Od doby, kdy starověcí lidé poprvé leštili reflexní kámen, hrála zrcadla v historii značnou roli. Zrcadla hrají významnou roli v pohádkách , sci-fi a fantasy příbězích , ale také nám pomáhají dívat se na vzdálené planety, měsíce a hvězdy a zároveň nám pomáhají při průzkumu subatomárního světa. Zrcadla tvoří samotné základy dnešních nejpokročilejších technologií a samozřejmě hrají roli v tom, jak vnímáme sami sebe.
Samotný koncept zrcadla předchází technologii samotnou, protože starověcí hominini pravděpodobně zírali na jejich odrazy ve stojatých vodách bazénů, rybníků a jezer. Ale jak rostlo naše chápání zrcadel, rostla i jejich užitečnost. Nedá se říct, že by moderní svět nebyl možný se skromným, ale fascinujícím zrcadlem.
První zrcadla nebyla vyrobena ze skla
Přestože zrcadla fungují díky komplikované fyzice a troše kvantové mechaniky, ve skutečnosti existují tyto objekty již tisíce let. Navzdory křišťálově čisté vodě byla první zrcadla pravděpodobně vyrobena v Anatolii (dnešní Turecko) asi před 8 000 lety . Tato zrcadla však byla pravděpodobně vyrobena z obsidiánu, což je druh reflexního vulkanického skla, a v následujících tisíciletích se řemeslníci pokoušeli používat různé leštěné kovy, jako je bronz, měď, cín a stříbro. Tento poslední prvek a levný hliník, který byl představen na konci 19. století , se stal kovy volby pro svou vysokou odrazivost, což znamená, že odrážejí téměř veškeré světlo zpět k divákovi.
Bílý papír samozřejmě také odráží veškeré světlo ve viditelném spektru, tak proč nejsou zrcadla bílá? Díky svému ultra hladkému povrchu vytváří zrcadlo „zrcadlový odraz“. To znamená, že úhel, pod kterým světlo dopadá na zrcadlo (známý jako úhel dopadu), tvoří stejný úhel, když se světlo odráží (úhel odrazu). Na druhé straně bílý list papíru má povrchové nedokonalosti, které vytvářejí „difúzní odraz“, což znamená, že světlo se rozptyluje všemi směry, což vysvětluje, proč zrcadla vykazují odraz a papír nikoli.
Některé faktory mohou změnit odrazy, jako je tvar zrcadla (vzpomeňte si na zrcadla v zábavním domě), materiály použité k výrobě zrcadla a také okolní atmosféra. Ale za normálních podmínek se vaše zrcadlo řídí výše uvedenou sekvencí optické fyziky, obecněji známou jako zákon odrazu .
K dosažení této reflexní fyziky u moderních zrcadel se skleněná tabule vyčistí a vyleští, aby se odstranily nečistoty, a poté se na ni nanese vrstva stříbra nebo hliníku spolu s chemickým aktivátorem, aby se vybraný kov spojil se sklem. Světlo proniká sklem, pak se odráží od stříbra a hliníku a zpět k vám, takže si konečně můžete zkontrolovat vlasy nebo zjistit, jestli vám něco neuvízlo v zubech.
Nelíbí se vám, jak vypadáte na fotkách?
Zrcadla ve skutečnosti nereprodukují přesnou verzi vás, kterou vidí ostatní lidé. Představte si, že stojíte před svým odrazem: Zrcadlo vás nepřeklopí vodorovně (podle osy y), jak byste mohli očekávat, ale převrátí váš obraz podél osy z, která představuje hloubku. Tato inverze osy Z je trochu jako obracet rukavici naruby. To je důvod, proč se slova na tričku objevují v zrcadle pozpátku.
Tento fenomén je důvodem, proč se mnoha lidem nelíbí, jak vypadají na fotografiích . Protože obličej nikoho není dokonale symetrický, dochází k jemným změnám mezi obličejem, který vidíte v zrcadle, a obličejem, který fotoaparát zachytí na svém senzoru. Když však pořídíte selfie na smartphonu, fotoaparát převrátí obraz jako zrcadlo, takže nám to připadá přirozenější nebo povědomější. Jakmile pořídíte fotografii, obrázek uložený do vašeho zařízení se převrátí, takže konečný produkt vypadá tak, jak vás vidí ostatní lidé (a objektiv fotoaparátu).
Zrcadla jsou také překvapivě high-tech
Zrcadla byla často spojována s marnivostí (vzpomeňte na Zlou královnu ve Sněhurce ), ale ve skutečnosti jejich užitečnost daleko převyšuje sebeobdiv. Ve skutečnosti jsou zrcadla páteří mnoha vědeckých oborů. Vesmírný teleskop Jamese Webba NASA – nejpokročilejší vesmírný dalekohled, jaký byl kdy vyroben – využívá řadu zrcadel, neboli reflektorů, ke shromažďování světla a vytváření úžasných snímků vesmíru. Mnoho detektorů v urychlovači částic CERN ve Švýcarsku, laboratoři zodpovědné za průlomové objevy, jako je Higgsův boson, používá k odrážení světla systém zrcadel . A mikroskopy? Jo, i za ně musíme poděkovat zrcadlům.
Pak jsou tu lasery, které se spoléhají na zrcadla pro vytváření a manipulaci se soustředěným paprskem světla. V prosinci 2022 National Ignition Facility v Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii použila komplikovanou sérii laserů a zrcadel k dosažení první fúzní reakce s čistým ziskem – stejné fyziky, která pohání Slunce – v naději, že jednoho dne poskytne neomezenou čistou energii. Zrcadla tedy nejen pomohla vytvořit části dnešního světa, ale jsou také v popředí zítřka.
