Najprawdopodobniej dzisiaj nie ma ani jednego domu, w którym nie ma lustra. Stała się tak integralną częścią naszego życia, że trudno się bez niej obejść. Co to za przedmiot, jak odzwierciedla obraz? A jeśli postawisz dwa lustra naprzeciw siebie? Ten niesamowity przedmiot stał się centralnym punktem wielu bajek. Jest o nim wystarczająco dużo znaków. Co nauka mówi o lustrze?
Trochę historii
Nowoczesne lustra to głównie szkło powlekane. Jako powłokę na tylną stronę szkła nakładana jest cienka warstwa metaliczna. Dosłownie tysiąc lat temu lustra były starannie wypolerowanymi dyskami z miedzi lub brązu. Ale nie każdy mógł sobie pozwolić na lustro. To kosztuje dużo pieniędzy. Dlatego biedni ludzie zostali zmuszeni do zastanowienia się nad swoim odbiciem w wodzie. A lustra, które pokazują osobę w pełni wzrostu, są generalnie stosunkowo młodym wynalazkiem. Jegookoło 400 lat.
Ludzie byli jeszcze bardziej zdziwieni, gdy mogli zobaczyć odbicie lustra w lustrze - generalnie wydawało im się to czymś magicznym. Obraz nie jest przecież prawdą, ale jej pewnym odbiciem, rodzajem iluzji. Okazuje się, że możemy jednocześnie widzieć prawdę i iluzję. Nic dziwnego, że ludzie przypisywali temu przedmiotowi wiele magicznych właściwości i nawet się go bali.
Pierwsze lustra były wykonane z platyny (o dziwo, kiedyś ten metal nie był w ogóle ceniony), złota lub cyny. Naukowcy odkryli lustra wykonane w epoce brązu. Ale lustro, które dziś widzimy, zaczęło swoją historię po tym, jak opanowali technologię dmuchania szkła w Europie.
Widok naukowy
Z punktu widzenia fizyki odbicie lustra w lustrze jest zwielokrotnionym efektem tego samego odbicia. Im więcej takich luster zainstalowanych naprzeciw siebie, tym większa iluzja pełni z tym samym obrazem. Ten efekt jest często używany w przejażdżkach rozrywkowych. Na przykład w parku Disneya znajduje się tak zwana hala bez końca. Tam naprzeciw siebie ustawiono dwa lustra i efekt ten powtórzył się wiele razy.
Wynikowe odbicie lustra w lustrze, pomnożone przez stosunkowo nieskończoną liczbę razy, stało się jedną z najpopularniejszych przejażdżek. Takie atrakcje już dawno weszły do branży rozrywkowej. Na początku XX wieku na międzynarodowej wystawie w Paryżu pojawiła się atrakcja zwana Pałacem Iluzji. Oncieszył się dużą popularnością. Zasadą jego powstania jest odbicie luster w lustrach zainstalowanych w rzędzie, wielkości pełnej wysokości człowieka, w ogromnym pawilonie. Ludzie mieli wrażenie, że są w ogromnym tłumie.
Prawo refleksji
Zasada działania każdego lustra opiera się na prawie rozchodzenia się i odbijania promieni świetlnych w przestrzeni. To prawo jest najważniejsze w optyce: kąt padania będzie taki sam (równy) jak kąt odbicia. To jak spadająca piłka. Jeśli zostanie rzucony pionowo w dół w kierunku podłogi, odbije się również pionowo w górę. Jeśli zostanie rzucony pod kątem, odbije się pod kątem równym kątowi padania. Promienie światła od powierzchni odbijają się w ten sam sposób. Co więcej, im gładsza i gładsza jest ta powierzchnia, tym lepiej to prawo działa. Odbicie w płaskim lustrze działa zgodnie z tym prawem, a im bardziej idealna jego powierzchnia, tym lepsze odbicie.
Ale jeśli mamy do czynienia z matowymi lub chropowatymi powierzchniami, wtedy promienie rozpraszają się losowo.
Lustra mogą odbijać światło. To, co widzimy, wszystkie odbite obiekty, jest spowodowane promieniami podobnymi do promieni słonecznych. Jeśli nie ma światła, w lustrze nic nie widać. Kiedy promienie światła padają na przedmiot lub jakąkolwiek żywą istotę, odbijają się i niosą ze sobą informacje o przedmiocie. Tak więc odbicie osoby w lustrze jest wyobrażeniem przedmiotu powstałego na siatkówce oka i przekazywanego do mózgu ze wszystkimi jego cechami (kolor, rozmiar,oddalenie itp.).
Rodzaje powierzchni lustrzanych
Lustra są płaskie i kuliste, które z kolei mogą być wklęsłe i wypukłe. Dziś istnieją już inteligentne lustra: rodzaj nośnika multimedialnego zaprojektowanego do demonstrowania docelowej publiczności. Zasada jego działania jest następująca: gdy człowiek się zbliża, lustro wydaje się ożywać i zaczyna pokazywać wideo. A ten film nie został wybrany przypadkowo. W lustro wbudowany jest system, który rozpoznaje i przetwarza powstały obraz osoby. Szybko określa jego płeć, wiek, nastrój emocjonalny. W ten sposób system w lustrze wybiera demo, które potencjalnie może zainteresować daną osobę. Działa 85 razy na 100! Ale naukowcy nie poprzestają na tym i chcą osiągnąć dokładność 98%.
Sferyczne powierzchnie lustrzane
Jaka jest podstawa pracy lustra sferycznego lub, jak to nazywają, zakrzywionego - lustra o powierzchniach wypukłych i wklęsłych? Takie lustra różnią się od zwykłych luster tym, że zniekształcają obraz. Wypukłe powierzchnie lustrzane pozwalają zobaczyć więcej obiektów niż płaskich. Ale jednocześnie wszystkie te obiekty wydają się mniejsze. Takie lustra są montowane w samochodach. Wtedy kierowca ma możliwość obejrzenia obrazu zarówno po lewej, jak i po prawej stronie.
Wklęsłe zakrzywione lustro skupia uzyskany obraz. W takim przypadku możesz zobaczyć odbity obiekt tak szczegółowo, jak to możliwe. Prosty przykład: te lustra są często używane w goleniu i medycynie. Obraz podmiotu wtakie lustra składa się z obrazów wielu różnych i odrębnych punktów tego obiektu. Aby zbudować obraz dowolnego obiektu we wklęsłym zwierciadle, wystarczy zbudować obraz jego skrajnych dwóch punktów. Obrazy innych punktów będą znajdować się między nimi.
Przezroczysty
Istnieje inny rodzaj luster, które mają półprzezroczyste powierzchnie. Ułożone są w taki sposób, że jedna strona jest jak zwykłe lustro, a druga jest półprzezroczysta. Z tej przezroczystej strony można obserwować widok za lustrem, a od normalnej strony nie widać nic poza odbiciem. Takie lustra często można zobaczyć w filmach kryminalnych, gdy policja prowadzi śledztwo i przesłuchuje podejrzanego, a z drugiej strony obserwuje go lub przyprowadza świadków do identyfikacji, ale po to, aby nie byli widoczni.
Mit nieskończoności
Istnieje przekonanie, że tworząc korytarz lustrzany, można osiągnąć nieskończoność wiązki światła w lustrach. Przesądni ludzie, którzy wierzą w wróżenie, często używają tego rytuału. Ale nauka od dawna udowadnia, że jest to niemożliwe. Co ciekawe, odbicie światła od lustra nigdy nie jest pełne, 100%. Wymaga to idealnej, w 100% gładkiej powierzchni. A może to być około 98-99%. Zawsze są jakieś błędy. Dlatego dziewczyny, które zgadują w takich lustrzanych korytarzach przy świecach, ryzykują co najwyżej po prostu wejście w pewien stan psychiczny, który może na nie negatywnie wpłynąć.
Jeśli ustawisz dwa lustra naprzeciw siebie i zapalisz między nimi świeczkę, zobaczysz wieleświatła ustawione w rzędzie. P: Ile świateł można policzyć? Na pierwszy rzut oka to nieskończona liczba. W końcu wydaje się, że tej serii nie ma końca. Ale jeśli przeprowadzimy pewne obliczenia matematyczne, zobaczymy, że nawet w przypadku luster o 99% odbiciu, po około 70 cyklach światło stanie się o połowę słabsze. Po 140 odbiciach osłabnie dwukrotnie. Za każdym razem promienie światła przygasają i zmieniają kolor. Tak więc nadejdzie chwila, kiedy światło zgaśnie całkowicie.
Czy nieskończoność jest nadal możliwa?
Nieskończone odbicie wiązki od lustra jest możliwe tylko w przypadku absolutnie idealnych luster ustawionych ściśle równolegle. Ale czy możliwe jest osiągnięcie takiej absolutności, gdy nic w świecie materialnym nie jest absolutne i idealne? Jeśli jest to możliwe, to tylko z punktu widzenia świadomości religijnej, gdzie absolutną doskonałością jest Bóg, Stwórca wszystkiego, co wszechobecne.
Ze względu na brak idealnej powierzchni lustra i ich idealną równoległość do siebie, szereg odbić ulegnie wygięciu, a obraz zniknie jak za rogiem. Jeśli weźmiemy również pod uwagę fakt, że osoba patrząca na to odbicie, gdy są dwa lustra, a między nimi jest też świeca, też nie będzie stać ściśle równolegle, to widoczny rząd świec zniknie za ramą lustro dość szybko.
Wielokrotne odbicie
W szkole uczniowie uczą się budować obrazy przedmiotu przy użyciu praw odbicia. Zgodnie z prawem odbicia światła w lustrze przedmiot i jego lustrzane odbicie są symetryczne. Studiowanie konstrukcjiobrazy przy użyciu systemu dwóch lub więcej luster, w rezultacie uczniowie uzyskują efekt wielokrotnych odbić.
Jeśli dodasz drugie pod kątem prostym do pierwszego do jednego płaskiego lustra, wtedy nie pojawią się dwa odbicia w lustrze, ale trzy (zazwyczaj są one oznaczone jako S1, S2 i S3). Zasada działa: obraz, który pojawia się w jednym lustrze, odbija się w drugim, potem ten pierwszy odbija się w drugim i ponownie. Nowy, S2, zostanie odzwierciedlony w pierwszym, tworząc trzeci obraz. Wszystkie odbicia będą pasować.
Symetria
Nasuwa się pytanie: dlaczego odbicia w lustrze są symetryczne? Odpowiedzi udziela nauka geometryczna, w ścisłym związku z psychologią. To, co jest dla nas górą i dołem, jest odwrócone dla lustra. Lustro niejako wywraca na lewą stronę to, co jest przed nim. Ale o dziwo, w końcu podłoga, ściany, sufit i wszystko inne w odbiciu wygląda tak samo jak w rzeczywistości.
Jak osoba postrzega odbicie w lustrze?
Człowiek widzi przez światło. Jego kwanty (fotony) mają właściwości fal i cząstek. W oparciu o teorię pierwotnych i wtórnych źródeł światła fotony wiązki światła, padającej na obiekt nieprzezroczysty, są pochłaniane przez atomy na jego powierzchni. Wzbudzone atomy natychmiast zwracają energię, którą pochłonęły. Fotony wtórne są emitowane równomiernie we wszystkich kierunkach. Szorstkie i matowe powierzchnie dają rozproszone odbicie.
Jeśli jest to powierzchnia lustrzana (lub podobna), tocząstki emitujące światło są uporządkowane, światło wykazuje charakterystykę falową. Fale wtórne kompensują się we wszystkich kierunkach, poza tym podlegają prawu, że kąt padania jest równy kątowi odbicia.
Fotony wydają się elastycznie odbijać od lustra. Ich trajektorie zaczynają się od obiektów, jakby znajdujących się za nim. To właśnie je widzi ludzkie oko patrząc w lustro. Świat za lustrem różni się od prawdziwego. Aby przeczytać tam tekst, musisz zacząć od prawej do lewej, a wskazówki zegara idą w przeciwnym kierunku. Doppelgänger w lustrze podnosi lewą rękę, podczas gdy osoba stojąca przed lustrem podnosi prawą rękę.
Odbicia w lustrze będą różne dla osób patrzących w nie w tym samym czasie, ale z różnych odległości i w różnych pozycjach.
Najlepsze lustra w starożytności były wykonane ze starannie wypolerowanego srebra. Dziś na tylną część szkła nakładana jest warstwa metalu. Jest chroniony przed uszkodzeniem kilkoma warstwami farby. Zamiast srebra, aby zaoszczędzić pieniądze, często nakładana jest warstwa aluminium (współczynnik odbicia ok. 90%). Ludzkie oko prawie nie zauważa różnicy między srebrną powłoką a aluminium.
