Diagram yang tepat menunjukkan sinar cahaya yang dipantulkan dari sebuah permukaan lengkung adalah

Cermin cembung atau cermin konveks adalah cermin lengkung yang bagian luarnya dapat memantulkan cahaya. Cermin cembung disebut juga cermin negatif karena titik fokus berada di belakang cermin yang merupakan titik potong perpanjangan sinar-sinar pantul dari berkas sinar datang yang sejajar. Oleh karena itu, jarak fokus (f) cermin cembung bernilai negatif. Selain itu, cermin cembung selalu menyebarkan sinar-sinar yang jatuh padanya sehingga cermin ini bersifat divergen.

Baca: Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung, Contoh Soal dan Pembahasan

Berbeda dengan cermin cekung di mana letak dan sifat bayangan yang dibentuk bergantung pada letak benda maka lain halnya dengan cermin cembung. Pada cermin cembung letak dan sifat bayangan yang dihasilkan selalu sama yaitu maya, tegak, diperkecil meskipun letak benda di depan cermin cembung berubah-ubah. Bayangan sebuah benda oleh cermin cembung dapat ditentukan dengan cara melukiskan 2 dari 3 sinar istimewa pada cermin cembung.

Baca: Cara Melukis Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung

Lalu apa yang dimaksud dengan sinar istimewa itu? Kenapa disebut istimewa? Dan seperti apa itu sinar-sinar istimewa pada cermin cembung? Nah, pada kesempatan kali ini kita akan mempelajari konsep sinar istimewa pada cermin cembung. Konsep yang dimaksud adalah bagaimana cara memperoleh sinar istimewa tersebut. Terdapat dua konsep dasar yang dibutuhkan untuk memperoleh sinar istimewa pada cermin cekung, yaitu konsep Hukum Snellius dan konsep garis normal.

Hukum Snellius

Selain pada cermin datar, peristiwa pemantulan cahaya juga terjadi pada cermin cembung. Oleh karena itu, Hukum Snellius tentang pemantulan cahaya juga berlaku pada cermin cembung. Bunyi Hukum Snellius adalah sebagai berikut.

■ Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang

■ Sudut datang sama dengan sudut pantul

■ Sinar datang yang tegak lurus bidang atau berhimpit dengan garis normal akan dipantulkan kembali

Hukum Snellius tersebut merupakan konsep kunci dalam menentukan sinar-sinar istimewa pada cermin cembung.

Baca: Bunyi, Rumus, Gambar, Contoh Soal dan Pembahasan tentang Hukum Snellius pada Pemantulan Cahaya

Konsep Garis Normal

Cermin cembung itu ibarat sebuah bola yang dibelah menjadi dua bagian yang sama. Permukaan lengkung bagian luar permukaan bola inilah yang berperan sebagai cermin cembung. Jika kita tinjau secara dua dimensi, dua bagian bola tersebut apabila disatukan lagi maka akan membentuk sebuah lingkaran penuh. Dengan demikian, yang dimaksud dengan titik pusat kelengkungan cermin (P) merupakan titik tengah lingkaran. Coba amati gambar di bawah ini.

Dari gambar di atas, titik pusat kelengkungan cermin (P) adalah titik tengah lingkaran. Oleh karena itu, sumbu utama OP merupakan jari-jari lingkaran (R). Apabila kita tarik beberapa garis dari titik P menuju permukaan cermin cembung, maka garis-garis tersebut juga merupakan jari-jari lingkaran. Garis-garis yang dimaksud antara lain sebagai berikut.

AP = BP = CP = DP = GP = HP = IP

Nah, perpanjangan garis-garis itulah yang berfungsi sebagai garis normal pada cermin cembung. Jadi, pada cermin cembung, perpanjangan garis yang ditarik dari titik pusat kelengkungan menuju permukaan cermin cembung merupakan garis normal.

Sinar-Sinar Istimewa Cermin Cembung

Yang dimaksud dengan sinar istimewa adalah sinar-sinar datang dan pantul yang berhubungan langsung dengan sumbu utama, titik pusat kelengkungan dan titik fokus cermin. Dengan menggunakan konsep Hukum Snellius dan garis normal di atas, maka kita dapat menentukan sinar-sinar istimewa pada cermin cembung. Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung antara lain sebagai berikut:

1) Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.

2) Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

3) Sinar datang yang menuju ke titik pusat kelengkungan dipantulkan kembali seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.

Pertama, kita akan menunjukkan bagaimana sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus. Untuk itu perhatikan gambar berikut ini.

Pada gambar di atas, seberkas sinar datang sejajar sumbu utama menuju permukaan cermin cembung. Garis normal digambarkan dengan perpanjangan garis putus-putus dati titik P menuju ujung berkas sinar datang. Sinar datang dengan garis normal membentuk sudut datang sebesar θ. Sesuai Hukum Snellius, sinar datang tersebut dipantulkan oleh cermin cembung dengan sudut pantul sebesar θ. Akibatnya, berkas sinar pantul ini seolah-olah berasal dari titik fokus cermin cembung (F). Sehingga terbentuklah sinar istimewa yang pertama.

Kedua, kita akan menunjukkan bagaimana sinar datang yang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama. Untuk itu perhatikan gambar berikut ini.

Dari gambar di atas, seberkas sinar datang menuju titik fokus cermin. Sinar datang ini membentuk sudut datang sebesar θ terhadap garis normal. Sesuai dengan Hukum Snellius, sinar datang dipantulkan dengan sudut pantul sama dengan sudut datang yaitu sebesar θ. Akibatnya, arah sinar pantul ini sejajar dengan sumbu utama. Sehingga terjadilah sinar istimewa yang kedua.

Ketiga, kita akan menunjukkan bagaimana sinar datang yang menuju ke titik pusat kelengkungan dipantulkan kembali seolah-olah berasal dari titik tersebut. Untuk itu perhatikan gambar berikut ini.

Berdasarkan gambar di atas, seberkas sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin (P). Karena sinar datang ini berhimpit dengan garis normal, maka sinar datang akan dipantulkan kembali seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan cermin. Hal ini sesuai dengan Hukum Snellius yang menyatakan bahwa sinar datang tegak lurus bidang atau berhimpit dengan garis normal akan dipantulkan kembali. Dengan demikian, terbentuklah sinar istimewa yang ketiga.

Cermin cekung atau cermin konkaf adalah cermin lengkung yang bagian dalamnya dapat memantulkan cahaya. Ada dua sebutan untuk cermin cekung ini, yaitu cermin positif dan cermin konvergen. Disebut cermin positif karena letak titik fokus berada di depan cermin, sehingga nilai f (jarak fokus) selalu positif. Disebut cermin konvergen karena cermin cekung bersifat mengumpulkan atau memusatkan sinar yang jatuh padanya.

Baca: Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung, Contoh Soal dan Pembahasan

Letak dan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung bergantung pada letak benda. Sebuah benda atau objek yang diletakkan di depan sebuah cermin cekung akan memiliki bayangan dengan sifat tertentu. Sifat bayangan bisa saja maya atau nyata, tegak atau terbalik, serta diperbesar atau diperkecil. Bayangan sebuah benda oleh cermin cekung dapat ditentukan dengan cara melukiskan 2 dari 3 sinar istimewa pada cermin cekung.

Baca: Cara Melukis Pembentukan Bayangan pada Cermin Cekung

Lalu apa yang dimaksud dengan sinar istimewa? Kenapa disebut istimewa? Dan seperti apa itu sinar-sinar istimewa pada cermin cekung? Nah, pada kesempatan kali ini kita akan mempelajari konsep sinar istimewa cermin cekung. Konsep yang dimaksud adalah bagaimana cara memperoleh sinar istimewa tersebut. Ada dua konsep utama yang diperlukan untuk memperoleh sinar istimewa pada cermin cekung, yaitu Hukum Snellius dan konsep garis normal.

Hukum Snellius

Selain pada cermin datar, peristiwa pemantulan cahaya juga terjadi pada cermin cekung. Oleh karena itu, Hukum Snellius tentang pemantulan cahaya juga berlaku pada cermin cekung. Bunyi Hukum Snellius adalah sebagai berikut.

■ Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang

■ Sudut datang sama dengan sudut pantul

■ Sinar datang yang tegak lurus bidang atau berhimpit dengan garis normal akan dipantulkan kembali

Hukum Snellius tersebut merupakan konsep kunci dalam menentukan sinar-sinar istimewa pada cermin cekung.

Baca: Bunyi, Rumus, Gambar, Contoh Soal dan Pembahasan tentang Hukum Snellius pada Pemantulan Cahaya

Konsep Garis Normal

Cermin cekung itu ibarat bola yang dibelah menjadi dua bagian. Cekungan bagian dalam permukaan bola inilah yang berperan sebagai cermin cekung. Jika kita tinjau secara dua dimensi, dua bagian bola tersebut apabila disatukan lagi maka akan membentuk sebuah lingkaran penuh, sehingga yang dimaksud dengan titik pusat kelengkungan cermin (P) merupakan titik tengah lingkaran. Perhatikan gambar berikut.

Dari gambar di atas, titik pusat kelengkungan cermin (P) adalah titik tengah lingkaran, oleh karena itu, sumbu utama OP merupakan jari-jari lingkaran (R). Apabila kita tarik beberapa garis dari titik P menuju permukaan cermin cekung, maka garis-garis tersebut juga merupakan jari-jari lingkaran. Garis-garis tersebut antara lain sebagai berikut.

AP = BP = CP = DP = FP = GP = HP = OP = R

Garis-garis inilah yang berfungsi sebagai garis normal pada cermin cekung. Jadi, pada cermin cekung, garis yang ditarik dari titik pusat kelengkungan menuju permukaan cermin cekung merupakan garis normal.

Sinar-Sinar Istimewa Cermin Cekung

Yang dimaksud dengan sinar istimewa adalah sinar-sinar datang dan pantul yang berhubungan langsung dengan sumbu utama, titik pusat kelengkungan dan titik fokus cermin. Dengan menggunakan konsep Hukum Snellius dan garis normal di atas, maka kita dapat menentukan sinar-sinar istimewa pada cermin cekung. Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung antara lain sebagai berikut:

1) Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.

2) Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

3) Sinar datang melalui pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan cermin.

Pertama, kita akan menunjukkan bagaimana sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan menuju titik fokus. Untuk itu perhatikan gambar berikut ini.

Pada gambar di atas, seberkas sinar datang sejajar sumbu utama menuju permukaan cermin cekung. Garis normal digambarkan dengan garis putus-putus dari titik P menuju ujung berkas sinar datang. Sinar datang dengan garis normal membentuk sudut datang sebesar θ. Sesuai Hukum Snellius, sinar datang tersebut dipantulkan oleh cermin cekung dengan sudut pantul sebesar θ. Akibatnya, berkas sinar pantul ini akan melewati titik fokus cermin cekung (F). Sehingga terbentuklah sinar istimewa yang pertama.

Kedua, kita akan menunjukkan bagaimana sinar datang yang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama. Untuk itu perhatikan gambar berikut ini.

Perhatikan gambar di atas. Seberkas sinar datang melewati titik fokus kemudian menuju permukaan cermin cekung. Sinar datang ini membentuk sudut datang sebesar θ terhadap garis normal. Sesuai dengan Hukum Snellius, sinar datang dipantulkan dengan sudut pantul sama dengan sudut datang yaitu sebesar θ. Akibatnya, arah sinar pantul ini sejajar dengan sumbu utama. Sehingga terjadilah sinar istimewa yang kedua.

Ketiga, kita akan menunjukkan bagaimana sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali melalui titik tersebut. Untuk itu perhatikan gambar berikut ini.

Perhatikan gambar di atas. Seberkas sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin (P) menuju permukaan cermin cekung. Karena sinar datang tersebut berhimpit dengan garis normal, maka sinar datang akan dipantulkan kembali ke titik pusat kelengkungan cermin. Hal ini sesuai dengan Hukum Snellius yang menyatakan bahwa sinar datang tegak lurus bidang atau berhimpit dengan garis normal akan dipantulkan kembali. Dengan demikian, terbentuklah sinar istimewa yang ketiga.