Зазеркальные приколы: почему мы красавчики только дома, а физика тут ни при чем?
Знаете это легкое утреннее потрясение, когда дома в зеркале вы были вылитый Брэд Питт (или Анджелина Джоли), а потом случайно открыли фронтальную камеру смартфона и увидели там уставшего гоблина? «Да что ж такое! — думаете вы, — Меня подменили! Где мое отражение?». Спокойно. Вас не подменили. Просто физика — дама коварная, и сегодня мы разберем ее зеркальные секреты по косточкам. Обещаю: будет больно только вашему самолюбию, но зато очень познавательно.
Часть 1. Амальгама и стеклянный бутерброд
Давайте сразу разберемся с «магией». Никакой магии. Зеркало — это, по сути, бутерброд из стекла и металла. Раньше, во времена алхимиков и отравленных перчаток, на стекло наносили амальгаму — жуткую смесь ртути с оловом. Блестело это дело просто божественно, но мастеров, делавших такие зеркала, хватало максимум лет на пять работы — пары ртути делали свое черное дело. Романтика, да?
Сегодня все проще: на стекло в вакууме напыляют тончайший слой алюминия или серебра. Толщина этого слоя — около 100 нанометров. Это в тысячу раз тоньше человеческого волоса. Представьте: если бы ваше зеркало было размером с футбольное поле, то отражающий слой был бы толщиной с лист бумаги. А вы на него орёте, что оно «кривое», когда джинсы не застегиваются.
Часть 2. Главная ложь вашей жизни: лево и право
Внимание, сейчас будет научная бомба, из-за которой у Ньютона, говорят, случилась мигрень. Зеркало не меняет местами право и лево!
Как так-то? Сейчас объясню. Встаньте лицом к северу. Ваша правая рука показывает на восток. Подойдите к зеркалу. Та рука отражения, которую вы называете «левой», всё ещё показывает на восток! То есть ваш двойник показывает правой рукой на восток, как и вы. Географически восток остался на месте.
Что же тогда меняется? Перед и зад. Зеркало переворачивает изображение по оси, перпендикулярной его поверхности. Оно выворачивает мир наизнанку. Оно берет ваш нос и «вдавливает» его внутрь.
Так почему мы уперто твердим про право-лево? Это лингвистическая и психологическая ловушка. Чтобы понять, где у отражения правая рука, мы мысленно разворачиваем его вокруг вертикальной оси (как будто поворачиваем человека лицом к себе). Но зеркало делает не это! Оно как печать: приложил к листу — получил отпечаток. Ваше лицо — это эластичная печать, и мы настолько привыкли к этой «печати», что когда видим ее на фотографии (где лево и право реально поменяны местами), мы думаем: «Фу, кто этот асимметричный тип?».
Кстати, именно поэтому вы себе так нравитесь в зеркале. Вы привыкли к своему зеркальному двойнику. Фото показывает вас так, как видят люди, и этот «непривычный вы» кажется мозгу ошибкой. Так что расслабьтесь, вы одинаково прекрасны (или наоборот) в обеих версиях.
Часть 3. Почему мы отражаемся, или Приключения фотона
Тут в игру вступает квантовая электродинамика, но мы не будем углубляться в эти дебри, потому что я сам начинаю нервно смеяться, когда слышу слово «волновая функция». Давайте упростим донельзя.
Свет — это поток частиц под названием фотоны. Они летят, как сумасшедшие мотоциклисты. Врезаясь в стекло, большая часть их проскакивает дальше (стекло ведь прозрачное). Но тут они натыкаются на тот самый алюминиевый слой сзади. В металлах есть свободные электроны, которые живут своей бурной жизнью. Когда фотон врезается в эту тусовку, электроны поглощают его энергию, возбуждаются, а потом... успокаиваются и выплевывают новый фотон обратно. Это называется упругим отражением.
Фотон не «отскакивает», как бильярдный шар. Он уничтожается и рождается заново! Это как если бы вы кинули в толпу неоновый мячик, толпа его проглотила и тут же выплюнула точно такой же, но в строго противоположном направлении. И таких «перерождений» — миллиарды в секунду на квадратный сантиметр. Благодаря этой массовой реинкарнации света мы, собственно, и видим свои помятые утренние физиономии.
Часть 4. Зеленый призрак в тоннеле
Если у вас дома есть зеркальный шкаф-купе, проведите эксперимент. Поставьте два зеркала друг напротив друга и встаньте между ними. Вы увидите бесконечный коридор уходящих вдаль «себя». Теоретически — бесконечный. Практически — нет.
Почему мы не видим бесконечность? Потому что идеальных зеркал не существует. Самое лучшее серебряное покрытие отражает около 95-98% света. С каждым отражением свет тускнеет. Мало того, стекло поглощает свет, причем особенно жадно оно ест красные и голубые фотоны, а переваривает зеленые.
Если у вас есть оптический прицел или вы смотрели фильмы про подводные лодки, вы знаете, что там из-за системы линз и отражений картинка часто отдает зеленью. В зеркальном коридоре происходит то же самое. Чем дальше ваше «отражение-правнук», тем оно зеленее и тусклее. Где-то на сотом или тысячном отражении вы превратитесь в болотного призрака и исчезнете. Так что бесконечность нам только снится.
Часть 5. Зеркало-полуправда
Напоследок — коротко о том, как нас обманывают шпионские фильмы. В каждом втором боевике герой стоит в темной комнате и смотрит через «зеркало Гезелла» (прозрачное с одной стороны), как допрашивают злодея. Секрет такой комнаты прост: с той стороны яркий свет, а сам шпион сидит в темноте.
Зеркало Гезелла — это стекло с напылением настолько тонким, что оно пропускает половину света, а половину отражает. Если ваша комната темная, а соседняя залита софитами, свет оттуда, отражаясь, полностью «забивает» тот жалкий свет, что просачивается из вашей норы. Вы видите их, они видят себя, а вы для них — невидимка. Никакой магии. Просто баланс освещенности.
Эпилог. Ты красив, когда отражаешься
Так что, когда в следующий раз будете ловить свое отражение в витрине супермаркета или в темном экране выключенного телевизора, помните: вы наблюдаете грандиозную реинкарнацию триллионов фотонов, которые металлической пленкой толщиной в паутинку отправляются строго назад в ваш глаз. И если в этот момент отражение покажется вам недостаточно стройным, вините не физику, а ту булочку, которую вы съели на ночь. Зеркало тут ни при чем, оно честно делает свою работу: угол падения всегда равен углу отражения. И вашего второго подбородка — тоже.