เป็นไปได้มากว่าวันนี้ไม่มีบ้านเดี่ยวที่ไม่มีกระจก มันได้กลายเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเราจนยากสำหรับคนที่ไม่มีมัน วัตถุนี้คืออะไร สะท้อนภาพอย่างไร? แล้วถ้าเอากระจกสองบานมาประกบกันล่ะ? ไอเท็มที่น่าทึ่งนี้ได้กลายเป็นศูนย์กลางของเทพนิยายมากมาย มีสัญญาณเพียงพอเกี่ยวกับเขา วิทยาศาสตร์พูดถึงกระจกอย่างไร
ประวัติศาสตร์เล็กน้อย
กระจกสมัยใหม่ส่วนใหญ่เป็นกระจกเคลือบ ในการเคลือบจะใช้ชั้นโลหะบางๆ ที่ด้านหลังของกระจก แท้จริงแล้วเมื่อหนึ่งพันปีที่แล้วกระจกเป็นแผ่นทองแดงหรือทองแดงขัดมันอย่างประณีต แต่ทุกคนไม่สามารถซื้อกระจกได้ มันใช้เงินเป็นจำนวนมาก ดังนั้นคนยากจนจึงถูกบังคับให้พิจารณาภาพสะท้อนของพวกเขาในน้ำ และกระจกที่แสดงถึงการเติบโตเต็มที่มักเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ค่อนข้างใหม่ เขาอายุประมาณ 400 ปี
คนในกระจกยิ่งแปลกใจมากขึ้นไปอีกเมื่อเห็นเงาสะท้อนของกระจกในกระจก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วดูเหมือนว่าพวกเขาจะมีสิ่งมหัศจรรย์ ท้ายที่สุดแล้ว รูปภาพไม่ใช่ความจริง แต่เป็นภาพสะท้อนบางอย่าง เป็นภาพลวงตา ปรากฎว่าเราสามารถเห็นความจริงและภาพลวงตาได้พร้อมกัน ไม่น่าแปลกใจเลยว่าทำไมผู้คนถึงใช้คุณสมบัติเวทย์มนตร์มากมายกับไอเท็มนี้และถึงกับกลัวมัน
กระจกรุ่นแรกๆ ทำด้วยแพลตตินั่ม (น่าแปลกที่เมื่อโลหะนี้ไม่มีมูลค่าเลย) ทองหรือดีบุก นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบกระจกที่สร้างขึ้นในยุคสำริด แต่กระจกที่เราเห็นในวันนี้ได้เริ่มต้นประวัติศาสตร์หลังจากที่พวกเขาสามารถเชี่ยวชาญเทคโนโลยีการเป่าแก้วในยุโรปได้
มุมมองทางวิทยาศาสตร์
จากมุมมองของวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์ การสะท้อนของกระจกในกระจกเป็นผลคูณของการสะท้อนเดียวกัน ยิ่งกระจกดังกล่าวติดตั้งตรงข้ามกันมากเท่าใด ภาพลวงตาของความสมบูรณ์ของภาพเดียวกันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เอฟเฟกต์นี้มักใช้ในเครื่องเล่นเพื่อความบันเทิง ตัวอย่างเช่น ในสวนสาธารณะของดิสนีย์ มีห้องโถงที่เรียกว่าไม่มีที่สิ้นสุด มีกระจกสองบานวางตรงข้ามกัน และเอฟเฟกต์นี้ซ้ำหลายครั้ง
การสะท้อนของกระจกในกระจก คูณด้วยจำนวนนับไม่ถ้วน กลายเป็นเครื่องเล่นที่ได้รับความนิยมมากที่สุดรายการหนึ่ง แหล่งท่องเที่ยวดังกล่าวเข้าสู่วงการบันเทิงมานานแล้ว ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 สถานที่ท่องเที่ยวที่เรียกว่า Palace of Illusions ปรากฏขึ้นที่นิทรรศการระดับนานาชาติในปารีส เขาได้รับความนิยมอย่างมาก หลักการของการสร้างคือการสะท้อนของกระจกในกระจกที่ติดตั้งเป็นแถวขนาดความสูงเต็มมนุษย์ในศาลาขนาดใหญ่ ผู้คนรู้สึกว่าพวกเขาอยู่ในฝูงชนจำนวนมาก
กฎแห่งการสะท้อน
หลักการทำงานของกระจกใด ๆ จะขึ้นอยู่กับกฎของการแพร่กระจายและการสะท้อนของรังสีแสงในอวกาศ กฎข้อนี้เป็นกฎหลักในทัศนศาสตร์: มุมตกกระทบจะเท่ากัน (เท่ากับ) กับมุมสะท้อน มันเหมือนลูกบอลที่ตกลงมา หากโยนลงพื้นในแนวตั้ง มันจะกระเด้งขึ้นในแนวตั้งด้วย ถ้าโยนเป็นมุม มันจะดีดตัวขึ้นในมุมเท่ากับมุมตกกระทบ รังสีของแสงจากพื้นผิวจะสะท้อนในลักษณะเดียวกัน ยิ่งกว่านั้น ยิ่งพื้นผิวนี้เรียบและเรียบขึ้นเท่าใด กฎหมายนี้ก็ยิ่งทำงานได้ดีขึ้นเท่านั้น การสะท้อนในกระจกแบนทำงานตามกฎนี้ และยิ่งพื้นผิวของมันในอุดมคติมากเท่าไหร่ การสะท้อนกลับยิ่งดีขึ้นเท่านั้น
แต่ถ้าเรากำลังเผชิญกับพื้นผิวด้านหรือหยาบ รังสีจะกระจายแบบสุ่ม
กระจกสะท้อนแสงได้ สิ่งที่เราเห็น วัตถุที่สะท้อนแสงทั้งหมด เกิดจากรังสีที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ ถ้าไม่มีแสง ก็ไม่เห็นอะไรในกระจก เมื่อรังสีของแสงตกกระทบวัตถุหรือสิ่งมีชีวิตใดๆ รังสีจะสะท้อนและนำข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุติดตัวไปด้วย ดังนั้นภาพสะท้อนของบุคคลในกระจกจึงเป็นความคิดของวัตถุที่เกิดขึ้นบนเรตินาของดวงตาของเขาและส่งต่อไปยังสมองด้วยคุณสมบัติทั้งหมด (สี, ขนาด,ความห่างไกล เป็นต้น).
ประเภทของพื้นผิวกระจก
กระจกจะแบนและเป็นทรงกลม ซึ่งสามารถเว้าและนูนได้ วันนี้มีกระจกอัจฉริยะอยู่แล้ว: ผู้ให้บริการสื่อประเภทหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อแสดงกลุ่มเป้าหมาย หลักการทำงานของมันมีดังนี้: เมื่อมีคนเข้าใกล้กระจกดูเหมือนจะมีชีวิตขึ้นมาและเริ่มฉายวิดีโอ และวิดีโอนี้ไม่ได้ถูกเลือกโดยบังเอิญ ระบบถูกสร้างขึ้นในกระจกที่รับรู้และประมวลผลภาพที่ได้ของบุคคล เธอรีบกำหนดเพศ อายุ อารมณ์อารมณ์ของเขา ดังนั้น ระบบในมิเรอร์จึงเลือกการสาธิตที่อาจสนใจบุคคล มันใช้งานได้ 85 ครั้งจาก 100! แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้นและต้องการบรรลุความแม่นยำถึง 98%
พื้นผิวกระจกทรงกลม
พื้นฐานของกระจกทรงกลมคืออะไร หรือที่เรียกกันว่ากระจกโค้ง - กระจกที่มีพื้นผิวนูนและเว้า? กระจกดังกล่าวแตกต่างจากกระจกธรรมดาเพราะทำให้ภาพบิดเบี้ยว พื้นผิวกระจกนูนทำให้มองเห็นวัตถุได้มากกว่าวัตถุเรียบ แต่ในขณะเดียวกัน วัตถุเหล่านี้ก็ดูมีขนาดเล็กลง กระจกดังกล่าวติดตั้งในรถยนต์ จากนั้นคนขับก็มีโอกาสเห็นภาพทั้งทางซ้ายและทางขวา
กระจกโค้งเว้าเน้นภาพที่ได้ ในกรณีนี้ คุณสามารถดูวัตถุที่สะท้อนได้อย่างละเอียดที่สุด ตัวอย่างง่ายๆ กระจกเหล่านี้มักใช้ในการโกนหนวดและในทางการแพทย์ ภาพของเรื่องในกระจกดังกล่าวประกอบขึ้นจากภาพหลายจุดที่แตกต่างกันของวัตถุชิ้นนี้ ในการสร้างภาพของวัตถุใดๆ ในกระจกเว้า ก็เพียงพอที่จะสร้างภาพของจุดสุดขั้วสองจุด ภาพของจุดอื่นๆ จะอยู่ระหว่างจุดดังกล่าว
โปร่งแสง
มีกระจกอีกแบบหนึ่งที่มีพื้นผิวโปร่งแสง พวกเขาถูกจัดเรียงในลักษณะที่ด้านหนึ่งเหมือนกระจกธรรมดาและอีกด้านหนึ่งโปร่งใสครึ่งหนึ่ง จากด้านนี้ ด้านโปร่งใส คุณสามารถสังเกตมุมมองหลังกระจก และจากด้านปกติ จะมองไม่เห็นสิ่งใดนอกจากเงาสะท้อน กระจกดังกล่าวมักพบเห็นได้ในภาพยนตร์อาชญากรรม เมื่อตำรวจสอบสวนและสอบสวนผู้ต้องสงสัย ในทางกลับกัน พวกเขากำลังเฝ้าดูเขาหรือนำพยานเพื่อระบุตัวบุคคล แต่เพื่อไม่ให้มองเห็นได้
ตำนานความอนันต์
มีความเชื่อว่าการสร้างทางเดินกระจก คุณสามารถเข้าถึงลำแสงในกระจกที่ไม่มีที่สิ้นสุด คนที่เชื่อเรื่องไสยศาสตร์มักใช้พิธีกรรมนี้ แต่วิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์มานานแล้วว่าเป็นไปไม่ได้ ที่น่าสนใจคือ แสงสะท้อนจากกระจกไม่เคยสมบูรณ์ 100% สิ่งนี้ต้องการพื้นผิวที่เรียบและสมบูรณ์แบบ 100% และสามารถประมาณ 98-99% ได้ มีข้อผิดพลาดอยู่เสมอ ดังนั้น สาวๆ ที่เดาเอาตามทางเดินกระจกเงาโดยเสี่ยงแสงเทียน อย่างมากที่สุด ก็แค่เข้าสู่สภาวะทางจิตใจที่อาจส่งผลเสียต่อพวกเธอ
ถ้าเอากระจกสองบานมาประกบกันและจุดเทียนไขตรงกลางจะเห็นมากมายไฟเรียงกันเป็นแถว ถาม: คุณนับไฟได้กี่ดวง? เมื่อมองแวบแรก นี่เป็นจำนวนอนันต์ ท้ายที่สุดดูเหมือนว่าจะไม่มีที่สิ้นสุดในซีรีย์นี้ แต่ถ้าเราทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์บางอย่าง เราจะเห็นว่าแม้กระจกที่มีการสะท้อนแสง 99% หลังจากผ่านไปประมาณ 70 รอบ แสงก็จะอ่อนลงครึ่งหนึ่ง หลังจากการสะท้อน 140 ครั้ง มันจะอ่อนลงเป็นสองเท่า แต่ละครั้งรังสีของแสงสลัวและเปลี่ยนสี ดังนั้น ชั่วขณะหนึ่งแสงจะดับลงพร้อมๆ กัน
อนันต์ยังเป็นไปได้อยู่ไหม
แสงสะท้อนจากกระจกเป็นอนันต์จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อกระจกในอุดมคติที่วางขนานกันอย่างเคร่งครัด แต่เป็นไปได้ไหมที่จะบรรลุความสมบูรณ์เช่นนั้นเมื่อไม่มีสิ่งใดในโลกวัตถุที่สมบูรณ์และสมบูรณ์แบบ? หากเป็นไปได้ เฉพาะในมุมมองของจิตสำนึกทางศาสนา ที่ซึ่งความสมบูรณ์แบบสมบูรณ์คือพระเจ้า ผู้สร้างทุกสิ่งอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง
เนื่องจากพื้นผิวกระจกในอุดมคติขาดและความขนานกันที่สมบูรณ์แบบ แสงสะท้อนจะเกิดการโค้งงอ และภาพจะหายไปราวกับอยู่ตรงมุมหนึ่ง หากเราคำนึงถึงความจริงที่ว่าคนที่มองดูการสะท้อนนี้เมื่อมีกระจกสองบานและเขายังเป็นเทียนที่อยู่ระหว่างพวกเขาจะไม่ยืนขนานกันอย่างเคร่งครัดจากนั้นแถวที่มองเห็นได้ของเทียนจะหายไปหลังกรอบของ กระจกค่อนข้างเร็ว
สะท้อนหลายภาพ
ที่โรงเรียน นักเรียนเรียนรู้การสร้างภาพวัตถุโดยใช้กฎการสะท้อน ตามกฎการสะท้อนของแสงในกระจก วัตถุและภาพสะท้อนในกระจกจะสมมาตรกัน กำลังศึกษาการก่อสร้างรูปภาพที่ใช้ระบบกระจกตั้งแต่ 2 อันขึ้นไป นักเรียนได้รับผลกระทบจากการสะท้อนหลายครั้ง
หากคุณเพิ่มกระจกอันที่สองในมุมฉากกับกระจกบานแรกเป็นกระจกเงาบานเดียว จะไม่มีเงาสะท้อนสองอันในกระจกปรากฏขึ้น แต่มีสามภาพ (โดยปกติแล้วจะกำหนดให้เป็น S1, S2 และ S3) กฎใช้การได้: ภาพที่ปรากฏในกระจกเงาหนึ่งสะท้อนในกระจกที่สอง จากนั้นภาพแรกก็สะท้อนในอีกกระจกหนึ่ง และอีกครั้ง อันใหม่ S2 จะสะท้อนให้เห็นในอันแรก ทำให้เกิดภาพที่สาม การสะท้อนทั้งหมดจะตรงกัน
สมมาตร
เกิดคำถามว่า ทำไมเงาสะท้อนในกระจกถึงสมมาตรกัน? คำตอบมาจากวิทยาศาสตร์เรขาคณิตและเกี่ยวข้องกับจิตวิทยาอย่างใกล้ชิด สิ่งที่ขึ้นและลงสำหรับเรานั้นกลับกันสำหรับกระจก กระจกเหมือนที่มันเป็นอยู่กลับด้านในออกสิ่งที่อยู่ข้างหน้ามัน แต่น่าประหลาดใจที่ท้ายที่สุดแล้ว พื้น ผนัง เพดาน และทุกสิ่งทุกอย่างในเงาสะท้อนกลับดูเหมือนกันกับของจริง
คนรับรู้ภาพสะท้อนในกระจกได้อย่างไร
มนุษย์มองเห็นผ่านแสง ควอนตา (โฟตอน) ของมันมีคุณสมบัติของคลื่นและอนุภาค ตามทฤษฎีของแหล่งกำเนิดแสงปฐมภูมิและทุติยภูมิ โฟตอนของลำแสงที่ตกลงมาบนวัตถุทึบแสงจะถูกดูดซับโดยอะตอมบนพื้นผิวของมัน อะตอมที่ตื่นเต้นจะคืนพลังงานที่ดูดซับไปในทันที โฟตอนทุติยภูมิถูกปล่อยออกมาอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง พื้นผิวหยาบและด้านทำให้เกิดแสงสะท้อนแบบกระจาย
ถ้าเป็นพื้นผิวกระจก (หรือคล้ายกัน) ก็มีการเรียงลำดับอนุภาคที่เปล่งแสง แสงแสดงลักษณะของคลื่น คลื่นทุติยภูมิชดเชยในทุกทิศทาง นอกจากจะอยู่ภายใต้กฎที่ว่ามุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน
โฟตอนดูเหมือนจะเด้งกลับอย่างยืดหยุ่นจากกระจก เส้นทางของพวกเขาเริ่มจากวัตถุราวกับว่าอยู่ข้างหลังเขา มันคือพวกเขาที่ตามนุษย์มองเห็นเมื่อมองเข้าไปในกระจก โลกหลังกระจกแตกต่างจากโลกจริง หากต้องการอ่านข้อความที่นั่น คุณต้องเริ่มจากขวาไปซ้าย และเข็มนาฬิกาไปในทิศทางตรงกันข้าม ร่างแยกในกระจกยกมือซ้ายในขณะที่คนที่ยืนอยู่หน้ากระจกยกมือขวาขึ้น
ภาพสะท้อนในกระจกจะต่างกันสำหรับคนที่มองไปพร้อม ๆ กัน แต่ในระยะและตำแหน่งต่างกัน
กระจกที่ดีที่สุดในสมัยโบราณคือกระจกสีเงินขัดเงาอย่างดี วันนี้มีการใช้ชั้นของโลหะที่ด้านหลังของกระจก ได้รับการปกป้องจากความเสียหายด้วยสีหลายชั้น แทนที่จะใช้เงินเพื่อประหยัดเงิน มักใช้ชั้นของอะลูมิเนียม (ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนอยู่ที่ประมาณ 90%) สายตามนุษย์แทบไม่สังเกตเห็นความแตกต่างระหว่างการเคลือบสีเงินและอะลูมิเนียม