صورة معكوسة

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
جبل هود ينعكس في مياه بحيرة ميرور

الصورة المرآوية ( في المرآة المستوية ) هي نسخة منعكسة لجسم ما، تبدو مطابقة له تقريبًا، ولكنها معكوسة في الاتجاه العمودي على سطح المرآة. وهي ظاهرة بصرية تنتج عن الانعكاس المنتظم عن أسطح المواد اللامعة، وخاصة المرايا أو الماء . كما أنها مفهوم هندسي، ويمكن استخدامها كعملية تصميم مفاهيمي للهياكل ثلاثية الأبعاد.

في الهندسة والبصريات الهندسية

في بعدين

في الهندسة ، الصورة المرآوية لجسم أو شكل ثنائي الأبعاد هي الصورة الوهمية المتكونة عن طريق الانعكاس في مرآة مستوية ؛ وهي بنفس حجم الجسم الأصلي، ولكنها مختلفة، ما لم يكن للجسم أو الشكل تناظر انعكاسي (يُعرف أيضًا باسم التناظر P ).

يمكن رؤية صور معكوسة ثنائية الأبعاد في انعكاسات المرايا أو الأسطح العاكسة الأخرى، أو على سطح مطبوع عند النظر إليه من الداخل إلى الخارج. إذا نظرنا أولًا إلى جسم ثنائي الأبعاد (مثل الكتابة على بطاقة) ثم قلبنا البطاقة لتواجه المرآة، فإن الجسم يدور بزاوية 180 درجة، فنرى انعكاسًا يمينًا ويسارًا في المرآة. في هذا المثال، يكون تغيير الاتجاه، وليس المرآة نفسها، هو سبب الانعكاس الملاحظ. مثال آخر هو عندما نقف وظهورنا للمرآة ونواجه جسمًا أمامها. ثم نقارن الجسم بانعكاسه بتدوير أنفسنا 180 درجة، باتجاه المرآة. مرة أخرى، نلاحظ انعكاسًا يمينًا ويسارًا بسبب تغيير اتجاهنا. إذن، في هذه الأمثلة، لا تُسبب المرآة الانعكاسات الملاحظة.

في ثلاثة أبعاد

جرة متناظرة وصورتها المرآوية
مثال على كيفية عكس النص من الأمام إلى الخلف بدلاً من اليسار إلى اليمين. هذه الكلمة المصنوعة من الورق المقوى تنعكس بشكل صحيح دون أن تُقلب .

يمكن توسيع مفهوم الانعكاس ليشمل الأجسام ثلاثية الأبعاد ، بما في ذلك أجزائها الداخلية، حتى وإن لم تكن شفافة . ويرتبط المصطلح حينها بالجوانب البنيوية والبصرية على حد سواء. ينعكس الجسم ثلاثي الأبعاد في الاتجاه العمودي على سطح المرآة. في الفيزياء، تُدرس صور المرآة في علم البصريات الهندسية . وبشكل أكثر جوهرية في الهندسة والرياضيات، تُشكل هذه الصور العناصر الأساسية لنظرية زمر كوكسيتر ومجموعات الانعكاس .

في الكيمياء، يُطلق على نسختين ( متصاوغين ) من جزيء ما، إحداهما صورة معكوسة للأخرى، اسم المتصاوغات المرآتية إذا لم تكن قابلة للتطابق التام (وهو المصطلح التقني الصحيح، مع أن مصطلح "قابلة للتطابق التام" يُستخدم أيضًا). هذا مثال على الكيرالية . وبشكل عام، يُطلق على الجسم وصورته المرآتية اسم المتصاوغات المرآتية .

إذا كانت إحداثيات نقطة في جسم ما هي ( س ، ص ، ع )، فإن صورة هذه النقطة (كما تنعكس في مرآة في المستوى ص ، ع ) تكون إحداثياتها (-س ، ص ، ع ) . وبالتالي، فإن الانعكاس هو قلب لمحور الإحداثيات العمودي على سطح المرآة. مع أن المرآة المستوية تعكس الجسم فقط في الاتجاه العمودي على سطحها، إلا أن هذا يقلب الصورة ثلاثية الأبعاد المرئية في المرآة رأسًا على عقب، مما يُعطي إحساسًا بانعكاس اليسار واليمين. ومن هنا، يُطلق على هذا الانعكاس، بشكل مُضلل نوعًا ما، اسم "الانعكاس الجانبي". يُفسَّر هذا الإحساس بانعكاس اليسار واليمين هندسيًا بأن الجسم ثلاثي الأبعاد المرئي في المرآة هو نسخة مقلوبة من الجسم الحقيقي، كقفاز يُنزع من اليد اليسرى ويُصبح قفازًا لليد اليمنى، ولكن لا يزال هناك بعض اللبس حول هذا التفسير بين علماء النفس. تمت مناقشة سيكولوجية الانعكاس المتصور لليسار واليمين في كتاب "ضجة كبيرة حول المرايا" للأستاذ مايكل كورباليس (انظر "الروابط الخارجية" أدناه).

يؤدي الانعكاس في المرآة إلى تغيير في اتجاه الإحداثيات ، وتحديدًا من نظام إحداثيات يميني إلى نظام إحداثيات يساري (أو العكس). فعند النظر في المرآة، يتطابق محوران (أعلى-أسفل ويسار-يمين) مع المحورين الموجودين في المرآة، بينما ينعكس المحور الثالث (أمام-خلف).

إذا وقف شخصٌ جانبًا أمام مرآة، فإن يديه اليمنى واليسرى ستنعكسان تمامًا بفعل المرآة، لأن محور يمينه ويساره يكون حينها عموديًا على مستوى المرآة. مع ذلك، من المهم فهم أن هناك دائمًا صورتين متماثلتين فقط، وهما الجسم وصورته المقلوبة. لذا، بغض النظر عن كيفية توجيه الجسم نحو المرآة، فإن جميع الصور الناتجة متطابقة جوهريًا (كما يوضح كورباليس في بحثه "ضجة كبيرة حول المرايا"، المذكور أعلاه).

في صورة الجبل المنعكس في البحيرة (الصورة أعلى اليمين)، يظهر بوضوح انعكاس العمودي على السطح العاكس. لاحظ أنه لا يوجد أي تناظر واضح بين الأمام والخلف أو اليمين واليسار للجبل. في مثال الجرة والمرآة (الصورة إلى اليمين)، تتميز الجرة بتناظر شبه تام بين الأمام والخلف (واليمين واليسار). لذا، لا يمكن ملاحظة أي انعكاس واضح من أي نوع في صورة الجرة المنعكسة.

تظهر الصورة المنعكسة ثلاثية الأبعاد بشكل أوضح إذا تحرك المُشاهد، أو إذا تم النظر إلى الصورة باستخدام الرؤية الثنائية . وذلك لأن الموضع النسبي للأشياء يتغير بتغير منظور المُشاهد، أو لأنه يُرى بشكل مختلف بكل عين. [ 1 ]

إن النظر من خلال مرآة من مواقع مختلفة (ولكن بالضرورة مع تقييد نقطة الملاحظة بنصف الفضاء على جانب واحد من المرآة) يشبه النظر إلى صورة المرآة ثلاثية الأبعاد للفضاء؛ بدون مرايا أخرى، فإن صورة المرآة لنصف الفضاء قبل المرآة فقط هي المهمة؛ إذا كانت هناك مرآة أخرى، فإن صورة المرآة لنصف الفضاء الآخر تكون مهمة أيضًا.

تأثير المرآة على إضاءة المشهد

لا يقتصر دور المرآة على عكس صورة لما هو موجود بدونها، بل إنها تُغير أيضًا توزيع الضوء في الفراغ النصفي أمامها وخلفها. فالمرآة المعلقة على الحائط تُضفي على الغرفة إضاءةً أكبر، إذ تظهر مصادر ضوء إضافية في صورتها المنعكسة. ومع ذلك، فإن ظهور هذا الضوء الإضافي لا يُخالف مبدأ حفظ الطاقة ، لأن جزءًا من الضوء لا يصل إلى ما وراء المرآة، حيث تُعيد المرآة توجيه طاقة الضوء. من حيث توزيع الضوء، فإن الصورة المنعكسة في المرآة لها نفس المظهر والتأثير الذي يُظهره الفراغ النصفي الحقيقي المتناظر خلف النافذة (بدلًا من المرآة). وقد تمتد الظلال من المرآة إلى الفراغ النصفي أمامها، والعكس صحيح.

الكتابة المعكوسة

تظهر كلمة "حريق" وصورتها المعكوسة على مقدمة سيارة الإطفاء هذه .

في الكتابة المعكوسة، يُعرض النص عمدًا على شكل صورة معكوسة، ليُقرأ من خلال المرآة. على سبيل المثال، غالبًا ما تعرض مركبات الطوارئ، كسيارات الإسعاف والإطفاء، ملصقًا (مثل "إسعاف") على مقدمتها مكتوبًا عليه النص معكوسًا، ليتمكن سائقو المركبات التي أمامها من قراءة الكلمات بشكل صحيح في مرآة الرؤية الخلفية . كما تستخدم بعض دور السينما الكتابة المعكوسة في نظام الترجمة النصية للنوافذ الخلفية، لمساعدة الأشخاص ذوي الإعاقة السمعية على مشاهدة الأفلام.

أنظمة المرايا

مقارنة بين صور مرآة عادية (يسار) ومرآة غير عاكسة مكونة من لوحين من المرايا (يمين)

في حالة مرآتين، تقعان في مستويين بزاوية α، فإن النظر من خلالهما من القطاع الذي يمثل تقاطع نصفي الفضاء، يُشبه النظر إلى نسخة من العالم مُدارة بزاوية 2α؛ وتتوافق نقاط الرصد واتجاهات النظر التي ينطبق عليها هذا مع تلك الخاصة بالنظر من خلال إطار مثل إطار المرآة الأولى، وإطار عند صورة المرآة بالنسبة للمستوى الأول، للمرآة الثانية. إذا كانت للمرآتين حواف رأسية، فإن الحافة اليسرى لمجال الرؤية هي المستوى المار بالحافة اليمنى للمرآة الأولى وحافة المرآة الثانية التي تقع على اليمين عند النظر إليها مباشرةً، ولكنها تقع على اليسار في صورة المرآة.

في حالة وجود مرآتين متوازيتين، فإن النظر من خلالهما معًا يُشبه النظر إلى نسخة من العالم مُزاحة بمقدار ضعف المسافة بين المرآتين، في الاتجاه العمودي عليهما، بعيدًا عن الراصد. ولأن مستوى المرآة التي يُنظر إليها مباشرةً يقع خلف مستوى المرآة الأخرى، فإن النظر يكون دائمًا بزاوية مائلة، وبالتالي فإن الإزاحة المذكورة لا تقتصر على مركبة بعيدة عن الراصد فحسب، بل تتضمن أيضًا مركبة عمودية. ويمكن وصف الرؤية المُزاحة أيضًا بإزاحة الراصد في الاتجاه المعاكس. فعلى سبيل المثال، في حالة المنظار الرأسي ، يكون إزاحة العالم بعيدًا عن الراصد وإلى الأسفل، وكلاهما بطول المنظار، ولكن من الأنسب اعتبار الإزاحة المكافئة للراصد: إلى الأعلى وإلى الخلف.

من الممكن أيضًا إنشاء مرآة غير عاكسة عن طريق وضع مرآتين سطحيتين أوليتين بزاوية 90 درجة لإعطاء صورة غير معكوسة.

انظر أيضاً

مراجع