为什么镜子中的影象可以颠倒左右,却不能颠倒上下?

来源:悟空问答 编辑: 张倩 手机版

为什么镜子中的影象可以颠倒左右,却不能颠倒上下?


由热心用户 王伟良wwl 提供的回答:

平面镜成像左右相反,而上下不反是有科学道理的,我有一个办法,让大家立马就懂,有孩子上初中的建议看下,理解后平面镜成像就不会丢分。大家知道,平面镜成的像是与物体等大等距的虚像,物体与虚像关于平面镜对称,我打个比方,大家一下就能懂了,如果不考虑像距的话,你可以把平面镜想象成一张半透明的纸,物体是一张刚刚画完油墨未干的油画,你把半透明纸按到油画上,然后拿开,半透明纸上印的画就相当于平面镜成的像,这时如果你站在半透明纸的后方看(即半透明纸和油画原画在你的同一侧),半透明纸上印的画和油画原画是完全一致的,左右上下都一致,但我们实际照镜子时,并不是站在镜子(半透明纸)的后方看,而是站在镜子(半透明纸)的前面看,物体和像在观测者的前后两侧,相当于我们人绕180度到半透明纸的正面去看那幅印出来的油画,或者相当于你把那张半透明纸水平旋转180度来看,正是由于水平旋转180度(相当于左右轴对称调换了一下),所以我们看到的像是左右相反,而上下不反。这样理解后,如果考试有考到平面镜成像看时间、数字等题目,聪明的孩子就知道把试卷水平翻转180度,从背面看时间、数字就是答案了。我女儿就是这样教会的,希望能帮到大家。


由热心用户 HyPo 提供的回答:

这个问题乍一看是十分有趣,细想又不太好回答,深刻理解后又会豁然开朗。

本来写了上千字,后来觉得还是些简单点好。

第一、我们生活在三维空间,而镜面是2维。

第二、镜面成像原理是将垂直于镜面的轴向反向!即镜面只能颠倒“前后”“左右”“上下”三个轴向中的一个!

第三、三轴体系中,锁定一个轴向,另外2轴就会联动!

第四、我们习惯于锁定上下(万恶的万有引力)。

结合以上4点:

我们在镜面前,习惯于锁定了上下,镜面将“前后”交换,则“左右”跟着“前后”联动,于是“左右”也就交换了。

如果你还觉得绕,你可以想象如下实验:我们将骰子放在镜子前,将面向镜子的那面定义为“前”,背对镜子定义为“后”,现在你会发现无论指定另外4面中的哪一面为“上”,你都会得到左右”反了。这说明,不是镜子交换了“左右”,而是我们习惯于锁定“上下”加上镜面交换“前后”,让我们认为“左右”被交换了。

把一个三维坐标系放镜子前,你就能一眼看出,镜子其实只反了一个轴!所以,镜子仅仅只交换了一个轴,是我们的对于方向的定义把“左右”和被镜面反向的“前后”联动了!

总结,就是镜面反向+人为定义,导致了镜子不反“上下”,只反“前后左右”。真实的情况是,镜子只反一个方向!


由热心用户 科学闰土 提供的回答:

站在镜子前,你会发现T恤上的文字是相反的,头发偏向了另一边,曾经的左边变成了右边,反之亦然。当你举起左手时,镜像会把它的右手举起来。然而,上还是上,下还是下,就好像镜子知道左右反转,但不知道上下反转。

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当然,情况并非如此。首先,这种选择性反转不是镜子的选择,镜子并不知道你的位置;相反,它只是简单的客观地反射光线。那么,为什么当反射光到达你眼睛里的光感受器时,你的镜像会从左到右颠倒呢。

简而言之,尽管左右两边在镜像中看起来是完全相反的,但实际上根本不是这样的。镜子既不颠倒左右,也不颠倒上下;相反,镜子只是以一种前后颠倒的方式做到这一点的,从前到后。换句话说,你的镜像在上下左右都没有被颠倒,而是沿着第三维度(镜子里外)倒转。

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从科学和物理上讲,左和右都不是表示方向的方式,因为它们完全依赖于对象的方向。例如,我的左边和站在我前面的人的左边是不同的,左和右的方向是相对于一个人所面对的方向而言的,而向上和向下的方向则不是。因此,当镜子将一个人的图像前后颠倒时,左右参照点就会改变,就好像镜子把东西从左到右颠倒了一样,但是镜子前后颠倒的变化不会影响到向上和向下。

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我们可以换另一种思考方式,用正确的方向来描述,北、南、东、西。站在镜子前,假设面向北方。用右手指向正东,镜像也会指向正东;用左手指向正西,你的倒影朝同一个方向,因为这两个方向都在平行于镜面的平面上。同样地,向上或向下指,你的倒影也会跟着做同样的动作。

但是,如果偏离镜子的平行平面,当你指向镜子(指向北方)时,镜像指向了完全相反的方向,即南方。因此,镜子不会左右颠倒,这与大多数人的想法相反;它是镜子前后颠倒的,镜像沿着垂直于镜子的轴反转。

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由热心用户 小六先生 提供的回答:

问题错了。镜子可以颠倒上下,比如镜子放在头顶

我猜题主想问的是,为什么镜子一直都可以颠倒左右。前后和上下都是有摆放条件的,才可以颠倒。但是无论怎么摆,镜子都是左右颠倒。其实这是个逻辑学问题。

因为,我们定义上下前后,有明确的参照系。头上脚下,胸前背后,唯独左右没有。(你不能说左手是左右手是右,自己不能证明自己!)无论镜子颠倒头脚胸背都不会变模糊。唯独左右定义变了。头脚胸背都沿着人体纵破面对称。假如在人体纵面插一个镜子,上下前后都不变,唯独心脏变位置了,而我们管心脏叫左边。

不管怎么插镜子。上下前后都是有条件的变或不变。而心脏,总算在变。所以上下左右有条件的才能颠倒或非颠倒,但是左右(心脏方位)总算颠倒。因为心脏不对称,确认左右方向的那个参考系不对称!

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我们定义 上下前后 都是单独的,唯独左右,是依旧上下和前后共同得出的。就好像a+b=c,c值取决于a和b,不取决于自己!所谓只要a或b变了,c必然跟着变!所以无论上下颠倒了,还是前后颠倒了,都必然带来左右颠倒。所以镜子里永远左右颠倒。


由热心用户 我就是兔斯基 提供的回答:

这个道理很简单。其实镜子中的影像没有颠倒左右。看到的镜子中的人就和你面前和你面对面的人是一样的。

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图示:照镜子

我们平时照镜子之所以能够看到自己的影像是因为我们身上的光线照射到镜子上面,形成了镜面反射。光滑的平面镜子会形成一个以镜面为对称轴和物象对称的虚像。我们在照镜子的时候,我们面对着镜子,我们身体发出的光线沿直线照射到镜子上面,又被镜子沿直线反射回来进入到我们的眼睛中,我们就看到了镜子里面的自己。

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图示:镜子中的人就像你对面的人

这个过程中,我们左手光线沿直线传播到镜子的左边,而右手光线沿直线传播到镜子的右边。因此,镜子里面的你左右没有发生变化,你的左手还是在你面对的镜子里的左边,又是还是在你面对的镜子的右边。只是镜子里面的左右手和实际的左右手是面对面的。就像你将左右手做个双手合十的动作一样,左手还是左手,右手还是右手。

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图示:凹面镜成倒立的虚像

镜子能够颠倒上下吗?有一种镜子是可以颠倒上下的。这就是凹面镜。凹面镜成的像就是倒立的虚像。这是因为凹面镜有一个焦点,所有被凹面镜反射的光线都会经过焦点,这样焦点上方过来的光线经过反射回向下经过焦点,下方过来的光线镜反射会向上经过焦点,因此就会形成一个倒立的像。如果你拿起一把勺子对着它的凹面看的话就会看到一个倒立而奇怪的你。

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图示:凹面镜光线反射

大家认为是这样吗?


由热心用户 翱翔天际315 提供的回答:

谁说不能上下颠倒,当你把头向左歪到90度看镜子,你会发现,你的右耳朵在上面,镜子里的右耳朵却在下面!是不是上下颠倒了?还有就是把镜子面朝上放到地面上,镜子里的物体就上下颠倒了,我不会科学细致的分析,只能这样简单的说了。


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由热心用户 科学探秘频道 提供的回答:

镜子成像的原理是反射光线,所以这就决定了镜子成像是一个正置的以镜面为对称面的像。这样的像,会造成我们左右翻转,而且我们无法和镜面里面的像重合。这样神奇的对称,就叫做镜面对称。

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如果想要得到上下翻转的像,那么我们可以通过小孔成像来实现。因为光线通过小孔会上下左右颠倒,所以造成了成像是上下左右反转。当然,这种成像效果就像是把一个物体翻转了180°一样。

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镜面对称也常常用于一些化学物质上。比如下面一个分子,通过镜面对称之后得出来的两个分子是不一样的,不能够重合。虽然它们的分子式一样,但是化学性质可能就会有所差别,而且如果是用作治病,那么就需要确定那个分子构型有效那个没有效果。

点击图片看大图历史上就曾经有过一个案例,一个分子就像上面一样,具有两种类型,结构式完全一样。然而其中一个构型可以治病,另外一个则对人有严重的致畸作用。最终导致很多人受害,从此之后,药物的成分控制就更加严格了。


由热心用户 假作真时真亦假 提供的回答:

你可以试一下躺着看镜子。

实际上镜子并不是左右或者上下颠倒,而是正面的复制当前位置的画面,没有什么上下左右之分,你可以平行着看,镜子的点的位置就是平行位置出现的物体位置。


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由热心用户 包容88888888 提供的回答:

看了好多人的回答,看来在高中的时候,认真的学过镜面反射原理的人还真不多。下面图可以完美的解答你所提出的问题。镜面反射的原理是入射角与反射角相同。人体作为一个光的发射源,朝镜面会发射出无数道不同方向的光线,而这些光线,只有进入人的眼睛,才能形成影像,如图所示,人的眼睛只能接收到人头向上脚向下、左右相反的光线,所以看到的就是头上脚下,左右相反的影像。


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由热心用户 宇宙探索 提供的回答:

其实无所谓为什么,真想知道为什么,自己简单地画一下物体在镜子中的成像原理,一切都清楚了,这是对“为什么”最好的解释,成像原理决定了一切,这个成像原理在我们上初中物理时就学过,也都画过,不明白的可以自己简单温习下,就会知道,无所谓“能或不能”,镜子中的影像就是那样的,不是“能不能”的问题,是平面镜成像原理决定的,本身就是那样的!

成像原理这里就不再画了,简单说就是,镜子的成像原理像盖章,你把自己想象成一个公章,把自己盖到镜子上,就是镜子里的镜像的样子!

同时,左右和上下本身就是人为自己定义的,说镜子里的影像是左右颠倒也不太严谨,我也可以说没有颠倒,镜子里你的影像的左手仍旧在左边(现实中你的左边),难道不是吗?这说明什么?上下左右的定义本身就是个人的定义,并不存在普适法则!

还有,我们都使用过手机前置像头拍过照,拍照的过程中其实就相当于镜子的作用,你会发现用前置拍出来的照片也是所谓的“左右颠倒”!这是成像原理决定的,所谓的“左右颠倒”更多的是我们主观上的一种错觉,不要认为镜子里的是真实的存在,只是一种虚像,光线的作用!

事实上,镜子里的影像也完全可以做到“上下颠倒”,把镜子平放,然后你站在镜子上,不就是“上下颠倒”了吗?你感觉镜子里的影像在倒立,这如何解释呢?

所以,不要纠结所谓的“左右上下颠倒”,这种叫法上的不严谨完全是我们主观上的一种错觉,很多时候就是这样,一个简单的问题非要搞得非常复杂,然后对这种复杂的问题进行各种复杂的分析,没有必要这样,科学需要的是简单不是复杂!

简单的处理方式就是镜子的成像原理,不是能不能“上下左右颠倒”,而是成像原理决定了一切!

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