Pemantulan dan cermin

Untuk melihat seluruh tubuhmu di cermin datar, kamu hanya membutuhkan cermin setinggi setengah tinggi badanmu, di mana pun kamu berdiri.

Hukum pemantulan

Lempar bola ke dinding secara miring dan bola akan memantul dengan sudut yang sama di sisi lain. Cahaya melakukan hal yang sama pada permukaan halus, dan OpenStax merangkumnya dalam satu baris: sudut pantul sama dengan sudut datang, θr = θi. Sudut diukur terhadap garis normal, yaitu garis khayal yang tegak lurus permukaan pada titik datangnya sinar, bukan terhadap permukaan itu sendiri. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal semuanya terletak pada bidang yang sama.

Permukaan halus dan kasar

Jika semua permukaan memantulkan seperti cermin, kamu hanya dapat melihat selembar kertas dari satu sudut. Kamu dapat melihatnya dari mana saja dalam ruangan karena permukaannya kasar pada skala panjang gelombang cahaya. OpenStax menjelaskan bahwa sinar-sinar sejajar yang mengenai permukaan kasar menumbuk bidang-bidang kecil yang miring ke berbagai arah. Setiap sinar mematuhi hukum pemantulan, tetapi dipantulkan ke segala arah. Inilah pemantulan baur, yang memungkinkan kita melihat orang, pakaian, daun, dan dinding. Cermin halus dibandingkan dengan panjang gelombang, sehingga sinar-sinar sejajar tetap sejajar setelah dipantulkan, dan hanya pengamat pada posisi yang tepat melihat pantulan terang. Cahaya bulan di danau memadukan keduanya: air mengilap tetapi tidak rata, sehingga pantulan melebar menjadi jalur panjang yang berkilauan.

Bayangan pada cermin datar

Ketika melihat cermin datar, bayanganmu seolah berdiri di belakang kaca. OpenStax menjelaskan sebabnya: sinar yang mencapai matamu meninggalkan cermin seakan berasal dari satu titik di belakangnya, dan menurut hukum pemantulan, jarak titik itu di belakang cermin sama dengan jarakmu di depannya. Bayangan sama besar dan tegak, tetapi kiri dan kanan tampak tertukar. Bayangan ini bersifat maya: tidak ada cahaya yang benar-benar melewati tempat bayangan tampak berada, sehingga kamu tidak dapat menangkapnya pada selembar kertas di belakang cermin. Kamera tetap dapat memotretnya karena, seperti mata, kamera mengumpulkan sinar dan menelusurinya ke belakang.

Aturan setengah tinggi pada kalimat pembuka berasal dari geometri yang sama. Cahaya dari kakimu harus dipantulkan pada titik tengah antara mata dan kaki agar kembali naik ke mata, sedangkan cahaya dari puncak kepala dipantulkan pada titik tengah antara mata dan puncak kepala. Jadi cermin hanya perlu mencakup daerah di antara kedua titik itu, setengah tinggi badanmu. Mundur tidak mengubahnya karena bayangan juga mundur dengan jarak yang sama.

Cermin yang mengembalikan cahaya ke arah semula

Dua cermin yang saling tegak lurus mengembalikan sinar ke arah datangnya, berapa pun sudut datangnya. OpenStax menyebutnya reflektor sudut. Reflektor sepeda dan rambu jalan dipenuhi sudut-sudut kecil, sehingga menyala saat terkena lampu mobil dan mengembalikan cahaya ke arah pengemudi. Astronaut meninggalkan reflektor sudut di Bulan, dan pulsa laser yang dipantulkan darinya digunakan untuk mengukur dengan sangat teliti jarak Bulan yang perlahan bertambah. Menurut OpenStax, cermin rumah tangga yang baik memantulkan lebih dari 90% cahaya yang mengenainya; sisanya diserap.