ככל הנראה, היום אין בית אחד שבו אין מראה. זה הפך לחלק בלתי נפרד מהחיים שלנו שקשה לאדם להסתדר בלעדיו. מהו האובייקט הזה, איך הוא משקף את התמונה? ואם תשימו שתי מראות זו מול זו? הפריט המדהים הזה הפך למרכזי בסיפורי אגדות רבים. יש מספיק סימנים לגביו. מה אומר המדע על המראה?
קצת היסטוריה
מראות מודרניות הן לרוב זכוכית מצופה. כציפוי, מורחים שכבה מתכתית דקה על הצד האחורי של הזכוכית. פשוטו כמשמעו לפני אלף שנים, מראות היו מלוטשות בקפידה של נחושת או ברונזה. אבל לא כולם יכלו להרשות לעצמם מראה. זה עולה הרבה כסף. לכן, אנשים עניים נאלצו לשקול את השתקפותם במים. ומראות שמראות אדם בצמיחה מלאה הן בדרך כלל המצאה צעירה יחסית. אוֹתוֹבערך בן 400.
אנשי מראה הופתעו עוד יותר כשהם יכולים לראות את השתקפות המראה במראה - זה נראה להם בדרך כלל משהו קסום. הרי התמונה היא לא האמת, אלא השתקפות מסוימת שלה, סוג של אשליה. מסתבר שאנחנו יכולים לראות בו זמנית את האמת ואת האשליה. לא פלא שאנשים ייחסו תכונות קסומות רבות לפריט הזה ואפילו פחדו ממנו.
המראות הראשונות היו עשויות פלטינה (באופן מפתיע, פעם מתכת זו לא הוערכה כלל), זהב או פח. מדענים גילו מראות שנעשו עוד בתקופת הברונזה. אבל המראה שאנו יכולים לראות היום התחילה את ההיסטוריה שלה לאחר שהצליחו לשלוט בטכנולוגיה של ניפוח זכוכית באירופה.
תצוגה מדעית
מנקודת המבט של מדע הפיזיקה, השתקפות של מראה במראה היא אפקט מוכפל של אותה השתקפות. ככל שמראות כאלה מותקנות זו מול זו, כך עולה אשליה של מלאות עם אותה תמונה. אפקט זה משמש לעתים קרובות ברכיבות שעשועים. לדוגמה, בפארק דיסני יש מה שנקרא אולם אינסופי. שם הוצבו שתי מראות זו מול זו, והאפקט הזה חזר על עצמו עוד פעמים רבות.
ההשתקפות שנוצרה של מראה במראה, מוכפלת במספר אינסופי יחסית של פעמים, הפכה לאחת הרכיבות הפופולריות ביותר. אטרקציות כאלה נכנסו מזמן לתעשיית הבידור. בתחילת המאה ה-20 הופיעה בתערוכה הבינלאומית בפריז אטרקציה בשם ארמון האשליות. הואנהנה מפופולריות רבה. עקרון יצירתו הוא השתקפות של מראות במראות המותקנות בשורה, בגודל של גובה אנושי מלא, בביתן ענק. לאנשים היה הרושם שהם נמצאים בקהל עצום.
חוק השתקפות
עקרון הפעולה של כל מראה מבוסס על חוק ההתפשטות וההחזרה של קרני האור בחלל. חוק זה הוא העיקרי באופטיקה: זווית הפגיעה תהיה זהה (שווה) לזווית ההשתקפות. זה כמו כדור נופל. אם הוא נזרק אנכית כלפי מטה לכיוון הרצפה, הוא גם יקפץ אנכית כלפי מעלה. אם הוא נזרק בזווית, הוא יתקלף בזווית השווה לזווית הפגיעה. קרני אור ממשטח מוחזרות באותו אופן. יתרה מכך, ככל שהמשטח הזה חלק וחלק יותר, כך החוק הזה עובד בצורה אידיאלית יותר. השתקפות במראה שטוחה פועלת לפי חוק זה, וככל שהשטח שלה אידיאלי יותר, ההשתקפות טובה יותר.
אבל אם עסקינן במשטחים מט או מחוספסים, אז הקרניים מתפזרות באופן אקראי.
מראות יכולות להחזיר אור. מה שאנו רואים, כל העצמים המוחזרים, נובע מקרניים הדומות לאלו של השמש. אם אין אור, אז שום דבר לא ניתן לראות במראה. כאשר קרני אור נופלות על חפץ או על כל יצור חי, הן מוחזרות ונושאות מידע על החפץ עמן. לפיכך, השתקפות של אדם במראה היא רעיון של עצם שנוצר על רשתית העין שלו ומועבר למוח על כל המאפיינים שלו (צבע, גודל,ריחוק וכו').
סוגי משטחי מראה
מראות שטוחות וכדוריות, אשר, בתורן, יכולות להיות קעורות וקמורות. היום כבר יש מראות חכמות: מעין מנשא מדיה שנועד להדגים את קהל היעד. העיקרון של פעולתו הוא כדלקמן: כאשר אדם מתקרב, נראה שהמראה מתעוררת לחיים ומתחילה להציג את הסרטון. והסרטון הזה לא נבחר במקרה. במראה מובנית מערכת המזהה ומעבדת את התמונה המתקבלת של אדם. היא קובעת במהירות את מינו, גילו, מצב רוחו הרגשי. לפיכך, המערכת במראה בוחרת הדגמה שיכולה לעניין אדם. זה עובד 85 פעמים מתוך 100! אבל מדענים לא עוצרים שם ורוצים להשיג דיוק של 98%.
משטחי מראה כדורית
מה הבסיס לעבודתה של מראה כדורית, או כפי שקוראים לה גם מעוקלת - מראה בעלת משטחים קמורים וקעורים? מראות כאלה נבדלות ממראות רגילות בכך שהן מעוותות את התמונה. משטחי מראה קמורים מאפשרים לראות יותר עצמים מאשר שטוחים. אך יחד עם זאת, כל החפצים הללו נראים קטנים יותר בגודלם. מראות כאלה מותקנות במכוניות. אז לנהג יש הזדמנות לראות את התמונה הן משמאל והן מימין.
מראה מעוקלת קעורה ממקדת את התמונה המתקבלת. במקרה זה, אתה יכול לראות את האובייקט המשתקף מפורט ככל האפשר. דוגמה פשוטה: מראות אלו משמשות לעתים קרובות בגילוח וברפואה. תמונה של הנושא במראות כאלה מורכבות מתמונות של הרבה נקודות שונות ונפרדות של אובייקט זה. כדי לבנות תמונה של כל עצם במראה קעורה, זה יספיק לבנות תמונה של שתי הנקודות הקיצוניות שלו. תמונות של נקודות אחרות ימוקמו ביניהן.
שקוף
יש עוד סוג של מראות שיש להן משטחים שקופים. הם מסודרים בצורה כזו שצד אחד הוא כמו מראה רגילה, והשני חצי שקוף. מהצד השקוף הזה אפשר לצפות בנוף שמאחורי המראה, ומהצד הרגיל לא נראה דבר מלבד ההשתקפות. פעמים רבות ניתן לראות מראות כאלה בסרטי פשע, כאשר המשטרה חוקרת וחוקרת את החשוד, ומצד שני צופים בו או מביאים עדים לזיהוי, אך כדי שלא ייראו.
מיתוס האינסוף
ישנה אמונה שעל ידי יצירת מסדרון מראה, ניתן להגיע לאינסוף אלומת האור במראות. אנשים בעלי אמונות טפלות המאמינים בגילוי עתידות משתמשים לעתים קרובות בטקס זה. אבל המדע הוכיח מזמן שזה בלתי אפשרי. מעניין שהשתקפות האור ממראה לעולם אינה מושלמת, 100%. זה דורש משטח מושלם, 100% חלק. וזה יכול להיות בערך 98-99%. תמיד יש כמה טעויות. לכן, בנות המנחשות במסדרונות שיקוף כאלה לאור נרות מסתכנות, לכל היותר, פשוט להיכנס למצב פסיכולוגי מסוים שעלול להשפיע עליהן לרעה.
אם תשימו שתי מראות זו מול זו, ותדליקו נר ביניהן, תראו הרבהאורות מסודרים בשורה. ש: כמה אורות אתה יכול לספור? במבט ראשון, מדובר במספר אינסופי. אחרי הכל, נראה שאין סוף לסדרה הזו. אבל אם נבצע חישובים מתמטיים מסוימים, נראה שגם עם מראות שיש להן 99% השתקפות, לאחר כ-70 מחזורים, האור יחלש בחצי. לאחר 140 השתקפויות, הוא ייחלש בפקטור של שניים. בכל פעם, קרני האור מתעמעמות ומשנות צבע. כך יבוא הרגע שבו האור יכבה כליל.
אז האם האינסוף עדיין אפשרי?
השתקפות אינסופית של קרן ממראה אפשרית רק עם מראות אידיאליות לחלוטין הממוקמות באופן מקביל לחלוטין. אך האם ניתן להגיע למוחלטות כזו כאשר שום דבר בעולם החומר אינו מוחלט ואידיאלי? אם זה אפשרי, אז רק מנקודת המבט של התודעה הדתית, שבה השלמות המוחלטת היא אלוהים, הבורא של כל דבר שנמצא בכל מקום.
בשל היעדר משטח מראה אידיאלי וההקבלה המושלמת שלהם זה לזה, סדרת השתקפויות תעבור כיפוף, והתמונה תיעלם, כמו מעבר לפינה. אם ניקח בחשבון גם את העובדה שאדם המתבונן בהשתקפות זו, כאשר יש שתי מראות, והוא גם נר ביניהן, גם לא יעמוד מקביל למהדרין, אזי שורת הנרות הנראית לעין תיעלם מאחורי המסגרת של המראה די מהר.
שתקפות מרובה
בבית הספר, התלמידים לומדים לבנות תמונות של אובייקט באמצעות חוקי ההשתקפות. על פי חוק השתקפות האור במראה, עצם ותמונת המראה שלו הם סימטריים. לומדים את הבנייהתמונות באמצעות מערכת של שתי מראות או יותר, התלמידים מקבלים את ההשפעה של השתקפויות מרובות כתוצאה מכך.
אם תוסיף שנייה בזוית ישרה לראשונה למראה שטוחה אחת, אז לא יופיעו שתי השתקפויות במראה, אלא שלוש (לרוב הן מסומנות S1, S2 ו-S3). הכלל עובד: התמונה המופיעה במראה אחת משתקפת בשנייה, ואז הראשונה זו משתקפת במראה אחרת, ושוב. החדש, S2, יבוא לידי ביטוי בראשון, וייצור תמונה שלישית. כל ההשתקפויות יתאימו.
סימטריה
נשאלת השאלה: מדוע ההשתקפויות במראה סימטריות? התשובה ניתנת על ידי המדע הגיאומטרי, ובקשר הדוק לפסיכולוגיה. מה שעולה ומטה עבורנו הוא הפוך עבור המראה. המראה, כביכול, הופכת מבפנים את מה שנמצא מולה. אבל באופן מפתיע, בסופו של דבר, הרצפה, הקירות, התקרה וכל השאר בהשתקפות נראים אותו דבר כמו במציאות.
איך אדם תופס השתקפות במראה?
אדם רואה דרך האור. לקוונטות שלו (פוטונים) יש תכונות של גלים וחלקיקים. בהתבסס על התיאוריה של מקורות אור ראשוניים ומשניים, פוטונים של אלומת אור, הנופלים על עצם אטום, נספגים על ידי אטומים על פני השטח שלו. אטומים נרגשים מחזירים מיד את האנרגיה שספגו. פוטונים משניים נפלטים באופן אחיד לכל הכיוונים. משטחים מחוספסים ומאט נותנים השתקפות מפוזרת.
אם זה משטח מראה (או דומה), אזחלקיקים פולטי אור מסודרים, אור מציג מאפייני גל. גלים משניים מפצים לכל הכיוונים, בנוסף להיותם כפופים לחוק שזווית הפגיעה שווה לזווית ההשתקפות.
נראה שהתמונות חוזרות אלסטיות מהמראה. המסלולים שלהם מתחילים מחפצים, כאילו נמצאים מאחוריו. אלה הם שהעין האנושית רואה כשהיא מסתכלת במראה. העולם מאחורי המראה שונה מהעולם האמיתי. כדי לקרוא את הטקסט שם, אתה צריך להתחיל מימין לשמאל, ומחוגי השעון הולכים בכיוון ההפוך. הדופלגנר במראה מרים את ידו השמאלית ואילו העומד מול המראה מרים את ידו הימנית.
השתקפויות במראה יהיו שונות עבור אנשים שמתבוננים בה בו-זמנית, אך במרחקים שונים ובמיקומים שונים.
המראות הטובות ביותר בעת העתיקה היו אלו העשויות מכסף מלוטש בקפידה. כיום מורחים שכבת מתכת על גב הזכוכית. הוא מוגן מפני נזק על ידי מספר שכבות של צבע. במקום כסף, כדי לחסוך כסף, לרוב מורחים שכבת אלומיניום (מקדם השתקפות הוא כ-90%). העין האנושית כמעט ולא שמה לב להבדל בין ציפוי כסף לאלומיניום.
