Cermin: Pengertian, Jenis, Sifat, Rumus & Contoh Soal

Cermin memiliki permukaan yang bersifat rata dan juga bening sehingga dapat memantulkan cahaya secara teratur. Kemampuan cermin untuk memantulkan cahaya membuat benda yang diletakkan di depan cermin dapat terlihat bayangannya meski dalam posisi terbalik.

Pengertian Cermin

Cermin merupakan salah satu alat optik yang bersifat memantulkan cahaya dari benda yang ada di depan cermin tersebut. Cermin memiliki permukaan yang rata dan licin sehingga ketika berkas cahaya mengenai bidang cermin akan menghasilkan sinar datang sejajar dengan sinar pantul atau pemantulan teratur.

Ketika seseorang menggunakan cermin, maka bayangan yang ada di cermin tampak seolah-olah berada di belakang cermin.

Cermin Datar

Cermin datar pasti ada di hampir setiap rumah dan digunakan untuk melihat penampilan diri baik saat berias dan berpakaian. Bayangan yang terbentuk pada cermin datar adalah perpanjangan dari sinar-sinar pantulnya sehingga bayangan tampak seolah berada di belakang cermin.

Bayangan yang tampak berada di belakang cermin inilah yang disebut sebagai bayangan maya. Sementara arah bayangan yang terbentuk di cermin memiliki arah yang berkebalikan dengan arah sebenarnya. Misal ketika tangan kiri diangkat, maka terlihat seolah-olah tangan kanan yang terangkat.

Sehingga bisa disimpulkan bahwa sifat bayangan yang terbentuk pada cermin datar adalah:

• Bayangan maya
• Bayangan sama besar
• Tegak
• Berkebalikan
• Jarak benda ke cermin sama besarnya dengan jarak bayangan yang terbentuk ke cermin

Cermin Cembung

Pemanfaatan cermin cembung paling sering ditemukan pada aplikasi kaca spion kendaraan bermotor. Bentuk cermin cembung seperti bagian luar dari bola. Bentuk cermin cembung berkebalikan dari bentuk cermin cekung.

Cermin cembung memiliki sifat dapat menyebarkan cahaya atau divergen. Sehingga apabila terdapat berkas cahaya sejajar yang mengenai permukaan pada cermin cembung maka berkas cahaya pantul tersebut akan disebarkan dari satu titik yang sama.

Untuk bisa menggambarkan pembentukan bayangan yang dihasilkan cermin cembung, maka harus dipahami terlebih dahulu sinar istimewa apa saja yang dimiliki oleh cermin cembung sebagai berikut:

1. Sinar datang dengan arah sejajar sumbu utama akan dipantulkan oleh cermin sehingga seolah-olah berasal dari titik fokus.

2. Sinar datang yang bergerak seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan kembali sejajar sumbu utama

3. Sinar datang mengarah ke pusat kelengkungan cermin kemudian akan dipantulkan seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan yang sama.

Pembentukan bayangan oleh cermin cembung dipengaruhi oleh ketiga sinar istimewa dari cermin cembung di atas. Dengan menggunakan sinar istimewa, dapat diperoleh sifat bayangan dari benda yang diletakkan di depan cermin cembung sebagai berikut:

Jika benda diletakkan jauh dari cermin cembung, maka bayangan yang diperoleh akan memiliki sifat tegak, maya, diperkecil serta terletak di belakang cermin. Terbentuknya bayangan pada cermin cembung bisa dilihat seperti pada Gambar 4. di bawah ini.

Setiap bayangan benda yang terbentuk pada cermin cembung selalu berada di antara titik O dan jarak fokus cermin (F). Titik O merupakan titik potong sumbu utama dengan cermin cembung. Sementara titik P merupakan titik pusat kelengkungan cermin.

Cermin Cekung

Peristiwa pemantulan juga dapat terjadi pada cermin cekung. Cermin cekung sendiri merupakan cermin yang memiliki bentuk melengkung seperti bagian dalam dari sebuah bola. Jarak antara benda dengan cermin sangat mempengaruhi bayangan benda yang dihasilkan dari pemantulan cermin cekung.

Bayangan benda yang terbentuk oleh penggunaan cermin cekung adalah hasil dari perpotongan antara sinar pantul atau perpotongan dari perpanjangan sinar pantul. Sifat cermin cekung adalah pengumpul cahaya (konvergen). Ada tiga sinar istimewa pada cermin cekung yakni:

• Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan lewat titik focus
• Sinar datang melalui titik focus kemudian dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
• Sinar datang yang melalui pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali lewat titik pusat kelengkungan cermin

Tiga sinar istimewa di atas akan membentuk bayangan pada cermin cekung sesuai dengan posisi peletakan benda dengan 4 kemungkinan sebagai berikut:

1. Apabila benda diletakkan di luar pusat kelengkungan cermin cekung, maka bayangan yang terbentuk bersifat terbalik, nyata, diperkecil dan bayangan terletak di antara titik focus (F) dan pusat kelengkungan cermin (M)
2. Apabila benda terletak di antara titik pusat kelengkungan cermin (M) serta titik fokus cermin (F). maka bayangan yang terbentuk akan bersifat nyata, diperbesar, terbalik dan terletak di depan titik pusat kelengkungan cermin.
3. Apabila benda diletakkan tepat di titik fokus cermin (F), maka akan membentuk bayangan maya di tak terhingga
4. Apabila benda diletakkan di antara titik fokus (F) dan cermin, maka bayangan akan terbentuk bersifat tegak, maya dan diperbesar. Letak bayangan akan terbentuk di belakang cermin.

Rumus Cermin

1. Jumlah Bayangan yang Terbentuk oleh Dua Cermin Datar

Ketika dua buah cermin datar dipasang berdekatan dan membentuk sudut tertentu senilai α, maka cermin tersebut akan membentuk bayangan dengan jumlah bayangan sesuai dengan rumus berikut ini:

n = (360⁰/α) – 1

Keterangan:

n = Jumlah bayangan yang terbentuk
α = sudut yang terbentuk antara dua cermin

2. Hubungan Jarak Benda, Titik Fokus dan Jarak Bayangan

Hubungan antara titik fokus (f), jarak benda (s_o) dan jarak bayangan (s_i) pada cermin lengkung yakni cermin cekung dan cembung berlaku persamaan berikut.

1/f = 1/s_o + 1/s_i

Keterangan:

f = jarak fokus pada cermin
s_o = jarak benda ke cermin
s_i = jarak bayangan ke cermin

3. Menghitung Perbesaran Bayangan

Perbesaran adalah perbandingan jarak benda terhadap cermin lengkung (cembung dan cekung) dengan jarak bayangan terhadap cermin. Perbesaran juga bisa berarti perbandingan tinggi bayangan yang terbentuk melalui pemantulan pada cermin terhadap tinggi benda.

Untuk menghitung perbesaran bayangan yang terbentuk bisa menggunakan persamaan berikut:

M = h_i/h_o = |s_i/s_o|

Keterangan:

M = Perbesaran bayangan yang terbentuk
h_i = tinggi bayangan yang terbentuk melalui pemantulan cermin
h_o = tinggi benda

Contoh Soal Cermin

Suatu benda diletakkan di depan cermin cekung dengan tinggi sebesar 5 cm. Jarak fokus cermin cekung tersebut adalah 6 cm. Jarak benda tersebut terhadap cermin adalah 15 cm. Tentukan jarak bayangan terhadap cermin dan perbesaran bayangan.

Cermin merupakan salah satu peralatan optik yang memiliki sifat memantulkan cahaya yang mengenainya. Ada tiga jenis cermin yang biasa digunakan yakni cermin datar, cermin cembung dan cermin cekung. Setiap cermin akan menghasilkan bayangan dengan sifat yang berbeda-beda.