Зеркало

Акустическое зеркало высотой 4,5 метра (15 футов) возле Килнси- Грейндж, Восточный Йоркшир, Великобритания, времен Первой мировой войны . Зеркало усиливало звук приближающихся вражеских дирижаблей для микрофона, расположенного в фокусе . Звуковые волны намного длиннее световых, поэтому объект создает диффузные отражения в зрительном спектре.

Зеркало , также известное как зеркало , представляет собой объект, отражающий изображение . Свет, отражающийся от зеркала, покажет изображение всего, что находится перед ним, если сфокусироваться через линзу глаза или камеру. Зеркала меняют направление изображения под равным, но противоположным углом, под которым на него падает свет. Это позволяет зрителю видеть себя или объекты позади себя или даже объекты, находящиеся под углом от него, но вне его поля зрения, например, за углом. Природные зеркала существовали с доисторических времен, например, на поверхности воды, но люди на протяжении тысячелетий производили зеркала из различных материалов, таких как камень, металлы и стекло. В современных зеркалах часто используются такие металлы, как серебро или алюминий , из-за их высокой отражательной способности , которые наносятся тонким слоем на стекло из-за его естественно гладкой и очень твердой поверхности.

Зеркало – это отражатель волн . Свет состоит из волн, и когда световые волны отражаются от плоской поверхности зеркала, эти волны сохраняют ту же степень кривизны и сходимости в том же, но противоположном направлении, что и исходные волны. Это позволяет волнам формировать изображение, когда они фокусируются через линзу, как если бы волны исходили со стороны зеркала. Свет также можно представить в виде лучей (воображаемых линий, исходящих от источника света, которые всегда перпендикулярны волнам). Эти лучи отражаются под равным, но противоположным углом, под которым они падают на зеркало (падающий свет). Это свойство, называемое зеркальным отражением , отличает зеркало от объектов, которые рассеивают свет, разбивая волну и рассеивая ее во многих направлениях (например, плоская белая краска). Таким образом, зеркалом может быть любая поверхность, текстура или шероховатость которой меньше (более гладкая), чем длина волны .

Глядя в зеркало, человек увидит зеркальное или отраженное изображение предметов окружающей среды, образованное излучаемым или рассеянным ими светом и отраженным зеркалом в сторону своих глаз. Этот эффект создает иллюзию, что эти объекты находятся за зеркалом или (иногда) перед ним . Если поверхность не плоская, зеркало может вести себя как отражающая линза . Плоское зеркало дает реалистичное неискаженное изображение, тогда как изогнутое зеркало может искажать, увеличивать или уменьшать изображение различными способами, сохраняя при этом линии, контрастность , резкость , цвета и другие свойства изображения.

Зеркало обычно используется для осмотра себя, например, во время ухода за собой ; отсюда и старомодное название «зазеркалье». ^[1] Это использование, которое восходит к доисторическим временам, ^[2] частично совпадает с использованием в отделке и архитектуре . Зеркала также используются для просмотра других предметов, которые не видны напрямую из-за препятствий; примеры включают зеркала заднего вида в транспортных средствах, охранные зеркала внутри или вокруг зданий и зеркала стоматолога . Зеркала также используются в оптических и научных приборах, таких как телескопы , лазеры , камеры , перископы и промышленное оборудование.

Согласно суевериям , разбитое зеркало приносит семь лет неудач . ^[3]

Термины «зеркало» и «рефлектор» можно использовать для объектов, отражающих любые другие типы волн. Акустическое зеркало отражает звуковые волны. Такие объекты, как стены, потолки или естественные скальные образования, могут создавать эхо , и эта тенденция часто становится проблемой в акустической инженерии при проектировании домов, аудиторий или студий звукозаписи. Акустические зеркала могут использоваться в таких приложениях, как параболические микрофоны , исследования атмосферы , гидролокаторы и картографирование морского дна . ^[4] Атомное зеркало отражает волны материи и может использоваться для атомной интерферометрии и атомной голографии .

История

Слева: бронзовое зеркало, Новое царство Египта , Восемнадцатая династия , 1540–1296 гг. до н. э., Художественный музей Кливленда (США)
. Справа: сидящая женщина, держащая зеркало; Древнегреческий аттический краснофигурный лекит работы художника Сабурова, ок. 470–460 до н.э., Национальный археологический музей, Афины (Греция).

Предыстория

Первыми зеркалами, которыми пользовался человек, скорее всего, были лужи со стоячей водой или блестящие камни. ^[5] Требования для изготовления хорошего зеркала — это поверхность с очень высокой степенью плоскостности ( желательно, но не обязательно с высокой отражательной способностью ) и шероховатостью поверхности, меньшей, чем длина волны света.

Самые ранние изготовленные зеркала представляли собой куски полированного камня, такого как обсидиан , вулканическое стекло природного происхождения . ^[6] Примеры обсидиановых зеркал, найденных в Анатолии (современная Турция), датируются примерно 6000 годом до нашей эры. ^[7] Зеркала из полированной меди изготавливались в Месопотамии с 4000 г. до н.э., ^[7] и в Древнем Египте примерно с 3000 г. до н.э. ^[8] Полированные каменные зеркала из Центральной и Южной Америки датируются примерно 2000 годом до нашей эры. ^[7]

Бронзовый век до раннего средневековья

К бронзовому веку большинство культур использовали зеркала, сделанные из полированных дисков из бронзы , меди , серебра или других металлов. ^[6]^[9] Жители Кермы в Нубии были опытными в изготовлении зеркал. Остатки их бронзовых печей были найдены в храме Кермы. ^[10] В Китае бронзовые зеркала производились примерно с 2000 года до н. э., ^[11] одни из самых ранних образцов бронзы и меди были произведены культурой Цицзя . Такие металлические зеркала оставались нормой вплоть до греко-римской античности и на протяжении всего средневековья в Европе . ^[12] Во времена Римской империи серебряные зеркала широко использовались слугами. ^[13]

Зеркальный металл — это сплав меди и олова с высокой отражающей способностью , который использовался для изготовления зеркал еще пару столетий назад. ^{[ когда? ]}^{[ неопределенно ]} Такие зеркала, возможно, возникли в Китае и Индии. ^[14] Зеркала из зеркального металла или любого драгоценного металла было трудно производить, и они принадлежали только богатым. ^[15]

Обычные металлические зеркала тускнели и требовали частой полировки. Бронзовые зеркала имели низкую отражательную способность и плохую цветопередачу , а каменные зеркала в этом отношении были гораздо хуже. ^[16]^{: стр.11} Эти недостатки объясняют упоминание Нового Завета в 1 Коринфянам 13 о том, чтобы видеть «как в зеркале, в темноте».

Греческий философ Сократ призывал молодых людей смотреть на себя в зеркала, чтобы, если они красивы, они стали достойными своей красоты, а если они некрасивы, то умели скрыть свой позор посредством учености. ^[16]^{: стр. 106}

Стекло начали использовать для изготовления зеркал в I веке нашей эры , с развитием натриево-известкового стекла и выдувания стекла . ^[17] Римский ученый Плиний Старший утверждает, что ремесленники в Сидоне (современный Ливан ) производили стеклянные зеркала, покрытые с обратной стороны свинцом или сусальным золотом . Металл обеспечивал хорошую отражательную способность, а стекло обеспечивало гладкую поверхность и защищало металл от царапин и потускнения. ^[18]^[19]^[20]^[16]^{: стр. 12}^[21] Однако археологических свидетельств существования стеклянных зеркал до третьего века не существует. ^[22]

Эти ранние стеклянные зеркала изготавливались путем выдувания стеклянного пузыря, а затем отрезания небольшого круглого сечения диаметром от 10 до 20 см . Их поверхность была либо вогнутой, либо выпуклой, а недостатки имели тенденцию искажать изображение. Зеркала со свинцовым покрытием были очень тонкими, чтобы предотвратить растрескивание под воздействием тепла расплавленного металла. ^[16]^{: с.10} Из-за низкого качества, дороговизны и малых размеров стеклянных зеркал цельнометаллические зеркала (преимущественно стальные) оставались в обиходе до конца XIX века. ^[16]^{: стр. 13}

Металлические зеркала с серебряным покрытием были разработаны в Китае еще в 500 году нашей эры. Голый металл покрывали амальгамой , а затем нагревали до тех пор, пока ртуть не выкипела. ^[23]

Средневековье и Возрождение

Эволюция стеклянных зеркал в средние века последовала за усовершенствованием технологии изготовления стекла . Производители стекла во Франции изготавливали плоские стеклянные пластины, выдувая стеклянные пузыри, быстро вращая их, чтобы сплющить, и вырезая из них прямоугольники. Лучший метод, разработанный в Германии и усовершенствованный в Венеции к 16 веку, заключался в том, чтобы выдуть стеклянный цилиндр, отрезать концы, разрезать его по длине и развернуть на плоскую горячую тарелку. ^[16]^{: стр.11} Венецианские стеклодувы также использовали свинцовое стекло для зеркал из-за его кристальной прозрачности и простоты обработки. К 11 веку стеклянные зеркала производились в мавританской Испании . ^[24]

В эпоху раннего европейского Возрождения была разработана техника огневого золочения для получения ровного и высокоотражающего оловянного покрытия для стеклянных зеркал. Задняя часть стекла была покрыта амальгамой олова и ртути, а затем ртуть испарялась при нагревании куска. Этот процесс вызвал меньший тепловой удар по стеклу, чем старый метод с использованием расплавленного свинца. ^[16]^{: стр.16} Дата и место открытия неизвестны, но к 16 веку Венеция была центром производства зеркал с использованием этой техники. Эти венецианские зеркала имели площадь до 40 дюймов (100 см).

На протяжении столетия Венеция сохраняла монополию на технику изготовления амальгамы олова. Венецианские зеркала в богато украшенных рамах служили роскошным украшением дворцов по всей Европе и стоили очень дорого. Например, сообщалось, что в конце семнадцатого века графиня де Фиеск обменяла целую пшеничную ферму на зеркало, посчитав это выгодной сделкой. ^[25] Однако к концу того столетия секрет был раскрыт в результате промышленного шпионажа. Французские мастерские преуспели в крупномасштабной индустриализации этого процесса, в конечном итоге сделав зеркала доступными для масс, несмотря на токсичность паров ртути. ^[26]

Индустриальная революция

Изобретение ленточной машины в конце промышленной революции позволило производить современные стеклянные панели в больших количествах. ^[16] Фабрика Сен-Гобен , основанная по королевской инициативе во Франции, была важным производителем, а также большое значение имело богемское и немецкое стекло, часто довольно дешевое.

Изобретение зеркала из посеребренного стекла приписывают немецкому химику Юстусу фон Либиху в 1835 году. ^[27] Его процесс мокрого осаждения включал осаждение тонкого слоя металлического серебра на стекло посредством химического восстановления нитрата серебра . Этот процесс серебрения был адаптирован для массового производства и привел к большей доступности доступных зеркал.

Современные технологии

Зеркала часто производятся путем мокрого осаждения серебра, а иногда и никеля или хрома (последний чаще всего используется в автомобильных зеркалах) посредством гальваники непосредственно на стеклянную подложку. ^[28]

Стеклянные зеркала для оптических приборов обычно производятся методами вакуумного напыления . Эти методы можно отнести к наблюдениям в 1920-х и 1930-х годах, когда металл выбрасывался из электродов газоразрядных ламп и конденсировался на стеклянных стенках, образуя зеркальное покрытие. Явление, называемое распылением , превратилось в промышленный метод нанесения металлических покрытий с развитием полупроводниковой технологии в 1970-х годах.

Аналогичное явление наблюдалось и с лампами накаливания : металл в горячей нити накала медленно сублимировался и конденсировался на стенках лампы. Это явление было развито Полем и Прингсхаймом в методе напыления покрытия в 1912 году . Джон Д. Стронг использовал напыление для изготовления первых зеркал телескопа с алюминиевым покрытием в 1930-х годах. ^[29] Первое диэлектрическое зеркало было создано в 1937 году Аувартером с использованием испаренного родия . ^[17]

Металлическое покрытие стеклянных зеркал обычно защищается от истирания и коррозии нанесенным поверх него слоем краски. Зеркала для оптических приборов часто имеют металлический слой на передней стороне, поэтому свету не приходится пересекать стекло дважды. В этих зеркалах металл может быть защищен тонким прозрачным покрытием из неметаллического ( диэлектрического ) материала. Первое металлическое зеркало с диэлектрическим покрытием из диоксида кремния было создано Хассом в 1937 году. В 1939 году в компании Schott Glass Вальтер Геффкен изобрел первые диэлектрические зеркала с использованием многослойных покрытий. ^[17]

Горящие зеркала

Греки классической античности были знакомы с использованием зеркал для концентрации света. Параболические зеркала были описаны и изучены математиком Диоклом в его работе «О горящих зеркалах» . ^[30]Птолемей провел ряд экспериментов с изогнутыми полированными железными зеркалами, ^[2]^{: стр.64} и обсуждал плоские, выпуклые сферические и вогнутые сферические зеркала в своей «Оптике» . ^[31]

Параболические зеркала были также описаны математиком Халифата Ибн Салем в десятом веке. ^[32] Ученый Ибн аль-Хайсам обсуждал вогнутые и выпуклые зеркала как цилиндрической, так и сферической геометрии , ^[33] провел ряд экспериментов с зеркалами и решил проблему поиска точки на выпуклом зеркале, в которую приходит луч. из одной точки отражается в другую точку. ^[34]

Виды зеркал

Изогнутое зеркало в музее Universum в Мехико. Изображение распадается на выпуклые и вогнутые кривые.

Зеркала можно классифицировать по-разному; в том числе по форме, опоре, светоотражающим материалам, методам изготовления и предполагаемому применению.

По форме

Типичными формами зеркал являются плоские и изогнутые зеркала.

Поверхность изогнутых зеркал часто представляет собой часть сферы . Зеркала, предназначенные для точной концентрации параллельных лучей света в точку, вместо этого обычно изготавливаются в форме параболоида вращения ; они используются в телескопах (от радиоволн до рентгеновских лучей), в антеннах для связи с вещательными спутниками и в солнечных печах . Вместо этого можно использовать сегментированное зеркало, состоящее из нескольких плоских или изогнутых зеркал, правильно расположенных и ориентированных .

Зеркала, предназначенные для концентрации солнечного света на длинной трубе, могут представлять собой круглый цилиндр или параболический цилиндр . ^[35]

По конструкционному материалу

Наиболее распространенным конструкционным материалом для зеркал является стекло из-за его прозрачности, простоты изготовления, жесткости, твердости и способности принимать гладкую поверхность.

Посеребренные зеркала сзади

Наиболее распространенные зеркала состоят из пластины прозрачного стекла с тонким отражающим слоем на обратной стороне (стороне, противоположной падающему и отраженному свету), покрытой покрытием, которое защищает этот слой от истирания, потускнения и коррозии . Стекло обычно представляет собой натриево-известковое стекло, но для декоративных эффектов можно использовать свинцовое стекло, а для определенных целей можно использовать другие прозрачные материалы. ^{[ нужна цитата ]}

Вместо стекла можно использовать пластину из прозрачного пластика для облегчения веса или ударопрочности. Альтернативно, к передней и/или задней поверхности зеркала можно приклеить гибкую прозрачную пластиковую пленку, чтобы предотвратить травмы в случае разбития зеркала. Надписи или декоративные рисунки могут быть напечатаны на лицевой стороне стекла или сформированы на отражающем слое. Лицевая поверхность может иметь антибликовое покрытие . ^{[ нужна цитата ]}

Передние посеребрённые зеркала

Зеркала, отражающие лицевую поверхность (с той же стороны падающего и отраженного света), могут быть изготовлены из любого жесткого материала. ^[36] Поддерживающий материал не обязательно должен быть прозрачным, но в зеркалах телескопов все равно часто используется стекло. Часто поверх отражающего слоя добавляется защитное прозрачное покрытие, чтобы защитить его от истирания, потускнения и коррозии или для поглощения волн определенной длины. ^[37]

Гибкие зеркала

Тонкие гибкие пластиковые зеркала иногда используются в целях безопасности, поскольку они не могут разбиться или образовать острые хлопья. Их плоскостность достигается за счет натяжки на жесткий каркас. Обычно они состоят из слоя напыленного алюминия между двумя тонкими слоями прозрачного пластика. ^{[ нужна цитата ]}

По светоотражающему материалу

В обычных зеркалах отражающий слой обычно представляет собой какой-либо металл, например серебро, олово , никель или хром , нанесенный мокрым способом; или алюминий, ^[28]^[38] нанесенный методом напыления или испарения в вакууме. Отражающий слой также может быть изготовлен из одного или нескольких слоев прозрачных материалов с подходящими показателями преломления .

Конструкционным материалом может быть металл, и в этом случае отражающим слоем может быть только его поверхность. Металлические вогнутые антенны часто используются для отражения инфракрасного света (например, в обогревателях ) или микроволн (как в антеннах спутникового телевидения). Телескопы из жидкого металла используют поверхность жидкого металла, например ртути.

Зеркала, которые отражают только часть света и пропускают часть остального, могут быть изготовлены из очень тонких металлических слоев или подходящих комбинаций диэлектрических слоев. Обычно они используются в качестве светоделителей . В частности, дихроичное зеркало имеет поверхность, которая отражает определенные длины волн света, пропуская при этом волны других длин волн. Холодное зеркало — это дихроичное зеркало, которое эффективно отражает весь спектр видимого света , пропуская при этом инфракрасные волны. Горячее зеркало действует наоборот: оно отражает инфракрасный свет, пропуская при этом видимый свет. Дихроичные зеркала часто используются в качестве фильтров для удаления нежелательных компонентов света в камерах и измерительных приборах.

В рентгеновских телескопах рентгеновские лучи отражаются от высокоточной металлической поверхности почти под углами скольжения, и отражается лишь небольшая часть лучей. ^[39] В летающих релятивистских зеркалах, разработанных для рентгеновских лазеров , отражающая поверхность представляет собой сферическую ударную волну (следную волну), создаваемую в плазме низкой плотности очень интенсивным лазерным импульсом и движущуюся с чрезвычайно высокой скоростью. ^[40]

Нелинейно-оптические зеркала

Фазосопрягающее зеркало использует нелинейную оптику для обращения разности фаз между падающими лучами. Такие зеркала можно использовать, например, для когерентной комбинации лучей. Полезными приложениями являются самонаведение лазерных лучей и коррекция атмосферных искажений в системах визуализации. ^[41]^[42]^[43]

Физические принципы

Когда достаточно узкий луч света отражается в точке поверхности, направление нормали к поверхности будет биссектрисой угла, образованного двумя лучами в этой точке. То есть вектор направления к источнику падающих лучей, вектор нормали и вектор направления отраженного луча будут копланарны , а угол между и будет равен углу падения между и , но противоположного знака. ^[44] ${\vec {n}}$ ${\vec {u}}$ ${\vec {n}}$ ${\vec {v}}$ ${\vec {n}}$ ${\vec {v}}$ ${\vec {n}}$ ${\vec {u}}$

Это свойство можно объяснить физикой плоской электромагнитной волны , которая падает на плоскую поверхность, являющуюся электропроводной , или на поверхность, где скорость света резко меняется, например, между двумя материалами с разными показателями преломления.

Когда параллельные лучи света отражаются от плоской поверхности, отраженные лучи также будут параллельны.
Если отражающая поверхность вогнутая, отраженные лучи будут сходящимися , по крайней мере, в некоторой степени и на некотором расстоянии от поверхности.
С другой стороны, выпуклое зеркало будет отражать параллельные лучи в расходящихся направлениях.

Точнее, вогнутое параболическое зеркало (поверхность которого является частью параболоида вращения) будет отражать лучи, параллельные его оси , в лучи, проходящие через его фокус . И наоборот, параболическое вогнутое зеркало будет отражать любой луч, исходящий из его фокуса, в направлении, параллельном его оси. Если вогнутая зеркальная поверхность является частью вытянутого эллипсоида , она будет отражать любой луч, идущий из одного фокуса, в другой фокус. ^[44]

С другой стороны, выпуклое параболическое зеркало будет отражать лучи, параллельные его оси, в лучи, которые кажутся исходящими из фокуса поверхности позади зеркала. И наоборот, он будет отражать входящие лучи, сходящиеся к этой точке, в лучи, параллельные оси. Выпуклое зеркало, являющееся частью вытянутого эллипсоида, будет отражать лучи, сходящиеся к одному фокусу, в расходящиеся лучи, которые кажутся исходящими из другого фокуса. ^[44]

Сферические зеркала не отражают параллельные лучи от лучей, которые сходятся или расходятся из одной точки, или наоборот, из-за сферической аберрации . Однако сферическое зеркало, диаметр которого достаточно мал по сравнению с радиусом сферы, будет вести себя очень похоже на параболическое зеркало, ось которого проходит через центр зеркала и центр этой сферы; так что сферические зеркала могут заменить параболические во многих приложениях. ^[44]

Аналогичная аберрация возникает с параболическими зеркалами, когда падающие лучи параллельны между собой, но не параллельны оси зеркала, или расходятся от точки, которая не является фокусом - как при попытке сформировать изображение объекта, находящегося рядом с зеркалом. или охватывает широкий угол, если смотреть с него. Однако эта аберрация может быть достаточно малой, если изображение объекта находится достаточно далеко от зеркала и охватывает достаточно малый угол вокруг его оси. ^[44]

Зеркальные изображения

Зеркала отражают изображение наблюдателю. Однако, в отличие от проецируемого изображения на экране, на поверхности зеркала изображения фактически не существует. Например, когда два человека смотрят друг на друга в зеркало, оба видят разные изображения на одной и той же поверхности. Когда световые волны сходятся через хрусталик глаза, они интерферируют друг с другом, образуя изображение на поверхности сетчатки , а поскольку оба зрителя видят волны, идущие с разных направлений, каждый видит разное изображение в одном и том же зеркале. Таким образом, изображения, наблюдаемые в зеркале, зависят от угла наклона зеркала по отношению к глазу. Угол между объектом и наблюдателем всегда в два раза больше угла между глазом и нормалью или направления, перпендикулярного поверхности. Это позволяет животным с бинокулярным зрением видеть отраженное изображение с восприятием глубины и в трех измерениях.

Зеркало формирует виртуальное изображение всего, что находится под углом, противоположным зрителю, а это означает, что объекты на изображении кажутся существующими на прямой видимости — за поверхностью зеркала — на равном расстоянии от их положения перед зеркалом. зеркало. Объекты позади наблюдателя или между наблюдателем и зеркалом отражаются обратно к наблюдателю без какого-либо фактического изменения ориентации; световые волны просто меняются местами в направлении, перпендикулярном зеркалу. Однако, когда зритель смотрит на объект и зеркало находится под углом между ними, изображение кажется перевернутым на 180 ° в направлении угла. ^[45]

Объекты, рассматриваемые в (плоском) зеркале, будут казаться перевернутыми в поперечном направлении (например, если поднять правую руку, левая рука изображения будет казаться поднятой в зеркале), но не перевернутой вертикально (на изображении голова человека все еще появляется выше). их тело). ^[46] Однако на самом деле зеркало не «меняет местами» лево и право, как и верх и низ. Зеркало меняется местами спереди и сзади. Точнее, он переворачивает объект в направлении, перпендикулярном зеркальной поверхности (нормали), выворачивая трехмерное изображение наизнанку (так же, как перчатку, сорванную с руки, можно вывернуть наизнанку, превратив левую перчатку в правая перчатка или наоборот). Когда человек поднимает левую руку, реальная левая рука поднимается перед зеркалом, но создается иллюзия поднятия правой руки, потому что воображаемый человек в зеркале буквально вывернут наизнанку, рука и все такое. Если человек стоит к зеркалу боком, зеркало действительно меняет местами левую и правую руки, то есть объекты, которые физически ближе к зеркалу, всегда кажутся ближе в виртуальном изображении, а объекты, находящиеся дальше от поверхности, всегда кажутся симметрично дальше. далеко независимо от угла.

Глядя на свое изображение с перевернутой осью вперед-назад, вы воспринимаете изображение с перевернутой осью влево-вправо. При отражении в зеркале правая рука человека остается прямо напротив его настоящей правой руки, но сознанием она воспринимается как левая рука на изображении. Когда человек смотрит в зеркало, изображение на самом деле перевернуто вперед-назад (наизнанку), что является эффектом, похожим на иллюзию полой маски . Обратите внимание, что зеркальное изображение принципиально отличается от объекта (наизнанку) и не может быть воспроизведено простым вращением объекта. Говорят, что объект и его зеркальное отражение хиральны .

Для вещей, которые можно рассматривать как двумерные объекты (например, текст), переворот вперед-назад обычно не может объяснить наблюдаемый переворот. Изображение — это двумерное представление трехмерного пространства, и поскольку оно существует в двухмерной плоскости , изображение можно рассматривать спереди или сзади. Точно так же, как текст на листе бумаги выглядит перевернутым, если его поднести к свету и смотреть сзади, текст, обращенный к зеркалу, будет казаться перевернутым, поскольку изображение текста по-прежнему обращено от наблюдателя. Другой способ понять инверсии, наблюдаемые в изображениях объектов, которые фактически являются двухмерными, заключается в том, что инверсия левого и правого в зеркале связана с тем, как люди воспринимают свое окружение. Отражение человека в зеркале кажется реальным человеком, смотрящим на него, но для того, чтобы этот человек действительно посмотрел на себя (т. е. близнецов), нужно физически повернуться лицом к другому, что приведет к фактической смене правого и левого. Зеркало создает иллюзию перестановки левого и правого места, поскольку левое и правое не поменялись местами, когда кажется, что изображение повернулось лицом к зрителю. Эгоцентрическая навигация зрителя (влево и вправо по отношению к точке зрения наблюдателя; т. е.: «моя левая...») бессознательно заменяется его аллоцентрической навигацией (влево и вправо, поскольку это соотносится с чужой точкой зрения; «... ваше право») при обработке виртуального образа видимого человека за зеркалом. Аналогичным образом, текст, просматриваемый в зеркале, должен быть физически повернут лицом к наблюдателю и от поверхности, фактически меняя местами лево и право, чтобы его можно было прочитать в зеркале. ^[45]

Оптические свойства

Отражательная способность

Отражательная способность зеркала определяется процентом отраженного света от общего количества падающего света. Отражательная способность может меняться в зависимости от длины волны. Весь или часть неотраженного света поглощается зеркалом , хотя в некоторых случаях его часть может также проходить сквозь него. Хотя некоторая небольшая часть света будет поглощаться покрытием, отражательная способность зеркал с первой поверхностью обычно выше, что устраняет как потери на отражение, так и на поглощение подложки.

Отражательная способность часто определяется типом и толщиной покрытия. Когда толщина покрытия достаточна для предотвращения передачи, все потери происходят за счет поглощения. Алюминий тверже, дешевле и более устойчив к потускнению, чем серебро, и отражает от 85 до 90% света в видимом и близком к ультрафиолетовому диапазонах, но его отражательная способность падает между 800 и 900 нм. Золото очень мягкое, легко царапается, дорогое, но не тускнеет. Золото более чем на 96% отражает ближний и дальний инфракрасный свет в диапазоне от 800 до 12000 нм, но плохо отражает видимый свет с длинами волн короче 600 нм (желтый). Серебро дорогое, мягкое и быстро тускнеет, но имеет самую высокую отражательную способность в визуальном и ближнем инфракрасном диапазонах среди всех металлов. Серебро может отражать до 98 или 99% света на длинах волн до 2000 нм, но теряет почти всю отражательную способность на длинах волн короче 350 нм.

Диэлектрические зеркала могут отражать более 99,99% света, но только в узком диапазоне длин волн: от полосы пропускания всего 10 нм до 100 нм для перестраиваемых лазеров . Однако диэлектрические покрытия также могут повысить отражательную способность металлических покрытий и защитить их от царапин и потускнения. Диэлектрические материалы обычно очень твердые и относительно дешевые, однако количество необходимых слоев обычно делает этот процесс дорогостоящим. В зеркалах с низкими допусками толщина покрытия может быть уменьшена для экономии средств и просто покрыта краской для поглощения пропускания. ^[47]

Качество поверхности

Качество поверхности или точность поверхности измеряет отклонения от идеальной, идеальной формы поверхности. Повышение качества поверхности уменьшает искажения, артефакты и аберрации изображений, а также помогает повысить когерентность , коллимацию и уменьшить нежелательную расходимость лучей. Для плоских зеркал это часто описывается как плоскостность , в то время как другие формы поверхности сравниваются с идеальной формой. Качество поверхности обычно измеряется с помощью таких предметов, как интерферометры или оптические пластины , и обычно измеряется в длинах волн света (λ). Эти отклонения могут быть как значительно больше, так и значительно меньше шероховатости поверхности. Обычное бытовое зеркало, изготовленное из флоат-стекла , может иметь допуск на плоскостность всего 9–14 λ на дюйм (25,4 мм), что соответствует отклонению от идеальной плоскостности от 5600 до 8800 нанометров . Прецизионные шлифованные и полированные зеркала, предназначенные для лазеров или телескопов, могут иметь допуски до λ/50 (1/50 длины волны света или около 12 нм) по всей поверхности. ^[48]^[47] На качество поверхности могут влиять такие факторы, как изменения температуры, внутренние напряжения в подложке или даже эффекты изгиба, возникающие при комбинировании материалов с разными коэффициентами теплового расширения , как в случае с биметаллической полосой . ^[49]

Шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности описывает текстуру поверхности, часто с точки зрения глубины микроскопических царапин, оставленных в результате операций полировки. Шероховатость поверхности определяет, какая часть отражения является зеркальной, а какая — рассеянной, контролируя, насколько резким или размытым будет изображение.

Для идеально зеркального отражения шероховатость поверхности должна быть меньше длины волны света. Микроволны, длина волны которых иногда превышает дюйм (~25 мм), могут зеркально отражаться от металлической сетчатой двери, континентальных ледниковых щитов или песка пустыни, в то время как видимый свет имеет длину волны всего несколько сотен нанометров (несколько сотен нанометров). стотысячные дюйма), должен встретиться с очень гладкой поверхностью, чтобы получить зеркальное отражение. Для длин волн, которые приближаются к диаметру атомов или даже короче его , таких как рентгеновские лучи , зеркальное отражение может быть произведено только поверхностями, которые находятся под скользящим падением лучей.

Шероховатость поверхности обычно измеряется в микронах , длине волны или размере зерна , при этом зернистость ~ 80 000–100 000 или ~ ½λ – ¼λ означает «оптическое качество». ^[50]^[47]^[51]

пропускаемость

Пропускаемость определяется процентом пропускаемого света на падающий свет. Коэффициент пропускания обычно одинаков как для первой, так и для второй поверхностей. Комбинированный проходящий и отраженный свет, вычтенный из падающего света, измеряет количество поглощенного как покрытием, так и подложкой. Для пропускающих зеркал, таких как односторонние зеркала, светоделители или выходные ответвители лазера , пропускаемость зеркала является важным фактором. Коэффициент пропускания металлических покрытий часто определяется их толщиной. Для прецизионных светоделителей или выходных ответвителей толщина покрытия должна поддерживаться с очень высокими допусками, чтобы передавать необходимое количество света. Для диэлектрических зеркал толщина слоя всегда должна соблюдаться с высокими допусками, но зачастую коэффициент пропускания определяется скорее количеством отдельных слоев. Используемый материал подложки также должен иметь хорошую пропускаемость выбранных длин волн. Стекло является подходящей подложкой для большинства приложений видимого света, но для инфракрасных или ультрафиолетовых волн можно использовать и другие подложки, такие как селенид цинка или синтетический сапфир . ^[52]^{: с.104–108.}

Клин

Ошибки клина вызваны отклонением поверхностей от идеальной параллельности. Оптический клин — это угол, образующийся между двумя плоскими поверхностями (или между основными плоскостями изогнутых поверхностей) из-за производственных ошибок или ограничений, в результате чего один край зеркала становится немного толще другого. Почти все зеркала и оптика с параллельными гранями имеют некоторую небольшую степень клина, которая обычно измеряется в угловых секундах или минутах . В случае зеркал первой поверхности клинья могут привести к отклонениям в выравнивании монтажного оборудования. В зеркалах со второй поверхностью или пропускающих зеркалах клинья могут оказывать призматическое воздействие на свет, отклоняя его траекторию или, в очень незначительной степени, его цвет, вызывая хроматические и другие формы аберраций . В некоторых случаях желателен небольшой клин, например, в некоторых лазерных системах, где паразитные отражения от поверхности без покрытия лучше рассеиваются, чем отражаются обратно через среду. ^[47]^[53]

Дефекты поверхности

Дефекты поверхности — это мелкие прерывистые нарушения гладкости поверхности. Дефекты поверхности крупнее (в некоторых случаях намного больше), чем шероховатость поверхности, но затрагивают только небольшие, локализованные участки всей поверхности. Обычно это царапины, вмятины, ямки (часто из-за пузырьков на стекле), потертости (царапины от предыдущих операций полировки более крупной зернистостью, которые не были полностью удалены последующей полировкой), сколы по краям или пятна на покрытии. Эти дефекты часто являются неизбежным побочным эффектом производственных ограничений, как в стоимости, так и в точности оборудования. Если поддерживать достаточно низкий уровень, в большинстве случаев эти дефекты редко будут иметь какие-либо негативные последствия, если только поверхность не расположена в плоскости изображения, где они будут проявляться непосредственно. Для применений, требующих чрезвычайно низкого рассеяния света, чрезвычайно высокого коэффициента отражения или низкого поглощения из-за высоких уровней энергии, которые могут разрушить зеркало, таких как лазеры или интерферометры Фабри-Перо , дефекты поверхности должны быть сведены к минимуму. ^[54]

Производство

Зеркала обычно изготавливаются либо путем полировки естественно отражающего материала, такого как металл зеркала, либо путем нанесения отражающего покрытия на подходящую полированную подложку . ^[55]

В некоторых случаях, обычно требующих высокой стоимости или высокой долговечности, например, при установке в тюремной камере, зеркала могут быть изготовлены из одного объемного материала, такого как полированный металл. Однако металлы состоят из мелких кристаллов (зерен), разделенных границами зерен, которые могут помешать поверхности достичь оптической гладкости и однородной отражательной способности. ^[17]^{: стр.2, 8}

Покрытие

Серебрение

Покрытие стекла отражающим слоем металла обычно называют « серебрением », хотя металл может и не быть серебром. В настоящее время основными процессами являются гальваника , «мокрое» химическое осаждение и вакуумное осаждение . ^[17] Металлические зеркала с передним покрытием достигают отражательной способности 90–95% в новом состоянии.

Диэлектрическое покрытие

В приложениях, требующих более высокой отражательной способности или большей долговечности, где широкая полоса пропускания не важна, используются диэлектрические покрытия , которые могут достигать отражательной способности до 99,997% в ограниченном диапазоне длин волн. Поскольку они часто химически стабильны и не проводят электричество, диэлектрические покрытия почти всегда наносятся методами вакуумного осаждения, а чаще всего - методом испарения. Поскольку покрытия обычно прозрачны, потери на поглощение незначительны. В отличие от металлов, отражательная способность отдельных диэлектрических покрытий является функцией закона Снеллиуса, известного как уравнения Френеля , и определяется разницей показателей преломления между слоями. Следовательно, толщину и индекс покрытий можно регулировать так, чтобы они были центрированы на любой длине волны. Вакуумное осаждение может быть достигнуто несколькими способами, включая распыление, осаждение испарением, дуговое осаждение, осаждение химически активным газом и ионное осаждение, а также многие другие. ^[17]^{: с.103, 107.}

Формирование и полировка

Допуски

Зеркала могут быть изготовлены с широким диапазоном технических допусков , включая отражательную способность, качество поверхности, шероховатость поверхности или пропускающую способность , в зависимости от желаемого применения. Эти допуски могут варьироваться от широких, как в обычном домашнем зеркале, до чрезвычайно узких, как в лазерах или телескопах. Ужесточение допусков позволяет получить более качественную и точную визуализацию или передачу луча на большие расстояния. В системах визуализации это может помочь уменьшить аномалии ( артефакты ), искажения или размытость, но за гораздо более высокую цену. Если расстояния просмотра относительно близки или высокая точность не является проблемой, можно использовать более широкие допуски для изготовления эффективных зеркал по доступным ценам.

Приложения

Отражения в сферическом выпуклом зеркале. Фотограф виден вверху справа.

Персональный уход

Зеркала обычно используются в качестве средства ухода за собой . ^[56] Они могут варьироваться от небольших размеров (портативных) до полноразмерных; они могут быть портативными, мобильными, фиксированными или регулируемыми. Классическим примером регулируемого зеркала является шевальное стекло, которое пользователь может наклонять.

Безопасность и удобство просмотра

Выпуклые зеркала

Выпуклые зеркала обеспечивают более широкое поле зрения , чем плоские зеркала, ^[57] и часто используются на транспортных средствах, ^[58] особенно на больших грузовиках, чтобы минимизировать слепые зоны . Иногда их размещают на перекрестках дорог и в углах таких мест, как парковки, чтобы люди могли видеть за углами и не врезаться в другие транспортные средства или тележки для покупок . Их также иногда используют как часть систем безопасности, чтобы одна видеокамера могла показывать более одного ракурса одновременно. ^{[ нужна цитация ]} Выпуклые зеркала в качестве украшения используются в дизайне интерьера, чтобы обеспечить преимущественно эмпирический эффект. ^[59]

Ротовые зеркала или «стоматологические зеркала».: Стоматологи используют ротовые зеркала или «стоматологические зеркала», чтобы обеспечить непрямой обзор и освещение полости рта. Их отражающие поверхности могут быть как плоскими, так и изогнутыми. ^[60] Ротозеркала также широко используются механиками для обеспечения обзора в ограниченном пространстве и за углами оборудования.
Зеркала заднего вида: Зеркала заднего вида широко используются в транспортных средствах (таких как автомобили или велосипеды) и на них, чтобы позволить водителям видеть другие транспортные средства, идущие позади них. ^[61] В солнцезащитных очках заднего вида левый конец левого стекла и правый конец правого стекла работают как зеркала.

Односторонние зеркала и окна

Односторонние зеркала: Односторонние зеркала (также называемые двусторонними зеркалами) работают, подавляя тусклый проходящий свет ярким отраженным светом. ^[62] Настоящее одностороннее зеркало, которое фактически позволяет свету передаваться только в одном направлении, не требуя внешней энергии, невозможно, поскольку оно нарушает второй закон термодинамики . ^{[ нужна цитата ]} :
Односторонние окна: Односторонние окна можно заставить работать с поляризованным светом в лаборатории, не нарушая при этом второй закон. Это очевидный парадокс, который поставил в тупик некоторых великих физиков, хотя он и не позволяет использовать практическое одностороннее зеркало в реальном мире. ^[63]^[64] Оптические изоляторы представляют собой односторонние устройства, которые обычно используются с лазерами.

Сигнализация

Если в качестве источника света выступает солнце, зеркало можно использовать для сигнализации об изменениях ориентации зеркала. Сигнал можно использовать на больших расстояниях, возможно, до 60 километров (37 миль) в ясный день. Индейские племена и многочисленные военные использовали эту технику для передачи информации между отдаленными заставами.

Зеркала также можно использовать для привлечения внимания поисково-спасательных групп. Существуют специальные типы зеркал, которые часто включаются в военные комплекты выживания . ^[65]

Технологии

Телевизоры и проекторы

Микроскопические зеркала являются основным элементом многих крупнейших телевизоров и видеопроекторов высокой четкости . Распространенной технологией этого типа является DLP компании Texas Instruments . DLP-чип — это микрочип размером с почтовую марку, поверхность которого представляет собой массив из миллионов микроскопических зеркал. Изображение создается за счет перемещения отдельных зеркал, отражающих свет либо в сторону проекционной поверхности ( пиксель включен), либо в сторону светопоглощающей поверхности (пиксель выключен).

Другие проекционные технологии, включающие зеркала, включают LCoS . Как и DLP-чип, LCoS представляет собой микрочип аналогичного размера, но вместо миллионов отдельных зеркал имеется одно зеркало, которое активно экранируется жидкокристаллической матрицей , содержащей до миллионов пикселей . Изображение, сформированное в виде света, либо отражается к проекционной поверхности (пиксель включен), либо поглощается активированными пикселями ЖК-дисплея (пиксель выключен). Телевизоры и проекторы на базе LCoS часто используют три чипа, по одному на каждый основной цвет.

Большие зеркала используются в телевизорах с обратной проекцией. Свет (например, от DLP, как обсуждалось выше) «складывается» одним или несколькими зеркалами, так что телевизор становится компактным.

Солнечная энергия

Зеркала являются неотъемлемой частью солнечной электростанции . Тот, что показан на соседнем рисунке, использует концентрированную солнечную энергию из массива параболических желобов . ^[66]

Инструменты

В телескопах и других точных инструментах используются передние посеребренные зеркала или зеркала с первой поверхностью , где отражающая поверхность расположена на передней (или первой) поверхности стекла (это исключает отражение от поверхности стекла, которое есть в обычных задних зеркалах). В некоторых из них используется серебро, но большинство из них — алюминий, который лучше отражает короткие волны, чем серебро. Все эти покрытия легко повреждаются и требуют особого обращения. В новом состоянии они отражают от 90% до 95% падающего света. Покрытия обычно наносятся методом вакуумного осаждения . Защитное покрытие обычно наносится перед извлечением зеркала из вакуума, поскольку в противном случае покрытие начинает корродировать, как только оно подвергается воздействию кислорода и влажности воздуха. Передние посеребренные зеркала необходимо время от времени обновлять, чтобы сохранить их качество. Существуют оптические зеркала, такие как зеркала Манжена , которые представляют собой зеркала второй поверхности (отражающее покрытие на задней поверхности) как часть их оптической конструкции, обычно для коррекции оптических аберраций . ^[67]

Отражательную способность зеркального покрытия можно измерить с помощью рефлектометра и для конкретного металла она будет разной для разных длин волн света. Это используется в некоторых оптических работах для изготовления холодных и горячих зеркал . Холодное зеркало изготавливается с использованием прозрачной подложки и выбора материала покрытия, который лучше отражает видимый свет и лучше пропускает инфракрасный свет.

У горячего зеркала все наоборот: покрытие преимущественно отражает инфракрасное излучение. На зеркальные поверхности иногда наносят тонкопленочные покрытия как для замедления деградации поверхности, так и для увеличения их отражательной способности в тех частях спектра, где они будут использоваться. Например, алюминиевые зеркала обычно покрываются диоксидом кремния или фторидом магния. Отражательная способность как функция длины волны зависит как от толщины покрытия, так и от способа его нанесения.

Для научных оптических работ часто используют диэлектрические зеркала . Это подложки из стекла (или иногда из другого материала), на которые наносят один или несколько слоев диэлектрического материала для образования оптического покрытия. Тщательным выбором типа и толщины диэлектрических слоев можно задать диапазон длин волн и количество света, отражаемого от зеркала. Лучшие зеркала этого типа могут отражать >99,999% света (в узком диапазоне длин волн), падающего на зеркало. Такие зеркала часто используются в лазерах .

В астрономии адаптивная оптика — это метод измерения переменных искажений изображения и соответствующей адаптации деформируемого зеркала за миллисекунды для компенсации искажений.

Хотя большинство зеркал предназначены для отражения видимого света, поверхности, отражающие другие формы электромагнитного излучения, также называются «зеркалами». Зеркала для других диапазонов электромагнитных волн применяются в оптике и астрономии . Зеркала для радиоволн (иногда их называют рефлекторами) — важные элементы радиотелескопов .

В простых перископах используются зеркала.

Зеркала лицом к лицу

Два или более зеркала, выровненные точно параллельно и обращенные друг к другу, могут дать бесконечный регресс отражений, называемый эффектом бесконечного зеркала . Некоторые устройства используют это для генерации множественных отражений:

Интерферометр Фабри – Перо
Лазер (содержит оптический резонатор )
3D- калейдоскоп для концентрации света ^[69]
солнечный парус с увеличенным импульсом ^[70]

Военное применение

Традиция гласит, что Архимед использовал большое количество зеркал, чтобы сжечь римские корабли во время нападения на Сиракузы. Это никогда не было доказано и не опровергнуто. В телешоу «Разрушители мифов» команда из Массачусетского технологического института попыталась воссоздать знаменитый «Луч смерти Архимеда». Им не удалось разжечь пожар на корабле. ^[71] Предыдущие попытки поджечь лодку, используя только бронзовые зеркала, доступные во времена Архимеда, не увенчались успехом, а время, затраченное на воспламенение корабля, сделало бы его использование непрактичным, в результате чего команда Разрушителей мифов сочла миф «развенчанным». . Однако было обнаружено, что из-за зеркал пассажирам намеченного судна было очень трудно видеть; такой сценарий мог помешать злоумышленникам и послужил источником легенды. (Информацию о практическом использовании этой техники см. в разделе «Солнечная энергетическая башня »).

Перископы очень эффективно использовались на войне, особенно во время мировых войн, когда их использовали, чтобы заглянуть через парапет траншей, чтобы солдат, использующий перископ, мог безопасно видеть без риска прямого огня из другого стрелкового оружия.

Сезонное освещение

Из-за своего расположения в долине с крутыми склонами итальянский город Виганелла каждую зиму не получает прямого солнечного света в течение семи недель. В 2006 году было установлено зеркало размером 8×5 м с компьютерным управлением стоимостью 100 000 евро, которое отражало солнечный свет на городскую площадь. В начале 2007 года аналогично расположенная деревня Бондо в Швейцарии также рассматривала возможность применения этого решения. ^[72]^[73] В 2013 году были установлены зеркала, отражающие солнечный свет на городскую площадь в норвежском городе Рьюкан . ^[74] Зеркала можно использовать для создания улучшенных световых эффектов в теплицах или зимних садах.

Архитектура

Зеркала — популярная тема дизайна в архитектуре, особенно в высотных зданиях позднего модерна и постмодернизма в крупных городах. Ранние примеры включают Центр Кэмпбелла в Далласе , открывшийся в 1972 году, ^[75] и Башню Джона Хэнкока (завершенную в 1976 году) в Бостоне.

Совсем недавно два небоскреба, спроектированные архитектором Рафаэлем Виньоли , Вдара в Лас-Вегасе и Фенчерч-стрит, 20 в Лондоне, столкнулись с необычными проблемами из-за того, что их вогнутая внешняя часть из изогнутого стекла действует как цилиндрический и сферический отражатели солнечного света соответственно. В 2010 году журнал Las Vegas Review Journal сообщил, что солнечный свет, отраженный от южной башни Вдары, может опалить пловцов в бассейне отеля, а также расплавить пластиковые стаканчики и пакеты для покупок; Сотрудники отеля назвали это явление «лучом смерти Вдара», ^[76] он же « жаровня ». В 2013 году солнечный свет, отражавшийся от дома по адресу Фенчерч-стрит, 20, расплавил части автомобиля Jaguar, припаркованного неподалеку, а также обжег или воспламенил ковер в соседней парикмахерской. ^[77] Это здание было прозвано «рацией», потому что его форма предположительно была похожа на некую модель двусторонней радиосвязи; но после того, как стало известно о его склонности к перегреву окружающих предметов, прозвище изменилось на «рация».

Изобразительное искусство

Картины

Художники, изображающие человека, смотрящего в зеркало, часто показывают и отражение человека. Это своего рода абстракция — в большинстве случаев угол зрения таков, что отражение человека не должно быть видно. Точно так же в кино и фотографиях актер или актриса часто изображается якобы смотрящим на себя в зеркало, а отражение обращено в камеру. На самом деле актер или актриса в данном случае видит только камеру и ее оператора, а не свое отражение. В психологии восприятия это известно как эффект Венеры .

Зеркало является центральным элементом некоторых из величайших европейских картин:

Эдуард Мане « Бар в Фоли-Бержер» (1882)
Тициан Венера с зеркалом
Портрет Арнольфини, Ян ван Эйк.
Девушка перед зеркалом Пабло Пикассо ( 1932)
«Венера Рокби» Диего Веласкеса
« Менины » Диего Веласкеса (где зритель одновременно является наблюдателем незавершенного автопортрета и наблюдаемым) и многочисленные адаптации этой картины в различных средствах массовой информации.
Веронезе Венера с зеркалом

Художники использовали зеркала для создания произведений и оттачивания своего мастерства:

Филиппо Брунеллески открыл линейную перспективу с помощью зеркала. ^[78]
Леонардо да Винчи называл зеркало «мастером художников». Он рекомендовал: «Когда вы хотите увидеть, соответствует ли вся ваша картина тому, что вы изобразили с натуры, возьмите зеркало и отразите в нем реальный предмет. Сравните то, что отражается с вашей картиной, и внимательно рассмотрите, совпадают ли оба подобия предмета». особенно в отношении зеркала». ^[79]
Многие автопортреты стали возможными благодаря использованию зеркал, например, великие автопортреты Дюрера , Фриды Кало , Рембрандта и Ван Гога . М. К. Эшер использовал зеркала особой формы, чтобы добиться гораздо более полного обзора своего окружения, чем при прямом наблюдении в « Руке с отражающей сферой» (1935; также известен как «Автопортрет в сферическом зеркале »).

Зеркала иногда необходимы, чтобы в полной мере оценить произведение искусства:

Анаморфные работы Иштвана Ороса представляют собой изображения, искаженные таким образом, что они становятся ясно видимыми только при отражении в зеркале подходящей формы и расположении. ^[80]

Скульптура

Анаморфоза , проецирующая скульптуру в зеркала

Современный художник-анаморфист Джонти Гурвиц использует цилиндрические зеркала для проецирования искаженных скульптур. ^[81]

К скульптурам, полностью или частично состоящим из зеркал, относятся:
- «Бесконечность тоже болит» — скульптура из зеркала, стекла и силикона художника Сета Вулсина.
- Небесное зеркало , публичная скульптура художника Аниша Капура.

Другие художественные средства

Некоторые другие современные художники используют зеркала в качестве художественного материала :

Китайское магическое зеркало — это устройство, в котором лицевая сторона бронзового зеркала проецирует то же изображение, что и на его обратную сторону. Это связано с небольшими искривлениями на его передней части. ^[82]
Зеркальная голография использует большое количество изогнутых зеркал, встроенных в поверхность, для создания трехмерных изображений.
Картины на зеркальных поверхностях (например, стеклянные зеркала с шелкографией)
Специальные зеркальные установки:
- Зеркальный лабиринт «Следуй за мной» художника Йеппе Хейна (см. также «Развлечения: зеркальные лабиринты» ниже)
- Зеркальный неоновый куб от художника Йеппе Хейна.

Религиозная функция реального и изображенного зеркала.

В средние века существовали зеркала различной формы, которые можно было использовать для различных целей. В основном они использовались как аксессуар для личной гигиены, а также как знаки куртуазной любви, изготавливались из слоновой кости в центрах резьбы по слоновой кости в Париже, Кельне и южных Нидерландах. ^[83] Они также использовались в религиозном контексте, поскольку были интегрированы в специальную форму значков паломников или оловянных/свинцовых зеркальных шкатулок ^[84] С конца 14 века. Описи бургундских герцогов показывают нам, что герцоги владели массой зеркал или предметов с зеркалами, не только с религиозной иконографией или надписями, но и в сочетании с реликвариями, религиозными картинами или другими предметами, которые явно использовались для личного благочестия. ^[85] Рассматривая зеркала на картинах и книжной иллюминации как изображаемые артефакты и пытаясь сделать выводы об их функциях из изображенной обстановки, одна из этих функций – быть помощником в личной молитве для достижения самопознания и познания Бога, в соответствии с с современными богословскими источниками. Например, знаменитая « Свадьба Арнольфини » Яна ван Эйка показывает созвездие предметов, в которых можно распознать те, которые позволяют молящемуся использовать их для своего личного благочестия: зеркало, окруженное сценами Страстей, чтобы размышлять о нем и на себе, четки как средство в этом процессе, покрытая покрывалом и подушками скамейка, которую можно использовать в качестве priie-dieu , и брошенные туфли, указывающие в том направлении, в котором молящийся преклонил колени. ^[85] Метафорическое значение изображенных зеркал сложное и многослойное, например, как атрибут Марии , «speculum sine macula» (зеркало без изъяна), или как атрибуты научной и богословской мудрости и знаний, как они появляются в книге. иллюминации разных евангелистови авторы богословских трактатов. Изображенные зеркала, ориентированные на физические свойства реального зеркала, можно рассматривать как метафоры знания и отражения и, таким образом, они могут напоминать зрителям о необходимости задуматься и познать себя. Зеркало может функционировать одновременно как символ и как средство морального призыва. То же самое происходит, если оно показано в сочетании с добродетелями и пороками, сочетание, которое также чаще встречается в XV веке: морализирующие слои зеркальных метафор напоминают зрителю о необходимости тщательного изучения себя в зависимости от его собственной добродетельной или порочной жизни. Это тем более верно, если зеркало сочетается с иконографией смерти. Не только Смерть как труп или скелет, держащий зеркало для еще живых кадров картин, иллюминаций и гравюр, но и череп появляется на выпуклых поверхностях изображаемых зеркал, показывая нарисованному и реальному смотрящему его будущее лицо. ^[85]

Украшение

Зеркало на камине и камине, ок. 1750 г. Музей Виктории и Альберта №. 738: 1–3–1897 г.

Зеркала часто используются в декоре интерьера и в качестве украшения:

Зеркала, обычно большие и без рамы, часто используются во внутренней отделке , чтобы создать иллюзию пространства и увеличить видимый размер комнаты. ^[86] Они также бывают обрамлены в различные формы, такие как трюмо и надкаминное зеркало.
Зеркала используются также в некоторых школах фэн-шуй , древней китайской практики размещения и обустройства пространства для достижения гармонии с окружающей средой .
Мягкость старых зеркал иногда воспроизводится современными мастерами для использования в дизайне интерьера . Эти репродукции старинных зеркал являются произведениями искусства и могут придать цвет и текстуру твердой, холодной отражающей поверхности.
Декоративная отражающая сфера из тонкого стекла с металлическим покрытием, действующая как уменьшающее широкоугольное зеркало, продается как рождественское украшение, называемое безделушкой .
В некоторых пабах и барах висят зеркала с изображением логотипа марки спиртного, пива или питейного заведения.

Развлечение

Вращающиеся диско-шары с подсветкой , покрытые небольшими зеркалами, используются для создания движущихся пятен света по танцполу.
Зеркальный зал , обычно встречающийся в парках развлечений , представляет собой аттракцион, в котором несколько искажающих зеркал создают необычные отражения посетителя.
Зеркала используются в калейдоскопах , личных развлекательных устройствах, изобретенных в Шотландии ок. 1815 год , сэр Дэвид Брюстер .
Зеркала часто используются в магии для создания иллюзий . Один из эффектов называется призрак Пеппера .
Зеркальные лабиринты , часто встречающиеся в парках развлечений , содержат большое количество зеркал и листов стекла. Идея состоит в том, чтобы перемещаться по дезориентирующему массиву, не натыкаясь на стены. Зеркала в подобных аттракционах часто изготавливаются из оргстекла , чтобы предотвратить поломку. ^[87]

Кино и телевидение

Зеркала появляются во многих фильмах и сериалах:

«Черный лебедь» — психологический фильм ужасов , в котором часто используются зеркала. В фильме заметно разбитое зеркало, а героиня Нина наносит себе удар осколком зеркала.
«Кэндимэн» — фильм ужасов о злобном духе , вызванном произнесением его имени перед зеркалом.
В Конане Разрушителе есть камера со встроенным зеркалом глубоко в замке Тота-Амона. Зеркала сначала используются иллюзорным образом, чтобы обмануть Конана , когда его разделяют его товарищи, и во время битвы обнаруживается, что, разбив зеркала, он может повредить и в конечном итоге победить неуязвимого в противном случае волшебника Тота-Амона.
«Мертвая ночь» — это фильм -антология ужасов, в котором есть один фрагмент под названием «Зеркало с привидениями», в котором зеркало накладывает убийственное заклинание.
«Доктор Стрэндж» , «Доктор Стрэндж в Мультивселенной безумия » и «Человек-паук: Нет пути домой» содержат вымышленное зеркальное измерение , параллельное измерение во вселенной Marvel , которое отражает объекты, как зеркало, но в разных направлениях.
Знаковая финальная сцена боя « Войдите в Дракона» происходит в зеркальной комнате. Зеркала создают многочисленные отражения движений боя, но в конечном итоге разбиваются.
В «Проходнике по этажам» и «Утином супе» есть зеркальная сцена, в которой один человек комично притворяется зеркальным отражением кого-то другого. Эту сцену с зеркалом копировали в других комедийных фильмах и телешоу. ^[88]^[89]
У Гамлета есть тронный зал с зеркальными стенами. Гамлет, которого играет Кеннет Брана , произносит свою знаменитую речь со словами «быть или не быть», глядя в эти зеркала. ^[90]
В комплект «Гарри Поттер и философский камень» входит волшебное зеркало Eried .
«Начало» содержит зеркала, созданные во сне. Ариадна создает два зеркала, обращенные друг к другу, которые образуют бесконечное количество отражающихся зеркал.
«Прошлой ночью в Сохо» — психологический фильм ужасов с несколькими зеркальными сценами. Персонаж Элли иногда видит в зеркале призрак своей матери.
На протяжении всего фильма «Матрица» использует различные отражения и зеркала. Нео наблюдает, как разбитое зеркало чинится само собой, а различные предметы создают отражения. ^[91]
«Зеркало» — драматический фильм Андрея Тарковского , включающий несколько сцен с зеркалами и несколько сцен, снятых в отражении.
«Зеркало Зеркало» — комедийный фэнтезийный фильм по мотивам «Белоснежки» , в котором участвуют Зеркальный Дом и Зеркальная Королева.
«Зеркала» — это фильм ужасов о зеркалах с привидениями, которые отражают сцены, отличные от тех, что перед ними.
Персона использует зеркальные последовательности, чтобы показать, как две женщины, Биби и Лив, отражают друг друга и становятся все более похожими. ^[92]
В «Полтергейсте III» есть зеркала, которые не отражают реальность и которые можно использовать как порталы в загробную жизнь.
В фильме «Психо» Альфреда Хичкока есть несколько кадров с зеркалами, отражающими персонажей.
«Окулус» — это фильм ужасов о зеркале с привидениями, которое заставляет людей галлюцинировать и совершать акты насилия.
Орфей включает важную тему зеркал в связи со старением и смертью. ^[93]
В «Таксисте» есть примечательная сцена с зеркалом, в которой персонаж Трэвис, которого играет Роберт Де Ниро , задает себе знаменитую фразу: «Ты со мной разговариваешь?»
В «Даме из Шанхая» есть климатическая сцена зеркального зала, которая стала образцом в киноповествованиях. ^[94]^[95]
«Бешеный бык» заканчивается тем, что персонаж Джейк разговаривает сам с собой в зеркале, сцена, которая была повторно использована в «Ночи в стиле буги» .
«Сияние» — фильм ужасов, включающий несколько сцен с зеркалами. Каждый раз, когда персонаж Джек сталкивается с призраком, присутствует зеркало.
В мини-сериале «10-е королевство» персонажи должны использовать волшебное зеркало, чтобы путешествовать между Нью-Йорком (10-е королевство) и Девятью сказочными королевствами .
В эпизоде « Сумеречная зона » « Зеркало » есть зеркало, которое, по мнению персонажа Клементе, может давать видения и информацию о врагах.
«Мы» — это фильм ужасов, в котором девушка видитсвоего двойника в зеркальном доме в доме развлечений . Зеркальные изображения отражают сходство клонов на протяжении всего фильма.
В «Головокружении» несколько раз появлялись зеркала, в которых были Скотти и Мадлен. ^[96]

Литература

Зеркала представлены в литературе:

Отрывки из христианской Библии , 1 Коринфянам 13:12 (« Через темное стекло ») и 2 Коринфянам 3:18, упоминают тусклое зеркальное изображение или плохое зеркальное отражение.
Нарцисс из греческой мифологии чахнет, с восхищением глядя на свое отражение в воде.
В другом месте греческой мифологии говорится, что Персей победил Медузу Горгону с помощью зеркального щита, который позволил ему избежать окаменевающего эффекта ее лица, рассматривая только ее отражение.
История династии Сун «Всеобъемлющее зеркало Цзыжи Тунцзянь в книге «Помощь управления»» Сыма Гуана названа так потому, что слово «зеркало» (鑑, jiàn) в китайском языке метафорически используется для обозначения обретения понимания путем размышления о прошлом опыте или истории.
В китайской народной сказке конца VI века «Разбитое зеркало» двое влюбленных, разлученных войной, разбивают зеркало пополам, чтобы снова найти друг друга, опознав другую половину зеркала. Фраза «восстановленное разбитое зеркало» или «соединенное разбитое зеркало» использовалась как идиома, подразумевающая счастливое воссоединение разлученной пары. ^[97]
В европейской сказке «Белоснежка» (собранной братьями Гримм в 1812 году) злая королева спрашивает: « Зеркало , зеркало, на стене... кто из них прекраснее?»
В сказке «Индекс Аарне-Томпсона-Утера» типа ATU 329 «Скрываясь от дьявола (принцесса)» главный герой должен найти способ спрятаться от принцессы, которая во многих вариантах владеет волшебным зеркалом, которое может видеть все целиком. мир.
В знаменитом стихотворении Теннисона «Леди Шалот» (1833, переработано в 1842 году) главная героиня обладает зеркалом, которое позволяет ей смотреть на жителей Камелота, поскольку она находится под проклятием, которое не позволяет ей видеть Камелот напрямую.
В сказке Ганса Христиана Андерсена «Снежная королева» изображен дьявол в образе злого тролля, ^[98] который создал волшебное зеркало, искажающее внешний вид всего, что оно отражает.
Книга Льюиса Кэрролла « Зазеркалье и что там нашла Алиса» (1871) стала одним из самых любимых образцов использования зеркал в литературе. В самом тексте используется повествование, отражающее повествование его предшественника, « Приключений Алисы в стране чудес» . ^[99]
В романе Оскара Уайльда «Портрет Дориана Грея» (1890) портрет служит волшебным зеркалом, отражающим истинный облик вечно юного главного героя, а также влияние на его душу каждого греховного поступка. ^[100]^[101]
Вилланель У.Х. Одена «Миранда» повторяет припев: «Мой дорогой принадлежит мне, как зеркала одиноки».
Рассказ Хорхе Луиса Борхеса «Тлен, Укбар, Орбис Тертиус» (1940) начинается с фразы «Открытием Укбара я обязан соединению зеркала и энциклопедии» и содержит другие упоминания о зеркалах.
«Ловушка» — рассказ Лавкрафта и Генри С. Уайтхеда, посвященный зеркалу. «Это было одним декабрьским утром четверга, когда все началось с того необъяснимого движения, которое, как мне казалось, я увидел в своем старинном копенгагенском зеркале. кварталы». ^[102]
К магическим объектам в сериале о Гарри Поттере (1997–2011) относятся Зеркало Эризед и двусторонние зеркала .
В приложении «Варианты планов и космологий руководства по планам Dungeons & Dragons » (2000 г.) находится «План зеркал» (стр. 204). ^[103] Он описывает Плоскость Зеркал как пространство, существующее за отражающими поверхностями и воспринимаемое посетителями как длинный коридор. Самая большая опасность для посетителей при входе в самолет — мгновенное создание зеркального «я» с мировоззрением, противоположным первоначальному посетителю.
Роман Мартина Сия « Похититель зеркал» (2016) ^[104] включает в себя вымышленный рассказ о промышленном шпионаже вокруг производства зеркал в Венеции XVI века.
В рассказе Стивена Кинга «Образ Жнеца» рассказывается о редком зеркале елизаветинской эпохи, на котором при просмотре отображается изображение Жнеца, что символизирует смерть зрителя.
Килгор Траут, главный герой романа Курта Воннегута «Завтрак чемпионов» , считает, что зеркала — это окна в другие вселенные, и называет их «утечками», повторяющимся мотивом в книге.
В «Братстве Кольца» Дж. Р. Р. Толкина Зеркало Галадриэли позволяет видеть вещи прошлого, настоящего и возможного будущего. Зеркало дополнительно появляется в экранизации . ^[105]

Зеркальный тест

Было показано, что лишь несколько видов животных обладают способностью узнавать себя в зеркале, большинство из них — млекопитающие . Эксперименты показали, что следующие животные могут пройти зеркальный тест :

Люди . Люди, как правило, не проходят зеркальный тест до тех пор, пока им не исполнится 18 месяцев, или то, что психоаналитики называют « стадией зеркала ». ^[106]^[107]^[108]
Все великие обезьяны :
- Бонобо ^[109]
- Шимпанзе ^[109]^[110]
- Орангутаны ^[111]
- Гориллы . Первоначально считалось, что гориллы не прошли тест, но теперь есть несколько хорошо задокументированных сообщений о том, что гориллы (например, Коко ^[112] ) прошли тест.
Афалины ^[113]
Косатки ^[114]
Слоны ^[115]
Европейские сороки ^[116]

Смотрите также

дальнейшее чтение

Мируар: откровения, научная фантастика и заблуждения. Essai sur une légende scientifique , Юргис Балтрушайтис, Париж, 1978. ISBN 2-02-004985-6 .
Размышляя , Джонатан Миллер , National Gallery Publications Limited (1998). ISBN 0-300-07713-0 .
Lo specchio, la strega e il Quadrante. Vetrai, orologiai e rappresentazioni del 'principium individuationis' dal Medioevo all'Età Moderna , Франческо Тигани, Рим, 2012. ISBN 978-88-548-4876-4 .
Шрам, Ребекка К. 2017. В Зазеркалье: зеркала и идентичность в ранней Америке . Издательство Университета Джонса Хопкинса.

Внешние ссылки

Найдите зеркало в Викисловаре, бесплатном словаре.

В Wikiquote есть цитаты, связанные с «Зеркалом» .

СМИ, связанные с зеркалами, на Викискладе?
Чисхолм, Хью , изд. (1911). "Зеркало" . Британская энциклопедия . Том. 18 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 575–577.
Производство и состав зеркал, Mirrorlink
Видео изготовления зеркала на YouTube
Как изготавливаются зеркала (видео), Стекольная ассоциация Северной Америки (GANA)
Июль 2019 г. «Уродливая история красивых вещей: зеркала», Кэти Келлехер, для Longreads