Οι περισσότεροι από εμάς χρησιμοποιούμε καθρέφτες κάθε μέρα χωρίς να σκεφτόμαστε πώς λειτουργούν πραγματικά. Γιατί οι καθρέφτες αντανακλούν εικόνες του περιβάλλοντός τους ενώ άλλα αντικείμενα δεν το κάνουν; Γιατί μπορούμε να δούμε τους εαυτούς μας στους καθρέφτες και τι συμβαίνει στην πραγματικότητα όταν κοιτάμε σε ένα τζάμι;

Λαμβάνοντας υπόψη τη σχεδόν μαγική λειτουργία που επιτελούν οι καθρέφτες, η κατασκευή τους είναι εκπληκτικά απλή. Οι περισσότεροι οικιακοί καθρέφτες είναι κατασκευασμένοι από γυαλί με λεπτό στρώμα μεταλλικής βάσης (συνήθως αλουμίνιο) και αρκετές στρώσεις βαφής.

Αποδεικνύεται ότι το γυαλί δεν είναι το πιο σημαντικό συστατικό ενός καθρέφτη. Αντίθετα, η γυάλινη επιφάνεια ενός καθρέφτη εκτελεί μια κυρίως προστατευτική λειτουργία, διατηρώντας το εξαιρετικά λεπτό, εξαιρετικά λείο στρώμα μετάλλου πίσω του. Το φως διέρχεται από το γυάλινο μέρος του καθρέφτη και αντανακλάται από το μέταλλο. Το στρώμα βαφής στο πίσω μέρος του καθρέφτη εξυπηρετεί παρόμοια προστατευτική λειτουργία, κρατώντας το μέταλλο στη θέση του.

Γιατί όμως οι καθρέφτες είναι αντανακλαστικοί; Όταν το φως χτυπά έναν καθρέφτη, αντανακλά κάθε χρώμα στο ορατό φάσμα. Τα περισσότερα αντικείμενα απορροφούν κάποια χρώματα και αντανακλούν άλλα, με αποτέλεσμα την αντίληψή μας για τις χρωματικές ιδιότητες των πραγμάτων. Για παράδειγμα, όταν το φως χτυπά μια μπανάνα, απορροφά κάθε χρώμα εκτός από το κίτρινο, το οποίο αντανακλά, κάνοντας τη μπανάνα να φαίνεται κίτρινη. Μπορεί επίσης να θυμάστε από το σχολείο ότι, όπως οι καθρέφτες, τα λευκά αντικείμενα (όπως ένα κομμάτι χαρτί εκτυπωτή ή ένας λευκός τοίχος) αντανακλούν όλα τα χρώματα του ορατού φάσματος.

Ο λόγος που οι καθρέφτες είναι ανακλαστικοί και οι άλλες επίπεδες λευκές επιφάνειες όχι είναι επειδή είναι λείες σε μικροσκοπικό επίπεδο. Ενώ επιφάνειες όπως τοίχοι ή χαρτί μπορεί να φαίνονται λείες με γυμνό μάτι, αν κάνετε μεγέθυνση αρκετά κοντά, είναι στην πραγματικότητα αρκετά ανώμαλες. Όταν οι ακτίνες φωτός χτυπούν τραχιές επιφάνειες, το φως αναπηδά προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό ονομάζεται «διάχυτη ανάκλαση». Το μέταλλο και το γυαλί, εν τω μεταξύ, είναι πολύ λεία και αντανακλούν το φως πιο άμεσα. Αυτό ονομάζεται «κατοπτρική αντανάκλαση». Αν αυτό είναι δύσκολο να το φανταστεί κανείς, φανταστείτε να πετάτε ένα σωρό μπάλες του τένις σε έναν τοίχο. Εάν όλες οι μπάλες εκτοξευθούν σε ευθεία γωνία, θα περιμένατε να αναπηδήσουν όλες στην ίδια γωνία, ανεξάρτητα από το πού χτυπούν στον τοίχο. Τώρα φανταστείτε να πετάτε τις μπάλες του τένις σε μια ανώμαλη επιφάνεια σαν μια απόκρημνη επιφάνεια βράχου, και ανάλογα με το πού χτυπούν, οι μπάλες θα αναπηδήσουν πίσω σε διαφορετικές γωνίες. Οι τροχιές τους θα είναι διαφορετικές επειδή προσκρούουν σε ανώμαλη επιφάνεια.

Η ίδια αρχή ισχύει όταν το φως χτυπά άλλες λείες επιφάνειες, όπως ένα ήρεμο σώμα νερού. Αν κοιτάξετε σε μια λίμνη μια μέρα χωρίς αέρα, θα μπορείτε να δείτε την αντανάκλασή σας επειδή η λεία επιφάνεια του νερού παράγει μια κατοπτρική, και όχι διάχυτη, αντανάκλαση. Αλλά αν μια δυνατή ριπή ανέμου έρθει και κυματίσει το νερό, η αντανάκλασή σας θα παραμορφωθεί ή θα διαχυθεί περισσότερο.