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Comment fonctionnent les miroirs ?

La plupart d'entre nous utilisent des miroirs tous les jours sans s'arrêter pour réfléchir à leur fonctionnement réel. Pourquoi les miroirs reflètent-ils des images de leur environnement alors que d'autres objets ne le font pas ? Pourquoi pouvons-nous nous voir dans des miroirs et que se passe-t-il réellement lorsque nous regardons dans un miroir ?

Compte tenu de la fonction quasi magique des miroirs, leur construction est étonnamment simple. La plupart des miroirs domestiques sont en verre avec une fine couche de support métallique (généralement en aluminium) et plusieurs couches de peinture. Il s'avère que le verre n'est pas l'élément le plus important d'un miroir. Au lieu de cela, la surface en verre d'un miroir remplit une fonction principalement protectrice, préservant la couche de métal extrêmement fine et extrêmement lisse qui se trouve derrière elle. La lumière traverse la partie en verre du miroir et est réfléchie par le métal. La couche de peinture à l'arrière du miroir remplit une fonction de protection similaire, en maintenant le métal en place.

Mais pourquoi les miroirs sont-ils uniquement réfléchissants ? Lorsque la lumière frappe un miroir, elle reflète toutes les couleurs du spectre visible. La plupart des objets absorbent certaines couleurs et en reflètent d'autres, donnant lieu à notre perception des propriétés de couleur des choses. Par exemple, lorsque la lumière frappe une banane, elle absorbe toutes les couleurs à l'exception du jaune, qu'elle réfléchit, faisant apparaître la banane jaune. Vous vous souvenez peut-être aussi de l'école que, tout comme les miroirs, les objets blancs (comme un morceau de papier d'imprimante ou un mur blanc) reflètent toutes les couleurs du spectre visible.

La raison pour laquelle les miroirs sont réfléchissants et les autres surfaces blanches plates ne le sont pas, c'est parce qu'elles sont lisses à un niveau microscopique. Alors que les surfaces comme les murs ou le papier peuvent sembler lisses à l'œil nu, si vous zoomez suffisamment près, elles sont en fait assez bosselées. Lorsque les rayons lumineux frappent des surfaces rugueuses, ils renvoient la lumière dans toutes les directions. C'est ce qu'on appelle la réflexion diffuse. Le métal et le verre, quant à eux, sont très lisses et réfléchissent la lumière plus directement. C'est ce qu'on appelle la réflexion spéculaire. Si c'est difficile à visualiser, imaginez lancer un tas de balles de tennis contre un mur. Si toutes les balles sont lancées à angle droit, vous vous attendez à ce qu'elles rebondissent toutes sous le même angle, peu importe où elles frappent le mur. Imaginez maintenant lancer les balles de tennis sur une surface inégale comme une paroi rocheuse escarpée. Selon l'endroit où elles frappent, les balles rebondiront sous différents angles. Leurs trajectoires seront différentes car ils heurtent une surface inégale.

Le même principe est à l'œuvre lorsque la lumière frappe d'autres surfaces lisses, comme un plan d'eau sombre et calme. Si vous regardez dans un lac par une journée sans vent, vous pourrez voir votre reflet car la surface lisse de l'eau produit un reflet spéculaire plutôt que diffus. Mais si une forte rafale de vent vient onduler l'eau, votre reflet deviendra déformé, ou plus diffus.