Posted by: Aba Cohen | February 25, 2009

AMBULANCE/ECNALUBMA? AMBULÂNCIA/AICNÂLUBMA ?

For text in English, read below – PARA O TEXTO EM PORTUGUES, LEIA A NOTA ABAIXO E CONTINUE MAIS AO FINAL

 AVISO aos leitores interessados no “CURSO EINSTEIN-2009”: para novas informações, clique aqui  ou na aba indicativa acima 

I have been asked about the reason and the physics behind the word similar to “ECNALUBMA” written on the head of  many ambulances. It is not difficult to see that it is the specular (our mirror) image of the Word AMBULANCE. It serves to alert the car drivers going ahead the ambulance, who can give way promptly after reading correctly “AMBULANCE” in the rearview mirror. The EasyPhysics question is: “How does it work”. The answer comes in two steps: (i) using logical arguments and (ii) using one of main laws of specular reflection.

ambulance-1

To follow step (i) you must stand with your right arm close to, and the left arm far from a mirror.  The image will be symmetrical as you see the image of the right arm (behind and) close to and the left arm far from the mirror. As we can see in the image above, the letter “A” in both object and image are the closest letter to the mirror. So far we explained the order-inversion element of the writing. But this does not explain everything!!

If you observe your right arm reflected on the mirror, you will see “a left arm” – It is funny!- try shaking (the correct right) hands with someone, and observe the mirror image: two left hands will shake in the other side of the mirror. Here we have the second element, beyond order,  to analyze: the form element:  Observe the letter “E”; in the real ambulance it is written inverted, with the “comb teeth end” turned to the left. The same happens to all letters non-symmetrical (relative to the vertical) letters as in B, L, N, C and E. Observing the two elements (order and form inversions), you are ready to write sepcular wordings, readable through mirrors.

One of the laws of reflection says that “the angle of the reflected ray, relative to the normal (perpendicular line to the mirror surface at that point) is equal to the angle of the incident ray, relative to the same normal line. In the figure above,  a light ray from letter “B” (red line) approaches the mirror with angle (b) relative to the normal (Nb) and is reflected with angle (b´). Here (b) = (b´). the same happens to the ray from letter “E” (green line) and despite (b) > (e), the angles (e) and  (e´) are equal. The most interesting, to finish this explanation, is the convergence of rays B and E in the car driver´s eye. The continuation of these lines (dotted lines in the virtual space) seems to the driver as they “really” arrives from behind the mirror, giving him the sensation (through a virtual image,  name given because there is no light behind the mirror to form the image) that the ambulance, where from he reads correctly the word AMBULANCE,  is there. Of course it is behind the car, not the mirror  – and the driver does not have to waist time “translating” strange wordings: He just gives way promptly.

 

— x —

Justificamos abaixo, primeiro dando uma explicação verbal e em seguida tendo por base uma das leis da reflexão especular,  * sobre o porque de a palavra AMBULÂNCIA  ser escrita na forma espelhada nos referidos veículos: “Isto se dá pela necessidade de os demais motoristas, dirigindo carros à frente da  ambulância, conseguirem ler em seus espelhos retrovisores a palavra escrita na ordem e forma correta e assim dar passagem mais prontamente “:

Para entender, devemos fazer o seguinte exercicio: Vamos nos aproximar de um espelho e abrir os braços, de modo que o braço direito fique mais próximo do espelho e o esquerdo mais afastado. Veremos que nossa imagem manterá uma simetria, com um braço próximo e o outro afastado. Uma observação mais atenta mostrará que,  o braço direito (o mais próximo) terá uma imagem que se assemelha à de “um braço esquerdo” e vice versa –  para entender melhor, procure cumprimentar outra pessoa, como normalmente se faz (com a mão direita), e veja a imagem refletida: É engraçado, mas parecerá que voces estão se cumprimentando com mãos e braços esquerdos. A imagem acima mostra melhor esse fenômeno, onde usamos exatamente a palavra AMBULANCE -em ingles-  escrita de modo espelhado – como está nas ambulâncias (em portugues é algo como AICNALUBMA, mas não exatamente, como explico abaixo):

Na figura acima, a letra “B” (invertida – ou seja, a letra que de fato está escrita na frente ambulância), está mais próxima do espelho e à direita da letra “E” (também invertida), que está mais afastada do espelho.  Assim conseguimos explicar que a imagem vista através do espelho manterá essa relação de proximidade/afastamento exatamente como no caso dos braços. Desta forma a imagem da letra “B” (refletida) ficará mais próxima do espelho e portanto  à esquerda da imagem da letra “E”, como corretamente deve ser na palabra amBulancE  (primeiro o B e à sua direita o E) – ou seja,  como se escreve e lê corretamente.

Pelo que dissemos até agora, voce poderia dizer que, para dar certo, bastaria trocar a ordem das letras e escrever ECNALUBMA. Mas não é bem assim: Para nossa justificativa ficar completa, não basta trocar a ordem já que devemos também trabalhar com a forma das letras. Vamos prestar atenção, por exemplo, à letra “C” da figura: Vemos que a “boca” dessa letra está de costas para o espelho tanto na ambulancia de verdade quanto na imagem. Logo, para dar certo, letras não simétricas como  B, L, N, C e E têm que ser escritas na forma espelhada.

Dentre as leis da reflexão, temos uma que afirma o seguinte: todo raio de luz, ao incidir no espelho com um certo ângulo (b) em relação à reta normal (reta N, perpendicular ao espelho naquele ponto) refletirá formando um ângulo (b´ – também em relação a N) tal que b = b´. Assim, na figura acima mostramos dois raios de luz que partem da palavra AMBULÂNCIA (invertida): um deles sai da letra “B” (invertido – linha continua em vermelho) e outro que sai da base da letra “E” (invertido – linha continua em verde). Ao incidirem sobre o espelho esses raios formarão ângulos (b) e (e) com as respectivas retas normais (Nb e Ne). Note que o ângulo (b) é maior que o ângulo (e), no entanto b = b´ e  e = e´.  Assim os ângulos (b´) e (e´) dos raios refletidos não só obedecem a essa lei como também fazem com que os raios refletidos converjam para o olho do observador (o motorista – que observa pelo espelho retrovisor), de modo tal que ele (o observador) enxerga como se a luz tivesse partido do fundo do espelho, como se estivessem provindo da região indicada pelas linhas pontilhadas, até chegar ao seu olho.  Como o objeto real não está atrás, do espelho e sim à frente, essa imagem, formada pelo prolongamento dos raios refletidos é conhecida por “imagem virtual”. Assim a imagem virtual será percebida na ordem e forma correta:  AMBULANCE.


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