Miroir
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Miroirs du château de Nans-les-Pins
Miroirs du château de Nans-les-Pins

Un miroir est une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion. 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...) 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 (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui...) stable).

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. C'est souvent une couche...) 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 est liée aux...) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) 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 (En optique géométrique, un rayon lumineux traversant une séparation entre deux milieux d'indices optiques différents peut subir une réflexion et une réfraction. Lorsqu'il n'y a pas de rayon réfracté, on dit qu'il subit une...) lorsqu'un rayon passe d'un milieu d'indice de réfraction (L'indice de réfraction provient du phénomène de réfraction qui désigne le changement de direction de la lumière au passage d'un milieu à un autre. La notion d'indice a d'abord...) 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...), ou bien du verre dans l'air. Cette propriété est utilisée pour les prismes à réflexion totale.

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 matière.) 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 transporte de...) de l'onde électromagnétique. Ainsi, avec la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.), 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 (La télévision est la transmission, par câble ou par ondes radioélectriques, d'images ou de scènes animées et généralement sonorisées qui sont reproduites sur un poste récepteur appelé téléviseur (ou, par abus de...), 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.

Utilisation des miroirs

La première utilisation des miroirs fut sans doute pour se regarder soi-même (coquetterie).

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...) 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...) 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...) 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 des aliments. Dans un...) 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...).

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...) pour voir l'arrière des dents. Les services de sécurité, police ou douane peuvent inspecter le dessous d'un véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.), 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 équivalentes entre elles.) 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, à chaque extrémité de la lame. Elle permet le...) 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 constituent...) 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 au XVIIe et au XVIIIe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la...), 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 (droite/gauche). Ainsi, si l'on voit un 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...), 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 boussole) ;) 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 (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de...) a ainsi servi à la mesure de la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour « célérité », la lumière se manifestant macroscopiquement comme un phénomène ondulatoire),...). Cette vitesse (On distingue :) 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...) 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. C'est la plus grande et la plus massive...), 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...) par une mission Apollo et revenant ensuite vers sa source.

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...) (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 permis à Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey) est un physicien qui fut successivement...) de déduire l'invariance de la vitesse de la lumière (expérience de Michelson-Morley), et on s'en sert pour étudier les 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 entier), peinture néoclassique (œuvre de William Bouguereau - XIXe siècle)
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
(œuvre 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...) et cohérente.

On notera qu'on se sert du test du miroir en zoologie et en philosophie de l'esprit pour apprécier le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de conscience de soi dont font preuve les différentes espèces animales.

Symbolique des miroirs

Le miroir plan renvoie une image fidèle (mais inversée) de la personne qui se regarde dedans ; il est donc chargé d'une forte connotation symbolique. Il permet de se voir tel que l'on est, mais toujours sous un seul et même angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) (face à face et inversé), notamment avec ses défauts. Il est souvent associé à la vérité, comme par exemple le Miroir Magique de Blanche-Neige.

Le miroir est également l'inverseur de la vérité. Dans Don Quichotte, le Chevalier des Miroirs est l'ennemi mortel de l'Hidalgo dont il renie l'inspiration.

C'est aussi un symbole fort de la mythologie japonaise, et du shintoïsme ; c'est également un des attributs de la déesse japonaise du soleil Amaterasu.

Le psychanalyste (Un psychanalyste est un professionnel, généralement et de plus en plus, un psychiatre ou un psychologue qui a lui-même été en cure...) Jacques Lacan définit le " stade du miroir ", qui est le moment où l'enfant a conscience qu'il se voit lui-même dans un miroir. Cette connaissance de soi (et non cette reconnaissance, puisqu'avant de se voir dans un miroir, un enfant ne connaît pas l'apparence de son visage) intervient entre 18 et 24 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.), en général. Elle participe de la mise en place de différents sentiments, telle que l'empathie, la fierté, la honte et l'inversion (apparition de la négation).

C'est aussi le symbole d'une porte, d'une limite vers un autre monde (Le mot monde peut désigner :), particulièrement mis en valeur dans Alice au pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus...) des merveilles.

Réalisation pratique des miroirs

Les premiers miroirs ont été fabriqués en polissant du métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux sont...). Pour éviter les problèmes d'oxydation du métal tout en gardant une bonne rigidité, on utilise maintenant en général une fine feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au...) de métal accolée sous une plaque de verre.

Dans ce dernier cas, il y a un phénomène de réflexion (dite partielle) et de réfraction (En physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie — le phénomène de réfraction est la déviation d'une onde lorsque la vitesse de...) dans la plaque de verre avant d'atteindre la feuille métallique, protégée au dos (En anatomie, chez les animaux vertébrés parmi lesquels les humains, le dos est la partie du corps consistant en les vertèbres et les...) par un revêtement appelé tain, d'où naissance de deux images d'intensité très inégales, dont la plus faible est tout de même perceptible mais qui, dans l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) courant, n'a pas d'importance, notre cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du...) l'éliminant au titre d'image parasite.
En photographie, les miroirs, utilisés pour faire des clichés à 90° (pour conserver plus de naturel chez le sujet photographié) sont de "vrais miroirs" donc sans glace interposée. De même dans les expériences d'optique (interférences avec les miroirs de Fresnel, par exemple), on utilise des miroirs dits "face avant", dans lesquels le verre est utilisé seulement comme support mécanique stable.

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