Tại sao hình trong gương quay ngược từ trái sang phải chứ không lộn từ trên xuống?

Có thể bạn trả lời ngay rằng đây là nguyên lý phản xạ ánh sáng. Nhưng như thế vẫn chưa đầy đủ.

Hãy tự mình đứng trước gương và bạn sẽ thấy điều này ngay lập tức. Dòng chữ trên chiếc áo phông của bạn trong gương bị ngược. Phần rẽ ngôi của tóc bạn cũng chuyển sang bên khác. Chiếc nốt ruồi bên dái tai trái bạn đang nhìn thấy lại ở phía bên phải... Đứng trước bạn là hình ảnh của chính bản thân bị ngược: cái gì từng ở bên trái nay ở bên phải và ngược lại. Nhưng cái gì ở trên vẫn ở trên, ở dưới vẫn ở dưới – như thể chiếc gương biết chuyển trái và phải, nhưng không lộn từ trên xuống dưới.

Tất nhiên, chiếc gương không "biết" gì về tư thế của bạn; nó đơn giản chỉ phản chiếu ánh sáng va chạm vào nó. Vậy thì tại sao khi ánh sáng phản chiếu đó đến bộ cảm biến ánh sáng trong mắt bạn, hình ảnh trong gương của bạn lại chỉ đảo ngược từ trái sang phải?

Theo Gizmodo, câu trả lời ngắn gọn là không đảo ngược. Thực tế, câu hỏi cái gì làm cho trục ngang quá đặc biệt như vậy trong bối cảnh của cái gương bản thân nó là thiếu sót. Đó là bởi vì một cái gương không đảo ngược hình ảnh từ trái sang phải hay từ trên xuống dưới, mà từ trước ra sau. Nói cách khác, hình ảnh trong gương của bạn không phải được hoán đổi mà đảo ngược lại theo chiều thứ ba, giống như một chiếc găng tay đang được lộn trong ra ngoài.

Hình ảnh của bạn đã được đảo ngược theo trục vuông góc với gương.

Đây là một thử nghiệm tư duy để giúp minh họa khái niệm đảo ngược trước ra sau. Giả sử, trong giây lát thôi nhé, bạn có thể ép phẳng lì cơ thể của mình. Hãy tưởng tượng rằng, cơ thể của bạn có thể đi qua chính nó mà không làm hỏng bất kỳ mô khác của cơ thể. Khi bạn đứng trước gương và ấn chóp mũi mình vào gương, thật dễ dàng suy luận rằng hình ảnh bạn thấy đang nhìn lại bạn là kết quả của bạn (không gương) quay tại chỗ 180 độ và bước lùi về phía sau, xuyên qua gương, vào "lãnh địa" của gương. Song đây không phải là trường hợp chúng ta đang bàn đến.

Trong thực tế, một nửa phía sau của bạn "không gương" đã được ép phẳng theo hướng chiếc gương. Khi hình dạng của bạn bắt đầu phẳng như cái bánh pancake, phần nửa trước của cơ thể bạn (nghĩa là tất cả các bộ phận của cơ thể nằm phía sau mũi của bạn, nhưng vẫn ở phía trước nửa sau của cơ thể), nửa sau của cơ thể và đầu mũi của bạn đều nằm trong cùng một mặt phẳng (tức là mặt phẳng bị chiếm bởi gương). Nhưng sau đó nửa sau của bạn tiếp tục đẩy, tiếp tục hành trình xuyên qua mặt phẳng của gương và đi thẳng qua nửa trước của cơ thể trước khi lấy lại hình dạng "bình thường" ở phía bên kia của gương. Cái mới này, bạn bị ngược lại đối xứng với bạn, nhưng hai cơ thể bạn và bạn trong gương không chồng lên nhau được. Trong hóa học, các thực thể như vậy được gọi là "chiral" (bất đối xứng).

Còn đây là một cách khác để suy nghĩ về nó, được phổ biến rộng rãi bởi nhà vật lí Richard Feynman (Viện Công nghệ Massachusetts): Bạn hãy đứng trước gương, và chú ý hướng bạn đang đối diện. Để thử nghiệm, hãy giả sử bạn đang đối mặt với hướng Bắc. Tay phải của bạn chỉ hướng Đông và điểm phản chiếu của bạn cũng là hướng Đông. Cũng như vậy, chỉ tay trái về phía Tây thì cử chỉ phản xạ của bạn theo cùng một hướng. Đó là bởi vì những hướng này đều nằm dọc theo mặt phẳng song song với gương. Tương tự như vậy, chỉ lên hoặc xuống và phản xạ của bạn sẽ làm theo, di chuyển theo cùng một hướng.

Nhưng đi chệch khỏi mặt phẳng song song đó thậm chí một chút thì mọi thứ bắt đầu rung rinh. Thì hãy nhớ rằng: hình ảnh của bạn đã được đảo ngược theo trục vuông góc với gương. Hãy thử trỏ trực tiếp vào gương, sao cho ngón tay của bạn bây giờ được hướng đến phía Bắc. Sự phản chiếu của bạn bây giờ chỉ trực tiếp vào bạn - không phải Bắc, giống như ngón tay của bạn - mà hướng Nam.

Từ khóa liên quan:

hình trong gương

nguyên lý phản xạ ánh sáng

bất đối xứng

phản chiếu ánh sáng

đảo ngược trước ra sau