照镜子为什么是左右颠倒而不是上下

2021-03-05 21:14:37 字数 5306 阅读 6213

1楼:baby鞋子特大号

原因:图像沿着水平轴进行反转。而我们站在镜子前面时,头依然在上面,脚在下面。实际上,镜子既不左右颠倒,也不上下颠倒,而是前后颠倒。

当你沿着i的方向移动时,镜像也沿着i方向移动,这说明,只要沿着平行于镜子平面的方向上,镜像就遵循现实中的每个运动。

而当你沿着j方向移动时,镜像却向相反的方向移动,这说明,镜像是沿着垂直于镜面的轴而颠倒的。总而言之,照镜子时,左右、上下其实都没颠倒,颠倒的是“前”和“后”。

2楼:love龙之前

这是个虽然简单但是很有意思的问题,以前我竟然未曾想过。后来看到「宇宙的心弦」上对这个问题的回答写得太模糊(什么叫「镜子里头脚的位置没变」?「位置没变」的定义是什么?

),所以这里写一个尽可能精确描述的回答。首先,我们讨论最容易引起问题的那种情景,即人站立时正面照镜子。

首先定义几个概念。

左右。以你为原点,你的左手方向为左,右手方向为右。(你知道哪只手是左手吧?)

上下。站在地球表面,在空中静止释放一物体,由于重力,它会运动起来。其运动方向为下,反之为上。

前后。这个有点奇特。你面前站了一个人,背心对着你的时候,这是那人的后面。

面对着你的时候,你看到那人的前面。我们的问题隐含了作为观察者的你,去看外界的像,而不是考察你自己,对吧?

让我们再定义一下坐标系。

右为 x 轴正方向,上为 y 轴正方向,由你(观察者)的后背指向你的胸前为 z 轴正方向。

作为观察者,这里有一个很明白的变换:你所认为「正」的像,其坐标要绕 y 轴旋转 180°,才能与你观察时使用的坐标系一致。让我解释得更清楚一些——

拿鼠标指针选中你,按一下ctrl-d(如果你不是 inkscape 用户,那就按一下ctrl-c再按一下ctrl-v)。现在有了你的一个像。但是你看不到它,因为它和你重合了。

让我们把这个像向 z 轴正方向平衡一段距离,比如 2m,你再看看?哟,它怎么背对着你呀?不行,再原地转身 180°,这样才能看到正面不是?

忽略掉平移,让我们把这个变换记作 t 1

,有t 1 = cosπ0sinπ 010 sinπ0cosπ = 100 010 001

我们再来考察一下镜子做了什么。

想像镜子前有一个坐标系的三根轴,就是我们刚刚定义的那个。其中 z 轴正方向指向镜面。于是乎,镜子里的 x 轴与外边的 x 轴是平行且方向一致的。

y 轴也是这样。但是 z 轴的位置没有改变,方向却反了过来,箭头对箭头了。所以,这种放置法,使得像与物体的 z 轴反了,z

变成了 z

。还是忽略掉平移,让我们把这个变换记作 t 2

t 2 = 100 010 001

所以,最终作为观察者的你,看到的镜中的自己经历的变换是:

t 1 t 2 = 100 010 001 100 010 001 = 100 010 001

即最终的像的坐标中的 x

变成了 x

,即左右颠倒。

让我们再考虑另一种情况试试。如果把镜子放在头顶上,看过去会是什么感觉呢?

这时候,y 轴一头扎进了镜子,于是,我们的第三个变换 t 3

为:t 3 = 100 010 001

乘一下,结果是:

t 1 t 3 = 100 010 001

咦?这不是上下、左右、前后都颠倒了吗?找面位于天花板的镜子试试看。

上下的确颠倒了不是么?再伸出左手试试,左右也和在面前的镜子里一样,也是颠倒的。可,前后感觉并没有颠倒啊?

这是因为观察者和被观察对象位于同一垂直线上,感觉不一样了。仔细想想,天花板镜子里的像的前后确实与面前的镜子晨那个的前后是对着的,不是么?而我们定义后者没有颠倒,那么前者当然相对于后者是颠倒过了嘛。

3楼:我有一个美丽

这个问题的核心在于各个方向的定义,为此需要做一个区分,物理上和感官上的定义其实是有区别的。

物理上,镜子真正颠倒了的方向只有前后,而上下左右都没有颠倒。说的更严谨一点,如果设x为垂直于并指向镜面的方向,y为上,z为右,则镜子的作用是:x变为-x,y变为y,z变为z。

而感官上,对人类来说,前后的定义是眼睛冲着的方向为前,上下是头脚的方向,而左右是什么呢?只能用叉乘来定义了,前叉上为右。镜子里仍然以眼睛冲着的方向为前,故前为-x方向;镜子里头脚的位置没变,所以上下不颠倒,故上仍为y方向;于是通过叉积的定义,右=前叉上=(-x)叉y=-z,于是此时左右就被颠倒了。

最后总结一下就是说,感官上,上下的定义是根据绝对位置的,但左右的定义是相对的,所以最后在人类看来是上下不颠倒而左右颠倒了。

4楼:刘益卓

因为是站着照的,躺下就可以上下了

5楼:匿名用户

镜像原理是遵从光的反射

定律的。

光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角 。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等,光路可逆”。

平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的,所以平面镜中的像是虚像。虚像与物体等大,距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。

所以说镜子里的人是左右颠倒..而上下不颠倒。

6楼:匿名用户

让我们来做个位置实验:

前水后山 上天下地 左拿纸右拿笔

镜子里面的人则是:

前水后山 上天下地 右拿纸左拿笔 (左右的叫法颠倒了)让我们换种叫法,把左手涂蓝叫蓝手,右手涂红后叫红手前水后山 上天下地 蓝手拿纸红手拿笔

镜子里面的人则是:

前水后山 上天下地 蓝手拿纸红手拿笔 (红蓝叫法却没有颠倒)当一个物体与它的镜像体进行重叠比较时:

如果重叠x轴正方向,y轴正方向,则z轴会方向相反,同样如果重叠x轴正方向,z轴正方向,则y轴会方向相反如果重叠y轴正方向,z轴正方向,则x轴会方向相反因为人是左右对称(左右相似),习惯性的比较是先重叠上方和前方,于是镜中人左右(红蓝)手就会方向相反了。

如果你的比较是先重叠红蓝手和前后方,于是镜中人上下就会相反了。

如果你的比较是先重叠红蓝手和上下方,于是镜中人前后就会相反了。

再来研究一下人去比较时为什么不会去先重叠左右手(红蓝手)假设在你的手没有涂颜色时,看起来左右都一样,这样的重叠会引起你心里的不确定性

不确定你的重叠是对的还是错的,所以就先选容易区分的来习惯后,就算如果你是杨过,是独臂侠呢? 那比较的时候你也不会习惯先把手的方向先重叠吧!习惯只要形成,对别的其它事物也会这样去看,只要定义了上下前后左右,得出来的结论都将是一样的:

镜子里的东西--左右颠倒。

以上为本人原创解析!

7楼:中海电信e海通

原理是遵从光的反射定律

光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角 。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等,光路可逆”。

8楼:匿名用户

用简单的,普通老百姓都能懂的话来说,就是:镜子成像就是以自己的眼睛的注视点为中心,其它物体依次反射出来,所连成的一幅画面,你的眼睛左边是什么,镜子里眼睛的左边就是什么;你的眼睛右边是什么,镜子里眼睛的右边就是什么;你的眼睛上边是什么,镜子里眼睛的上边就是什么;你的眼睛下边是什么,镜子里眼睛的下边就是什么。就是这么简单的道理呀!

9楼:程妈

照镜子会左右颠倒而不会上下颠倒,这主要的原理是遵从光的反射定律。光的反射定律指:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角 。

可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等,光路可逆”。

平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的,所以平面镜中的像是虚像。虚像与物体等大,距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。

所以说镜子里的人是左右颠倒,而上下不颠倒。

10楼:小伟特攻

因为镜子和你平行.

如果镜子与人不平行, 就可以颠倒上下.

实际上镜子并没有颠倒左右,而是颠倒前后

11楼:苏厚子

原理是遵从光的反射定律

12楼:狼狽孓

如果你站着照镜子,镜子里的你是横着的,不觉得很奇怪吗。。

13楼:缩手怕错过岁月

照镜子随着脑袋的的移动,正常情况都喜欢左右颠倒

14楼:匿名用户

首先需要想明白的是,潜意识里,我们是按头顶方向,目视方向的右手螺旋方向(即叉积的方向)来定义“左”的。

为了说明更清楚,我们先定义一个世界坐标系:把镜子两面的对应点连起来,取其中一条连线为z轴。原点取为这个z轴和镜面的交点。

在这个世界坐标系下,镜子的作用就是,对镜子外的人就做了个变换,即z坐标乘以-1,产生了镜子里的人。

对墙上的镜子,就取水平方向和竖直方向为x,y轴。

由于镜面变换对于x,y是对等的,所以镜面变换在水平和竖直方向没有区别。但为什么上下和左右会不一样?

这是因为垂直和水平是世界坐标系中的概念。而左右上下不是。

换个思路,假设人的每个点的坐标没变化,只是所在坐标系变了。

定义左手方向,头顶方向和目视方向为坐标系的x,y,z轴正方向,原点随意。这个时候,镜面变化相当于把坐标系的z轴反向了,各个点的坐标不变。

此时,右手系变成了左手系。即与头顶方向(+y),目视方向(+z)成右手螺旋的,是右手方向(-x)而不是左手方向(x)。

自然的,左右也变了。

至于为什么照天花板上的镜子,上下会反,那是因为……这个时候上下是世界坐标的z轴,它真的是反了.

15楼:sunny残月孤星

理性视觉上的着实是左右颠倒

照镜子为什么是左右颠倒,而不是上下颠倒

16楼:朱士元

做一个实验来说明。

室内北墙上挂一面镜子。一个人在镜子前面观察镜子里自己的影像。上面的头发上的光线往下走,照在镜子上反射回眼中。

眼睛顺着光线往上看到了头发。下面的脚上的光线往上走,照在镜子上反射回眼中。眼睛顺着光线往下看到了脚。

所以在镜子中的影像,上下是不变的。

再说左右。为了方便说明,这里用东代表人的右,用西代表人的左。

东面的右耳上的光线往西走,照在镜子上反射回眼中。眼睛顺着光线往东看到了右耳。西面的左耳上的光线往东走,照在镜子上反射回眼中。

眼睛顺着光线往西看到了左耳。镜子中的影像,按东西来说方向也没变。但是,实物的东代表右,西代表左,而影像的东代表左,西代表右。

如此一来,影像的左右方向就和实物左右方向完全相反了。

人照镜子为什么左右相反而不会上下颠倒

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