PEMBIASAN CAHAYA PADA LENSA CEMBUNG

Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua permukaan lengkung dan berfungsi untuk membiaskan cahaya. Lensa secara umum ada yang berbentuk cekung dan cembung. Lensa cembung memiliki ciri lebih tebal di tengah – tengahnya daripada di pingginya. Apabila diraba akan terasa permukaan di bagian tengahnya lebih cembung.

Bentuk lensa cembung ada tiga macam, yaitu cembung – cembung (bikonveks), cembung – datar (plan konveks), dan cembung cekung (konkaf konveks). Jika sinar – sinar sejajar dilewatkan pada lensa cembung, sinar – sinar biasnya akan berkumpul pada satu titik. Sifat lensa cembung adalah mengumpulkan sinar (konvergen). Titik pertemuan sinar – sinar bias disebut titik fokus (titik api).

A. Bagian – Bagian Lensa Cembung

Untuk mempermudah pembahasan, sinar dating berasal dar sebelah kiri dan sisi lensa yang pertama kali mendapatkan cahaya disebut sisi aktif. Pada pembahasan kali ini, lensa dianggap tipis sehingga jari-jari kelengkungan 1 dan jari-jari kelengkungan 2 pada lensa dianggap sama. Dengan demikian, untuk mempermudah pembahasan, lensa Digambar berupa garis lurus.

Keterangan:

O = titik pusat optik

F₁ dan P₁ = titik fokus dan titik pusat yang bekerja (aktif)

F₂ dan P₂ = titik fokus dan titik pusat yang tak bekerja (pasif)

Aturan pemakaian ruang benda dan bayangan adalah sebagai berikut:

• Jumlah nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan sama dengan lima.
• Jika nomor ruang bayangan lebih besar dari nomor ruang benda, bayangan akan diperbesar.
• Jika nomor ruang bayangan lebih kecil dari nomor ruang benda, bayangan diperkecil.
• Jika bayangan berada di belakang lensa, sifatnya nyata dan terbalik.
• Jika bayangan berada di depan lensa, sifatnya maya dan sama tegak.

B. Sinar – Sinar Istimewa pada Lensa Cembung

Sinar – sinar istimewa pada lensa cembung ada riga macam, yaitu:

• Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus F
• Sinar yang datang melalui titik fokus F₂ dibiaskan sejajar sumbu utama.
• Sinar yang datang melalui titik pusat optik akan diteruskan.   

C. Melukis Bayangan pada Lensa cembung

Untuk melukis bayangan pada lensa cembung, dipelukan minimal dua sinar istimewa. Perhatikan contoh berikut:

• Benda berada di ruang III

Sifat bayangan yang terbentuk: nyata, terbalik diperkecil.

• Benda berada di ruang II

Sifat bayangan yang terbentuk: nyata, terbalik, diperbesar

• Benda berada di ruang I

Sifat bayangan yang terbentuk: maya, tegak, diperbesar

• Benda berada di titik F₂

Sifat bayangan yang terbentuk: maya, tegak, diperbesar, terbentuk di jauh tak tehingga di depan lensa sehingga seolah-olah tidak terbentuk bayangan.

• Benda berada di titik P₂

Sifat bayangan yang terbentuk: nyata, terbalik, sama besar dengan bendanya.

D. Persamaan pada Lensa Cembung

Dengan:

f = jarak fokus (cm)

s = jarak benda (cm)

s’ = jarak bayangan (cm)

M = perbesaran bayangan

h = tinggi benda (cm)

h’ = tinggi bayangan (cm)

P = kekuatan lensa atau daya lensa (dioptri)

Contoh soal:

Sebuah lensa cembung memiliki titik fokus 10 cm. Jika benda setinggi 2 cm diletakkan pada jarak 20 cm, dimanakah letak bayangan benda dan berapakah perbesarannya, tinggi bayanganya? Sebutkan pula sifat bayangan yang terbentuk! Buatlah diagram sinarnya!

Penyelesaian:

Dik:

f = 10 cm

h = 2 cm

s = 20 cm

Dit:

s’, M, h’, gambar, dan sifat bayangannya = … ?

Jawab:

Jarak bayangan, s’ = … ?

1/s’ = 1/f – 1/s

1/s’ = 1/10 – 1/20

1/s’ = 20 – 10 / 200

1/s’ = 10/200

s’ = 200/10

s’ = 20 cm

Perbesaran bayangan, M = … ?

M = |s’/s|

M = |20 cm / 20 cm|

M = 1 kali

Tinggi bayangan, h’ = … ?

h’ = M . h

h’ = 1 . 2 cm

h’ = 2 cm

Gambar diagram sinar

Sifat – sifat bayangan yang terbentuk:

• Nyata
• Terbalik
• Sama besar dengan bendanya