Science domestique : Les pieds en l'air dans un miroir
Pourquoi les miroirs inversent-ils la gauche et la droite et pas le haut et le bas ?
Les miroirs n’inversent pas la gauche et la droite, ils inversent l’avant et l’arrière par rapport à la face du miroir. Placez- vous devant un miroir. Pointez le doigt d’un côté. Vous et votre image dans le miroir pointez dans la même direction. Pointez devant vous. Votre image pointe maintenant dans la direction opposée. Pointez vers le haut: vous pointez encore dans la même direction.
Mettez-vous maintenant de profil par rapport au miroir et recommencez. Vous pointez de côté en sens inverse. Mettez maintenant le miroir sur le sol et montez dessus. Cette fois, vous pointez en sens inverse quand vous pointez vers ie haut, et votre image, renversée, pointe vers le bas. Dans tous les cas, la direction ne change que lorsque vous pointez vers ou à l’opposé du miroir.
La réponse tient à ce qu’une réflexion n’équivaut pas à une rotation. Nos corps ayant une symétrie gauche-droite prononcée, nous avons tendance à interpréter une réflexion comme une rotation autour d’un axe vertical passant par le centre du miroir. Nous imaginons que le monde, devant le miroir, a tourné de 180° autour de Taxe vertical du miroir, et qu’il se trouve derrière le miroir. Une telle rotation placerait la tête et les pieds au bon endroit, mais la gauche du corps deviendrait la droite!
Si l’on imagine en revanche que le monde a tourné autour de l’axe horizontal du miroir, cela vous mettrait la tête en bas, mais conserverait vos côtés droit et gauche. L’image serait inversée haut-bas, mais pas gauche-droite.
Ainsi, le fait que vous imaginiez une image inversée gauche- droite ou haut-bas, ou selon tout autre axe possible, dépend de l’axe que vous choisissez inconsciemment (à tort) pour faire tourner le monde qui vous entoure.
En vous étendant sur le sol devant un miroir, vous verrez les deux effets en action simultanément. La pièce semble subir une réflexion gauche-droite autour de l’axe vertical du miroir, et vous imaginez que votre corps a subi une réflexion gauche- droite autour d’un axe horizontal allant de votre tête à vos pieds.
En fait, un miroir n’inverse rien du tout. Regardez votre visage dans un miroir: le côté gauche est à gauche, et le côté droit à droite.
Regardez maintenant le visage de quelqu’un d’autre directement, sans miroir. Il est inversé à cause de la rotation nécessaire pour que la personne vous regarde: son côté droit est à votre gauche. La personne pourrait tout aussi bien se tourner vers vous en faisant le poirier, auquel cas vous verriez sa gauche à votre gauche… mais le haut de sa tête en bas. Généralement, on ne fait pas le poirier quand on se retourne vers quelqu’un.
Essayez cette petite expérience. Écrivez un mot sur un papier et mettez-le devant un miroir. En faisant cela, vous le laites tourner autour d’un axe vertical, ce qui l’inverse gauche- droite. C’est cette rotation qui inverse l’image, pas le miroir.
Recommencez, mais en faisant tourner le papier selon un axe horizontal. Le mot sera inversé haut-bas.
Le problème tient à la façon dont nous visualisons l’image réfléchie. Nous nous imaginons sur un manège, qui a fait un demi-tour pour nous mettre là où nous voyons l’image – c’est- a-dire dans le miroir. Nous voyons que le haut et le bas de notre corps n’ont pas changé de place, mais que la gauche et la droite sont inversées.
Si, au lieu d’un manège, nous utilisions une grande roue (du genre de celles où il faut s’attacher, car on s’y retrouve la tête en bas), le résultat serait tout différent. Quand la roue aura fait un demi-tour, l’image dans le miroir aura la gauche et la droite à la même place, mais le haut et le bas seront inversés.
L’ennui est que nous tentons d’imaginer une rotation pour interpréter l’image donnée par le miroir, alors qu’en réalité le miroir réfléchit d’avant en arrière. Comme c’est un mouvement très difficile à réaliser avec son corps, on préfère la rotation, qui hélas s’accorde mal avec ce qu’on observe.
Généralement, nous préférons garder le haut et le bas inchangés. C’est pourquoi nous voyons une inversion gauche-droite, mais nous pourrions voir une inversion haut-bas si nous le souhaitions.
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