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Miroir

Introduction

Miroirs du château de Nans-les-Pins.

Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une couche métallique fine, qui, pour être protégée, est placée sous une plaque de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium...) pour les miroirs domestiques (les miroirs utilisés dans les instruments d'optiques comportent la face métallique au-dessus, le verre n'étant qu'un support de qualité mécanique stable).

Principe

L'adjectif relatif au miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet....) est spéculaire car il permet de voir (comme le speculum le fait également).

On peut se voir en utilisant le reflet (Un reflet est, en physique, l'image virtuelle formée par la réflexion spéculaire d'un objet sur une surface. La nature spéculaire de la réflexion...) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) (comme Narcisse) ou dans une vitre ; dans ce cas la réflexion est partielle tandis qu'avec un miroir parfait la réflexion est totale.

On peut aussi obtenir de la réflexion totale lorsqu'un rayon passe d'un milieu d'indice de réfraction élevé vers un milieu d'indice faible, sous une incidence rasante ; par exemple lorsqu'un rayon passe de l'eau dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire...), ou bien du verre dans l'air. Cette propriété est utilisée pour les prismes à réflexion totale, les fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de...) optiques...

Lorsque l'on dit que la surface d'un miroir doit être polie, cela signifie qu'aucun défaut n'est acceptable afin que toute la réflexion de l'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) incidente se fasse dans la direction voulue. La taille du défaut visible est de l'ordre de la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle...) de l'onde électromagnétique. Ainsi, avec la lumière visible, les défauts doivent être plus petits que 0,01 μm, ce qui est très contraignant techniquement. En revanche, avec les ondes utilisées par la télévision, le défaut doit être plus petit que 0,1 mm seulement, ce qui explique que les paraboles de télévision (qui sont des miroirs permettant de concentrer, de focaliser les ondes émises par les satellites) soient rugueuses à l'œil et sous la main ; elles sont en revanche parfaitement lisses pour les ondes hertziennes. Pour les radars, l'ordre de grandeur du défaut admissible est de l'ordre du cm, on peut donc utiliser un grillage comme miroir ; Il en est de même que pour certains radiotélescopes.

Il y a aussi le pseudo paradoxe (Un paradoxe est une proposition qui contient ou semble contenir une contradiction logique, ou un raisonnement qui, bien que sans faille apparente, aboutit à une absurdité, ou encore, une situation...) suivant : l'image réflecté dans le miroir est renversée de gauche à droite et vice versa, mais pas de haut en bas !

Reflet d'un vase dans un miroir

Utilisations

Archimède, entre 215 et 212 av. J.-C., se serait servi de miroirs concaves pour concentrer les rayons du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...) et enflammer les voiles (Les Voiles sont l’une des 88 constellations du ciel, visible essentiellement de l’hémisphère sud. Incluse à l’origine par Ptolémée dans l’immense constellation du Navire Argo, elle fut...) des navires romains qui attaquaient Syracuse (« miroir ardent »). Cette propriété de focalisation est utilisée de nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) dans les télescopes ainsi que pour le four (Un four est une enceinte maçonnée ou un appareil, muni d'un système de chauffage puissant, qui transforme, par la chaleur les produits et les objets. En cuisine, il permet de cuire...) solaire d'Odeillo.

Le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de vision humain est limité. En réfléchissant les rayons venant d'une autre direction, un miroir permet d'étendre ce champ de vision dans d'autres directions (mais il masque une partie du champ de vision direct) ; c'est le principe des rétroviseurs d'automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est...).

Un miroir bien placé permet de voir derrière un objet ; par exemple, le coiffeur (Le coiffeur travaille dans un salon de coiffure ou intervient à domicile afin de couper et entretenir les cheveux de ses clients.) met un miroir derrière la tête du client (Le mot client a plusieurs acceptations :) pour que celui-ci puisse voir, dans le miroir lui faisant face, la coupe vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de derrière. Les dentistes utilisent un petit miroir au bout d'une tige (La tige est chez les plantes à fleurs, l'axe, généralement aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. La tige se ramifie généralement en branches et rameaux formant l'appareil...) pour voir l'arrière des dents. Les services de sécurité, police ou douane peuvent inspecter le dessous d'un véhicule, d'un meuble bas ou le dessus d'une armoire avec un système similaire.

Les miroirs évoqués ci-dessus ont pour but de donner une représentation fidèle (ou légèrement déformée mais agrandie) des objets. Mais un miroir peut aussi donner une vision volontairement déformée, par exemple dans les miroirs déformants des attractions de foire.

Les anamorphoses à miroir permettent grâce à l'interposition d'un miroir cylindrique ou conique (Les coniques constituent une famille très utilisée de courbes planes algébriques, qui peuvent être définies de plusieurs manières différentes, toutes...) de faire apparaître une image qui est la réflexion d'une image déformée conçue à cet effet. L'image déformée est peinte sur une surface plane (La plane est un outil pour le travail du bois. Elle est composée d'une lame semblable à celle d'un couteau, munie de deux poignées,...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) d'un emplacement prévu du miroir ; ce n'est qu'en y installant le miroir que l'image apparaît non déformée sur la surface du miroir. Répandu aux XVIIe et XVIIIe siècles, ce procédé a permis de diffuser caricatures, scènes érotiques et scatologiques, scènes de sorcellerie et grotesques qui se révélaient pour un public confidentiel lorsque le miroir était bien positionné sur la peinture.

Les miroirs réfléchissent les rayons de manière symétrique, loi décrite par Descartes au XVIIe siècle et inversent l'image de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) par une symétrie droite/gauche. Ainsi, si l'on voit un objet, à partir de l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la...) du miroir (angle que fait sa surface avec l'axe de vision), on peut déterminer la direction dans laquelle se trouve l'objet observé. Ce principe est utilisé dans les sextants pour déterminer la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) d'un astre (angle par rapport à l'horizon), et par les géomètres pour déterminer les distances.

Un miroir peut réfléchir un rayon lumineux vers l'endroit d'où il vient, après avoir parcouru une certaine distance, mais le problème technique à résoudre sera celui de l'alignement. Le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de trajet de la lumière a ainsi servi à la mesure de la vitesse (On distingue :) de la lumière. Cette vitesse étant connue, on peut se servir de cette technique pour déterminer les distances ; par exemple, on a mesuré la distance Terre-Lune-Terre à l'aide d'un faisceau laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain « light amplification by...) émis depuis la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....), réfléchi par un bloc trièdre de miroirs placé sur la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de 384 400 km (soit un...) par une mission Apollo et revenant ensuite vers sa source. (voir Réflecteur lunaire)

Un miroir semi-transparent peut séparer un rayon de lumière en deux rayons identiques. Ces deux rayons ayant par la suite un trajet différent, la différence finale entre les rayons permet de connaître la différence entre les milieux traversés ou les objets rencontrés. C'est ainsi qu'en prenant un des rayons comme référence, on peut construire un hologramme (L'hologramme est le produit de l'holographie. Il s'agit historiquement d'un procédé de photographie en relief. Aujourd'hui, un hologramme représente une image en trois dimensions apparaissant comme...) (dans le cas d'un faisceau de lumière cohérente). Cette technique est aussi utilisée en interférométrie ; si cela peut servir en travaux pratiques d'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) pour apprendre à connaître les propriétés de la lumière, les interféromètres ont aussi permis d'établir l'invariance de la vitesse de la lumière (expérience de Michelson-Morley), rendant inutile et incohérente l'hypothèse de l'éther et ouvrant la voie à d'autres théories (particulièrement la relativité restreinte). Les interféromètres sont également utilisés pour la mesure des ondes gravitationnelles.

Si un rayon est réfléchi et fait un aller-retour, il parcourt une distance double ; à l'aide de miroirs, on peut donc avoir un grand trajet optique dans un espace réduit. Ceci est utilisé pour certaines expériences d'optique, ainsi que pour avoir des télescopes compacts.

Biblis ou Psyché ? (nom donné à un grand miroir pour se voir tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) entier), peinture néoclassique de William Bouguereau - XIXe siècle

Si un rayon est piégé entre deux miroirs, cela crée une cavité résonnante qui permet de sélectionner les longueurs d'onde ; ceci est utilisé dans les laser et permet d'avoir une lumière monochromatique (On qualifie de monochromatique (du grec mono-, un seul et chromos, couleur) une lumière dont la couleur n'est formée que d'une fréquence ou, par extension de sens, d'une bande très étroite de...) et cohérente.

On notera qu'on se sert du test du miroir en zoologie et en philosophie de l'esprit pour apprécier le degré de conscience de soi dont font preuve les différentes espèces animales.

Les miroirs sont utilisés en prestidigitation, dans des jeux et attractions.

Les miroirs sans tain, d'aspect normal par l'avant mais transparents selon leur face arrière, sont utilisés « pour voir sans être vu ».

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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