Cara Kerja Pemantulan Cahaya pada Permukaan Air Menurut Ilmu Fisika

Ilustrasi pemantulan cahaya pada permukaan air. Foto: Pexels

Pemantulan cahaya pada permukaan air merupakan fenomena fisika yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari bayangan sempurna di danau tenang hingga kilau berkilauan di permukaan laut. Menurut informasi dari Science Learning Hub, pemantulan terjadi ketika cahaya memantul dari suatu objek, dan jika permukaannya halus dan mengkilap seperti air, cahaya akan memantul pada sudut yang sama dengan sudut datangnya. Artikel ini akan menguraikan lebih lanjut mengenai cara kerja pemantulan cahaya pada permukaan air menurut ilmu fisika.

Hukum Pemantulan Cahaya

Cara cahaya memantul di permukaan air mengikuti hukum dasar fisika tentang pemantulan. Aturan ini menyebutkan bahwa sudut cahaya saat datang ke permukaan akan sama dengan sudut saat cahaya memantul. Sudut ini dihitung dari garis imajiner yang tegak lurus dengan permukaan air.

Pemantulan cahaya terjadi ketika cahaya berpindah dari satu tempat ke tempat lain, misalnya dari udara ke air, yang memiliki sifat atau indeks bias berbeda. Ketika cahaya mengenai air, sebagian cahaya akan memantul kembali ke udara, dan sebagian lagi masuk ke dalam air.

Kalau cahaya datang tegak lurus ke permukaan air, sekitar 98% cahaya masuk ke air dan hanya 2% yang memantul. Tapi kalau cahaya datang hampir sejajar dengan permukaan air, hampir semua cahaya justru dipantulkan kembali.

Pemantulan Specular pada Permukaan Air Tenang

Jika permukaan air sangat tenang, cahaya yang datang dapat dipantulkan dengan sangat rapi. Science Learning Hub menyebut fenomena ini sebagai pemantulan specular, yaitu ketika sinar cahaya dipantulkan ke arah yang sama sehingga bayangan terlihat jelas seperti pada cermin. Inilah sebabnya kita bisa melihat pemandangan dengan sangat jelas di permukaan danau atau kolam yang tenang.

Evident Scientific menambahkan bahwa contoh paling mudah dipahami adalah permukaan kolam yang benar-benar halus. Cahaya yang datang dipantulkan secara teratur sehingga menghasilkan bayangan yang jernih.

Menurut Alaturka, pemantulan pada cermin datar menghasilkan bayangan virtual yang tegak dan ukurannya sama dengan objek, hanya saja posisinya terbalik kiri–kanan.

Gangguan Gelombang dan Pemantulan Difus

Ketika permukaan air bergelombang atau beriak, cahaya yang memantul tidak lagi teratur. Proses ini disebut pemantulan difus, yaitu kondisi ketika cahaya memantul ke banyak arah karena permukaan air tidak halus. Akibatnya, bayangan yang terlihat di permukaan air menjadi kabur atau tampak berubah bentuk.

Menurut penjelasan dari Evident Scientific, hal ini mirip seperti saat kita melempar batu ke kolam. Riak yang muncul membuat permukaan air menjadi tidak rata. Karena permukaannya miring ke berbagai arah, cahaya yang datang pun dipantulkan ke arah yang berbeda-beda.

Walaupun setiap sinar cahaya tetap mengikuti aturan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul, arah pantulannya berubah karena tiap bagian permukaan air memiliki kemiringan yang berbeda.

Sudut Brewster dan Polarisasi Cahaya

Ada juga fenomena menarik yang disebut sudut Brewster. Ini adalah sudut khusus, sekitar 53 derajat dari arah vertikal, di mana sebagian cahaya hampir tidak memantul sama sekali.

Pada sudut ini, cahaya yang terpolarisasi sejajar dengan permukaan air tidak dipantulkan, sementara cahaya yang terpolarisasi tegak lurus masih dipantulkan dengan kuat.

Menurut Canon Science Lab, permukaan air sebenarnya lebih banyak memantulkan cahaya yang terpolarisasi secara horizontal dibandingkan cahaya yang terpolarisasi vertikal. Karena itu, kacamata hitam terpolarisasi sangat efektif untuk mengurangi silau dari permukaan air.

Kacamata tersebut punya filter khusus yang bisa memblokir cahaya horizontal yang menyebabkan silau, sehingga mata kita bisa melihat lebih nyaman tanpa terganggu pantulan yang menyilaukan.

Baca juga: Cara Kerja Proses Kondensasi di Permukaan Kaca Menurut Ilmu Fisika

(NDA)