Τι θα βλέπατε αν μπαίνατε μέσα σε έναν σφαιρικό καθρέφτη;

Αν μπαίνατε μέσα σε έναν σφαιρικό καθρέφτη, θα βλέπατε μια απείρως μεγεθυμένη εικόνα του κεφαλιού σας.

Οι περισσότεροι άνθρωποι αγαπούν να στέκονται ανάμεσα σε δύο παράλληλους καθρέφτες όταν έχουν την ευκαιρία στο διάδρομο ενός ξενοδοχείου ή στο μπάνιο. Μπορούν να το κάνουν ακόμη και στο σπίτι τους, υποθέτοντας ότι είναι αρκετά επινοητικοί για να το κάνουν. Ο άπειρος αριθμός εικόνων που εμφανίζονται στις γυάλινες επιφάνειες είναι πραγματικά ανησυχητικός. Ανεξάρτητα από το πόσο ανησυχητικό μπορεί να είναι για έναν εσωστρεφή να βρίσκεται στο ίδιο δωμάτιο με τόσους άλλους «άνθρωπους», το φαινόμενο εξακολουθεί να είναι αινιγματικό για όλους τους άλλους!

Κανονική ημέρα για R2D2 και C3PO

Η επιστήμη πίσω από το σχηματισμό εικόνας από καθρέφτες είναι αρκετά ανεπτυγμένη και ο λόγος για τον άπειρο αριθμό εικόνων που φαίνονται σε παράλληλους κάθετους καθρέφτες είναι πολύ καλά κατανοητός. Ως εκ τούτου, είναι εύκολο να φανταστούμε στο μυαλό μας πώς είναι να το βιώνουμε αυτό, αφού τεχνικά το ΕΧΟΥΜΕ βιώσει. Ωστόσο, μπορείτε να μαντέψετε τι θα βλέπατε αν πατούσατε σε έναν τεράστιο σφαιρικό καθρέφτη;

Η διαφορά μεταξύ επίπεδων και σφαιρικών κατόπτρων

Η διαφορά οφείλεται στο γεγονός ότι, στην περίπτωση ενός σφαιρικού καθρέφτη, δεν υπάρχουν άκρες και επομένως δεν υπάρχουν όρια στο οπτικό μας πεδίο. Αυτό σημαίνει ότι το φως δεν μπορεί να αποφύγει την αντανάκλαση από την επιφάνεια του καθρέφτη και πρέπει να φτάσει στον αμφιβληστροειδή μας τελικά, ανεξάρτητα από το πού χτύπησε πρώτα την επιφάνεια του καθρέφτη. Έχοντας αυτό υπόψη, ας δούμε έναν άλλο σημαντικό παράγοντα που επηρεάζει τον τύπο σχηματισμού της εικόνας - την πηγή του φωτός.

Στους παράλληλους επίπεδους καθρέφτες, το φως από την πηγή φωτός χτυπά με ανομοιόμορφο τρόπο. Στην περίπτωση ενός «δωμάτιου» με σφαιρικό καθρέφτη, μια πηγή φωτός τοποθετημένη απευθείας στη μέση θα φωτίζει ομοιόμορφα το δωμάτιο. Φανταστείτε μια τέτοια πηγή φωτός να επιπλέει ακριβώς στη μέση του δωματίου, χωρίς κανένα εμπόδιο, όπως το σώμα μας, στο πέρασμά της. Το δωμάτιο θα φωτιζόταν ομοιόμορφα και αφού όλο το φως θα αντανακλούσε πίσω στο κέντρο, όλα θα ήταν φωτεινά μέσα στο δωμάτιο. Σε ένα πιο ρεαλιστικό σενάριο, δεδομένου ότι το φως χάνει ένα ορισμένο ποσό ενέργειας με κάθε ανάκλαση, το δωμάτιο θα αρχίσει να απορροφά ακτινοβολία και να θερμαίνεται. Εάν η σημειακή πηγή ήταν αρκετά ισχυρή, οι καθρέφτες θα ζεσταίνονταν σε τέτοιο βαθμό που θα άρχιζαν να λιώνουν. Μάλλον δεν θα θέλαμε να είμαστε κάπου κοντά σε αυτό…

Αυτός είναι επίσης ο λόγος που, εάν μια πηγή φωτός είναι ενεργοποιημένη για ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια απενεργοποιείται, το φως δεν θα «παγιδευόταν». Η ενέργειά του θα απορροφηθεί από τον καθρέφτη σε κλάσματα δευτερολέπτου, αφού αυτός είναι αρκετός χρόνος για εκατομμύρια και εκατομμύρια τέτοιες αντανακλάσεις. Αυτό το μικρό γεγονός θα μας εμπόδιζε από το να μετατραπούμε σε κεμπάπ αν μπαίναμε σε αυτό το σφαιρικό δωμάτιο και αποφασίσαμε να ανάψουμε τα φώτα.

Τώρα μπορούμε να προχωρήσουμε στην κατανόηση του τι θα βλέπατε πραγματικά αν μπαίνατε μέσα σε έναν σφαιρικό καθρέφτη τόσο ψηλό όσο οι τοίχοι του υπνοδωματίου σας.

The View Inside

Αρχικά, θα υποθέσουμε ότι το ύψος σας είναι ίσο με την ακτίνα του δωματίου, πράγμα που σημαίνει ότι το κεφάλι σας βρίσκεται ακριβώς στο κέντρο της σφαίρας εάν στέκεστε όρθια. Αυτό που θα δείτε σε εκείνο το σημείο δεν είναι απολύτως τίποτα, καθώς δεν υπάρχει πηγή φωτός. Για να το διορθώσετε, φανταστείτε μια σημειακή πηγή φωτός ακριβώς πάνω από το κεφάλι σας, η οποία θα μας έδινε την πιο εύκολα εξηγήσιμη κατάσταση.

Είναι ενδιαφέρον ότι όταν αυτή η πηγή φωτός είναι ενεργοποιημένη, το μόνο που θα έβλεπες είσαι εσύ! Εφόσον βρίσκεστε στο κέντρο της καμπυλότητας της σφαίρας, η εικόνα από το ένα μισό της σφαίρας θα δημιουργήσει μια εικόνα απευθείας στην επιφάνεια του άλλου μισού. Λόγω αυτής της τοποθέτησης, η νέα εικόνα θα μεγεθύνεται άπειρα, καλύπτοντας τα πάντα στο οπτικό σας πεδίο! Ουσιαστικά θα καταλήξετε να δείτε ένα άπειρα μεγεθυμένο κεφάλι.

Μετακίνηση από την Επιφάνεια προς το Κέντρο μέσα σε ένα Σφαιρικό Καθρέφτη. Πηγή- Vsauce

Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι αν σκύβατε αργά, το κεφάλι σας θα απομακρύνονταν αργά από το κέντρο. Σταδιακά, η μεγέθυνση του κεφαλιού σας θα μειωνόταν και θα μπορούσατε να διακρίνετε ένα ευδιάκριτο σχήμα ακριβώς από πάνω. Το περιβάλλον θα εξακολουθούσε να είναι εκτός εστίασης, αλλά το σημείο ακριβώς από πάνω θα μοιάζει όλο και περισσότερο με το κεφάλι σας. Όταν βρίσκεστε σε απόσταση εκατοστών από την επιφάνεια, θα μπορείτε να δείτε τον εαυτό σας τόσο στην επιφάνεια κάτω από εσάς όσο και στην επιφάνεια ακριβώς από πάνω σας. Δυστυχώς, το περιβάλλον θα εξακολουθούσε να μοιάζει με ένα μπερδεμένο χάος στον εγκέφαλό μας. Για να παρατηρήσετε πώς θα έμοιαζε αυτό το μπερδεμένο χάος, δείτε αυτό το βίντεο:

Ένα πράγμα που πρέπει να σημειωθεί εδώ είναι ότι η σημειακή πηγή φωτός προσθέτει συνεχώς φωτεινή ενέργεια στο δωμάτιο. Εάν ο ρυθμός της ενέργειας που προστίθεται είναι μεγαλύτερος από τον ρυθμό απορρόφησης από το σώμα, τα μάτια και τις επιφάνειες των καθρεφτών, το δωμάτιο θα γινόταν όλο και πιο φωτεινό. Για να μην συμβεί αυτό και να μαγειρευτεί, θα πρέπει να βεβαιωθούμε ότι η πηγή φωτός δεν εκπέμπει φως πιο γρήγορα από ό,τι μπορεί να χαθεί. Αν και αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα το δωμάτιο να μειωθεί κατά ένα δευτερόλεπτο, είναι πολύ καλύτερο από την εναλλακτική.

Επίσης, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα μάτια μας είναι περιορισμένα στην ικανότητά τους να επιλύουν αντικείμενα. Εάν ένα αντικείμενο είναι πολύ κοντά στο πρόσωπό μας, δεν θα μπορούσαμε καν να διακρίνουμε διαφορετικές πτυχές της εικόνας. Επομένως, δεν έχει νόημα να μεγεθύνουμε αυτήν την εικόνα πέρα ​​από ένα ορισμένο επίπεδο.

The View Inside a Cube-Shaped Mirror Room

Εάν ένα άτομο κατασκεύαζε ένα ολόκληρο δωμάτιο από επίπεδους καθρέφτες και έμπαινε μέσα, θα ίσχυαν οι ίδιοι κανόνες για την απορρόφηση της φωτεινής ενέργειας. Επιπλέον, η θέα θα ήταν πιο ευδιάκριτη και έτσι θα προκαλούσε περισσότερο δέος. Εάν βρίσκεστε μέσα σε αυτό, η θέα σας θα ήταν σαν μια όψη του εαυτού σας με καλειδοσκόπιο προς όλες τις κατευθύνσεις. Ο αριθμός των πολλαπλών ανακλάσεων που βλέπετε θα εξαρτηθεί από την ανακλαστικότητα του καθρέφτη, η οποία είναι πεπερασμένη. Ευτυχώς, αυτό μπορεί εύκολα να αποτυπωθεί φτιάχνοντας ένα κουτί από λείους επίπεδους καθρέφτες και τοποθετώντας στη συνέχεια μια κάμερα και μια πηγή φωτός μέσα στο κουτί.

Candle Light Source in a Cubical Mirror Box, Πηγή- Wikipedia