Pemantulan & Cermin Datar — Fisika Kelas 11–12

Setelah ini kamu bisa menerapkan hukum pemantulan dan menjelaskan empat sifat bayangan pada cermin datar.

Kamu menatap cermin kamar, dan “kamu” lain menatap balik dari balik kaca — bayanganmu. Anehnya, bila kamu mundur satu langkah, bayanganmu juga mundur satu langkah. Bila kamu angkat tangan kanan, bayanganmu angkat tangan kirinya (dari sudut pandangnya). Cermin datar memantulkan cahaya begitu teratur sehingga bayangan yang terbentuk selalu maya, tegak, sama besar, dan berdiri simetris di balik kaca. Coba lihat sendiri di bawah.

Seret titik sinar datang pada segitiga di bawah, lalu amati sudut pantul yang selalu sama sudut datang.

Hukum pemantulan: sudut datang = sudut pantul

Saat berkas cahaya mengenai permukaan licin (mis. cermin), ia dipantulkan secara teratur. Ada dua aturan yang membentuk hukum pemantulan: (1) sinar datang, sinar pantul, dan garis normal (garis tegak lurus permukaan di titik jatuh) terletak pada satu bidang; (2) sudut datang sama dengan sudut pantul, keduanya diukur dari garis normal.

$\theta_i = \theta_r$

Arti tiap simbol: $\theta_i$ = sudut datang (derajat), diukur dari garis normal ke sinar datang; $\theta_r$ = sudut pantul (derajat), diukur dari garis normal ke sinar pantul. Keduanya selalu diukur dari normal, bukan dari permukaan — inilah jebakan paling umum.

Bayangkan melempar bola ke lantai licin. Bola memantul membentuk sudut yang sama dengan arah datangnya, seperti cermin. Sudutnya diukur dari garis tegak lurus lantai (normal), bukan dari lantainya sendiri. Lempar miring dekat lantai → pantul miring dekat lantai juga.

Cermin datar dan empat sifat bayangannya

Cermin datar adalah permukaan pemantul yang rata, seperti cermin kaca di kamar mandi. Bila kamu berdiri di depannya, sinar-sinar dari wajahmu dipantulkan ke matamu seolah-olah datang dari “dirimu” di balik cermin. Itulah bayangan.

Sifat	Cermin datar
Maya/nyata	Maya (tak bisa ditangkap layar)
Tegak/terbalik	Tegak
Besar/kecil	Sama besar dengan benda
Jarak	Sama dengan jarak benda ke cermin

Empat sifat ini kontras tajam dengan cermin lengkung (cekung/cembung) yang bisa menghasilkan bayangan nyata, terbalik, diperbesar/diperkecil — topik lanjutan di artikel selanjutnya.

Memvisualkan sudut datang vs pantul

Pada grafik di bawah, garis lurus $y = x$ menyatakan hubungan $\theta_r = \theta_i$ . Geser slider $\theta_i$ dan amati titik penanda yang menjejak sepanjang garis — setiap sudut datang memasangkan dirinya sendiri sebagai sudut pantul.

Konstruksi sinar dan letak bayangan

Bayangan cermin datar terbentuk dari perpanjangan sinar pantul ke belakang cermin. Karena sinar pantul simetris terhadap cermin (sudut datang = sudut pantul), perpanjangannya bertemu di titik yang jaraknya ke cermin sama dengan jarak benda — itulah letak bayangan. Pada alat di bawah, seret benda dan amati bayangan yang selalu berdiri simetris di belakang cermin.

Karena cermin datar bisa dipandang sebagai cermin lengkung dengan jari-jari kelengkungan tak hingga, persamaan cermin $\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{s} + \dfrac{1}{s'}$ memberi $\dfrac{1}{\infty} = 0$ , sehingga $s' = -s$ — bayangan berjarak sama, bertanda negatif (maya, di belakang cermin). Perbesaran $M = -s'/s = 1$ , sehingga bayangan sama besar dan tegak.

Jarak bayangan = jarak benda: garis y = x

Konsekuensi langsung: untuk cermin datar, jarak bayangan ke cermin selalu sama dengan jarak benda. Pada grafik di bawah, garis $y = x$ menyatakan hubungan $s' = s$ . Geser slider jarak benda dan amati titik yang menjejak — bila kamu mundur dua langkah dari cermin, bayanganmu juga mundur dua langkah.

Pemantulan dan cermin datar masuk elemen gelombang-cahaya TKA Fisika (kerangka TKA 045/H/AN/2025). Soal paling sering: (1) hitung sudut antara sinar datang dan pantul (ingat: $2\theta_i$ , karena sudut datang = sudut pantul); (2) tentukan sifat bayangan cermin datar (maya, tegak, sama besar); (3) cermin disusun sudut tertentu → jumlah bayangan. Jebakan utama: sudut diukur dari normal, bukan permukaan.

Coba dulu di kertas, baru buka.

Soal. Sebuah berkas sinar datang membentuk sudut $30°$ terhadap permukaan cermin datar. (a) Berapa sudut datang terhadap garis normal? (b) Berapa sudut antara sinar datang dan sinar pantul?

Sudut terhadap permukaan $= 30°$ . Karena permukaan tegak lurus garis normal, sudut terhadap normal $= 90° - 30° = 60°$ . Jadi $\theta_i = 60°$ .

Hukum pemantulan: $\theta_r = \theta_i = 60°$ . Sudut pantul terhadap normal juga $60°$ , atau $30°$ terhadap permukaan.

Sudut antara sinar datang dan sinar pantul $= \theta_i + \theta_r = 60° + 60° = 120°$ . Inilah jawaban akhir: sudut datang 60° dari normal, sudut total datang-pantul 120°.

Jebakan: mengukur sudut datang dari permukaan cermin, bukan dari garis normal. Yang benar: dalam hukum pemantulan, sudut datang dan sudut pantul selalu diukur dari garis normal (garis tegak lurus permukaan di titik jatuh). Bila soal menyebut sudut terhadap permukaan, konversi dulu: $\theta_{\text{normal}} = 90° - \theta_{\text{permukaan}}$ .

Jebakan: menyamakan “sudut antara sinar datang dan pantul” dengan “sudut datang”. Yang benar: sudut total = $\theta_i + \theta_r = 2\theta_i$ (karena $\theta_r = \theta_i$ ). Jadi sudut total selalu dua kali sudut datang terhadap normal — jangan lupa menggandakan.

Jebakan: menyangka bayangan cermin datar berubah ukuran saat benda menjauh. Yang benar: bayangan cermin datar selalu sama besar dengan bendanya, tak peduli jarak — perbesaran $M = 1$ . Yang berubah hanya kesan “mengecil” karena sudut pandang mata (perspektif), bukan ukuran bayangan sesungguhnya.

Hukum pemantulan: sinar datang, sinar pantul, dan garis normal satu bidang; $\theta_i = \theta_r$ .
Sudut selalu diukur dari garis normal, bukan permukaan.
Sudut total datang + pantul $= 2\theta_i$ .
Cermin datar: bayangan maya, tegak, sama besar, jarak = jarak benda, di belakang cermin.
Persamaan cermin datar: $s' = -s$ (tanda minus = maya), $M = 1$ .