镜子中为什么会左右颠倒,而不是上下颠倒

2021-03-08 15:20:29 字数 5045 阅读 4658

1楼:匿名用户

平面镜成像特点:

(1)像与物体大小相同

(2)像到镜面的距离等于物体到镜面的距离

(3)像与物体的连线与镜面垂直

(4)平面镜成的是虚像。

其中第三点就是照镜子时为什么不会上下颠倒的原因。照镜子时,你与镜面基本上是平行的,而水边的树木与水面不是平行的,所以原理相同而成像不同。而且你看水中成的像的角度也与看平面镜中自己的像的角度不同。

稍微思考一下就会开窍的,加油吧!

2楼:1990向往明天

因为我们是左右眼看东西,平面镜成像的本质是因为人眼的观察结果,因为平面镜成的是虚像。我们生活在一个三维空间之中,而镜面成像的时候,像和本身,只是在一个维度上的翻转。而且,我们本身的概念也有问题,人的上、下、左、右、前、后六个方位的概念,也是相对的。

所有才会出现这样的现象。具体解释如下:我们认为人是面对镜面站立,这样是最简单的情形。

对于人的坐标划分,当人站立时,认为坐标的原点是心口,x轴是从心口到沿平伸的左臂到左手的方向,y轴是从心口到头顶的方向,而z轴是从心口向脸朝向的方向。这样符合定义坐标的右手定律。这样定义整个人的坐标后,当人面对镜子站立的时候,其实,镜子中的像的坐标只是将人的坐标在z轴方向上颠倒了而已。

因为这样站立的时候z轴是垂直镜面的,而镜面是在和镜面垂直的维度上进行正负取向颠倒,而且认为像的坐标原点是像的心口,这个时候x和x'、y和y'是平行的、同方向的,z和z'(像的z轴)是同一直线的、不同方向的。即x'=x,y'=y,z'=-z。因为z轴已经进行了翻转,所以z'已经是沿像的心口向像的脑壳方向了,也就是说,像的“后”就是人本身的前(其实是前后的颠倒)。

面对镜子,我们自然而然就希望能在前后、上下的概念上统一起来,所以只能是改变坐标系,翻转左右的概念。即,如果认定y''=y,z''=z来建立新的坐标系那么只能是x''=-x了。因为,我们始终“固执”的认为:

有头的方向是上,脸朝向的方向是前。前、后、上、下被我们“固执”的认定了,那么颠倒的,只能是左右了。当人不是面对镜面站立的时候,情形复杂了许多,因为两个坐标系的坐标轴直接不再是平行的关系。

但其根本也是和上面的叙述是一样的,只不过多了许多角度变换的计算。

照镜子为什么是左右颠倒而不是上下

3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”。

4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。

5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。

6楼:刘益卓

因为是站着照的,躺下就可以上下了

7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。

8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!

9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”。

10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!

11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。

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