Pembiasan Cahaya Pada Lensa Cekung, Referensi Soal Dan Pembahasan

Lensa sudah dikenal insan semenjak zaman lampau. Pada periode pertengahan, orang-orang Yunani dan Arab, sudah mengenal dan memakai lensa. Saat ini, lensa banyak dipakai sebagai pecahan utama alat-alat optik ibarat kamera, teropong, mikroskop, proyektor, dan kacamata. Semua alat tersebut sangat penting dan mempunyai kegunaan dalam kehidupan. Oleh lantaran itu, memahami sifat-sifat pembiasan pada lensa sangatlah penting.

Lensa yaitu benda bening yang dibatasi oleh dua bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang datar. Bidang lengkung tersebut ialah pecahan permukaan bola. Lensa yang demikian disebut lensa sferis. Permukaan lensa sferis sanggup berupa keduanya cembung, keduanya cekung, adonan cembung dan cekung, dan adonan cembung atau cekung dengan datar.

Berdasarkan bentuknya, lensa sferis terdiri atas dua jenis, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Nah pada peluang kali ini, kita akan mencar ilmu terkena pembiasan cahaya pada lensa cekung. Tahukah kalian apa itu lensa cekung? Ada berapa macam lensa cekung? Bagaimana proses pembentukan bayangan pada lensa cekung? Untuk menjawaban pertanyaan tersebut, silahkan kalian simak baik-baik klarifikasi diberikut ini.

Pengertian Lensa Cekung

Lensa cekung ialah lensa yang permukaan lengkungnya menghadap ke dalam. Ciri utama lensa cekung yaitu pecahan tengah lebih tipis daripada pecahan pinggir atau tepi. Berbeda dengan lensa cembung yang mengumpulkan sinar (konvergen), lensa cekung mempunyai sifat memancarkan/menyebarkan sinar (divergen). Jika sinar hadir sejajar sumbu utama lensa, maka akan dibiaskan seakan-akan berasal dari titik serius lensa. Perhatikan gambar diberikut.

Dari gambar pembiasan cahaya pada lensa cekung di atas, kalau sinar-sinar hadir sejajar sumbu utama menuju permukaan lensa cekung, maka sinar-sinar biasnya akan menyebar seakan-akan berasal dari satu titik yang disebut titik serius. Karena titik serius lensa cekung ialah titik daerah perpotongan perpantidakboleh sinar-sinar bias dan terletak di depan lensa maka serius lensa cekung yaitu serius maya, sehingga jarak serius lensa cekung selalu bertanda negatif. Oleh lantaran itu, lensa cekung disebut juga sebagai lensa negatif.

Macam-Macam Lensa Cekung

Lensa cekung dibedakan menjadi tiga macam, yaitu lensa dobel cekung/cekung ganda (bikonkaf), lensa cekung-datar (plan-konkaf), dan lensa cekung cembung (konkaf-konveks). Untuk memahami ketiga jenis lensa tersebut, perhatikan gambar di bawah ini.

■ Lensa Bikonkaf ialah lensa yang berbentuk cekung pada kedua permukaannya.

■ Lensa Plan-konkaf yaitu lensa cekung yang dibatasi oleh satu bidang datar dan satu bidang cekung.

■ Lensa Konkaf-konveks ialah lensa yang dibatasi oleh satu bidang cekung dan satu bidang cembung.

Bagian-Bagian Lensa Cekung

Sebelum kalian sanggup memahami bagaimana proses pembentukan bayangan pada lensa cekung atau lensa konkaf, kalian perlu mengetahui bagian-bagian penting pada lensa ini. Lensa cekung mempunyai bagian-bagian ibarat yang ditunjukkan pada gambar diberikut ini.

Keterangan:

P1 dan P2	=	Titik sentra bidang lengkung lensa
P1P2	=	Sumbu utama lensa
R1 dan R2	=	Jari-jari kelengkungan permukaan lensa
O	=	Pusat optik lensa
OP1 dan OP2	=	Jari-jari kelengkungan (R)
F1 dan F2	=	Titik api (titik serius) lensa
OF1 dan OF2	=	Jarak serius lensa (f)

Pada gambar di atas, titik F disebut titik serius. Berbeda dengan cermin cekung, titik serius lensa cekung ada dua, yaitu serius di depan lensa (F1) dan serius di belakang lensa (F2). Titik serius F1 disebut serius utama atau serius aktif. Sedangkan F2 disebut serius pasif. Titik serius aktif yaitu titik serius daerah sinar-sinar dibiaskan sedangkan titik serius lainnya diputuskan sebagai serius pasif.

Pada lensa cekung, titik serius aktif (F1) ialah titik daerah perpotongan perpantidakboleh sinar-sinar bias dan terletak di depan lensa, oleh lantaran itu serius aktif lensa cekung yaitu serius maya sehingga jarak serius lensa cembung (f) selalu berharga negatif. Karena hal inilah lensa cekung dinamakan lensa negatif.

Fokus aktif dan serius pasif simetri terhadap lensa. Itu artinya bahwa jarak serius pertama (OF1) dan jarak serius kedua (OF2) besarnya sama sehingga biasa disebut dengan jarak serius f saja (bukan f1 atau f2). Sementara itu, titik P1 dan P2 dinamakan titik sentra kelengkungan lensa dan jarak OP1 atau OP2disebut jari-jari kelengkungan lensa atau R yang panjangnya juga sama. Seperti halnya pada cermin, pada lensa juga berlaku hubungan R = 2f. Titik O disebut sebagai titik sentra optik lensa.

Sinar-Sinar spesial Lensa Cekung

Untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa cekung, maka sanggup dipakai sinar-sinar istimewa. Lalu tahukah kalian apa saja sinar-sinar istimewa pada lensa cekung ini? Terdapat 4 macam sinar istimewa pada lensa cekung ibarat yang ditunjukkan pada gambar diberikut ini.

■ Sinar istimewa 1: Sinar hadir sejajar sumbu utama akan dibiaskan seakan-akan berasal dari titik serius (F1) di depan lensa.

■ Sinar istimewa 2: Sinar hadir yang seakan-akan menuju titik serius (F2) di belakang lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama.

■ Sinar istimewa 3: Sinar yang hadir melewati sentra optik lensa (O) akan tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

■ Sinar istimewa 4: Sinar hadir dengan arah sembarang dibiaskan seakan-akan berasal dari titik serius aksesori (FT) di depan lensa. FT adalah titik perpotongan garis sejajar sinar hadir yang melewati sentra optik lensa dengan garis tegak lurus yang ditarik dari titik serius F1.

Pembentukan dan Sifat Bayangan pada Lensa Cekung

melaluiataubersamaini memakai dua dari empat sinar istimewa di atas, kita sanggup melukiskan pembentukan bayangan pada lensa cekung. Dalam melukiskan pembentukan bayangan pada lensa cekung, kita sanggup menggambarkan lensa dengan simbol diberikut.

Berbeda dengan lensa cembung di mana posisi benda memilih sifat bayangan yang terbentuk, pada lensa cekung, bayangan yang dihasilkan selalu sama yaitu maya, tegak, dan diperkecil serta terletak di depan lensa (tepatnya di antara titik O dan F1) tidak peduli dengan posisi benda, mau posisi benda bersahabat atau jauh dengan lensa, sifat bayangan yang dihasilkan selalu sama. Yang membedakan yaitu ukuran bayangan. Semakin jauh posisi benda dari lensa cekung, maka bayangannya akan semakin mengecil.

Setiap lensa mempunyai dua buah titik serius di sebelah kiri dan kanannya. Jarak kedua serius tersebut sama. Adapun langkah-langkah dalam menggambarkan proses pembentukan bayangan pada lensa cembung yaitu sebagai diberikut.

1. Posisikan benda di depan lensa cekung, terserah kalian mau posisinya jauh (gambar atas) ataupun bersahabat (gambar bawah) dengan lensa cekung.

2. Lukis dua buah sinar istimewa pada lensa cembung. Pada gambar atas, memakai sinar istimewa pertama dan kedua. Sedangkan gambar bawahnya memakai sinar istimewa pertama dan ketiga.

3. Sinar selalu hadir dari permukaan lensa dan dibiaskan ke belakang lensa.

4. Perpotongan antara dua sinar bias ialah letak bayangan. kalau perpotongan didapat dari perpantidakboleh sinar bias, maka bayangan bersifat maya dan dilukiskan dengan garis putus-putus.

5. Dari kedua gambar pembentukan bayangan di atas, bayangan terbentuk dari perpotongan perpantidakboleh sinar bias sehingga bayangan tersebut maya (tiruan). Karena posisi tegak dan ukuran selalu lebih kecil, maka bayangan juga bersifat tegak dan diperkecil.

Jadi kesimpulannya yaitu bayangan yang dibuat oleh lensa cekung selalu bersifat maya, tegak, dan diperkecil (tidak bergantung pada posisi atau jarak benda terhadap lensa). Letak atau posisi bayangan selalu berada di depan lensa cekung tepatnya di antara sentra lensa (O) dan serius depan lensa (F1).

Rumus pada Lensa Cekung

Pada lensa cekung, hubungan antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’) akan menghasilkan jarak serius (f). Hubungan tersebut secara matematis sanggup ditulis sebagai diberikut.

1	=	1	+	1
f		s		s'
2	=	1	+	1
R		s		s'

Keterangan:

s = jarak benda

s’ = jarak bayangan

f = jarak serius

R = jari-jari lensa

Beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah:

■	Tanda jarak serius pada lensa cekung selalu bernilai negatif. Hal ini disebabkan letak titik serius aktif (utama) pada lensa cekung terletak di depan lensa.
■	Untuk benda faktual di depan lensa cekung, selalu terbentuk bayangan maya dan letak dan posisinya di depan lensa. Jadi, nilai s’ pada lensa cekung selalu bertanda negatif.

Sementara perbemasukan bayangan (M) sanggup dicari melalui perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda atau jarak bayangan dengan jarak benda yang dirumuskan sebagai diberikut.

M	=	h'	=	s’
		h		s

Keterangan:

M = perbemasukan bayangan

h' = tinggi bayangan

h = tinggi benda

s’ = jarak bayangan

s = jarak benda

Lensa cekung mempunyai kemampuan untuk mengembangkan sinar cahaya. Kemampuan ini disebut kekuatan lensa. Semakin kecil jarak serius lensa, semakin besar kekuatan lensa untuk mengembangkan sinar. Kekuatan lensa cekung dirumuskan sebagai diberikut.

P	=	1
		f

Keterangan:

P = kekuatan lensa (dioptri = D)

f = jarak serius (m)

Catatan: kekuatan lensa ditetapkan dalam dioptri bila jarak serius ditetapkan dalam satuan meter. Oleh lantaran itu, sebelum memilih kekuatan lensa, terlebih lampau kalian harus mengonversi satuan jarak serius ke meter (m).

misal Soal dan Pembahasan

Sebuah benda setinggi 1 cm berada di depan lensa cekung dengan serius 2 cm. Jika jarak benda 6 cm maka tentukanlah:

a. Jarak bayangan

b. Perbemasukan bayangan

c. Tinggi bayangan

d. Sifat bayangan

Penyelesaian:

Diketahui:

s = 6 cm

h = 1 cm

f = −2 cm

Ditanyakan: s’, M, h’ dan sifat bayangan.

Jawab:

a. Jarak bayangan

Jarak bayangan (s’) ditentukan dengan memakai rumus diberikut.

1/f = 1/s + 1/s’

1/−2 = 1/4 + 1/s’

1/s’ = (1/−2) − 1/6

1/s’ = (−3/6) − 1/6

1/s’ = −4/6

s' = 6/−4

s’ = −1,5 cm

Jadi, jarak bayangannya yaitu 1,5 cm di depan lensa.

b. Perbemasukan bayangan

M = |s’/s|

M = |−1,5 /4|

M = 1 /2,67

M = 1/3 (pembulatan ke atas)

Jadi, bayangan mengalami perbemasukan 1/3 kali ukuran benda (dipekecil).

c. Tinggi bayangan

M = |h’/h|

1/3 = h’/1

h' = 1/3 cm = 0,3 cm.

Jadi, tinggi bayangannya yaitu 0,3 cm.

d. Sifat bayangan

● Karena s’ bernilai negatif (−) maka bayangan bersifat maya dan tegak.

● Karena M = 1/3 (lebih kecil dari 1) maka bayangan lebih kecil.

melaluiataubersamaini demikian sifat bayangan yang terbentuk yaitu maya, tegak, dan diperkecil.

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :