Pourquoi se voit-on à l’envers dans un miroir?

Dans le lot des objets souvent utilisés dans l’art déco, le miroir fait partie des plus sollicités. Généralement placé dans les chambres, derrière les portes ou accrochées au mur, le miroir est un accessoire qui nous permet de vérifier si tout concorde dans notre apparence avant de sortir de chez nous. 

Cependant, il se fait que le miroir ne nous renvoie pas fidèlement notre image parfaite. C’est d’ailleurs pour cette raison que l’objet réfléchi ne reflète pas exactement l’image source. D’où la pertinente question de savoir pourquoi l’on se voit à l’envers dans un miroir. 

Si vous souhaitez connaitre le principe de fonctionnement du miroir, ou la réfraction et pourquoi il nous renvoie une image renversée de nous-mêmes, cet article est pour vous.

Le miroir qu’est-ce que c’est ?

Le miroir est une surface réfléchissante plane composée d’une couche métallique fine placée en arrière d’une plaque de verre. Il s’agit d’un objet généralement plat dont la surface est suffisamment polie qui permet par reflet, selon l’angle d’incidence, d’obtenir une image quasiment parfaite d’un objet placé devant lui. C’est donc la couche de métal très lisse du miroir qui réfléchit les rayons lumineux. C’est ce qu’on appelle le rayon réfléchi ou le rayon incident.

Constitués d’une fine couche de métal placée sous une plaque de verre, les miroirs fonctionnent selon les règles de la physique, et plus précisément de l’optique. Le principe est simple. Devant un miroir sur mesure, à un point objet A doit correspondre un point image A’ qui en est le reflet presque parfait. 

Contrairement à d’autres surfaces planes comme la vitre, l’eau, ou à une surface rugueuse qui renvoie les rayons dans de nombreuses directions à la fois, seul le miroir permet une réflexion totale. Cela dépend de plusieurs facteurs. On peut citer parmi ceux-ci : Le foyer principal, le rayon lumineux, la longueur d’onde, la lentille convergente, la longueur d’onde, la position de l’image, l’angle de réflexion ou le point d’incidence. 

Le miroir renvoie généralement une image semblable et de mêmes grandeurs que l’objet devant lequel il est placé. Mais dans le cas où l’objet possède un plan de symétrie, l’image réfléchie est renversée.

Pourquoi une inversion horizontale et non verticale ?

Avez-vous déjà remarqué ceci ? : Lorsque vous êtes face à un miroir, qu’il s’agisse d’une lentille mince ou de miroirs plans et que vous faites un geste ou un mouvement de la main droite par exemple, le miroir vous renvoie une image reproduisant le même geste, mais de la main gauche. 

Si oui, vous aviez certainement dû vous poser la question de savoir pourquoi cet inversement sans que la position du corps ne change dans le reflet. En effet, malgré cette image inversée, votre double dans le miroir n’a pour autant pas la tête en bas, ni les pieds en haut ! Pourquoi donc ce phénomène somme toute assez étonnant ?

D’abord, il faut comprendre que le miroir a sa propre réalité géométrique. On le constate d’ailleurs en regardant dans le miroir. La réalité géométrique du miroir diffère de la réalité géométrique du corps humain. L’effet de renversement du reflet que nous observons face à notre miroir n’est pas produit par ce dernier dans le sens de l’axe de gauche ou de la droite.

Le miroir ne renverse non plus le reflet de notre image dans l’axe de la hauteur. Il aura fallu un peu de temps pour le comprendre, mais aujourd’hui l’on sait que l’image réfléchie par le miroir dans un reflet inversé se fait dans l’axe de la profondeur.

Par exemple, un texte écrit de gauche à droite sera réfléchi dans un miroir comme s’il avait été écrit à l’envers, soit de la droite vers la gauche. À l’opposé, une flèche dont la pointe est dirigée vers le miroir sera renvoyée par son reflet dans l’autre direction.

C’est donc dire que le reflet projeté par le miroir dépend de l’objet, de sa nature et de sa position : horizontal ou verticale. Pour comprendre que l’image reflétée dans le miroir dépend en grande partie de sa position, prenez une feuille blanche et écrivez n’importe quel mot dessus. 

En retournant votre feuille où vous avez écrit le mot horizontalement vers le miroir, vous remarquerez en essayant de le lire que toutes les lettres ont été inversées horizontalement. Par contre, lorsque vous tournerez cette même feuille verticalement face au miroir, vous remarquerez que vos lettres seront à l’envers verticalement, mais elles seront horizontalement dans le bon ordre.

Il serait donc facile de conclure qu’un miroir inverse bien l’image qui lui est donnée selon un axe horizontal et pas un axe vertical. Toutefois, ce n’est pas aussi automatique. Pour vous en rendre compte, essayez avec un papier calque transparent et écrivez le même mot dessus. 

En retournant une fois encore votre feuille face au miroir, le mot devrait encore être inversé horizontalement, mais prenez le temps de regarder comment apparait le mot directement à travers la feuille ! Il est également inversé sur la feuille que vous avez vous-même retournée.

Par ailleurs, l’image réfléchie par le miroir dépend également de la symétrie de l’objet. Nous distinguons les objets de symétrie presque parfaite et les objets de symétrie parfaite. Cela s’explique par la formule optique, par l’angle de réfraction et de l’image intermédiaire, qu’il s’agisse d’un miroir sans tain, d’un miroir rectangulaire ou de miroirs paraboliques. 

Le corps humain, une symétrie presque parfaite

La moitié gauche du corps humain est presque parfaitement symétrique à son autre moitié droite. Cette presque parfaite symétrie du corps humain fait que face à un miroir, le reflet qui y est renvoyé semble être à s’y méprendre un autre être humain tourné de 180°. 

Cette illusion se produit grâce à la symétrie du côté gauche avec le côté droit. De fait, le côté gauche semble être échangé avec le côté droit.

Les objets parfaitement symétriques

Le reflet renvoyé par un objet présenté face à un miroir peut également prêter à ambiguïté si l’objet en question est parfaitement symétrique. C’est le cas par exemple d’une peinture ou d’une image représentant un paysage. En ce qui concerne son reflet dans le miroir, la question de l’ambiguïté ne se pose pas puisque la symétrie n’existe pas. 

Posé face à un miroir, vous verrez tout simplement en tant qu’observateur, le reflet du paysage ou de la peinture, avec chaque détail à sa place sans que notre cerveau se demande lequel est le côté gauche et lequel est celui de droite. Cela explique tout le système optique issu du faisceau lumineux selon les conditions de Gauss. 

Pourquoi mon reflet ne renverse-t-il pas ma tête et mes pieds ?

Notre double renvoyé par le miroir n’est pas présenté avec la tête en bas et les pieds en haut, tout simplement parce que la tête n’est pas symétrique aux pieds comme le côté gauche l’est du côté droit dans le corps humain. 

Raison pour laquelle le miroir n’« échangera » jamais votre tête et vos pieds, que vous vous mettiez debout ou que vous soyez couché parallèlement au miroir. La réalité est la même, qu’il s’agisse d’un miroir concave, d’un plan-convexe ou d’une lentille divergente. C’est ce que nous révèlent les systèmes optiques, et le principe de Gauss. 

Quels sont les différents usages d’un miroir ?

Utilisé dans la vie au quotidien, le miroir fait l’objet de nombreuses applications. Parmi celles-ci, on peut citer les glaces d’ornementation ou encore les miroirs de toilette, etc. Très pratique et esthétique, on le retrouve aussi bien dans les salles de bains, chambres à coucher que salle à manger. Vous souhaitez investir dans un vitrage pour votre salle à manger ? Découvrir lequel choisir un miroir idéal pour salle à manger ! 

Il est également utilisé dans la fabrication de nombreux outils et instruments optiques. C’est le cas des télescopes newtoniens et des appareils photographiques reflex, des lentilles minces, des miroirs sphériques pour ne citer que ceux-là.