Imagem espelhada - Mirror image

Monte Hood refletido na água do Lago Mirror .

Uma imagem espelhada (em um espelho plano) é uma duplicação refletida de um objeto que parece quase idêntico, mas é invertido na direção perpendicular à superfície do espelho. Como efeito óptico , resulta do reflexo de substâncias como um espelho ou água . É também um conceito em geometria e pode ser usado como um processo de conceituação para estruturas 3-D.

Em geometria e ótica geométrica

Em duas dimensões

Na geometria , a imagem espelhada de um objeto ou figura bidimensional é a imagem virtual formada pelo reflexo em um espelho plano ; é do mesmo tamanho que o objeto original, mas diferente, a menos que o objeto ou figura tenha simetria de reflexão (também conhecida como simetria P ).

Imagens de espelho bidimensionais podem ser vistas nos reflexos de espelhos ou outras superfícies refletoras, ou em uma superfície impressa vista de dentro para fora. Se primeiro olharmos para um objeto que é efetivamente bidimensional (como a escrita em um cartão) e, em seguida, virar o cartão para um espelho, o objeto gira em um ângulo de 180º e vemos uma inversão esquerda-direita no espelho. Neste exemplo, é a mudança na orientação, e não o próprio espelho, que causa a reversão observada. Outro exemplo é quando ficamos de costas para o espelho e encaramos um objeto que está na frente do espelho. Em seguida, comparamos o objeto com seu reflexo girando-nos 180º, em direção ao espelho. Novamente percebemos uma reversão esquerda-direita devido a uma mudança em nossa orientação. Portanto, nesses exemplos, o espelho não causa realmente as reversões observadas.

Em três dimensões

Uma urna simétrica e sua imagem no espelho

O conceito de reflexão pode ser estendido a objetos tridimensionais , incluindo as partes internas, mesmo que não sejam transparentes . O termo então se relaciona com aspectos estruturais e visuais. Um objeto tridimensional é invertido na direção perpendicular à superfície do espelho. Na física, as imagens espelhadas são investigadas no assunto denominado óptica geométrica .

Na química, duas versões (isômeros) de uma molécula, uma uma "imagem no espelho" da outra, são chamadas de enantiômeros se não forem "sobreponíveis" (o termo técnico correto, embora o termo "sobreponível" também seja usado) em cada outro. Esse é um exemplo de quiralidade (química) . Em geral, um objeto e sua imagem no espelho são chamados de enantiomorfos .

Se um ponto de um objeto tem coordenadas ( x , y , z ), então a imagem desse ponto (conforme refletido por um espelho no plano y , z ) tem coordenadas (- x , y , z ). Assim, a reflexão é uma reversão do eixo de coordenadas perpendicular ( normal ) à superfície do espelho. Embora um espelho plano inverta um objeto apenas na direção normal à superfície do espelho, geralmente há uma percepção de uma reversão esquerda-direita. Portanto, a reversão é chamada de "inversão lateral". A percepção de uma inversão esquerda-direita é provavelmente porque a esquerda e a direita de um objeto são definidas por seu topo e frente percebidos, mas ainda há algum debate sobre a explicação entre os psicólogos. A psicologia da inversão percebida da esquerda para a direita é discutida em "Muito barulho sobre os espelhos", do Professor Michael Corballis (ver "links externos", abaixo).

Reflexão em um espelho faz resultado em uma mudança na quiralidade , mais especificamente de um a um sistema canhoto coordenada (ou vice-versa) destro. Como consequência, se alguém olhar em um espelho e permitir que dois eixos (cima-baixo e frente-trás) coincidam com os do espelho, isso dá uma inversão do terceiro eixo (esquerda-direita).

Se uma pessoa ficar de lado em um espelho, a esquerda e a direita serão invertidas diretamente pelo espelho, porque o eixo esquerda-direita da pessoa é normal ao plano do espelho. No entanto, é importante entender que sempre existem apenas dois enantiomorfos, o objeto e sua imagem. Portanto, não importa como o objeto está orientado para o espelho, todas as imagens resultantes são fundamentalmente idênticas (como o professor Corballis explica em seu artigo "Muito barulho sobre espelhos", mencionado acima).

Na foto da montanha refletida no lago (foto superior direita), a reversão normal para a superfície refletora é óbvia. Observe que não há front-back ou left-right óbvio da montanha. No exemplo da urna e do espelho (fotografia à direita), a urna é bastante simétrica frente-verso (e esquerda-direita). Portanto, nenhuma reversão óbvia de qualquer tipo pode ser vista na imagem espelhada da urna.

Uma imagem espelhada parece mais obviamente tridimensional se o observador se mover ou se a imagem for visualizada com a visão binocular . Isso ocorre porque a posição relativa dos objetos muda conforme a perspectiva do observador muda, ou é vista de forma diferente com cada olho.

Olhar através de um espelho de diferentes posições (mas necessariamente com o ponto de observação restrito à metade do espaço de um lado do espelho) é como olhar a imagem espelhada 3D do espaço; sem outros espelhos, apenas a imagem espelhada da metade do espaço antes do espelho é relevante; se houver outro espelho, a imagem espelhada da outra metade do espaço também será.

Efeito do espelho na iluminação da cena

Um espelho não produz apenas uma imagem do que estaria lá sem ele; também muda a distribuição da luz na metade do espaço na frente e atrás do espelho. Um espelho pendurado na parede torna o ambiente mais claro porque fontes de luz adicionais aparecem na imagem do espelho. No entanto, o aparecimento de luz adicional não viola o princípio de conservação da energia , porque parte da luz não chega mais atrás do espelho, pois o espelho simplesmente redireciona a energia luminosa. Em termos de distribuição de luz, a imagem no espelho virtual tem a mesma aparência e o mesmo efeito que um meio-espaço real simetricamente arranjado atrás de uma janela (em vez do espelho). As sombras podem se estender do espelho até a metade do espaço anterior e vice-versa.

Escrita de espelho

A palavra "FOGO" e sua imagem espelhada são exibidas na frente deste carro de bombeiros

Na escrita espelhada, um texto é deliberadamente exibido em imagem espelhada, para ser lido através de um espelho. Por exemplo, veículos de emergência, como ambulâncias ou carros de bombeiros, usam imagens espelhadas para serem lidas no espelho retrovisor do motorista . Alguns cinemas também tiram proveito da escrita em espelho em um sistema de legenda de janela traseira usado para ajudar pessoas com deficiência auditiva a assistirem ao filme.

Sistemas de espelhos

No caso de dois espelhos, em planos com um ângulo α, olhar através de ambos do setor que é a intersecção dos dois meios-espaços, é como olhar para uma versão do mundo girada por um ângulo de 2α; os pontos de observação e direções de observação a que isto se aplica correspondem aos de olhar através de uma moldura como a do primeiro espelho, e uma moldura da imagem espelhada em relação ao primeiro plano, do segundo espelho. Se os espelhos têm bordas verticais, então a borda esquerda do campo de visão é o plano através da borda direita do primeiro espelho e a borda do segundo espelho que está à direita quando vista diretamente, mas à esquerda no espelho imagem.

No caso de dois espelhos paralelos, olhar através de ambos ao mesmo tempo é como olhar para uma versão do mundo que se traduz pelo dobro da distância entre os espelhos, na direção perpendicular a eles, longe do observador. Como o plano do espelho para o qual se olha diretamente está além do outro espelho, sempre se olha em um ângulo oblíquo, e a translação que acabamos de mencionar não tem apenas um componente afastado do observador, mas também um componente perpendicular. A vista transladada também pode ser descrita por uma translação do observador na direção oposta. Por exemplo, com um periscópio vertical , o deslocamento do mundo é para longe do observador e para baixo, tanto pelo comprimento do periscópio, mas é mais prático considerar o deslocamento equivalente do observador: para cima e para trás.

Também é possível criar um espelho não reversível , colocando dois primeiros espelhos de superfície a 90º para dar uma imagem que não é reversa.

Veja também

Referências

links externos