為什麼鏡子裡的成像是左右反轉而不是上下顛倒?

香山思學


其實鏡子不會從左右翻轉,而是前後翻轉,更不是什麼上下顛倒。鏡子沒有左右反轉是不是聽起來有點驚訝!我們下面分析下這個問題。

為什麼是前後反轉,而不是左右反轉

鏡子反射光線的時候反射角等於入射角。對於一個站在鏡子前面的三維物體,在鏡子後面會呈現出物體的圖像,把這個圖像和我們實際的物體相比,右側仍然在右側,左側仍然在左側,頂部仍然在頂部,底部仍然在底部,但是前面被翻轉到了後面,後面被翻轉到了前面。通過追蹤物體上的一些重要點上的光線,並觀察它們在鏡像中的位置,很容易看到這一點。下圖就顯示了成像與實體的對比,證實了鏡子只是前後翻轉。

在鏡子前有一個彩色的盒子。將一些具有代表性的光線從鏡子上的反射點反射出來,可以發現鏡子裡的像保持了兩邊的位置,但前後位置互換了。如果鏡子真的是左右翻轉的話,那麼盒子的綠色和藍色部分就會在鏡像中交換,而事實顯然並非如此。

但是我們為什麼會看到鏡子中的字會左右反轉呢?有時我們看到的字是左右反轉的,但在鏡子裡一成像,順序就對了;有時我們看到的字順序正確,但鏡子裡又反轉了!這是怎麼回事?

這是不是表明鏡子從左向右反轉了?不是的。事實上,看上圖,如果我們以這個角度看,也就是從書頁的背面看“相對論”這個詞並沒有從左向右翻,或者以任何方式翻轉。如果我們從正面看書頁呢?

字就發生了反轉,這只是我們以不同角度看“相對論”這三個字的結果,而不是鏡子成像反轉的結果,其實鏡子成像一直沒有變。改變的是我們看字的角度。

如果你拿著一個單詞對著鏡子,這樣你就可以同時看到這個單詞和它在鏡子裡的圖像,你會發現字母讀的方向是相同的,因此沒有左右翻轉。下圖就更清晰的展現了這種效果。

把一個單詞舉起來對著鏡子,這清楚地表明鏡子不是從左到右翻轉,而是從前到後翻轉。左邊都有字母“R”,右邊都是"D"。還要注意,在字母“E”上,我們可以看到“前面”這個單詞,但在鏡像字母“E”上,我們讀的是“後面”這個單詞。這表明鏡像是前後顛倒的。

其實這個現象很簡單,你拿一頁紙,在上面寫幾個字,從紙的背面看到的字就是鏡子中成的像,但鏡子中的像卻發生了前後反轉。

那為什麼生活中我們總是認為鏡子在左右反轉呢?因為我們看的都是物體的表面,而不會從物體的內部向外看,就像上圖那樣,我們從單詞後面往前看,就可以看著單詞和鏡子裡的成像並沒有左右反轉。生活中字一般都被寫在不透明的物體上,如果我們走到它後面,就看不見任何東西。

至於為什麼並不會上下顛倒,這個很好理解,因為光線總是沿著最近的路線傳播,總不會故意走遠路吧!還有如果我們把鏡子放到頭頂,那成像就會上下顛倒,這是因為,你的頭這個時候,離鏡子最近,腳離鏡子最遠。

量子科學論


這個問題我在上大學的時候就聽同學問過,當時問得我一愣一楞的,想了很就也想不出來答案,之後便放棄了思考。今天閒來無事,在網絡上搜索,正巧找到了比較完美的答案,公佈出來為仍在困惑的朋友解惑答疑。\r因為鏡子的原理是:物像對稱,以鏡面為對稱軸。 \r\r正解:其實,鏡子裡的東西交沒有左右顛倒啊。你在左手心裡寫上“左”字,右手心裡寫個“右”字,然後張開雙臂照照鏡子,就會發現“左”字還是在左邊,“右”字還是在右邊啊,並沒有左右顛倒啊。當然,你會說,為什麼“左”字是在鏡子裡那個人的右手上?這是因為鏡子裡的那個人跟你是面對面的(這個道理就不用我多講了吧,如果鏡裡那個人是背對著你,嘿嘿,你豈不是要嚇個半死),而人體又是左右對稱的,所以你如果非要把你左手的映象看成是“那個人”的右手,就會覺得“左右顛倒”了,但是請你搞明白,並不是鏡子裡的映像左右顛倒,而是因為你利用人體的左右對稱,把左手的映像“看成了”“那個人”的右手,才會得出左右顛倒的結論。其實,如果人不是左右對稱,而是上下對稱,(這並不難,你只要側身躺倒再照鏡子就行了),按你的看法,現在鏡子裡的你就是上下顛倒,左右卻沒有顛倒了,不是嗎?


美髮人的24小時程浩


有一種解釋是這樣的:

你的眼睛是左右兩隻,眼睛分左右,導致鏡子看到的自己是左右顛倒,鏡子本身不會導致左右顛倒。

假設你是躺著照鏡子,這時,眼睛是上下分佈的,你看到的自己,相對你來說,還是左右顛倒,但是如果你以站立姿勢的自己為參照,那麼,你就是上下顛倒的。

進一步說,如果是鏡子的原因導致成像左右顛倒,那我們把鏡子旋轉180度,按理說,成像就應該跟實物一致,不在是顛倒的,但我們都知道,鏡子無論怎麼旋轉,成像是不變的!

這種解釋,看起來好像是那麼一回事,但是,如果我一隻眼受傷,只能用另一隻眼睛看,此時,還是左右顛倒的啊!這又是啥情況呢?

下面,我們說說左右顛倒的本質到底是什麼。

為了方便解釋,我們建立一個O-xyz三維座標系,yOz所在的平面有一面鏡子(假設無厚度),人站在x軸(1,0,0)點。從人的角度看,y軸負方向是左,y軸正方向是右;從鏡像的角度看,y軸負方向是右,y軸正方向是左。為什麼會有左右顛倒呢?

本質在這:看方向的角度,默認圍繞z軸,旋轉了180度!明白沒有?下面有兩張圖片,可以結合圖片看。

如果我們看方向的角度是繞著y軸旋轉180度,成像就是上下顛倒。

那如果我們看方向的角度是繞著x軸旋轉180度,是不是就是前後顛倒呢?不是的噢!看看下圖,yOz面是鏡子,你在鏡子前面轉,不涉及鏡像看方向的角度!

現在明白了吧!





俗雅科學


前幾天說過,根據平面鏡成像的特點,像與物體關於鏡面對稱,所以,平面鏡成像,左右上下都沒顛倒。之所以認為左右顛倒,上下不顛倒,是參照物的問題。確定上下的參照物是地球,指向地心就是向下,反之就是向上,並且標準是唯一的。而確定左右的參照物是具體的物體,比如,確定人的左右標準是人,確定人的像的標準是像,選用了不同的標準。事實的上,人站在平面鏡前,人的左右手的像與人的左右手都在同一側。所以,沒必要糾結這個問題。

藉此機會,說點有意思的吧,跟平面鏡成像有關。2012年春晚來自寶島的魔術師劉謙表演了魔術《幻鏡》,其中有一個單元,魔術師在一張卡片上寫上自己的名字,見下圖。


接著將卡片對著鏡子,見下圖,應該沒問題,這兩個字正好是左右結構,並且是豎著書寫的。

然後,魔術師將卡片遞給主持人,主持人也像魔術師一樣,將卡片對著鏡子,見下圖。

再然後,魔術師將主持人手中的卡片平行鏡面旋轉180º,奇蹟就出現了,見下圖。

不知大家看明白沒有,這個魔術有一個明顯的漏洞,最後在鏡子中看到的簽名與魔術師現場籤的名,字跡明顯不同。但魔術師很大膽,因為觀眾很少是“最強大腦”,看到鏡中的簽名時,不會感到與最初的簽名的差別。只有將兩個截圖放到一起時,才能發現不同。那麼,卡片是在什麼時候調換的呢?大家注意一下,主持人拿卡片的方法,就是將魔術師的拿法,平行於鏡面旋轉180º。我們不妨將魔術師拿卡片在鏡前的旋轉一下,看看鏡中的像是什麼樣的?


明白了嗎,卡片換了,魔術師遞給主持人的卡片是提前寫好的,是對照著主持人的簽名在鏡中的像寫的,形狀是下圖這樣。


甜甜向上314159


照鏡子時自己看到的像上下左右所有方向都不顛倒。顛倒只是錯覺,若鏡子在你身後還左右顛倒麼?

照鏡子時看到的像左手還是在你的左邊,右手還是右邊,上邊還是上邊,下邊還是下邊。沒有一個方向是反的。

鏡子成像為大小相等,方向“相反”的虛像。這裡的相反只的是以鏡子為對稱軸在鏡子的後方成像,實物與虛像關於鏡子對稱,在紙上畫光路圖時間的口訣。並不是指上下左右方向相反。

如在下圖分析鏡子成像關係時,我們與鏡子垂直來看人像關係:“人”這張圖中手指在右邊,而“像”這張圖中手指在左邊。是這麼個左右相反的意思。


當你看一個與你面對面而立的人,中間沒有鏡子,這才是左右顛倒,但上下不顛倒。你的左手對應他的右手。而左右上下都顛倒的是我們中學物理學的“小孔成像”,小孔成像是上下左右都顛倒的比例實像。

所以鏡子成像只是與實物大小相等相對鏡子對稱(方向相反)的虛像,並不顛倒自身的方向。


ooO孫悟空Ooo


這個問題很有意思、答案可以有很多、但都不待勁!

第一、大腦神經是最大的迷團!

從光學成像來說、本來我們看到的天地夲應是顛倒的!可是、為什麼人看到的影像從不會顛倒呢?這就是大腦的神奇之處!具說、科學家做過一個試驗、用光景儀器將一個人的視角倒過來很長時間、由於大腦對萬有引力的判斷和實踐中的不方便、大腦成像系統仍然可以將你所看到的圖像倒過來!由此推測、小孩的視覺叫正也是通過相當的一段經歷才會出現的、這個經歷最大的教官就是萬有引力、如果你不調整、你幹什麼都不方便!

第二個迷團還是大腦!

因為左右是人的長期習慣下形成的、它是以鼻樑為中心分出來的、是為了在生活中更準確的定位兩隻手的不同而區別稱呼的!

三、大腦的再一個原因!

這個原因就是:你在照鏡子時又把鏡像中的人當成了一個另外的真人、然後又以真人為背景來判斷它的左右手的、所以才反了的!這個真人的認定是在長期的訓化中、以別人為例判斷識別出他人身體的左右的、因此、人的印象把鏡中人當成真人來對待了!所以在右顛倒了!謝謝各位閒聊!生活中處處是科學、只要你用心去思考!


上帝從不胡弄人


為什麼鏡子裡的成像是左右反轉而不是上下顛倒?

我們在鏡子裡看到的是物體的“鏡像”。

鏡像為什麼是“左右反轉”的呢?

其實,道理遠沒有大傢伙說的那麼複雜,也不涉及視覺形成中視網膜“顛倒”投影和次級視覺中樞的“再整合”;而是非常簡單:

鏡像就相當於你迎面遇到一個人,而這個人恰好是你自己。

這時,你可以想象一下,在你與你遇到的對面的那個你之間的中間位置“假裝”放上一面絕對平面的平面鏡,你和對面的你就形成了物體與鏡像的關係。

你對面的那個人無論是你自己還是任何其他人,你的左手恰好與他的右手側相對,反之亦然——事情就是這麼簡單。

這是為什麼呢?

平面鏡的“鏡像”實際上是物體反射的入照光線經過平面鏡再反射後在你“眼睛”中的成像

我們知道,我們看到的物體是它反射入照光線投射到我們的眼睛中形成的,如果沒有任何光照,我們的眼前將一片漆黑,看不到任何物體,包括我們自身。

我們從平面鏡中看到的物體鏡像則是物體對入照光線發射的光經過平面鏡的再次反射投射到我們眼睛中的成像。

這種鏡像也就符合物理學上光的反射原理,因此,鏡像實際上可以看成是物體在“鏡子後面相等距離位置上該物體面對面的一個自己”。

既然,鏡像就是一個面對面的自己,因此,看上去“左右反轉”而不會“上下顛倒”。

至於非平面鏡形成的鏡像原理是一樣的,只不過凸面鏡和凹面鏡對光線的反射規律與平面鏡不同,從形成的鏡像有些“失真”而已。


掙脫枷鎖的囚徒


因為鏡子的光學原理:平面成像。學過物理課的人都知道,平面鏡入射角等於反射角。

當你照鏡子時,以鏡面垂直為對稱軸。 上對上,下對下,左對左,右對右,就好像你的頭對頭腳對腳,左手對左手右手對右手,所以成像後看到是你的左右顛倒上下不會顛倒的道理。舉個例子:你在左手心拿個手機,右手拿個手機充電器,然後張開雙臂照照鏡子,就會發現“手機"還是在左邊,“充電器”還是在右邊啊,並沒有左右顛倒啊。頭搖一搖,兩隻腳動一動,上面還是頭,下面還是腳。這是因為鏡子裡的那個人跟你是面面對面,鏡子反射以鏡面垂直對稱,所以在鏡子裡看到自己就是左右顛倒了,上下並沒有顛倒。






南陽電工老王


要是平面鏡成像,都一定是利用了光的反射!
  太陽或者燈的光照射到人的身上,被反射到鏡面上(注意:這裡是漫反射,不是鏡面反射,不屬於平面鏡成像).平面鏡又將光反射到人的眼睛裡,因此我們看到了自己在平面鏡中的虛像.(這才是平面鏡對光的反射).
  照鏡子就是這樣的原理.可以說,只要利用到平面鏡,就一定是反射.

  平面鏡中的像是由光的反射光線的延長線的交點形成的,所以平面鏡中的像是虛像.虛像與物體等大,距離相等.像和物體的大小相等.所以像和物體對鏡面來說是對稱的.

懷瑾1997


理解這個問題最核心就是我們在方向上的定義,對於方向,其實在我們感官認知和物理上是有區分的,在物理上對於方向的定義其實有矢量這個來描述,但是這樣太繁雜,我們直接白話說何為左右,左右是根據前後來定義的,前是眼睛衝著的方向,反之為後;而左就是前方向的逆時針切為左,順時針切方向為右。我們在照鏡子時,光照射到鏡面上又反射回來,改變的是傳播路徑,也就是前後發生了變化,所以導致左右的參照系發生了變化,所以就會導致左右發生變化。其實本質是前後發生變化。

說完左右,再來看上下,上下是根據我們的地平面而言的,垂直於地平面指向天空的方向為上,相反為下,所以我們知道上下的定義與前後沒有關係,所以在照鏡子時改變的光的路徑只能影響左右,不能影響上下。

再專業一點的話簡單粗暴,鏡像是面對稱,而左右顛倒也是面對稱,上下顛倒是點對稱,例如我們中學學過的小孔成像就是點對稱。


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