Mengapakah Tingkap Menjadi Seperti Cermin pada Waktu Malam?

Bayangkan kita berada di dalam rumah pada waktu malam. Lampu ruang tamu menyala, tetapi kawasan di luar tingkap gelap. Apabila memandang ke arah tingkap, kita mungkin melihat pantulan wajah sendiri, lampu dan perabot di dalam bilik, sedangkan pada waktu siang tingkap yang sama membolehkan kita melihat pokok, bangunan dan pemandangan di luar dengan lebih jelas.

Kaca tingkap tidak bertukar menjadi cermin apabila malam tiba. Perubahan yang kita lihat sebenarnya berkaitan dengan pantulan cahaya dan cara cahaya dihantar melalui kaca.

Bagaimanakah kita melihat sesuatu objek?

Untuk melihat sesuatu objek, cahaya daripada objek itu mesti sampai ke mata kita. Sesetengah objek, seperti lampu, menghasilkan cahaya sendiri, tetapi kebanyakan objek lain, termasuk meja, pokok dan wajah manusia, dapat dilihat kerana memantulkan cahaya daripada sumber lain. Apabila cahaya mengenai sesuatu permukaan, sebahagiannya mungkin dipantulkan, diserap atau dihantar melalui bahan tersebut.

Permukaan yang legap tidak membenarkan cahaya tampak melaluinya dalam jumlah yang ketara, sedangkan bahan lut sinar seperti kaca tingkap yang jernih membenarkan sebahagian besar cahaya tampak melaluinya. Namun, lut sinar tidak bermaksud sesuatu bahan langsung tidak memantulkan cahaya, kerana kaca tingkap masih mempunyai permukaan yang boleh menghasilkan pantulan.

Mengapakah kaca boleh memantulkan cahaya?

Apabila cahaya bergerak dari udara menuju ke kaca, sebahagian cahaya dipantulkan semula pada sempadan antara kedua-dua bahan, manakala sebahagian lagi memasuki kaca dan terus merambat melaluinya. Fenomena ini berlaku kerana udara dan kaca mempunyai sifat optik yang berbeza, termasuk indeks biasan. Bagi cahaya yang datang hampir serenjang dengan permukaan kaca biasa tanpa salutan khas, kira-kira 4% daripada tenaga cahaya boleh dipantulkan pada satu sempadan udara-kaca. Angka ini ialah anggaran untuk keadaan tertentu, bukan nilai tetap bagi semua jenis tingkap dan semua sudut cahaya. Walaupun peratusan pantulan itu kecil, ia sudah mencukupi untuk menghasilkan imej yang boleh dilihat apabila keadaan pencahayaan sesuai.

Apakah yang berlaku pada waktu siang?

Pada waktu siang, kawasan di luar rumah biasanya menerima cahaya matahari yang banyak, dan cahaya daripada pokok, bangunan serta objek lain di luar memasuki rumah melalui tingkap. Pada masa yang sama, sebahagian cahaya dari dalam rumah tetap dipantulkan oleh kaca. Oleh sebab cahaya yang datang dari luar mungkin jauh lebih kuat daripada cahaya pantulan dari dalam, pemandangan luar lebih jelas kelihatan. Pantulan pada kaca sebenarnya masih wujud, tetapi sukar diperhatikan kerana imej luar yang terang lebih menonjol.

Mengapakah pantulan lebih jelas pada waktu malam?

Pada waktu malam, keadaan pencahayaan boleh menjadi sebaliknya. Jika lampu rumah menyala sedangkan kawasan luar gelap, objek di dalam rumah menerima lebih banyak cahaya berbanding kebanyakan objek di luar. Sebahagian cahaya daripada wajah, pakaian dan perabot bergerak menuju ke tingkap lalu dipantulkan kembali ke dalam bilik, dan apabila cahaya pantulan itu sampai ke mata, kita melihat imej objek di dalam rumah pada permukaan tingkap. Sementara itu, cahaya daripada objek di kawasan luar yang gelap mungkin jauh lebih sedikit sampai ke mata melalui kaca berbanding cahaya yang dipantulkan dari dalam rumah. Oleh itu, imej pantulan dari dalam rumah menjadi lebih menonjol.

Tingkap tidak meningkatkan keupayaannya memantulkan cahaya semata-mata kerana malam telah tiba. Perubahan utama ialah perbezaan pencahayaan antara kedua-dua belah tingkap.

Mengapakah kita masih boleh melihat ke luar apabila lampu dipadamkan?

Jika lampu bilik dipadamkan, jumlah cahaya daripada objek di dalam rumah yang dipantulkan oleh tingkap biasanya berkurang, maka pantulan yang sebelum ini mengganggu pemandangan luar menjadi lebih lemah. Sekiranya terdapat lampu jalan, cahaya bulan atau sumber cahaya lain di luar, cahaya daripada objek luar masih boleh memasuki rumah melalui kaca, jadi pemandangan luar mungkin menjadi lebih mudah dilihat. Namun, memadamkan lampu tidak menjamin bahawa semua objek di luar akan kelihatan, kerana objek yang tidak menerima cahaya mencukupi tetap sukar dilihat. Keupayaan kita melihat pemandangan juga dipengaruhi penyesuaian mata terhadap keadaan gelap.

Adakah tingkap benar-benar menghasilkan imej seperti cermin?

Ya, dalam keadaan tertentu. Permukaan kaca yang licin menghasilkan pantulan sekata, iaitu pantulan cahaya yang mengikut hubungan geometri tertentu. Bagi setiap sinar cahaya yang mengenai permukaan, sudut pantulan sama dengan sudut tuju apabila kedua-duanya diukur daripada garis normal, iaitu garis yang serenjang dengan permukaan, dan hubungan ini dikenali sebagai hukum pantulan. Oleh sebab permukaan kaca tingkap biasanya cukup licin, cahaya yang dipantulkan dapat membentuk imej yang menyerupai imej dalam cermin. Namun, tingkap biasa tidak semestinya menghasilkan pantulan sejelas cermin sebenar kerana sebahagian besar cahaya masih dihantar melalui kaca.