Pembiasan Cahaya Pada Lensa Cembung, Pola Soal Dan Pembahasan

Pernahkah kalian memakai beling pembesar, kamera, atau mikroskop? Jika pernah, berarti kalian pernah memakai lensa untuk membentuk bayangan. Lensa adalah benda bening yang membiaskan cahaya. Kebanyakan lensa terbuat dari beling atau plastik dengan dua permukaan. Lensa mempunyai dua permukaan lengkung atau satu permukaan lengkung dan satu permukaan datar.

Seperti halnya cermin lengkung, menurut bentuknya, lensa dibedakan atas lensa cembung dan lensa cekung. Nah pada peluang kali ini kita akan mencar ilmu terkena pembiasan cahaya pada lensa cembung. Tahukah kalian apa itu lensa cembung? Bagiamana proses pembentukan bayangan pada lensa cembung? Untuk menjawaban pertanyaan tersebut, silahkan kalian simak klarifikasi diberikut ini.

Pengertian Lensa Cembung

Lensa cembung yaitu lensa dengan belahan tengah lebih tebal daripada belahan tepi. Cahaya yang jatuh pada permukaan lensa cembung akan mengalami pembiasan. Berkas-berkas sinar hadir akan dibiaskan sehingga berkas-berkas sinar biasnya mengumpul. Bagian lensa yang tebal akan menghambat cahaya lebih banyak daripada belahan lensa yang tipis. Oleh lantaran cepat rambat cahaya di dalam lensa lebih kecil daripada di udara, maka berkas-berkas sinar bias akan mengumpul. Itulah sebabnya lensa cembung bersifat konvergen.

Pernahkah kalian memakai beling pembesar Pembiasan Cahaya pada Lensa Cembung, misal Soal dan Pembahasan

Dari gambar di atas, sinar-sinar cahaya yang hadir sejajar sumbu utama lensa dibiaskan menuju titik serius. Sinar-sinar tersebut mengumpul pada titik serius, sehingga sinar-sinar itu sanggup membentuk bayangan nyata yang sanggup diproyeksikan pada layar. Besar pembiasan cahaya pada suatu lensa bergantung pada indeks bias materi lensa dan kelengkungan permukaan lensa, sedangkan indeks bias bergantung pada cepat rambat cahaya dalam materi lensa tersebut.

Lensa cembung yang tebal akan membiaskan cahaya lebih besar daripada lensa cembung tipis. Ini berarti bahwa panjang serius lensa cembung tebal lebih pendek daripada panjang serius lensa cembung tipis. Pada lensa cembung, titik serius daerah berpotongan sinar-sinar bias selalu berada di belahan belakang lensa cembung maka serius lensa cembung yaitu serius sejati, sehingga jarak serius lensa cembung selalu bertanda positif. Oleh lantaran itu, lensa cembung disebut juga lensa positif.

Macam-Macam Lensa Cembung

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

■ Lensa Bikonveks ialah lensa yang berbentuk cembung pada kedua permukaannya.

■ Lensa Plan-konveks yaitu lensa cembung yang dibatasi oleh satu bidang datar dan satu bidang cembung.

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

Bagian-Bagian Lensa Cembung

Sebelum kalian sanggup memahami bagaimana proses pembentukan bayangan pada lensa cembung atau lensa konveks, kalian perlu mengetahui bagian-bagian penting pada lensa ini. Lensa cembung 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 cembung, titik serius pada lensa cembung ada dua, yaitu serius di depan lensa (F2) dan serius di belakang lensa (F1). 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.

Fokus aktif dan serius pasif simetri terhadap lensa. Ketika kalian menghadapkan lensa cembung ke arah matahari, maka di belakang lensa (di atas tanah) akan tampak sebuah titik terang. melaluiataubersamaini menggeser lensa naik turun, kalian akan mendapat titik yang paling terang dan tampak silau. Titik tersebut ialah titik serius lensa. Jika titik tersebut jatuh di atas kertas atau kapas (benda yang praktis terbakar) kertas atau kapas tersebut sanggup terbakar.

Sementara titik P1 dan P2 pada gambar bagian-bagian lensa cembung di atas dinamakan titik kelengkungan lensa dan jarak OP1 atau OP2 disebut jari-jari kelengkungan lensa atau R. Seperti halnya pada cermin, pada lensa juga berlaku korelasi R = 2f. Titik O disebut sebagai titik sentra lensa.

Sinar-Sinar spesial Lensa Cembung

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

■ Sinar istimewa 1: Sinar hadir sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik serius (F1) di belakang lensa.

■ Sinar istimewa 2: Sinar hadir menuju titik serius di depan lensa (F2) 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 melalui titik serius pelengkap (FT) di belakang 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 Cembung

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

Untuk mempergampang pembentukan bayangan, ruang di depan dan di belakang lensa dibagi menjadi beberapa ruangan ibarat yang ditunjukkan pada gambar diberikut ini.

Keterangan:

I, II, III, dan IV yaitu nomor ruang benda sedangkan (I), (II), (III) dan (IV) yaitu nomor ruang bayangan.

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.

a) Posisikan benda di depan lensa cembung, misalkan di ruang III, yaitu ruang di antara titik P2 sampai tak hingga ( )

b) Lukis dua buah sinar istimewa pada lensa cembung.

c) Sinar selalu hadir dari permukaan lensa dan dibiaskan ke belakang lensa.

d) Perpotongan antara dua sinar bias ialah letak bayangan. Jika perpotongan didapat dari perpantidakboleh sinar bias, bayangan bersifat maya dan dilukiskan dengan garis putus-putus.

e) Dari gambar pembentukan bayangan di atas, bayangan terbentuk dari perpotongan pribadi sinar bias sehingga bayangan tersebut bersifat nyata. Karena posisi terbalik dan ukuran lebih kecil, maka bayangan juga bersifat terbalik dan diperkecil.

Jadi kesimpulannya yaitu saat benda berada di ruang III lensa cembung, maka sifat bayangan yang dihasilkan yaitu nyata, terbalik dan diperkecil.

Letak dan sifat bayangan yang dibuat oleh lensa cembung bergantung pada letak benda. Sebuah objek yang diletakkan di depan sebuah lensa cembung akan mempunyai bayangan dengan sifat tertentu. Misalnya, apabila benda berada di ruang II, maka bayangan terletak di ruang (III) dan bersifat nyata, terbalik dan diperbesar. Sedangkan apabila benda berada di ruang III, maka bayangan terletak di ruang (II) dan bersifat nyata, terbalik dan diperbesar.

Sifat-sifat bayangan saat benda terletak di ruang I, II, III, titik serius, dan di titik sentra kelengkungan lensa beserta gambar dan referensi soal sanggup kalian temukan dalam artikel ihwal 5 Macam Sifat Bayangan Pada Cermin Cekung dan Teknik Menentukannya.

Rumus pada Lensa Cembung

Sama halnya dengan cermin cekung, pada lensa cembung, jumlah nomor ruang benda dengan nomor ruang bayangan sama dengan lima. Secara matematis, rumus nomor ruang benda dan bayangan pada lensa cembung yaitu sebagai diberikut.

Nomor ruang benda + nomor ruang bayangan = V

Pada lensa cembung, korelasi 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

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

Pada lensa cembung, makin kecil jarak titik seriusnya, maka makin berpengaruh lensa tersebut memancarkan sinar. Hal ini berarti bahwa kekuatan lensa berbanding terbalik dengan jarak titik seriusnya. Secara matematis, kekuatan lensa dirumuskan sebagai diberikut.

P	=	1
		f

Keterangan:

P = kekuatan lensa (dioptri = D)

f = jarak serius (m)

Catatan: kekuatan lensa ditetapkan dalam dioptri kalau 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 dengan tinggi 3 cm berada pada jarak 10 cm dari lensa cembung yang mempunyai jarak serius 6 cm.

a. Gambarkan pembentukan bayangan yang terjadi.

b. Bagaimanakah sifat bayangannya?

c. Tentukan tinggi benda.

Penyelesaian:

Diketahui:

h = 3 cm

s = 10 cm

f = 6 cm

Ditanyakan:

a. Lukisan bayangan

b. Sifat bayangan

c. h’

Jawab:

a. Lukisan pembentukan bayangan

Jarak serius lensa yaitu 6 cm sehingga jari-jari kelengkungan lensa yaitu 2 kali jarak serius, yaitu:

R = 2 × f = 2 × 6 = 12 cm

melaluiataubersamaini demikian, jarak benda lebih besar dari jarak serius dan lebih kecil dari jari-jari lensa, sanggup kita tuliskan sebagai diberikut.

R > s > f

Jadi, benda terletak di ruang II (di antara F2 dan P2). Lukisan pembentukan bayangan dari benda tersebut ditunjukkan pada gambar diberikut ini.