Πιθανότατα, σήμερα δεν υπάρχει ούτε ένα σπίτι όπουδεν θα υπήρχε καθρέφτης. Έχει ενσωματωθεί τόσο σταθερά στη ζωή μας που είναι δύσκολο για ένα άτομο να το κάνει χωρίς αυτό. Τι είναι αυτό το αντικείμενο, πώς αντανακλά η εικόνα; Και αν βάλεις δύο καθρέφτες ο ένας απέναντι από τον άλλο; Αυτό το καταπληκτικό θέμα έχει γίνει κεντρικό σε πολλά παραμύθια. Υπάρχουν αρκετά σημάδια για αυτόν. Τι λέει η επιστήμη για τον καθρέφτη;
Λίγο ιστορία
Οι περισσότεροι σύγχρονοι καθρέφτες είναιψεκασμένο γυαλί. Ως επίστρωση, εφαρμόζεται ένα λεπτό μεταλλικό στρώμα στο πίσω μέρος του γυαλιού. Κυριολεκτικά πριν από χίλια χρόνια, οι καθρέφτες ήταν προσεκτικά γυαλισμένοι δίσκοι από χαλκό ή μπρούτζο. 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. Είναι περίπου 400 ετών.
Ο καθρέφτης των ανθρώπων εκπλήσσονταν ακόμη περισσότερο όταν μπορούσανγια να δουν την αντανάκλαση του καθρέφτη στον καθρέφτη - γενικά τους φαινόταν κάτι μαγικό. Άλλωστε η εικόνα δεν είναι η αλήθεια, αλλά ένα είδος αντανάκλασής της, ένα είδος ψευδαίσθησης. Αποδεικνύεται ότι μπορούμε να δούμε ταυτόχρονα την αλήθεια και την ψευδαίσθηση. Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι οι άνθρωποι απέδιδαν πολλές μαγικές ιδιότητες σε αυτό το αντικείμενο και μάλιστα το φοβόντουσαν.
Οι πρώτοι καθρέφτες ήταν κατασκευασμένοι από πλατίνα(παραδόξως, όταν αυτό το μέταλλο δεν εκτιμήθηκε καθόλου), χρυσός ή κασσίτερος. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν καθρέφτες φτιαγμένους στην Εποχή του Χαλκού. Αλλά ο καθρέφτης που μπορούμε να δούμε σήμερα ξεκίνησε την ιστορία του αφού η τεχνολογία της εμφύσησης γυαλιού κατακτήθηκε στην Ευρώπη.
Επιστημονική άποψη
Από τη σκοπιά της επιστήμης της φυσικής, η αντανάκλαση του καθρέφτη σεο καθρέφτης είναι το πολλαπλασιασμένο αποτέλεσμα της ίδιας αντανάκλασης. Όσο περισσότεροι τέτοιοι καθρέφτες τοποθετούνται ο ένας απέναντι από τον άλλον, τόσο μεγαλύτερη είναι η ψευδαίσθηση ότι γεμίζουμε 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 άλλον και αυτό το εφέ επαναλήφθηκε πολλές φορές.
Η προκύπτουσα αντανάκλαση του καθρέφτη στον καθρέφτη,πολλαπλασιαζόμενο με σχετικά άπειρες φορές, έχει γίνει ένα από τα πιο δημοφιλή αξιοθέατα. Τέτοια αξιοθέατα έχουν εισέλθει από καιρό στη βιομηχανία της ψυχαγωγίας. Στις αρχές του 20ου αιώνα, ένα αξιοθέατο με το όνομα «Παλάτι των Ψευδαισθήσεων» εμφανίστηκε σε μια διεθνή έκθεση στο Παρίσι. Ήταν πολύ δημοφιλής. Η αρχή της δημιουργίας του είναι η αντανάκλαση των καθρεφτών σε καθρέφτες τοποθετημένους στη σειρά, στο μέγεθος ενός γεμάτου ανθρώπου, σε ένα τεράστιο περίπτερο. Ο κόσμος είχε την εντύπωση ότι ήταν σε ένα τεράστιο πλήθος.
Νόμος ανάκλασης
Η αρχή λειτουργίας οποιουδήποτε καθρέφτη βασίζεται στο νόμοδιάδοση και ανάκλαση 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. Εάν πεταχτεί κάθετα προς τα κάτω προς το πάτωμα, θα αναπηδήσει επίσης κάθετα προς τα πάνω. Εάν εκτοξευθεί υπό γωνία, θα αναπηδήσει σε γωνία ίση με τη γωνία πτώσης. Οι ακτίνες φωτός από την επιφάνεια αντανακλώνται με τον ίδιο τρόπο. Επιπλέον, όσο πιο λεία και λεία είναι αυτή η επιφάνεια, τόσο πιο ιδανικά λειτουργεί αυτός ο νόμος. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, η αντανάκλαση σε έναν επίπεδο καθρέφτη λειτουργεί και όσο πιο ιδανική είναι η επιφάνειά του, τόσο καλύτερη είναι η ανάκλαση.
Αν όμως έχουμε να κάνουμε με ματ ή τραχιές επιφάνειες, τότε οι ακτίνες σκορπίζονται χαοτικά.
Οι καθρέφτες μπορούν να αντανακλούν το φως.Αυτό που βλέπουμε, όλα τα ανακλώμενα αντικείμενα, οφείλεται σε ακτίνες που είναι ανάλογες με τον ήλιο. Αν δεν υπάρχει φως, τότε τίποτα δεν φαίνεται στον καθρέφτη. Όταν οι ακτίνες φωτός πέφτουν σε ένα αντικείμενο ή σε οποιοδήποτε ζωντανό πλάσμα, αντανακλώνται και φέρουν μαζί τους πληροφορίες για το αντικείμενο. Έτσι, η αντανάκλαση ενός ατόμου σε έναν καθρέφτη είναι μια αναπαράσταση ενός αντικειμένου με όλα τα χαρακτηριστικά του που σχηματίζονται στον αμφιβληστροειδή του ματιού του και μεταδίδονται στον εγκέφαλο (χρώμα, μέγεθος, απόσταση κ.λπ.).
Τύποι επιφανειών καθρέφτη
Οι καθρέφτες είναι επίπεδοι και σφαιρικοί, οι οποίοι, μέσαμε τη σειρά τους, μπορούν να είναι κοίλα και κυρτά. Σήμερα υπάρχουν ήδη έξυπνοι καθρέφτες: ένα είδος μέσων που έχουν σχεδιαστεί για να επιδεικνύουν στο κοινό-στόχο. Η αρχή της λειτουργίας του είναι η εξής: όταν ένα άτομο πλησιάζει, ο καθρέφτης φαίνεται να ζωντανεύει και αρχίζει να δείχνει ένα βίντεο. Και αυτό το βίντεο δεν επιλέχθηκε τυχαία. Ο καθρέφτης είναι εξοπλισμένος με ένα σύστημα 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 ένα βίντεο επίδειξης που μπορεί ενδεχομένως να ενδιαφέρει ένα άτομο. Αυτό 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, ήτι λέγεται επίσης, στραβός, - καθρέφτες με κυρτές και κοίλες επιφάνειες; Τέτοιοι καθρέφτες διαφέρουν από τους συνηθισμένους στο ότι παραμορφώνουν την εικόνα. Οι κυρτές επιφάνειες με καθρέφτη καθιστούν δυνατή τη θέαση περισσότερων αντικειμένων από επίπεδες. Αλλά ταυτόχρονα, όλα αυτά τα αντικείμενα φαίνονται να είναι μικρότερα σε μέγεθος. Αυτοί οι καθρέφτες τοποθετούνται σε αυτοκίνητα. Στη συνέχεια ο οδηγός έχει την ευκαιρία να δει την εικόνα τόσο στα αριστερά όσο και στα δεξιά.
Ένας κοίλος καμπύλος καθρέφτης εστιάζει το λαμβανόμενοεικόνα. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να δείτε το ανακλώμενο αντικείμενο με τη μέγιστη λεπτομέρεια. Ένα απλό παράδειγμα: αυτοί οι καθρέφτες χρησιμοποιούνται συχνά στο ξύρισμα και την ιατρική. Η εικόνα ενός αντικειμένου σε τέτοιους καθρέφτες συναρμολογείται από εικόνες πολλών διαφορετικών και ξεχωριστών σημείων αυτού του αντικειμένου. Για να κατασκευάσετε μια εικόνα ενός αντικειμένου σε έναν κοίλο καθρέφτη, αρκεί να κατασκευάσετε μια εικόνα των δύο ακραίων σημείων του. Ανάμεσά τους θα βρίσκονται εικόνες άλλων σημείων.
Ημιδιαφάνεια
Υπάρχει άλλος τύπος καθρεφτών πουημιδιαφανείς επιφάνειες. Είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε η μία πλευρά να είναι σαν ένας συνηθισμένος καθρέφτης και η άλλη να είναι μισοδιαφανής. Από αυτή τη διαφανή πλευρά, μπορείτε να παρατηρήσετε τη θέα πίσω από τον καθρέφτη, και από τη συνηθισμένη δεν μπορείτε να δείτε τίποτα εκτός από την αντανάκλαση. Τέτοιοι καθρέφτες εμφανίζονται συχνά σε ταινίες εγκλήματος, όταν αστυνομικοί διεξάγουν έρευνα και ανακρίνουν έναν ύποπτο, και από την άλλη, παρακολουθούν ή φέρνουν μάρτυρες για αναγνώριση, αλλά για να μην είναι ορατοί.
Ο μύθος του απείρου
Υπάρχει η πεποίθηση ότι δημιουργώντας έναν καθρέφτηδιάδρομο, 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 100% πλήρης. Αυτό απαιτεί μια τέλεια, 100% λεία επιφάνεια. Και μπορεί να είναι περίπου 98-99%. Πάντα υπάρχουν κάποια λάθη. Επομένως, τα κορίτσια που μαντεύουν σε τέτοιους διαδρόμους με καθρέφτη υπό το φως των κεριών κινδυνεύουν, το πολύ, να εισέλθουν απλώς σε κάποιο είδος ψυχολογικής κατάστασης που μπορεί να τα επηρεάσει αρνητικά.
Αν βάλεις δύο καθρέφτες ο ένας απέναντι από τον άλλο, καιανάψτε ένα κερί ανάμεσά τους, τότε θα είναι ορατά πολλά φώτα, παρατεταγμένα σε μια σειρά. Ερώτηση: 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 πραγματοποιήσουμε ορισμένους μαθηματικούς υπολογισμούς, τότε θα δούμε ότι ακόμη και με καθρέφτες που έχουν 99% ανάκλαση, μετά από περίπου 70 κύκλους, το φως θα γίνει δύο φορές πιο αδύναμο. 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 τελείως.
Είναι λοιπόν εφικτό το άπειρο;
Είναι δυνατή η άπειρη αντανάκλαση της δέσμης από τον καθρέφτημόνο με απόλυτα τέλειους καθρέφτες, τοποθετημένους αυστηρά παράλληλα. Είναι όμως δυνατόν να επιτευχθεί τέτοια απολυτότητα όταν τίποτα στον υλικό κόσμο δεν είναι απόλυτο και ιδανικό; Αν αυτό είναι δυνατό, τότε μόνο από τη σκοπιά της θρησκευτικής συνείδησης, όπου η απόλυτη τελειότητα είναι ο Θεός, ο Δημιουργός του πανταχού παρόντος.
Λόγω έλλειψης τέλειας επιφάνειαςκαθρέφτες και τον τέλειο παραλληλισμό τους, μια σειρά από αντανακλάσεις θα λυγίσει, και η εικόνα θα εξαφανιστεί, σαν σε μια γωνία. Εάν λάβουμε επίσης υπόψη το γεγονός ότι το άτομο που κοιτάζει αυτήν 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 καθρέφτη μάλλον γρήγορα.
Πολλαπλή αντανάκλαση
Στο σχολείο οι μαθητές μαθαίνουν να κατασκευάζουν εικόνεςαντικείμενο χρησιμοποιώντας τους νόμους της ανάκλασης. Σύμφωνα με το νόμο της ανάκλασης του φωτός σε έναν καθρέφτη, ένα αντικείμενο και η κατοπτρική του εικόνα είναι συμμετρικά. Μελετώντας την κατασκευή εικόνων χρησιμοποιώντας ένα σύστημα δύο ή περισσότερων κατόπτρων, οι μαθητές παίρνουν το αποτέλεσμα της επίδρασης της πολλαπλής αντανάκλασης.
Αν προσθέσουμε σε ένα μόνο επίπεδο καθρέφτητο δεύτερο βρίσκεται σε ορθή γωνία με το πρώτο, τότε δεν θα εμφανιστούν δύο αντανακλάσεις στον καθρέφτη, αλλά τρεις (συνήθως συμβολίζονται με S1, S2 και S3). Ο κανόνας λειτουργεί: η εικόνα που εμφανίζεται στον έναν καθρέφτη αντανακλάται στον δεύτερο, μετά αυτό το πρώτο αντανακλάται στον άλλο και ξανά. Το νέο, S2, θα αντικατοπτρίζεται στο πρώτο, δημιουργώντας μια τρίτη εικόνα. Όλες οι αντανακλάσεις θα ταιριάζουν.
Συμμετρία
Γεννιέται 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 και κάτω για εμάς αντιστρέφεται για τον καθρέφτη. Ο καθρέφτης, σαν να λέγαμε, γυρίζει ό,τι είναι μπροστά του μέσα προς τα έξω. 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 ενός κύματος και ενός σωματιδίου. Με βάση τη θεωρία των πρωτογενών και δευτερογενών πηγών φωτός, τα φωτόνια μιας δέσμης φωτός που πέφτει 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 διάχυτες αντανακλάσεις.
Εάν πρόκειται για επιφάνεια καθρέφτη (ή παρόμοια),τότε ταξινομούνται τα σωματίδια που εκπέμπουν φως, το φως παρουσιάζει κυματικά χαρακτηριστικά. Τα δευτερεύοντα κύματα αντισταθμίζονται προς όλες τις κατευθύνσεις, εκτός από το γεγονός ότι υπακούουν στο 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 διπλός στον καθρέφτη σηκώνει το αριστερό του χέρι όταν το άτομο που στέκεται μπροστά στον καθρέφτη σηκώνει το δεξί του.
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 θεωρήθηκαναυτά 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 (η ανάκλαση είναι περίπου 90%). Τα ανθρώπινα μάτια πρακτικά δεν παρατηρούν τη διαφορά μεταξύ της ασημένιας επίστρωσης και της επίστρωσης αλουμινίου.
