . Получено 2008-01-31 .

Внешние ссылки

[1] Адамс, Сесил (1985-09-27). «Не могут ли собаки увидеть двухмерные изображения (зеркала, фотографии, телевизор)?» Полем Прямой допинг . Получено 2008-01-31 .

[ 1 ]