Πιθανότατα, σήμερα δεν υπάρχει ούτε ένα σπίτι που να μην υπάρχει καθρέφτης. Έχει γίνει τόσο αναπόσπαστο μέρος της ζωής μας που είναι δύσκολο για ένα άτομο να το κάνει χωρίς αυτό. Τι είναι αυτό το αντικείμενο, πώς αντικατοπτρίζει την εικόνα; Και αν βάλεις δύο καθρέφτες ο ένας απέναντι από τον άλλο; Αυτό το καταπληκτικό αντικείμενο έχει γίνει κεντρικό σε πολλά παραμύθια. Υπάρχουν αρκετά σημάδια για αυτόν. Τι λέει η επιστήμη για τον καθρέφτη;
Λίγη ιστορία
Οι σύγχρονοι καθρέφτες είναι ως επί το πλείστον επικαλυμμένο γυαλί. Ως επίστρωση, εφαρμόζεται ένα λεπτό μεταλλικό στρώμα στην πίσω πλευρά του γυαλιού. Κυριολεκτικά πριν από χίλια χρόνια, οι καθρέφτες ήταν προσεκτικά γυαλισμένοι χάλκινοι ή μπρούτζινοι δίσκοι. Αλλά δεν μπορούσαν όλοι να αντέξουν οικονομικά έναν καθρέφτη. Κόστισε πολλά χρήματα. Ως εκ τούτου, οι φτωχοί άνθρωποι αναγκάστηκαν να σκεφτούν την αντανάκλασή τους στο νερό. Και οι καθρέφτες που δείχνουν ένα άτομο σε πλήρη ανάπτυξη είναι γενικά μια σχετικά νέα εφεύρεση. Αυτόνπερίπου 400 ετών.
Οι καθρέφτες εξεπλάγησαν ακόμη περισσότερο όταν μπορούσαν να δουν την αντανάκλαση του καθρέφτη στον καθρέφτη - γενικά τους φαινόταν κάτι μαγικό. Εξάλλου, η εικόνα δεν είναι η αλήθεια, αλλά μια ορισμένη αντανάκλασή της, ένα είδος ψευδαίσθησης. Αποδεικνύεται ότι μπορούμε να δούμε την αλήθεια και την ψευδαίσθηση ταυτόχρονα. Δεν είναι περίεργο που οι άνθρωποι απέδιδαν πολλές μαγικές ιδιότητες σε αυτό το αντικείμενο και μάλιστα το φοβήθηκαν.
Οι πρώτοι καθρέφτες ήταν κατασκευασμένοι από πλατίνα (παραδόξως, όταν αυτό το μέταλλο δεν εκτιμήθηκε καθόλου), χρυσό ή κασσίτερο. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν καθρέφτες φτιαγμένους στην Εποχή του Χαλκού. Αλλά ο καθρέφτης που μπορούμε να δούμε σήμερα ξεκίνησε την ιστορία του αφού κατάφεραν να κυριαρχήσουν στην τεχνολογία του φυσήματος γυαλιού στην Ευρώπη.
Επιστημονική άποψη
Από τη σκοπιά της επιστήμης της φυσικής, η αντανάκλαση ενός καθρέφτη σε έναν καθρέφτη είναι ένα πολλαπλασιασμένο αποτέλεσμα της ίδιας αντανάκλασης. Όσο περισσότεροι τέτοιοι καθρέφτες τοποθετούνται ο ένας απέναντι από τον άλλο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ψευδαίσθηση πληρότητας με την ίδια εικόνα. Αυτό το εφέ χρησιμοποιείται συχνά σε βόλτες διασκέδασης. Για παράδειγμα, στο πάρκο της Disney υπάρχει μια λεγόμενη ατελείωτη αίθουσα. Εκεί, δύο καθρέφτες τοποθετήθηκαν ο ένας απέναντι από τον άλλο και αυτό το εφέ επαναλήφθηκε πολλές φορές.
Η προκύπτουσα αντανάκλαση ενός καθρέφτη σε έναν καθρέφτη, πολλαπλασιασμένη με σχετικά άπειρες φορές, έχει γίνει μια από τις πιο δημοφιλείς διαδρομές. Τέτοια αξιοθέατα έχουν εισέλθει από καιρό στη βιομηχανία της ψυχαγωγίας. Στις αρχές του 20ου αιώνα, ένα αξιοθέατο που ονομάζεται Παλάτι των Ψευδαισθήσεων εμφανίστηκε στη διεθνή έκθεση στο Παρίσι. Αυτόςαπολάμβανε μεγάλη δημοτικότητα. Η αρχή της δημιουργίας του είναι η αντανάκλαση των καθρεφτών σε καθρέφτες που είναι εγκατεστημένοι στη σειρά, στο μέγεθος ενός πλήρους ανθρώπινου ύψους, σε ένα τεράστιο περίπτερο. Οι άνθρωποι είχαν την εντύπωση ότι ήταν σε ένα τεράστιο πλήθος.
Νόμος της Αντανάκλασης
Η αρχή λειτουργίας οποιουδήποτε καθρέφτη βασίζεται στο νόμο της διάδοσης και της ανάκλασης των ακτίνων φωτός στο διάστημα. Αυτός ο νόμος είναι ο κύριος στην οπτική: η γωνία πρόσπτωσης θα είναι ίδια (ίση) με τη γωνία ανάκλασης. Είναι σαν μια μπάλα που πέφτει. Αν πεταχτεί κατακόρυφα προς τα κάτω προς το πάτωμα, θα αναπηδήσει και κατακόρυφα προς τα πάνω. Εάν εκτοξευθεί υπό γωνία, θα αναπηδήσει σε γωνία ίση με τη γωνία πρόσπτωσης. Οι ακτίνες φωτός από μια επιφάνεια αντανακλώνται με τον ίδιο τρόπο. Επιπλέον, όσο πιο λεία και λεία είναι αυτή η επιφάνεια, τόσο πιο ιδανικά λειτουργεί αυτός ο νόμος. Η αντανάκλαση σε επίπεδο καθρέφτη λειτουργεί σύμφωνα με αυτόν τον νόμο και όσο πιο ιδανική η επιφάνειά του, τόσο καλύτερη είναι η αντανάκλαση.
Αλλά αν έχουμε να κάνουμε με ματ ή τραχιές επιφάνειες, τότε οι ακτίνες διασκορπίζονται τυχαία.
Οι καθρέφτες μπορούν να αντανακλούν το φως. Αυτό που βλέπουμε, όλα τα ανακλώμενα αντικείμενα, οφείλεται σε ακτίνες που είναι παρόμοιες με αυτές του ήλιου. Αν δεν υπάρχει φως, τότε τίποτα δεν φαίνεται στον καθρέφτη. Όταν οι ακτίνες φωτός πέφτουν σε ένα αντικείμενο ή σε οποιοδήποτε ζωντανό ον, αντανακλώνται και μεταφέρουν πληροφορίες για το αντικείμενο μαζί τους. Έτσι, η αντανάκλαση ενός ατόμου σε έναν καθρέφτη είναι μια ιδέα ενός αντικειμένου που σχηματίζεται στον αμφιβληστροειδή του ματιού του και μεταδίδεται στον εγκέφαλο με όλα τα χαρακτηριστικά του (χρώμα, μέγεθος,απομακρυσμένη απόσταση, κ.λπ.).
Τύποι επιφανειών καθρέφτη
Οι καθρέφτες είναι επίπεδοι και σφαιρικοί, οι οποίοι, με τη σειρά τους, μπορούν να είναι κοίλοι και κυρτές. Σήμερα υπάρχουν ήδη έξυπνοι καθρέφτες: ένα είδος φορέα πολυμέσων που έχει σχεδιαστεί για να δείχνει το κοινό-στόχο. Η αρχή της λειτουργίας του είναι η εξής: όταν ένα άτομο πλησιάζει, ο καθρέφτης φαίνεται να ζωντανεύει και αρχίζει να δείχνει το βίντεο. Και αυτό το βίντεο δεν επιλέχθηκε τυχαία. Ένα σύστημα είναι ενσωματωμένο στον καθρέφτη που αναγνωρίζει και επεξεργάζεται την εικόνα ενός ατόμου που προκύπτει. Καθορίζει γρήγορα το φύλο, την ηλικία, τη συναισθηματική του διάθεση. Έτσι, το σύστημα στον καθρέφτη επιλέγει μια επίδειξη που μπορεί ενδεχομένως να ενδιαφέρει ένα άτομο. Λειτουργεί 85 φορές στις 100! Όμως οι επιστήμονες δεν σταματούν εκεί και θέλουν να επιτύχουν ακρίβεια 98%.
Σφαιρικές επιφάνειες καθρέφτη
Ποια είναι η βάση του έργου ενός σφαιρικού καθρέφτη ή, όπως το αποκαλούν επίσης, ενός κυρτού - ενός καθρέφτη με κυρτές και κοίλες επιφάνειες; Τέτοιοι καθρέφτες διαφέρουν από τους συνηθισμένους καθρέφτες στο ότι παραμορφώνουν την εικόνα. Οι κυρτές επιφάνειες καθρέφτη καθιστούν δυνατή τη θέαση περισσότερων αντικειμένων παρά επίπεδων. Ταυτόχρονα όμως όλα αυτά τα αντικείμενα φαίνονται μικρότερα σε μέγεθος. Τέτοιοι καθρέφτες εγκαθίστανται σε αυτοκίνητα. Τότε ο οδηγός έχει την ευκαιρία να δει την εικόνα τόσο στα αριστερά όσο και στα δεξιά.
Ένας κοίλος καμπύλος καθρέφτης εστιάζει την εικόνα που προκύπτει. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να δείτε το ανακλώμενο αντικείμενο όσο το δυνατόν λεπτομερέστερα. Ένα απλό παράδειγμα: αυτοί οι καθρέφτες χρησιμοποιούνται συχνά στο ξύρισμα και στην ιατρική. Εικόνα του θέματος μέσατέτοιοι καθρέφτες συναρμολογούνται από εικόνες πολλών διαφορετικών και ξεχωριστών σημείων αυτού του αντικειμένου. Για να δημιουργήσετε μια εικόνα οποιουδήποτε αντικειμένου σε έναν κοίλο καθρέφτη, αρκεί να δημιουργήσετε μια εικόνα των δύο ακραίων σημείων του. Ανάμεσά τους θα βρίσκονται εικόνες άλλων σημείων.
Ημιδιαφανές
Υπάρχει άλλου είδους καθρέφτες που έχουν ημιδιαφανείς επιφάνειες. Είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε η μία πλευρά να μοιάζει με συνηθισμένο καθρέφτη και η άλλη να είναι μισοδιαφανής. Από αυτή τη διάφανη πλευρά, μπορείτε να παρατηρήσετε τη θέα πίσω από τον καθρέφτη, και από την κανονική πλευρά, τίποτα δεν φαίνεται εκτός από την αντανάκλαση. Τέτοιοι καθρέφτες εμφανίζονται συχνά σε ταινίες εγκλήματος, όταν η αστυνομία ερευνά και ανακρίνει τον ύποπτο, και από την άλλη τον παρακολουθεί ή φέρνει μάρτυρες για αναγνώριση, αλλά έτσι ώστε να μην είναι ορατοί.
Ο μύθος του απείρου
Υπάρχει η πεποίθηση ότι δημιουργώντας έναν διάδρομο καθρέφτη, μπορείτε να φτάσετε στο άπειρο της δέσμης φωτός στους καθρέφτες. Οι δεισιδαίμονες που πιστεύουν στη μαντεία χρησιμοποιούν συχνά αυτό το τελετουργικό. Όμως η επιστήμη έχει από καιρό αποδείξει ότι αυτό είναι αδύνατο. Είναι ενδιαφέρον ότι η αντανάκλαση του φωτός από έναν καθρέφτη δεν είναι ποτέ πλήρης, 100%. Αυτό απαιτεί μια τέλεια, 100% λεία επιφάνεια. Και μπορεί να είναι περίπου 98-99% έτσι. Πάντα υπάρχουν κάποια λάθη. Επομένως, τα κορίτσια που μαντεύουν σε τέτοιους διαδρόμους με καθρέφτη υπό το φως των κεριών κινδυνεύουν, το πολύ, απλώς να εισέλθουν σε μια συγκεκριμένη ψυχολογική κατάσταση που μπορεί να τα επηρεάσει αρνητικά.
Αν βάλεις δύο καθρέφτες ο ένας απέναντι από τον άλλον και ανάψεις ένα κερί ανάμεσά τους, θα δεις πολλούςφώτα παρατεταγμένα στη σειρά. Ε: Πόσα φώτα μπορείτε να μετρήσετε; Με την πρώτη ματιά, αυτός είναι ένας άπειρος αριθμός. Άλλωστε, αυτή η σειρά φαίνεται να μην έχει τέλος. Αλλά αν κάνουμε ορισμένους μαθηματικούς υπολογισμούς, θα δούμε ότι ακόμη και με καθρέφτες που έχουν 99% ανάκλαση, μετά από περίπου 70 κύκλους, το φως θα γίνει το μισό ασθενές. Μετά από 140 ανακλάσεις, θα εξασθενήσει κατά δύο φορές. Κάθε φορά, οι ακτίνες του φωτός χαμηλώνουν και αλλάζουν χρώμα. Έτσι, θα έρθει η στιγμή που το φως θα σβήσει εντελώς.
Έτσι είναι ακόμα δυνατό το άπειρο;
Η άπειρη ανάκλαση μιας δέσμης από έναν καθρέφτη είναι δυνατή μόνο με απολύτως ιδανικούς καθρέφτες τοποθετημένους αυστηρά παράλληλα. Είναι όμως δυνατόν να επιτευχθεί τέτοια απολυτότητα όταν τίποτα στον υλικό κόσμο δεν είναι απόλυτο και ιδανικό; Εάν αυτό είναι δυνατό, τότε μόνο από την άποψη της θρησκευτικής συνείδησης, όπου η απόλυτη τελειότητα είναι ο Θεός, ο Δημιουργός του πανταχού παρόντος.
Λόγω της έλλειψης ιδανικής επιφάνειας καθρέφτη και του τέλειου παραλληλισμού μεταξύ τους, μια σειρά από αντανακλάσεις θα υποστούν κάμψη και η εικόνα θα εξαφανιστεί, σαν να ήταν σε μια γωνία. Εάν λάβουμε επίσης υπόψη το γεγονός ότι ένα άτομο που κοιτάζει αυτή την αντανάκλαση, όταν υπάρχουν δύο καθρέφτες, και είναι επίσης ένα κερί ανάμεσά τους, δεν θα είναι επίσης αυστηρά παράλληλο, τότε η ορατή σειρά κεριών θα εξαφανιστεί πίσω από το πλαίσιο του ο καθρέφτης μάλλον γρήγορα.
Πολλαπλή αντανάκλαση
Στο σχολείο, οι μαθητές μαθαίνουν να κατασκευάζουν εικόνες ενός αντικειμένου χρησιμοποιώντας τους νόμους της αντανάκλασης. Σύμφωνα με το νόμο της ανάκλασης του φωτός σε έναν καθρέφτη, ένα αντικείμενο και η κατοπτρική του εικόνα είναι συμμετρικά. Μελετώντας την κατασκευήεικόνες χρησιμοποιώντας ένα σύστημα δύο ή περισσότερων κατόπτρων, οι μαθητές έχουν ως αποτέλεσμα το αποτέλεσμα πολλαπλών αντανακλάσεων.
Αν προσθέσετε έναν δεύτερο σε ορθή γωνία με τον πρώτο σε έναν επίπεδο καθρέφτη, τότε δεν θα εμφανιστούν δύο αντανακλάσεις στον καθρέφτη, αλλά τρεις (συνήθως ονομάζονται S1, S2 και S3). Ο κανόνας λειτουργεί: η εικόνα που εμφανίζεται σε έναν καθρέφτη αντανακλάται στον δεύτερο, μετά αυτό το πρώτο αντανακλάται σε έναν άλλο και ξανά. Το νέο, S2, θα αντικατοπτρίζεται στο πρώτο, δημιουργώντας μια τρίτη εικόνα. Όλες οι αντανακλάσεις θα ταιριάζουν.
Συμμετρία
Υπάρχει το ερώτημα: γιατί οι αντανακλάσεις στον καθρέφτη είναι συμμετρικές; Η απάντηση δίνεται από τη γεωμετρική επιστήμη, και σε στενή σχέση με την ψυχολογία. Ό,τι είναι πάνω κάτω για εμάς αντιστρέφεται για τον καθρέφτη. Ο καθρέφτης, όπως ήταν, γυρίζει από μέσα προς τα έξω ό,τι είναι μπροστά του. Αλλά παραδόξως, στο τέλος, το πάτωμα, οι τοίχοι, η οροφή και οτιδήποτε άλλο στην αντανάκλαση φαίνονται ίδια όπως στην πραγματικότητα.
Πώς αντιλαμβάνεται ένα άτομο την αντανάκλαση στον καθρέφτη;
Ο άνθρωπος βλέπει μέσα από το φως. Τα κβάντα του (φωτόνια) έχουν τις ιδιότητες των κυμάτων και των σωματιδίων. Με βάση τη θεωρία των πρωτογενών και δευτερογενών πηγών φωτός, τα φωτόνια μιας δέσμης φωτός, που πέφτουν σε ένα αδιαφανές αντικείμενο, απορροφώνται από άτομα στην επιφάνειά του. Τα διεγερμένα άτομα επιστρέφουν αμέσως την ενέργεια που έχουν απορροφήσει. Τα δευτερεύοντα φωτόνια εκπέμπονται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις. Οι τραχιές και ματ επιφάνειες δίνουν μια διάχυτη αντανάκλαση.
Αν πρόκειται για επιφάνεια καθρέφτη (ή παρόμοια), τότεΤα σωματίδια που εκπέμπουν φως ταξινομούνται, το φως παρουσιάζει κυματικά χαρακτηριστικά. Τα δευτερεύοντα κύματα αντισταθμίζουν προς όλες τις κατευθύνσεις, εκτός από το ότι υπόκεινται στον νόμο ότι η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης.
Τα φωτόνια φαίνεται να αναπηδούν ελαστικά από τον καθρέφτη. Οι τροχιές τους ξεκινούν από αντικείμενα, σαν να βρίσκονται πίσω του. Είναι αυτά που βλέπει το ανθρώπινο μάτι κοιτώντας στον καθρέφτη. Ο κόσμος πίσω από τον καθρέφτη είναι διαφορετικός από τον πραγματικό. Για να διαβάσετε το κείμενο εκεί, πρέπει να ξεκινήσετε από τα δεξιά προς τα αριστερά και οι δείκτες του ρολογιού πηγαίνουν προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ο doppelgänger στον καθρέφτη σηκώνει το αριστερό του χέρι ενώ το άτομο που στέκεται μπροστά στον καθρέφτη σηκώνει το δεξί του χέρι.
Οι αντανακλάσεις στον καθρέφτη θα είναι διαφορετικές για τους ανθρώπους που τον κοιτούν ταυτόχρονα, αλλά σε διαφορετικές αποστάσεις και σε διαφορετικές θέσεις.
Οι καλύτεροι καθρέφτες στην αρχαιότητα ήταν αυτοί από προσεκτικά γυαλισμένο ασήμι. Σήμερα, ένα στρώμα μετάλλου εφαρμόζεται στο πίσω μέρος του γυαλιού. Προστατεύεται από φθορές από πολλές στρώσεις βαφής. Αντί για ασήμι, για εξοικονόμηση χρημάτων, εφαρμόζεται συχνά μια στρώση αλουμινίου (ο συντελεστής ανάκλασης είναι περίπου 90%). Το ανθρώπινο μάτι μετά βίας αντιλαμβάνεται τη διαφορά μεταξύ της επίστρωσης αργύρου και του αλουμινίου.
