Почему зеркало отражает

Зеркало – это удивительное изобретение, занявшее прочное место в нашей жизни. Без него невозможно рассмотреть свое лицо или оценить дорожную обстановку, находясь за рулем автомобиля. Кроме этого, отражающие поверхности применяются в дизайне интерьера, промышленности, науке, медицине. Без зеркал не существовало бы многих приборов и услуг, к которым мы привыкли.

Эволюция зеркал

На изобретение привычного нам зеркала ушли тысячелетия. Человек с незапамятных времён искал способ оценить свой внешний вид. Природа предлагала только ровную водную гладь, обсидиан и отполированную бронзу. Позднее богатые люди в качестве зеркал стали использовать куски металла, покрытые золотом, серебром или медью.

В 13 веке научились выдувать сосуды из прозрачного стекла, внутрь которых через трубочку заливали олово. Оно растекалось по поверхности стекла и застывало. Затем мастер разбивал сосуд, а его вогнутые осколки использовались в качестве зеркал. Конечно, они искажали изображение.

В 16 веке стекло научились раскатывать в плоские листы и покрывать амальгамой – сплавом из ртути и олова. Такие зеркала давали мутные отражения, а ртутные пары сильно вредили здоровью рабочих. В 19 веке зеркала стали покрывать тончайшим слоем серебра, используя метод химического осаждения. Сверху наносили защитный слой краски, чтобы серебро не тускнело при взаимодействии с воздухом.

Как устроено современное зеркало

Зеркало можно сравнить с бутербродом, где стекло это кусочек хлеба, но котором все и строится. Стекло обладает идеальной однородностью, поэтому представляет собой хорошую базу для нанесения отражающего металлического покрытия. Хорошее зеркало должно отражать более 98 % света. В сущности, любая поверхность способна отражать свет, но для лучшего результата его необходимо сфокусировать, а значит поверхность должна быть идеально отполирована. После полировки на стекло наносят отражающий слой. В наш индустриальный век больше не используют вредную амальгаму. Зеркала покрывают серебром, используя метод химического осаждения. Серебряная поверхность дает наиболее яркое отражение, но со временем тускнеет. Сейчас все больше используется метод вакуумного напыления алюминия, титана, хрома. Обратную сторону зеркала покрывают краской.

Как появляется отражение в зеркале

Ответ на этот вопрос есть в учебнике физики, закон отражения света изучают в средней школе. Свет могут отражать любые предметы, но зеркальное отражение появляется только в зеркале, потому что оно так устроено. Световой пучок проходит сквозь прозрачное стекло и достигает металлического слоя, световые волны вступают во взаимодействие со свободными электронами металла, вызывая их колебание. При этом электроны начинают излучать фотоны, которые в результате интерференции с падающим светом, создают отраженный свет. Он отражается под тем же углом, что и падающий свет. Благодаря тому, что угол падения света равен углу отражения, изображение в зеркале точно передает размер, цвет и форму.

Гладкая и ровная поверхность отражает свет лучше, чем неровная. Именно поэтому стекла для изготовления зеркал должны быть идеально ровными и отполированным. Зеркальное отражение получается, когда размер неровностей меньше длины световых волн. Шероховатая поверхность рассеивает свет, потому что она неровная. Попадая на неровности, параллельные лучи отражаются под разными углами. Поэтому саму поверхность видно, но отражения в ней нет. Например, деревянную пластину можно хорошо рассмотреть, но в ней ничего не отражается. С зеркальной поверхностью наоборот – она невидима, видно только отражение окружающего мира.

Меняет ли зеркало лево и право

Почему зеркало меняет лево и право, но не меняет верх и низ? Этот вопрос интересует многих. Если написать на бумаге слово и развернуть к зеркалу, его будет невозможно прочитать, надпись окажется перевернутой по горизонтали. Но это всего лишь иллюзия, вы сами развернули надпись, а зеркало отразило как есть. Если слово написать на прозрачном куске пластика и не разворачивать, оно отразится в зеркале правильно, слово не изменится. Зеркало показывает мир таким, каким бы мы видели его, если смотрели в обратном направлении. В нем мы видим себя как человека, который стоит напротив нас, а дальше домысливаем, что его левая рука находится напротив нашей правой. На самом деле зеркало не меняет местами ни лево и право, ни верх и низ, оно меняет перед и зад. Это легко понять если, стоя перед зеркалом, двигать предмет от себя. Наше отражение будет двигать его к нам.

Что в итоге

Тайна зеркальных отражений заключается в идеальной гладкости стекла и оптических свойствах металлов, которыми его покрывают. Дальше действуют законы физики и «свет мой зеркальце» без всяких искажений и прикрас показывает, как мы выглядим.