締切済み

マジックミラーの箱

2011/10/22 20:37

マジックミラーってありますよね。あの片方からは向こう側がみえ、もう片方からは鏡に見えるやつです。そのマジックミラーで、内側を鏡にして箱を作ると、中はどう見えるのか、という疑問なわけです。　　　　　　　　　　　　　　是非、教えてください。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　お願いします。

killerman
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物理学
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funflier
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2011/10/24 02:18 回答No.8

＞そのマジックミラーで、内側を鏡にして箱を作ると、中はどう見えるのか、実際に作ったものがあります。テレビで取り上げたのも何度か見ました。 http://www.kanshin.com/keyword/431315 http://www.msnbc.msn.com/id/4326340/ 中からは周囲が見えますが、外からは完全な鏡張りの箱でした。「マジックミラー」にはもともと裏表とか方向性は無いそうです。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%B8%E3%83%83%E3%82%AF%E3%83%9F%E3%83%A9%E3%83%BC 単に暗い方から見るか明るい方から見るかで決まるようです。

noname#175206

2011/10/23 15:16 回答No.7

　マジックミラーは、明るい側からは鏡に見えて、その先は見えず、その裏の暗い側からは少し光が通りにくいガラスのように向こうが、ちょっとだけ薄暗く見えるというものです。　マジックミラーの鏡の側からの光の一部はマジックミラーを通り抜けます。だから、反対側の暗い部屋からは、明るい側が見えるわけですね。　もし、本当に100％光を反射する鏡を横に置いたら、明るい側ではマジックミラーが鏡として、少し暗く映っていることに気が付くでしょう。通過光がある以上、反射率はその分低いですから。　暗い側をだんだん明るくしていくと、もともと明るかった側からは、だんだんと鏡の性質が下がって行き、向こう側は見え始め、向こう側が明るくなるほど、向こう側が良く見えるようになって行きます。　そういう前提で思考実験してみましょう。光速度は、光の進み方が手に取るように分かるくらい、ゆっくりだと仮に考えてみると、考えやすいかもしれません。　最初、真っ暗な部屋の中に、仰る立方体の箱があります。マジックミラーとして鏡が内側になるよう作った箱ですね。　この中に観測者Aに、全方位に光を放射するランプを持って、いてもらうことにします。　外から箱を観察する観測者Bもいてもらうことにします。　観測者Aがランプを点灯させます。箱の中では段々明るくなります。合わせ鏡が上下左右前後にある状態で、観測者Aは自分が延々と遠くまで映っている様子が観測できます。外は見えません。　観測者Bは、箱がだんだん明るく光るようになり、次第にはっきり観測者Aが見えるようになって行きます。　箱の中の、あるいは外からみた明るさは、ある一定の明るさに達したら、それ以上明るくなりません（数学的には、そこへ無限大の時間をかけて近づいて行く）。　マジックミラーの箱の中のAにとって、ランプの光が反射されて閉じ込められる分、明るくなって行きますが、明るくなるほど、出て行く光も増えます（Bから言えば、箱が明るくなっていく）。　ついには、箱から出て行く光が、ランプが光るのと同じになり、つり合いの状態になって、安定するわけです。　もし、箱を置いた部屋の壁が光を吸収するとして、箱へは光を返さないとすると、ずっとこの状態です。BはAが見え、Aは外は見えず、鏡に映る自分自身だけが見えます。　部屋を明るくして行けば、最初に述べたように、しまいにはAからBが見えるようになります。　逆に箱の中ではランプを付けず、部屋を明るくしたら。上と似ている過程なので、ちょっと端折りますが、Aからしたら外から光が入ってきてだんだん箱の中が明るくなり、段々Bが見えてきます。BからもだんだんAが見えてきます。最終的には、箱の外と中の明るさは同じになります。　一応、私としては未結論で放置してあることも、言及しておきます。　仮に、一方からの光は100％反射、反対側からの光は100％通過のマジックミラーがあり、仰る箱を作ったらどうなるか。　真っ暗な部屋で、箱の中でランプを点灯したら、「無限に明るく」なって行くのか？　逆に部屋を明るくしたら、箱の中にどんどん入って閉じ込められた光によって「無限に明るく」なって行くのか？　これ、熱力学の「マクスウェルの悪魔」みたいなパラドクスで、熱力学好きには面白いかもしれませんが、私はパスしました（だって、熱力学って面白くないんだもん ^^;）。

noname#150036

2011/10/23 13:18 回答No.6

Ano.2 の者です。あまりに短い文で回答してしまったので意味が通じなかったかもしれませんので　詳しく説明します。エネルギーの保存についてなんですが　一旦箱の中に入り込んで特定の経路を通った光は　外に出てこれないとゆーパラドックスです。光は反射するたびに　位相の逆転が起きます。一枚目のミラーを透過し箱の中に侵入した光が縦面のミラーで反射（逆相）する。次に底面に反射（正相）する。そのまま一枚目のミラーを透過（正相）する。この場合　外の光が一枚目のミラーで外に反射（逆相）した光と箱の中から出てきた光（正相）の波が打ち消し合ってエネルギーが消滅する事になりますので　箱の中から外に向かう光は　選択的に一枚目のミラーを透過しないように箱の中に全反射を行います。光には　みずからのエネルギーを守ろうとする選択的な自由が許されています。信じるか信じないかは　あなたしだいです。(´ω｀;)

noname#224896

2011/10/23 04:21 回答No.5

＃１です．外側がガラス素材若しくはアクリル素材だということを忘れていました．外からの光源がある状態，例えば，昼間であれば，内部が暗いので，まさに鏡のように見えます．（夜にガラス越しに外を見ようとすると，部屋や自分が映るのと同じ原理です）エネルギー保存というのであれば，箱の内部の空気の温度と箱を形作っている壁面であるマジックミラー自体の温度が上昇します．そして，そのマジックミラーは外部に熱を逃がすので，光が箱の内部に閉じ込められてもエネルギー保存則は成立します．　内部に入った光は，永久的に反射している訳ではなく，ある一定時間、反射すると壁面に当たって熱エネルギーに転嫁します．何故ならば，鏡とは言っても不完全である反射，即ち．非弾性衝突による反射を繰り返すのですから，そのうち，材質に吸収されるでしょう．反射率１００％の鏡なんて存在しません．吸収される際、熱エネルギーになり，マジックミラーの温度が上昇するのです．逆に，光源が無い状態だと，それこそ，真っ黒な状態です．

misawajp
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2011/10/22 21:56 回答No.4

マジックミラーは　面の裏表の明るさの違いで光を通過させるか反射させるかが決まります（ただしオールオアナッシングではなく中間の状態も存在します) マジックミラーで箱を作れば、外からは全面鏡の箱に見えます（中には光源がありませんからマジックミラーを通過した光だけです、外部の方が何十倍何百倍明るい状態です）外部からの光は一部が通過しほとんどが反射します、内部の光は一部通過し、一部反射します外部の光の方が圧倒的に多いので、内部の光は無視できる状態です

EFA15EL
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2011/10/22 21:47 回答No.3

うーん。異論を出して良いでしょうか。マジックミラーは、光を通過させる事と反射させる事を同時に行う事で実現します。ちなみに一般的な原理に沿えば見える方は「暗い方」であって、明暗を入れ替えると「逆転」します。取調室のマジックミラーなどで覗き見する側が暗い部屋なのはその為です。今回のケースでは、外側を「見える方」にする訳ですから、必然的に箱の中に照明を入れて、暗い部屋で観察する事になります。外から中が見えるのは当然ですが、背後の壁の向こうは暗いのでそちらは見えない、つまり、観測者側のマジックミラーは透明で、それ以外の３面は鏡になる、が正解ではないかと思われます。