Peter N. Saeta, een assistent-professor in de natuurkunde aan het Harvey Mudd College, antwoordt:
“Het oscillerende elektrische veld in de binnenkomende lichtgolf veroorzaakt een kracht op de ladingen binnenin de spiegel. De meeste ladingen zijn of te zwaar (zoals de kernen van de atomen) of te sterk gebonden (zoals de meeste elektronen) om significant te trillen als reactie op dit veld. De relatief los gebonden bindingselektronen, samen met de vrije elektronen aanwezig in metalen, kunnen echter wel bewegen als reactie op deze elektrische krachten. Deze elektronen oscilleren op dezelfde frequentie als het invallende licht, waardoor de gereflecteerde golf ontstaat.
“Omdat er een groot aantal elektronen in de spiegel zijn, die allemaal trillen op de frequentie van het invallende licht, is de reflectie van de spiegel echt een groepsinspanning. Alle elektronen dansen op dezelfde muziek, waarvan het ritme wordt gegeven door de invallende lichtgolf. Deze coördinatie zorgt ervoor dat de gereflecteerde golf dezelfde hoek maakt ten opzichte van het spiegeloppervlak als de invallende straal.
“Een typische spiegel bestaat uit een stuk glas dat is bekleed met een laagje metaal. Het glas zelf reflecteert een klein deel van het licht, maar de metaallaag verhoogt het reflectievermogen aanzienlijk. Als het metaal perfect geleidend zou zijn, zou het al het licht weerkaatsen, maar het geleidingsvermogen van echte metalen is minder dan perfect. Deze onvolkomenheid leidt tot enige absorptie van licht in het metaal. Een gepolijst zilveren oppervlak bijvoorbeeld reflecteert ongeveer 93% van het invallende zichtbare licht, wat zeer goed is voor metalen. Interessant is dat als de metaallaag zeer dun is – slechts een paar honderd atomen dik – veel van het licht door het metaal lekt en aan de achterkant naar buiten komt. Als je de dikte van een metaallaag goed krijgt, kun je een bundelsplitser maken die een invallende lichtbundel in twee gelijke delen verdeelt, waarbij slechts een klein beetje van het licht verloren gaat aan de metaalfilm zelf.
“Hoe goed het reflectievermogen van een zilveren spiegel ook is, met diëlektrische spiegels kun je veel beter uit de voeten. Deze reflectoren bestaan uit afwisselende lagen van twee transparante materialen met verschillende brekingsindices. Diëlektrische spiegels kunnen een reflectievermogen hebben van 99,999 procent of beter bij de golflengte waarvoor zij zijn ontworpen. In deze spiegels wordt vrijwel al het invallende licht weerkaatst en wordt er vrijwel geen licht geabsorbeerd in de spiegel of doorgelaten.”