Riflessione sugli specchi

[.:|FEDE|:.]

A parte il gioco di parole del titolo, voglio proporvi una cosa molto seria, molto interessante e che potrebbe avere a che fare con il paradossale. Io e un mio amico ci troviamo spesso e altrettanto spesso discutiamo di argomenti di ambito scientifico. Mangiando una pizza assieme, siamo andati a parare negli specchi. Parlando dei nostri riflessi e di argomenti horror ad esso collegati, a me è venuto in mente l'esperimento di mettere uno specchio esattamente davanti ad un altro specchio. E abbiamo parlato un po di quello e di "dove" potesse espandersi quel riflesso (sappiamo che, appunto, se mettiamo uno specchio davanti ad un altro specchio, questi si rifletteranno teoricamente "all'infinito". In pratica non è all'infinito perché lo specchio non può riflettere il 100% della luce e ad ogni riflesso una certa quantità di luce viene trattenuta. Ma il ragionamento che ho fatto io non cambia, quindi supponiamo, per semplificare le cose, che gli specchi riflettano il 100% della luce). Ora immaginate, appunto, di mettere uno specchio davanti ad un altro specchio. Ora mettiamoci nei panni dello specchio A. Esso rifletterà lo specchio B. Lo specchio B vedrà due specchi: Lo specchio A e se stesso riflesso nello specchio A. Dopo questo istante, Lo specchio A vedrà tre specchi, ovvero lo specchio B, se stesso riflesso nello specchio B e lo specchio B all'interno di se stesso. E così via (all'infinito supponendo che la luce riflessa sia sempre il 100%). Ma la cosa non è istantanea, ovvero se io ho due specchi girevoli e lo specchio A punta il B ma B punta altrove, nel momento in cui giro B verso lo specchio A, non si formano infiniti specchi subito. La cosa avviene con una certa velocità. Quale? ovviamente alla velocità della luce. Quindi, gli specchi si riflettono l'un l'altro alla velocità della luce e la cosa vale anche per gli specchi riflessi e quelli riflessi nei riflessi, e così via.

Se fin qua ci siete, ora comincia la parte difficile da capire e per me da spiegare. Avevo detto che gli specchi erano girevoli e ricordate anche che avevo detto che l'effetto infinito non è istantaneo ma avviene alla velocità della luce. Lo stesso quindi, dovrebbe valere se io, dopo qualche secondo che ho puntato uno specchio verso l'altro, distolgo uno specchio dall'altro. Appena io distolgo uno specchio dall'altro, gli specchi reali non si rifletteranno più tra loro, ma gli specchi che c'erano "al loro interno", stanno continuando a riflettersi. Quando distolgo lo specchio A dal B, viene da pensare che sparisca ISTANTANEAMENTE l'effetto infinito che si era creato, ma teoricamente non è così perchè anche questo, succede alla vellcità della luce. Cioè, i primi due specchi "quelli reali" non si riflettono più, perchè li ho girati e puntano altrove, ma gli specchi che c'erano al loro interno si stanno ancora riflettendo, perchè la luce, seppure viaggi ad una velocità prossima all'infinito, non è comunque istantanea, ma arriva ai primi due riflessi dopo qualche nanosecondo. E lo stesso vale per i riflessi dei riflessi, i riflessi dei riflessi dei riflessi, e così via. Quindi, quando distolgo uno specchio dall'altro, gli specchi reali non si riflettono più, ma gli altri si invece, almeno finchè non arriva la luce con il segnale diverso che io ho girato gli specchi. Lo stesso lo potete capire quando guardate il sole. Se ora guardate il sole e in quel momento esplode, voi l'esplosione la vedete 8 minuti dopo, non nell'istante che è avvenuta. Così quando punto lo specchi A verso il B, il riflesso numero 2000, per esempio, non appare subito, ma appare dopo un certo tempo. Il tempo che impiega la luce per "creare" 2000 riflessi. E la stessa cosa quando distolgo lo specchi A dal B. Il riflesso numero 2000 non scompare subito, almeno in teoria, ma scompare nello stesso tempo che ha impiegato per apparire quando ho puntato lo specchio A verso il B. Ora io ho pensato, Quando giro uno dei due specchi, quella realtà "infinita" che si era creata, rimane per qualche nanosecondo, ma noi non la vediamo più. Noi non la vediamo, ma per qualche secondo c'è ancora. Ma DOVE?
Datemi una risposta

[Pavlat]

Non sono esperto di ottica ma azzardo alcune considerazioni.

L'affermazione che l'effetto infinito non è istantaneo credo sia vera, ma non per le motivazioni che hai scritto. Ritengo che sia perché gli specchi sono concavi. Lo specchio A apparirà sullo specchio B leggermente più piccolo di quello che è. Quindi A vedrà sia B sia se stesso completamente contenuto in B, e per via della concavità, rifletterà sia B che se stesso, con un fattore di riduzione delle dimensioni. E così via. L'immagine quindi si costruisce nel tempo perché ogni volta lo specchio riflette un'immagine diversa, a cui aggiunge un tassello nuovo. Se gli specchi fossero perfettamente piani e paralleli si rifletterebbero punto su punto in modo stabile, senza innescare nessun effetto infinito (considerando una sorgente luminosa che emette solo perpendicolarmente agli specchi).

Inoltre non ha senso pensare che ci siano immagini "catturate" dallo specchio quando essi non si riflettono più, perché la luce si stava semplicemente riflettendo, non si accumula di certo nello specchio. Quando gli specchi non sono più paralleli il raggio luminoso che stava andando da uno specchio all'altro al suo arrivo troverà una superficie opaca che lo assorbirà, senza rifletterlo, quindi l'effetto inifinito svanisce all'istante. O più precisamente, la luce trasporta l'ultima immagine che stava riflettendo finché non viene assorbita. Gli specchi riflessi uno nell'altro non spariscono in ordine inverso in cui sono stati creati.

[Dumah Brazorf]

Per non aver studiato ottica sempre gli stessi (+o-) fotoni si rimpallano da una superficie all'altra per cui non esiste alcun "effetto memoria" delle immagini.

[.:|FEDE|:.]

Originariamente inviato da Pavlat

Non sono esperto di ottica ma azzardo alcune considerazioni.

L'affermazione che l'effetto infinito non è istantaneo credo sia vera, ma non per le motivazioni che hai scritto. Ritengo che sia perché gli specchi sono concavi. Lo specchio A apparirà sullo specchio B leggermente più piccolo di quello che è. Quindi A vedrà sia B sia se stesso completamente contenuto in B, e per via della concavità, rifletterà sia B che se stesso, con un fattore di riduzione delle dimensioni. E così via. L'immagine quindi si costruisce nel tempo perché ogni volta lo specchio riflette un'immagine diversa, a cui aggiunge un tassello nuovo. Se gli specchi fossero perfettamente piani e paralleli si rifletterebbero punto su punto in modo stabile, senza innescare nessun effetto infinito (considerando una sorgente luminosa che emette solo perpendicolarmente agli specchi).

Inoltre non ha senso pensare che ci siano immagini "catturate" dallo specchio quando essi non si riflettono più, perché la luce si stava semplicemente riflettendo, non si accumula di certo nello specchio. Quando gli specchi non sono più paralleli il raggio luminoso che stava andando da uno specchio all'altro al suo arrivo troverà una superficie opaca che lo assorbirà, senza rifletterlo, quindi l'effetto inifinito svanisce all'istante. O più precisamente, la luce trasporta l'ultima immagine che stava riflettendo finché non viene assorbita. Gli specchi riflessi uno nell'altro non spariscono in ordine inverso in cui sono stati creati.

Per quanto riguarda il ritardo della creazione dei vari riflessi è proprio a causa della velocità della luce, non della concavità degli specchi; per fare in modo che i due specchi si riflettano punto a punto senza creare l'effetto infinito suppongo debbano essere perfettamente attaccati tra loro; già dalla più piccola distanza l'uno ridurrebbe le dimensioni dell'altro e dei riflessi.

Quando giro uno dei due specchi, poi, i vari riflessi comincerebbero a scomparire in ordine di come si sono creatI e alla stessa velocità.

Originariamente inviato da Dumah Brazorf

Per non aver studiato ottica sempre gli stessi (+o-) fotoni si rimpallano da una superficie all'altra per cui non esiste alcun "effetto memoria" delle immagini.

Giusta l'osservazione, però, teoricamente, quando pongo uno specchio davanti ad un altro specchio, l'effetto infinito che si crea (supponendo che siano perfettamente paralleli e che riflettano il 100% della luce) è effettivamente "infinito", nel senso che non c'è un limite di dimensioni. Ognuno riflette l'altro specchio più piccolo e così via, noi riusciamo a vederli fino ad una certa dimensione a causa del limite di percezione oculare, ma gli specchi teoricamente dovrebbero continuare a riflettersi all'infinito, anche quelli microscopici che dopo qualche secondo si sono formati, anche se noi non li vediamo. Questo "comportamento" è strano perché se fossero solo immagini prima o poi dovrebbero fermarsi a causa delle dimensioni. Per esempio, se io punto un display, connesso con una videocamera che punta esso stesso e attivo la videocamera, cominceranno a crearsi vari display all'interno di quello reale (alla velocità di ripresa della camera ovviamente, per esempio 30 foto al secondo) ma non all'infinito. Si riproducono fino a che non raggiunge la dimensione minima visualizzabile dal display (il pixel). Nel caso dello specchio, invece, non dovrebbe essere così. Si formerebbe un effetto infinito che potrebbe proseguire per svariati anni alla velocità della luce. Non riesco a concepire come, per esempio, il riflesso numero 50 mila che si forma dopo qualche nanosecondo, possa sparire istantaneamente se volto lo specchio. Dovrebbe sparire dopo lo stesso tempo trascorso per formarsi.

[Dumah Brazorf]

Non è che state prendendo l'effetto che si ha quando una videocamera inquadra un monitor che visualizza le immagini riprese dalla telecamera stessa e lo volete infilare a forza nella dinamica dei due specchi?

[Pavlat]

Originariamente inviato da .:|FEDE|:.

Non riesco a concepire come, per esempio, il riflesso numero 50 mila che si forma dopo qualche nanosecondo, possa sparire istantaneamente se volto lo specchio. Dovrebbe sparire dopo lo stesso tempo trascorso per formarsi.

E secondo te i fotoni del riflesso 50millesimo fisicamente dove "aspettano" prima di farsi rivedere?

[Il_Grigio]

Come già detto, l'errore consiste nel parlare di "realtà nello specchio".
Mettendo due specchi l'uno di fronte all'altro si ha certamente l'impressione di avere tante "immagini nelle immagini". E sembra che ciascuna immagine abbia un "ritardo" via via maggiore quanto più è "interna". E così sembra che ci siano tanti riflessi diversi.
Ma questa impressione è ingannevole, quando ci fa dimenticare la realtà fisica.

Anzichè pensare alle immagini, alle sotto-immagini e ai loro ritardi, si consideri cosa sta davvero accadendo: abbiamo fotoni che vanno a sbattere avanti e indietro.
Se uno specchio viene girato, il suo "contenuto" cambierà istantaneamente, in base ai nuovi fotoni che gli vengono incontro.
Non avrà alcun ritardo nell'adattarsi alla nuova situazione. Lo specchio non ha alcuna memoria di quanto rifletteva prima: tale impressione era data dai fotoni stessi, che ora però (dopo la rotazione) stanno venendo/andando da tutt'altra parte. Creando un'immagine totalmente diversa. Lo specchio in sè non mantiene assolutamente nulla, si limita a creare il rimbalzo.
Non esiste quindi alcun "50millesimo riflesso". Il riflesso è uno solo.

Si immagini, ad esempio, di coprire uno specchio con un telo o di mettere un divisorio tra i due specchi. Nessuna luce (nessun fotone) passerà più da uno specchio all'altro e le rispettive immagini spariranno istantaneamente.

Trovo errato anche il pensare ad un "effetto infinito", per diverse ragioni. Inoltre, trattandosi di immagini, la posizione dell'osservatore non è trascurabile. Ma a questo punto penso sia irrilevante discuterne.
Il succo è che non esiste alcuna immagine "nello" specchio. Esiste solo luce che rimbalza tra le due superfici riflettenti. Qualunque evento che ostacoli questo rimbalzo (o che devi la luce da/verso un'altra direzione) avrà conseguenze immediate sull'apparente contenuto dello specchio.

[.:|FEDE|:.]

Originariamente inviato da Il_Grigio

Come già detto, l'errore consiste nel parlare di "realtà nello specchio".
Mettendo due specchi l'uno di fronte all'altro si ha certamente l'impressione di avere tante "immagini nelle immagini". E sembra che ciascuna immagine abbia un "ritardo" via via maggiore quanto più è "interna". E così sembra che ci siano tanti riflessi diversi.
Ma questa impressione è ingannevole, quando ci fa dimenticare la realtà fisica.

Anzichè pensare alle immagini, alle sotto-immagini e ai loro ritardi, si consideri cosa sta davvero accadendo: abbiamo fotoni che vanno a sbattere avanti e indietro.
Se uno specchio viene girato, il suo "contenuto" cambierà istantaneamente, in base ai nuovi fotoni che gli vengono incontro.
Non avrà alcun ritardo nell'adattarsi alla nuova situazione. Lo specchio non ha alcuna memoria di quanto rifletteva prima: tale impressione era data dai fotoni stessi, che ora però (dopo la rotazione) stanno venendo/andando da tutt'altra parte. Creando un'immagine totalmente diversa. Lo specchio in sè non mantiene assolutamente nulla, si limita a creare il rimbalzo.
Non esiste quindi alcun "50millesimo riflesso". Il riflesso è uno solo.

Si immagini, ad esempio, di coprire uno specchio con un telo o di mettere un divisorio tra i due specchi. Nessuna luce (nessun fotone) passerà più da uno specchio all'altro e le rispettive immagini spariranno istantaneamente.

Trovo errato anche il pensare ad un "effetto infinito", per diverse ragioni. Inoltre, trattandosi di immagini, la posizione dell'osservatore non è trascurabile. Ma a questo punto penso sia irrilevante discuterne.
Il succo è che non esiste alcuna immagine "nello" specchio. Esiste solo luce che rimbalza tra le due superfici riflettenti. Qualunque evento che ostacoli questo rimbalzo (o che devi la luce da/verso un'altra direzione) avrà conseguenze immediate sull'apparente contenuto dello specchio.

Quindi, alla fine, stiamo parlando "solo" di un effetto ottico, anche il fatto del ritardo di "apparizione" degli altri riflessi?

[Doraneko]

Originariamente inviato da .:|FEDE|:.

Quindi, alla fine, stiamo parlando "solo" di un effetto ottico, anche il fatto del ritardo di "apparizione" degli altri riflessi?

La superficie dello specchio è bidimensionale, il ritardo che dici tu implicherebbe che lo specchio fosse una specie di finestra su una terza dimensione e che ci sia una distanza effettiva tra la superficie dello specchio che stai tenendo e quella dello specchio che si vede "al suo interno".

Tra l'altro ti faccio notare una cosa, supponendo che per assurdo fosse valido quello che hai detto tu, cioè che ad ogni riflesso una parte di luce viene "trattenuta", in teroria potrei anche "creare" della luce se mettessi una fonte di luce (diciamo una lampadina) tra i 2 specchi che si stanno riflettendo!
Praticamente dando corrente ad una sola lapadina guadagnerei anche la luce di infinite altre!

[.:|FEDE|:.]

Originariamente inviato da Doraneko

Tra l'altro ti faccio notare una cosa, supponendo che per assurdo fosse valido quello che hai detto tu, cioè che ad ogni riflesso una parte di luce viene "trattenuta", in teroria potrei anche "creare" della luce se mettessi una fonte di luce (diciamo una lampadina) tra i 2 specchi che si stanno riflettendo!
Praticamente dando corrente ad una sola lapadina guadagnerei anche la luce di infinite altre!

Si beh questa premessa era solo per semplificare il concetto, che sarebbe stato valido sia se la luce fosse riflessa al 100%, sia se fosse stata trattenuta. Di certo, come dici tu, vedevo il riflesso come una "realtà" tridimensionale, quando invece è solo un effetto ottico bidimensionale effettivamente.

[mortimer86]

Io credo che un ritardo ci sia comunque, dovuto alla distanza tra gli specchi.

Se una lampadina a 1 minuto-luce da me si accende, la vedo accendersi dopo 1 minuto da quando si è accesa.
Se a fianco a me c'è uno specchio (A), rifletterà la lampadina accesa dopo 1 minuto.
Se tolgo la lampadina e metto al suo posto uno specchio (B), dopo 1 minuto lo specchio A rifletterà lo specchio B;
dopo un ulteriore minuto lo specchio B rifletterà A con al suo interno B;
al terzo minuto A rifletterà B-A-B;
... e così via.

Se tolgo lo specchio B, dopo 1 minuto A non rifletterà piu B e tutti gli specchi al suo "interno".

O sto sbagliando qualcosa?

[Il_Grigio]

Originariamente inviato da mortimer86

Io credo che un ritardo ci sia comunque, dovuto alla distanza tra gli specchi.

Se una lampadina a 1 minuto-luce da me si accende, la vedo accendersi dopo 1 minuto da quando si è accesa.
Se a fianco a me c'è uno specchio (A), rifletterà la lampadina accesa dopo 1 minuto.
Se tolgo la lampadina e metto al suo posto uno specchio (B), dopo 1 minuto lo specchio A rifletterà lo specchio B;
dopo un ulteriore minuto lo specchio B rifletterà A con al suo interno B;
al terzo minuto A rifletterà B-A-B;
... e così via.

Se tolgo lo specchio B, dopo 1 minuto A non rifletterà piu B e tutti gli specchi al suo "interno".

Sì, il ritardo tra i due specchi ovviamente esiste, con le conseguenze che dici.
Le immagini più interne danno l'impressione di reagire "in ritardo" rispetto agli eventi. In un certo senso, mostrano il passato.
Accertato questo, basta non farsi fuorviare: in un singolo istante, le immagini interne e quelle esterne sono comunque contemporaneamente (fanno parte di un'unica immagine, poichè il riflesso "finale" è uno soltanto). Non sono più vecchie o più recenti, sono sempre contemporanee, colpendo la superficie riflettente nel medesimo istante (a dispetto del loro contenuto, che per noi "rappresenta" istanti diversi).

È per questa ragione che (come dici tu) eliminando uno specchio tutte le immagini collasseranno assieme (e non in ordine di formazione, come si ipotizzava all'inizio).

[.:|FEDE|:.]

Originariamente inviato da Il_Grigio

È per questa ragione che (come dici tu) eliminando uno specchio tutte le immagini collasseranno assieme (e non in ordine di formazione, come si ipotizzava all'inizio).

Si, è vero. E' un peccato, credevo, anche se le mie ipotesi erano azzardate e troppo superficiali, di aver trovato una spaccatura in questa insensata realtà!

[Spider-Mans]

Originariamente inviato da Il_Grigio

È per questa ragione che (come dici tu) eliminando uno specchio tutte le immagini collasseranno assieme (e non in ordine di formazione, come si ipotizzava all'inizio).

discussione interessante
secondo me non collasserebbero insieme
riprendendo l'esempio di due specchi a distanza di 1 min luce

se ne avessimo 4 di specchi ognuno a distanza di 1 min l'uce dall altro

A 1min luce B 1min luce C 1min luce D

l'immagine di A si rifletterebbe su D dopo 3 min luce...quindi anche la dissolvenza avverrebbe dopo 3 min da A e dopo 1 min da C

quindi il venir meno del riflesso di B dopo 1 min da A non dovrebbe far venire meno immediatamente il riflesso in C e D ma esattamente a distanza di 2min da C e 3 min luce da D

[.:|FEDE|:.]

Non credo di aver afferrato il concetto: come puoi avere 4 specchi in successione? Una domanda... Se non ci fosse il problema della perdita di luce ad ogni riflessione, gli specchi si rifletterebbero in maniera sempre più piccola. Ma il riflesso procederebbe all'infinito (e ovviamente noi non riusciremmo a vedere i riflessi più piccoli a causa del limite oculare) oppure vi sarebbe un limite di dimensione?

[Spider-Mans]

Originariamente inviato da .:|FEDE|:.

Non credo di aver afferrato il concetto: come puoi avere 4 specchi in successione?

bella domanda
posti a quattro angoli come un ipotetico quadrato ..lati uguali distanze uguali xD ovvorre vedere le angolazioni..forse è assurdo xD

Originariamente inviato da .:|FEDE|:.

Una domanda... Se non ci fosse il problema della perdita di luce ad ogni riflessione, gli specchi si rifletterebbero in maniera sempre più piccola. Ma il riflesso procederebbe all'infinito (e ovviamente noi non riusciremmo a vedere i riflessi più piccoli a causa del limite oculare) oppure vi sarebbe un limite di dimensione?

qui mi sono perso xD

[Doraneko]

Che comunque 1 minuto luce sono 18 milioni di km, roba che in mezzo ci si potrebbero mettere tutti i pianeti del sistema solare, Sole compreso, diverse volte.
Hai voglia a trovare lo specchio

[Spider-Mans]

Originariamente inviato da Doraneko

Che comunque 1 minuto luce sono 18 milioni di km, roba che in mezzo ci si potrebbero mettere tutti i pianeti del sistema solare, Sole compreso, diverse volte.
Hai voglia a trovare lo specchio

hahah che luce ci vorrebbe? un laser? XD

[cristiano c.]

come già è stato detto non esiste un riflesso ritardato ,se lo specchio lontano viene spostato il suo riflesso giungerà a noi per tutto il tempo che lo consente la sua distanza, ma una volta terminato il tempo non arriverà più nessun riflesso, questo vale per uno o per molti specchi. esempio
lo specchio ad un anno luce viene spostato, per un anno continuerà a giungere a noi la luce che quello specchio rifletteva. passato un anno a noi non giungerà più la luce riflessa dallo specchio , indipendentemente dai riflessi che esso conteneva, i fotoni che emetteva ( ricordo che i fotoni vengono catturati dagli atomi e poi riemessi , non rimbalzano su di essi)
smettono di essere diretti verso di noi , quindi non vedremo più alcun riflesso, mentre istantaneamente allo specchio lontano arriveranno altri fotoni, quindi non ci saranno "immagini intrappolate" al suo interno , se non per il tempo necessario agli elettroni a tronare al loro stato ed emettere i fotoni.
per quanto riguarda gli specchi concavi, riflettono ingrandito e solo al loro fuoco, prima e dopo l'immagine è sfocata

[jumpjack]

Immaginare, al posto di un'immagine che rimbalza tra due specchi alla velocità della luce, una "pallina da ping pong a reazione" che rimbalza tra due tavole man mano che una si inclina, permette di visualizzare meglio la cosa!

Ad ogni rimbalzo corrisponde la "creazione" di un'immagine riflessa.

Finchè una parete è così poco inclinata da far rimbalzare la pallina sull'altra tavola invece che fuori, continuano a crearsi nuove immagini riflesse.
Quindi un ritardo c'è: il tempo che impiega la pallina a rimbalzare tante volte finchè non esce dalla tavola.

Due specchi sono lontani al massimo, che so, due metri? cioè 0,002 km, e la luce viaggia a 300.000 km/s , quindi ad ogni rimbalzo si accumula un ritardo di 0,002/300.000 = 7 miliardesimi di secondo (7e-09).
Per rendere percettibile il ritardo ci vorrebbero, che so, non dico un miliardo di rimbalzi, ma almeno qualche centinaio di milioni, quindi l'inclinazione della tavola dovrebbe essere di forse qualche milionesimo o miliardesimo di grado... non mi va di fare il conto .

Comunque... visto che un fotone non ha energia infinita, e che a ogni rimbalzo ne perde un po'.... a un certo punto gli specchi, se esattamente paralleli, non dovrebbero apparire neri?...