Parce que la situation réelle ressemble beaucoup plus à ceci:

Votre stylo n'est (vraisemblablement) pas fait de métal poli semblable à un miroir, mais plutôt de quelque chose comme du bois ou du plastique qui réfléchit la lumière de manière diffuse. Cela signifie que la lumière de chaque partie du stylo est dispersée sur tout le papier (et, bien sûr, dans d'autres directions aussi), donc il ne projettera pas une image claire sur le papier.

(Et comme le papier lui-même est également un réflecteur diffus, toute la lumière qui le frappe est à nouveau dispersée dans toutes les directions, et une partie finit par toucher votre œil. Si vous avez remplacé le papier par un miroir, alors seuls les rayons qui venaient de la bonne direction auraient une chance d'être réfléchis vers votre œil, et ainsi vous verriez une image réfléchie nette.)

OK, alors pourquoi le stylo ne forme-t-il pas au moins une image floue sur le papier, alors? Eh bien, en fait, c'est le cas.

Voici une photo que je viens de prendre avec mon téléphone portable. Désolée qu'il fasse un peu sombre, je voulais m'assurer de ne pas brûler les hautes lumières.

Si vous regardez attentivement et attentivement, vous pouvez voir le moindre soupçon de couleur jaunâtre sur le papier près du crayon et un soupçon de rouge près du stylo. Ces couleurs pâles sont causées par la lumière réfléchie par le stylo et le crayon sur le papier. Mais ils ne sont pas très brillants, car la plupart de la lumière qui frappe le papier vient encore d'autres directions (principalement, de la lampe éclairant la scène), et pas très distincte, car la lumière qui se reflète sur le stylo et le crayon se propage dans toutes les directions.

Juste au cas où vous ne pouvez pas le voir clairement sur votre écran, voici la même photo avec les niveaux de couleur ajustés pour un contraste maximum:

Là, je parie que vous pouvez le voir maintenant.On dirait presque que le stylo et le crayon brillaient ... ce qu'ils sont, bien sûr, techniquement.Pas avec leur propre lumière, bien sûr, mais avec la lumière réfléchie par la lampe qui les éclaire, comme par ex.la lune brille avec la lumière du soleil réfléchie.

En prime, si vous regardez attentivement, vous pouvez également voir des points plus brillants sur le papier près du crayon.Ce sont des reflets spéculaires de l'impression brillante sur le crayon.Nous avons donc une réflexion à la fois diffuse et spéculaire démontrée dans la même image.

Vous ne verrez pas une image réelle du stylo se former sur le papier, ni une image virtuelle du reflet du stylo sur le papier.

La raison pour laquelle vous ne verrez pas une image réelle se former sur le papier est que la lumière diffusée par le stylo est divergente, et pour voir une image, tous les rayons d'un seul point du stylo doivent converger vers un seul point surle papier.C'est pourquoi placer une lentille convergente au bon endroit formera une image.

La raison pour laquelle vous ne verrez pas une image virtuelle par réflexion est que la réflexion du papier est diffusive et non spéculaire, c'est-à-dire que les rayons incidents sont diffusés au hasard au lieu de «l'angle d'incident est égal à l'angle de réflexion».

Une image réelle se forme lorsque plusieurs rayons du même point se rencontrent à nouveau en un autre point. Sans élément optique, les rayons vont simplement dans leurs propres directions et ne se rencontrent plus. Il n'y a donc pas d'image.

Lorsque vous placez une lentille convexe devant le stylo, pourquoi pouvez-vous maintenant voir l'image du stylo sur le papier?

Parce qu'une lentille convexe plie les rayons de sorte que les rayons divergents provenant d'un point donné du stylo - tant qu'il est plus loin que le point focal - commencent à converger de l'autre côté. Les règles de base disent qu'un rayon passant par le centre de la lentille passe droit et un rayon passant parallèlement à l'axe optique d'un côté passe par le point focal.

Ces règles vous permettent de tracer trois rayons différents à travers l'objectif et là où ils se croisent de l'autre côté, il y a l'image réelle (que vous pouvez voir si elle coïncide avec un morceau de papier). Vous pouvez également tracer les autres rayons, mais cela nécessite une géométrie analytique plus avancée.

Quand pouvez-vous voir l'image d'une torche lorsque vous la faites briller sur le papier?

Si vous parlez d'une vraie torche - comme dans un bâton avec un morceau de chiffon brûlant enroulé autour d'une extrémité - vous ne le ferez pas. Vous ne verrez qu'un endroit plus éclairé où le papier est plus proche de la torche.

Si vous parlez de type électrique, la plupart d'entre eux sont des réflecteurs , c'est-à-dire qu'ils ont un miroir parabolique monté derrière l'élément émetteur de lumière.

Le miroir doit être monté de manière à ce que l'élément émetteur de lumière soit plus proche du miroir que du point focal, auquel cas il n'y a pas d'image réelle, mais une image virtuelle derrière le miroir. L'image virtuelle peut être vue directement si la lumière n'est pas trop brillante pour la regarder directement.

Cependant, parfois, le miroir est monté trop loin de l'élément lumineux - ou peut y être positionné dans les lumières à focalisation variable - et il y a alors une image réelle devant la lumière que vous pouvez projeter sur un papier.

Dans un miroir, la lumière est très susceptible de ne refléter que dans un seul angle selon la " loi de réflexion" (je n'ai aucune idée de la raison de cela). Sur un papier, il est susceptible de refléter également dans toutes les autres directions. Par conséquent, sur le papier, l'image du crayon est noyée par la lumière qui le frappe de tous les autres points de l'environnement. La lumière de chaque point du stylo frappera chaque point du papier, et contribuera ainsi à diffuser l'image d'elle-même.

Avec un objectif, vous ne pourrez voir l'image du stylo sur le papier que si la seule lumière qui atteint le papier passe à travers l'objectif, ou du moins une autre lumière est suffisamment faible. La lentille doit également être à la bonne distance pour qu'elle concentre toute la lumière provenant d'un point du stylo vers un point du papier. La raison pour laquelle vous voyez une image dans ce cas, c'est parce que pour chaque point sur le papier, il n'y a qu'un seul point sur le stylo (ou tout ce qui est là-bas) vu de la pointe de l'objectif, qui touchera chaque point sur le papier. Cela signifie que toute la lumière réfléchie à partir de ce point sur le papier ne provient que d'un seul point du stylo.

Une torche enverra une lumière dirigée, donc la lumière d'un point de la torche ne touche qu'une partie du papier. Étant donné que la lumière est beaucoup plus brillante que la lumière provenant de l'environnement, la lumière qui frappe votre œil proviendra d'un seul point de la torche, recréant ainsi le cercle rond de la torche.

Voici quelques dessins à illustrer. Le bleu est le rayon qui frappe l'œil, tandis que le rouge manque l'œil.

Stylo sur papier: (la lumière d'un point éclaire toutes les parties du papier)

Stylo vers miroir: (la lumière d'un point est réfléchie dans une seule direction pour chaque angle d'incidence)

Stylo à travers la lentille: (la lentille plie la lumière entrante de sorte que pour un rapport de distance donné entre le stylo et le papier, chaque point n'illumine qu'un seul point sur le papier)

Torche: (la lumière directionnelle n'illumine qu'un seul point du papier pour chaque point de la torche)

Il y a plusieurs choses qui font qu'un miroir et un papier réfléchissent la lumière différemment.

Premièrement, si vous examinez la surface du papier au microscope, vous verrez une surface très rugueuse. Cette rugosité a pour effet de diffuser la lumière. Imaginez essayer de jouer au ping-pong sur une table recouverte de roches de toutes tailles. La balle de ping-pong rebondirait de manière imprévisible. Le miroir, en revanche, est très lisse à la lumière et la lumière peut donc rebondir dans une direction prévisible.

Une autre différence est la conductivité électrique du matériau. La lumière est électromagnétique et interagit avec les électrons, modifiant leur mouvement. La plupart des électrons sont liés à des atomes particuliers et leur amplitude de mouvement est donc limitée. Les conducteurs électriques ont en outre des électrons qui peuvent circuler librement parmi les atomes. Cette mobilité supplémentaire nous est visible en donnant aux métaux leur éclat. L'argent dans le miroir est un grand conducteur d'électricité, et le verre garde l'argent lisse et le protège de la ternissure par l'air. La combinaison donne une surface extrêmement lisse avec un lustre métallique maximal.

En revanche, le papier présente un autre phénomène.La lumière peut être absorbée et son énergie réémise sous la forme d'une couleur qui a plus à voir avec le matériau que la source de lumière.Cela peut être vu en examinant beaucoup de choses sous la lumière noire (ultraviolette).Certains objets sembleront très sombres.D'autres brilleront en blanc ou dans une couleur particulière sous la lumière UV même si l'ampoule noire ne fournit pas cette longueur d'onde de lumière.Cela est particulièrement vrai des produits artificiels et de leurs emballages qui sont conçus pour être attrayants pour les gens.Par exemple, comparez le papier et la mousse de polystyrène qui sont tous deux blancs sous un éclairage ordinaire.Sous la lumière UV, le papier brillera généralement d'un blanc éclatant, mais la mousse de polystyrène apparaîtra sombre et terne.Cela se produit parce que le papier absorbe l'énergie UV invisible et devient une source de lumière visible.Une partie de cela se produit également sous un éclairage ordinaire et contribue à la luminosité du papier.

La lumière se diffuse du stylo dans toutes les directions possibles avec une intensité similaire, de sorte qu'un point du papier est éclairé par une lumière diffusée de tous les points du stylo et on obtient une image très floue.Une meilleure image ne peut être obtenue que si le point sur le papier ne s'éclaire que d'un certain point ou seulement d'une petite zone sur le stylo, comme lors de l'utilisation d'un objectif ou d'une caméra obscura: https://en.wikipedia.org/ wiki / Camera_obscura

Une surface réfléchissante ou polie respecte et préserve la proximité angulaire des faisceaux entrants sur ses points.Moins la proximité angulaire de l'intensité entrante est préservée dans le profil d'intensité sortante, plus la surface est diffuse et "mate"

(Je suis l'OP, et voici l'explication que je peux dégager des réponses. Je ne sais pas si c'est correct ou même pas faux, quelqu'un peut-il le signaler?)

Nous voyons un objet X lorsque la lumière provenant d'autres sources se reflète sur X et se reflète dans nos yeux / l'objet X lui-même émet de la lumière. Il y a deux facteurs qui déterminent si nous pouvons voir le reflet d'un objet sur un écran (feuille / miroir, etc.)

1. L'intensité de la lumière émanant de X
2. La réflexion à la surface ou à l'écran.

Dans le cas du papier et le stylo (1) est bas, et la réflexion dispersée dans une direction aléatoire pour (2) le rend encore plus bas, c'est pourquoi la réflexion est à peine visible.

Dans le cas du papier et de la lampe de poche, alors que (2) est identique, (1) est assez haut pour que nous puissions voir la lampe de poche sur l'écran. Pour un laser, (2) est encore plus intense, c'est pourquoi même un petit faisceau de laser peut être vu clairement de toutes les directions (la réflexion dispersée en (1) permet de voir uniformément de toutes les directions).

Dans le cas du papier et du stylo avec une lentille convexe, alors que (2) et (1) sont tous les deux identiques, la lentille convexe concentre chaque rayon émanant du stylo vers un seul point de l'écran (enfin c'est un approximation mais à peu près OK), ce qui rend l'intensité très élevée. Maintenant, la chose est la même que celle du poivre et de la lumière laser.

Je ne peux pas croire à quel point les absurdités ont été publiées ici et combien de votes positifs ont été accordés à des réponses absurdes.On nous dit que c'est parce que le stylo n'est pas poli comme un miroir plutôt que parce que le papier n'est pas poli comme un miroir.Cela n'explique pas pourquoi vous pouvez voir le reflet du même stylo dans un miroir.

La lumière tombant sur un miroir est réfléchie dans une direction telle que les angles d'incidence et de réflexion sont les mêmes.La lumière tombant sur une feuille de papier blanche est réfléchie mais dispersée, allant dans toutes les directions à partir du point où elle touche le papier.