摘要:你可以自己取个镜子、在它前面比划并将镜子翻转到各个方向来实验,亲眼看出镜子里看起来颠倒的方向取决于镜子、物体、视线的位置关系。左右颠倒是深度颠倒引发的错觉。
不是那样。实际上,镜子翻转的是深度。颠倒的是与镜面垂直的方向。
你可以自己取个镜子、在它前面比划并将镜子翻转到各个方向来实验,亲眼看出镜子里看起来颠倒的方向取决于镜子、物体、视线的位置关系。左右颠倒是深度颠倒引发的错觉。
人们平时觉得镜子造成左右颠倒而不造成上下颠倒,是因为人们平时看到的主要是安装在墙壁之类垂直表面上的平面镜。将镜子放在平地上去映照垂直物体,你就会看到上下颠倒的镜像了。例如,你觉得下面这张图里镜子映出的文字是左右颠倒还是上下颠倒?by GETTY IMAGES/ISTOCKPHOTO
可以顺便考虑一下水平翻转、垂直翻转、水平和垂直同时翻转的样子:
利用两面镜子或更多镜子、形状合适的凹面镜,你可以更准确地理解这件事——例如,下图展示的垂直双面镜会让人看到的左右转回来,但是深度仍然相反:
by Two Way Mirrors (YouTube) v=mUDB5FMU5r4
取个半透明或基本透明的物体,例如玻璃杯,读者大概不难在垂直的镜子前发现镜子造成前后逆转。
初中物理的几何光学包含画光路图、寻找由平面镜产生的虚像的内容,读者不妨用它求解水平摆放的平面镜对站立的人来说成什么样的像。下图可供参考:
Autodesk 用户 gravitino[1]制作了上面的图片并向小读者解说:
One of the fundamental laws in optics is the "law of reflection." It says that when light reflects off a surface, it bounces off at the same angle it entered.
光学的基本定律之一是“ 反射定律 ”。它说,当光从表面反射时,它会以与进入的角度相同的角度反弹。
To see how this works for a flat mirror, imagine a simple object, like a row of colored dice. Physicists think of light as travelling along straight lines called "rays" -- think of them as arrows that point the direction the light is going. Each of the dice has rays of light that your eye receives, telling you the color, location, and shape of the dice.
要了解这如何适用于平面镜,想象一个简单的物体,例如一排彩色骰子。物理学家认为光沿着称为“光线”的竖直线们传播——可以将它们想象为指着光前进方向的箭头。每个骰子都有你的眼睛接收到的光线,它们告诉你骰子的颜色、位置和形状。
When a ray hits a mirrored surface, the law of reflection says if you measure the angle between the mirror and the incoming ray, the outgoing ray has exactly the same angle between it and the surface.
光线照射到镜面时,反射定律表明,如果你测量镜面和入射光线之间的角度,那么出射光线与镜面有同样的角度。
The consequence of this is that someone looking at the mirror, like Selene in our image, sees all the light from the row of dice arriving together and lined up just like it left the dice. The only oddity is that the image is reversed; if Abigail had looked directly at the row of dice, without seeing the reflection in the mirror, she sees the order reversed compared to Selene.
这带来的后果是,如果某人看着镜子,就像我们图片里的 Selene 那样,他会看到来自一排骰子的光线都一起到达并排成一排,就像它离开骰子时一样。唯一奇怪的是图像是颠倒的;如果图中的 Abigail 直接看着那排骰子,而不是看镜子中的倒影,那么她看到的顺序与 Selene 看到的相反。
涉及“镜子里的人像”时,人们可能会谈论那个虚像的“左右”而不继续套用自己的左右。
不妨在透明的玻璃、塑料板之类物体上写字或画图、然后从该透明体的背面观察方向看起来如何变化,跟镜子对比。
来源:东窗史谈一点号