左右相反嗎?

左右相反嗎?

目的 

探討平常我們照鏡子時的對稱問題。

 

實驗 

實驗:當我們照鏡子(平面鏡)時常常會說鏡子裡的人像是左右相反,請你仔細思考一下,真的是這樣嗎?以下有幾個答案再給你選。

(A)上下顛倒、(B)左右相反、(C)前後相反、(D)以上皆非

接下來請看以下演示。

 

 

原理思考 

鏡中的座標軸為何不是左右相反?

 

1.所有人都可以確定鏡中的像不會是上下顛倒,那麼為何我們平常照鏡子時都會覺得是左右相反?這是因為人的幾何形狀是左右對稱並加上眼睛也是左右對稱的關係,且照鏡子時是面對面的情形,所以就會想像宛如有一個人在鏡子的另一端,當我們動右手時,鏡中的那個人就必須動左手才會與我們同步,因此才會覺得鏡中的相是左右相反。
2. 此那鏡中座標軸問何看起來是前後相反呢?透過鏡子外面的另一個座標軸作比較時可以發現,鏡中X、Y兩個座標軸的像都與實體座標軸同一方向,但是實體與鏡中的Z軸卻是相反方向。Z軸在我們的描述下是前後關係,所以實體物與鏡中的像是呈現前後方向相反,而不是左右相反! 

 

討論 

1.那為何我們在照鏡子時看不到前後相反的現像?

2.我們常用的印章為何刻成左右相反?

 

1.因為光是以直線方式前進,頭的後方部分被臉部檔住了,所以就無法看到頭部後方。

2.還是因為眼睛是左右對稱和觀察印章和蓋出來的文字時的觀察位置不同之故。我們先將印章固定在某一位置,此時眼睛由Z方向朝-Z方向觀看時可以看到印章上面的文字是左右相反;但是觀看蓋出來的印章文字時眼睛是則需由-Z方向朝Z方向觀看才能看到,且為正常文字,參考圖一。
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參考資料 

“Fundamentals of Physics Extended “,Fifth Edition., John Wesley & Sons, INC 1997, U.S.A., CH35.Hallday, Resnick, Walker

PERVERTED IMAGE – AXES IN MIRROR (University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)

 

製作 

杜宗勳

 

指導老師 

朱慶琪

 

撰稿 

杜宗勳