ja1wwe blog

昨日のNHKテレビ「チコちゃんに叱られる」で、鏡はなぜ左右が反対に映るのか？という問題を放送していた。この問題は心理学的にはまだわからないというのが答えだったが、物理的には前後が反転しているからということでよいのだと思う。
鏡に映る像がなぜ反転するのかは3次元の直交座標（デカルト座標）で考えるのが一番判りやすい。横方向をX座標とし、縦方向をＹ座標とする。そして奥行き方向をZ座標とした直交座標を鏡に映すとＸ座標軸とＹ座標軸の方向は同じである。しかしＺ座標軸だけは方向が反転しているのがわかる。つまり直交座標を鏡に映すと、縦横は変わらず奥行き方向だけが反転している。実体の座標を例えば右手系座標とした場合、映っているのは左手系座標ということになる。従って鏡では左右が反対に映っているわけではなく、奥行きつまり前後方向だけが反転していると言える。右手系座標を回転や平行移動させても左手系座標に重ね合わせることは出来ず、両者は全くの別物である。右手系を左手系に変換するにはXYZ座標軸のどれか一つを反転させればよい。鏡の例ではZ座標が反転するため右手系が左手系に変換されたことになる。電磁波である光が鏡で反射された場合でも座標変換が起こるが波の進行ベクトルが反転するだけで電磁波自体の電場と磁場の関係は変わらずに伝播する。つまり光の方向が変わるだけで性質に変化はないと考えてよいだろう。
但し、フレミング則では左手則（ローレンツ力の発生によるモーターなどの原理）と右手則（電磁誘導による発電機などの原理）がそれぞれ左手系・右手系座標に対応するので鏡映関係にある。また分子構造などにおいても鏡映関係の分子は異性体となる。このように自然界では座標の右手系左手系によって性質の変わらないものと変わるものがあるのは興味深いが私にはこの辺の根本のところは全くわからない。