最后,他把手指向了北方。这次,他惊喜地发现,镜子中的人把手指向了南方。略一思考,他得出了结论,镜子确实可以颠倒方向。准确地说,镜子颠倒的是和镜子垂直的两个方向。
其实,从平面镜成像的原理我们可以很容易看出这一点。
物体上的每一点和它的镜像和镜面的距离都是相等的,所以整个物体的镜像就是相对于镜面对称的。也就是说,与镜面垂直的这条线上,两个方向颠倒了。
如果一个人面对镜子,那么,被颠倒的两个方向就是“前后”。而这种时候,我们得到的一个错觉是,左右被颠倒了。
那么,这种错觉是从哪里来的呢?
上图显示了镜像和真实的物体(人和字)的比较。这样看起来,人和字都是左右颠倒的。但是,这个比较是不恰当的,因为用于比较的人和字都已经进行了水平方向的翻转,那么它在水平方向上(左右)被颠倒也不足为奇。
我们如果把人和字在垂直方向上翻转,我们同样也会看到它在垂直方向的被颠倒。
为了看清镜子对水平和垂直方向到底做了什么事情,我们可以采用第三种比较方法:对物体不进行任何翻转,让它直接从镜子中走过去。