Mengapakah Imej dalam Cermin Kelihatan Berada di Belakangnya?

Apabila berdiri di hadapan cermin, kita melihat wajah sendiri seolah-olah ada seorang lagi manusia di belakang permukaan cermin. Jika kita menghampiri cermin, imej itu juga kelihatan semakin hampir. Namun apabila kita menyentuh permukaannya, tiada objek sebenar di lokasi imej yang kelihatan itu. Fenomena ini berlaku kerana cahaya yang dipantulkan oleh cermin memasuki mata dari arah tertentu, dan arah itulah yang menyebabkan imej maya kelihatan berasal dari suatu kedudukan di belakang cermin.

Bagaimanakah cahaya dipantulkan oleh cermin?

Kita dapat melihat sesuatu objek apabila cahaya daripada objek itu sampai ke mata. Bagi objek yang tidak menghasilkan cahaya sendiri, cahaya daripada sumber lain terlebih dahulu dipantulkan atau diserakkan oleh objek tersebut. Apabila sebahagian cahaya daripada wajah kita mengenai cermin rata, cahaya itu dipantulkan mengikut hukum pantulan, iaitu sudut tuju sama dengan sudut pantulan. Kedua-dua sudut diukur daripada garis normal, iaitu garis yang berserenjang dengan permukaan cermin pada titik cahaya mengenainya.

Oleh sebab permukaan cermin rata dan licin pada skala yang berkaitan dengan cahaya nampak, pantulannya cukup teratur untuk membentuk imej yang jelas. Hukum pantulan menentukan arah sinar selepas mengenai cermin.

Mengapakah imej kelihatan berada di belakang cermin?

Bayangkan cahaya daripada satu titik pada wajah kita bergerak menuju cermin. Selepas mengenai permukaan cermin, cahaya itu dipantulkan dan sebahagiannya memasuki mata. Dalam model optik geometri, kita menentukan kedudukan imej dengan memanjangkan arah sinar pantulan secara khayalan ke belakang cermin. Apabila beberapa sinar pantulan daripada titik objek yang sama dipanjangkan ke belakang, sambungan itu bertemu pada satu kedudukan, dan kedudukan inilah titik imej maya.

Cahaya sebenar tidak bergerak sepanjang sambungan khayalan itu, kerana sambungan tersebut hanyalah kaedah geometri untuk menentukan dari mana cahaya yang diterima kelihatan berasal. Oleh itu, imej maya bukan objek fizikal yang tersembunyi di belakang cermin. Ia ialah imej yang terbentuk melalui susunan arah sinar cahaya yang sampai kepada pemerhati.

Mengapakah jarak imej sama dengan jarak objek?

Bagi cermin rata yang ideal, hukum pantulan dan geometri menghasilkan hubungan yang mudah: jarak objek dari cermin sama dengan jarak imej di belakang cermin. Contohnya, jika sebatang pensel berada 30 sentimeter di hadapan permukaan pemantul, imej mayanya terletak 30 sentimeter di belakang permukaan itu. Jika pensel dialihkan sehingga 50 sentimeter dari cermin, imejnya turut berubah kepada 50 sentimeter di belakangnya.

Hubungan ini berlaku bagi setiap titik objek. Hasilnya, imej dalam cermin rata mempunyai saiz linear yang sama dengan objek dan berada dalam keadaan tegak.

Mengapakah imej maya tidak boleh ditangkap pada skrin?

Dalam optik, terdapat perbezaan antara imej nyata dengan imej maya. Imej nyata terbentuk apabila sinar cahaya benar-benar bertemu pada lokasi imej, dan dalam keadaan yang sesuai, skrin boleh diletakkan pada lokasi itu untuk menangkap imej. Imej maya pula terbentuk apabila sinar yang sampai kepada pemerhati kelihatan seolah-olah berasal dari suatu lokasi, sedangkan sinar itu tidak benar-benar bertemu di lokasi tersebut. Bagi cermin rata, sinar pantulan tidak benar-benar bertemu di belakang cermin. Oleh itu, skrin yang diletakkan pada lokasi imej maya itu tidak dapat menangkap imej di situ.

Namun imej maya tetap boleh dilihat oleh mata dan dirakam menggunakan kamera, kerana sistem optik mata atau kamera boleh memfokuskan cahaya yang datang daripada cermin.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?