Image miroir - Mirror image

Le mont Hood se reflète dans l' eau du lac Mirror .

Une image miroir (dans un miroir plan) est une duplication réfléchie d'un objet qui semble presque identique, mais qui est inversé dans la direction perpendiculaire à la surface du miroir. En tant qu'effet optique , il résulte de la réflexion de substances telles qu'un miroir ou de l' eau . C'est aussi un concept en géométrie et peut être utilisé comme processus de conceptualisation pour les structures 3D.

En géométrie et optique géométrique

En deux dimensions

En géométrie , l'image miroir d'un objet ou d'une figure à deux dimensions est l' image virtuelle formée par réflexion dans un miroir plan ; il est de la même taille que l'objet original, mais différent, à moins que l'objet ou la figure ait une symétrie de réflexion (également connue sous le nom de P-symétrie ).

Des images miroir bidimensionnelles peuvent être vues dans les réflexions de miroirs ou d'autres surfaces réfléchissantes, ou sur une surface imprimée vue à l'envers. Si nous regardons d'abord un objet qui est effectivement bidimensionnel (comme l'écriture sur une carte) et que nous tournons ensuite la carte pour faire face à un miroir, l'objet tourne d'un angle de 180º et nous voyons une inversion gauche-droite dans le miroiter. Dans cet exemple, c'est le changement d'orientation plutôt que le miroir lui-même qui provoque l'inversion observée. Un autre exemple est lorsque nous nous tenons dos au miroir et faisons face à un objet qui se trouve devant le miroir. Ensuite, nous comparons l'objet avec son reflet en nous tournant à 180º, vers le miroir. De nouveau, nous percevons une inversion gauche-droite due à un changement d'orientation. Ainsi, dans ces exemples, le miroir ne provoque pas réellement les inversions observées.

En trois dimensions

Une urne symétrique et son image miroir

Le concept de réflexion peut être étendu aux objets tridimensionnels , y compris les parties intérieures, même s'ils ne sont pas transparents . Le terme se rapporte alors aux aspects structurels aussi bien qu'aux aspects visuels. Un objet tridimensionnel est inversé dans la direction perpendiculaire à la surface du miroir. En physique, les images miroir sont étudiées dans le sujet appelé optique géométrique .

En chimie, deux versions (isomères) d'une molécule, l'une une "image miroir" de l'autre, sont appelées énantiomères s'ils ne sont pas "superposables" (le terme technique correct, bien que le terme "superposable" soit également utilisé) sur chaque autre. C'est un exemple de chiralité (chimie) . En général, un objet et son image miroir sont appelés énantiomorphes .

Si un point d'un objet a des coordonnées ( x , y , z ) alors l'image de ce point (telle que réfléchie par un miroir dans le plan y , z ) a des coordonnées ( -x , y , z ). Ainsi, la réflexion est une inversion de l'axe de coordonnées perpendiculaire ( normal ) à la surface du miroir. Bien qu'un miroir plan inverse un objet uniquement dans la direction normale à la surface du miroir, il y a généralement une perception d'une inversion gauche-droite. Par conséquent, l'inversion est appelée "inversion latérale". La perception d'une inversion gauche-droite est probablement due au fait que la gauche et la droite d'un objet sont définies par son haut et son avant perçus, mais il y a encore un débat sur l'explication parmi les psychologues. La psychologie de l'inversion gauche-droite perçue est discutée dans "Beaucoup de bruit sur les miroirs" par le professeur Michael Corballis (voir "liens externes", ci-dessous).

Reflet dans un miroir fait suite à un changement de chiralité , et plus spécifiquement à partir d' un droitier à un système de coordonnées de la main gauche (ou vice versa). Par conséquent, si l'on regarde dans un miroir et fait coïncider deux axes (haut-bas et avant-arrière) avec ceux du miroir, alors cela donne une inversion du troisième axe (gauche-droite).

Si une personne se tient de côté devant un miroir, la gauche et la droite seront inversées directement par le miroir, car l'axe gauche-droit de la personne est alors normal au plan du miroir. Cependant, il est important de comprendre qu'il n'y a toujours que deux énantiomorphes, l'objet et son image. Par conséquent, quelle que soit la façon dont l'objet est orienté vers le miroir, toutes les images résultantes sont fondamentalement identiques (comme l'explique le professeur Corballis dans son article "Beaucoup de bruit pour les miroirs", mentionné ci-dessus).

Dans l'image de la montagne reflétée dans le lac (photo en haut à droite), le renversement de la normale à la surface réfléchissante est évident. Notez qu'il n'y a pas d'avant-arrière ou de gauche-droite évident de la montagne. Dans l'exemple de l'urne et du miroir (photo à droite), l'urne est assez symétrique recto-verso (et gauche-droite). Ainsi, aucun renversement évident d'aucune sorte ne peut être vu dans l'image miroir de l'urne.

Une image miroir apparaît plus manifestement en trois dimensions si l'observateur se déplace, ou si l'image est visualisée en vision binoculaire . C'est parce que la position relative des objets change à mesure que la perspective de l'observateur change, ou est vue différemment avec chaque œil.

Regarder à travers un miroir depuis différentes positions (mais nécessairement avec le point d'observation limité au demi-espace d'un côté du miroir) revient à regarder l'image miroir 3D de l'espace ; sans autres miroirs, seule l'image miroir du demi-espace avant le miroir est pertinente ; s'il y a un autre miroir, l'image miroir de l'autre demi-espace l'est aussi.

Effet de miroir sur l'éclairage de la scène

Un miroir ne produit pas seulement une image de ce qui serait là sans lui ; il modifie également la répartition de la lumière dans le demi-espace devant et derrière le miroir. Un miroir accroché au mur rend la pièce plus lumineuse car des sources lumineuses supplémentaires apparaissent dans l'image miroir. Cependant, l'apparition de lumière supplémentaire ne viole pas le principe de conservation de l'énergie , car une partie de la lumière n'atteint plus derrière le miroir, car le miroir redirige simplement l'énergie lumineuse. En termes de répartition de la lumière, l'image miroir virtuelle a le même aspect et le même effet qu'un demi-espace réel et symétriquement disposé derrière une fenêtre (au lieu du miroir). Les ombres peuvent s'étendre du miroir dans le demi-espace qui le précède, et vice versa.

Ecriture miroir

Le mot "FIRE" et son image miroir sont affichés à l'avant de ce camion de pompiers

Dans l' écriture miroir, un texte est délibérément affiché en image miroir, afin d'être lu à travers un miroir. Par exemple, les véhicules d'urgence tels que les ambulances ou les camions de pompiers utilisent des images miroir afin d'être lues dans le rétroviseur d'un conducteur . Certaines salles de cinéma profitent également de l'écriture miroir dans un système de sous-titrage de lunette arrière utilisé pour aider les personnes malentendantes à regarder le film.

Systèmes de miroirs

Dans le cas de deux miroirs, dans des plans d'angle , regarder à travers les deux depuis le secteur qui est l'intersection des deux demi-espaces, c'est comme regarder une version du monde tournée d'un angle de 2α ; les points d'observations et directions de regard auxquels cela s'applique correspondent à ceux pour regarder à travers un repère comme celui du premier miroir, et un repère à l'image miroir par rapport au premier plan, du deuxième miroir. Si les miroirs ont des bords verticaux, le bord gauche du champ de vision est le plan passant par le bord droit du premier miroir et le bord du deuxième miroir qui est à droite lorsqu'on le regarde directement, mais à gauche dans le miroir image.

Dans le cas de deux miroirs parallèles, regarder à travers les deux à la fois, c'est comme regarder une version du monde qui se traduit par deux fois la distance entre les miroirs, dans la direction perpendiculaire à eux, loin de l'observateur. Puisque le plan du miroir dans lequel on regarde directement est au-delà de celui de l'autre miroir, on regarde toujours sous un angle oblique, et la translation qui vient d'être mentionnée a non seulement une composante éloignée de l'observateur, mais aussi une dans une direction perpendiculaire. La vue translatée peut également être décrite par une translation de l'observateur en sens inverse. Par exemple, avec un périscope vertical , le déplacement du monde s'éloigne de l'observateur et vers le bas, à la fois par la longueur du périscope, mais il est plus pratique de considérer le déplacement équivalent de l'observateur : vers le haut et vers l'arrière.

Il est également possible de créer un miroir non renversé en plaçant deux premiers miroirs de surface à 90º pour donner une image qui ne soit pas renversée.

Voir également

Les références

Liens externes