Por que a distância do foco de uma imagem espelhada é maior que a superfície do próprio espelho?

Quando tiro fotos de um objeto refletido por uma superfície (água, espelho, vidro), percebo que a distância de foco não é a distância da minha câmera até a superfície, mas a maior parte do tempo é próxima ao infinito.

Por exemplo: A uma distância de 1 metro, tiro uma foto de um reflexo em uma pequena poça d'água. O foco automático define o foco para infinito e não para ~ 1 metro.

Lembro-me da física básica que imagens espelhadas são imagens "virtuais" do objeto real, mas não tenho mais certeza de como isso funciona. Ficaria feliz se alguém pudesse explicar por que tenho que me concentrar no infinito e não na própria superfície reflexiva.

Simples: você está focando no assunto refletido, não na superfície reflexiva.

Ok, eu não sou bom em explicar esse tipo de coisa, eu só entendo como funciona, mas aqui está um desenho

Veja, quando você está focando em um assunto, é um reflexo na superfície reflexiva, mas o assunto não está lá, está mais distante, para explicar melhor, digamos que a superfície reflexiva esteja a 1 metro da câmera e o assunto está A 1 metro da superfície reflexiva, o assunto está na verdade a 2 metros da câmera e é aí que você está focando. Espero ter me explicado.

Você está focando em objetos que são refletidos. Então você não está focando na superfície refletida. Você está interessado em raios de luz, que vão do objeto "através da reflexão" para sua câmera. Não apenas da superfície reflexiva para a câmera.

Você pode tentar filmar, por exemplo, uma poça - tente se concentrar no chão e verá que o reflexo está embaçado. Em seguida, tente se concentrar nos objetos refletidos e o solo ficará desfocado.

A distância do foco é a distância do objeto através da superfície refletora.

Tente tirar uma foto sua em um espelho a várias distâncias, a distância da câmera até você, através do espelho, é o dobro da distância em relação ao espelho. Sua câmera indicará a distância do foco assim.

Retire o seu smartphone brilhante e segure-o no comprimento do braço. Olhe para a tela. Agora permita que seus olhos se concentrem na sua imagem refletida. Em seguida, foque novamente na tela. Seus olhos estão realizando o mesmo trabalho que o foco automático na câmera. Mas é mais óbvio quando você faz isso sozinho. Como outros já apontaram, a imagem refletida tem o dobro da distância da superfície reflexiva, seja telefone, espelho ou água, supondo que você esteja encarando seu próprio reflexo. Embora esteja ciente das armadilhas de fazer isso por muito tempo (Narciso se enfureceu, por exemplo!). Se o assunto estiver mais distante no reflexo, a câmera ainda (provavelmente) tentará focar neles, que será a distância da lente à superfície e depois ao objeto. Se você mudar para manual, então você pode focar na superfície reflexiva. Tudo depende do que você procura como imagem, suponho.

Sua câmera não sabe que há um espelho (*), ela se concentra na "imagem virtual" criada pelo reflexo. E para objetos próximos, esta imagem virtual está a uma distância significativamente maior que o próprio objeto.

(*) a menos que o espelho esteja sujo, nesse caso, ele foca nas manchas do espelho e seu objeto está desfocado.