Lensa cembung adalah salah satu dari jenis lensa yang dapat kita jumpai. Penggunaan lensa cembung dalam kehidupan sehari – hari banyak dimanfaatkan dalam peralatan optik. Contoh alat optik yang memanfaatkan lensa cembung adalah lup, mikroskop, teropong bintang, kamera, periskop, proyektor, dan lain sebagainya.
Lensa merupakan benda bening yang dibatasi bidang lengkung pada salah satu atau kedua sisinya. Lengkung lensa dapat mengarah ke bagian dalam atau luar. Kemampuan yang dimiliki lensa adalah mampu membiaskan cahaya. Dalam bahasa sederhana, membiaskan cahaya dapat diartikan sebagai membelokkan cahaya. Setiap berkas cahaya yang memasuki lensa akan dibiaskan sesuai sifat lensa yang digunakan, apakah mengumpulkan cahaya (konvergen) atau menyebarkan cahaya (divergen).
Baca Juga: Lensa Cekung (Materi, Rumus, dan Contoh Soal + Pembahasan
Bagaimana cara kerja dan sifat bayangan benda yang dihasilkan lensa cembung? Apa saja rumus yang berlaku? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Table of Contents
- Pengertian Lensa Cembung
- 3 Sinar Istimewa pada Lensa Cembung
- Proses Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
- Rumus Lensa Cembung
- Contoh Soal dan Pembahasan
Pengertian Lensa Cembung
Lensa cembung biasa disebut dengan lensa konveks memiliki bentuk lebih tebal pada bagian tengah dibandingkan bagian pinggir atau tepi. Berkas cahaya yang jatuh di permukaan lensa akan dibiaskan pada satu titik (mengumpulkan cahaya/konvergen).
Sifat lensa cembung yang mampu mengumpulkan cahaya disebut dengan konvergen.
Bentuk lensa cembung dibagi menjadi tiga, yaitu bikonveks, plan konveks, dan konkaf konveks seperti tiga bentuk lensa di bawah.
Berkas sinar yang datang pada lensa cembung dapat datang dari dua arah yang berbeda. Hal ini membuat lensa cembung memiliki 2 titik fokus. Bagian depan lensa cembung berguna sebagai tempat datangnya sinar. Bagian belakang lensa cembung berguna sebagai titik fokus yang sejati.
Pembagian ruang pada lensa cembung dapat dilihat pada gambar berikut.
Karakteristik:
- Konvergen (mengumpulkan cahaya).
- Fokusnya bernilai positif.
- Sifat bayangan tergantung letak benda.
Baca juga: Sifat-sifat cahaya dalam kehidupan sehari-hari
3 Sinar Istimewa pada Lensa Cembung
Cahaya yang mengenai lensa cembung akan dibiaskan/dibelokkan sehingga mengumpulkan cahaya pada satu titik. Jalannya sinar yang mengenai suatu lensa cembung dapat dibiaskan melalui sinar istimewa lensa cembung. Terdapat 3 (tiga) sinar istimewa yang akan membiaskan cahaya seperti ditunjukkan pada tiga cara berikut..
Pertama:
sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui fokus di belakang lensa.
Kedua:
sinar datang melalui fokus di depan lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.
Ketiga:
sinar datang melalui pusat lensa (pusat optik), arahnya tidak berubah (tidak dibiaskan).
Baca Juga: Kumpulan Sifat Bayangan pada Cermin dan Lensa
Proses Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Proses pembentukan bayangan pada lensa cembung melibatkan 2 (dua) sinar istimewa lensa. Untuk mempermudah pemahaman sobat idschool mengenai proses pembentukan bayangan akan ditunjukkan dalam sebuah contoh proses pembentukan bayangan. Contoh pembentukan bayangan benda ditunjukkan seperti tiga langkah di bawah.
Contoh:
Sebuah benda diletakkan di antara f dan 2f di depan lensa cembung. Bagaimanakah sifat bayangan benda yang terbentuk?
Simak proses pembentukan bayangan benda melalui langkah-langkah di bawah.
Langkah 1
Berkas sinar mengenai benda sejajar sumbu utama dibiaskan melalui fokus.
Langkah 2:
Berkas sinar mengenai benda melalui fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.
Langkah 3:
Gambar bayangan yang dihasilkan diperoleh dari perpotongan dua berkas sinar pada langkah 1 dan langkah 2.
Proses pembentukan bayangan pada lensa cembung sudah selesai.
Dengan melihat hasil bayangan yang diperoleh, kita dapat menentukan sifat bayangan lensa cembung. Berdasarkan contoh di atas, bayangan benda yang dihasilkan memiliki sifat nyata, terbalik, dan diperbesar.
Sifat bayangan pada lensa cembung tidak selalu sama, namun bayangan yang dihasilkan bergantung pada letak bendanya. Kumpulan hasil bayangan pada beberapa ruang lensa diberikan seperti pada pembahasan berikut.
- Bayangan yang akan terbentuk jika jarak benda lebih kecil dari jarak fokus (s < f) adalah maya, tegak, dan diperbesar.
- Bayangan yang akan terbentuk jika jarak benda sama dengan jarak fokus (s = f) adalah nyata, tegak, diperbesar, dan bayangan berada pada jauh tak berhingga.
- Bayangan yang akan terbentuk jika benda berada di antara f dan 2f adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.
- Bayangan yang akan terbentuk jika benda berada pada 2f (s = 2f) adalah nyata, terbalik, dan sama besar.
- Bayangan yang akan terbentuk jika benda berada lebih besar dari 2f (s > 2f) adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.
Baca Juga: Bagian – Bagian Mikroskop dan Cara Menggunakannya
Rumus Lensa Cembung
Pembahasan selanjutnya adalah persamaan atau rumus lensa cembung. Pembahasan yang akan diberikan meliputi rumus yang menyatakah hubungan jarak fokus (f), jarak benda (s), dan jarak bayangan (s’). Selain itu, juga terdapat rumus perbesaran bayangan dan rumus menentukan kekuatan lensa.
Rumus jarak fokus:
Keterangan:
f = jarak fokus lensa (cm)
s = jarak benda terhadap lensa (cm)
s’ = jarak bayangan terhadap lensa (cm)
Note: Nilai fokus pada lensa cembung adalah positif (+)
Rumus perbesaran bayangan (M):
Keterangan:
M = perbesaran bayangan
s = jarak benda terhadap lensa (cm)
s’ = jarak bayangan terhadap lensa (cm)
h = tinggi benda (cm)
h’ = tinggi bayangan (cm)
Rumus Kekuatan Lensa (P):
Keterangan:
P = kekuatan lensa (D atau dioptri)
f = jarak fokus lensa (cm)
Baca Juga: Rumus Kekuatan Lensa Pada Penderita Miopi dan Hipermetropi
Contoh Soal dan Pembahasan
Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannnya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!
Contoh 1 – Soal Menentukan Jarak Fokus Lensa
Perhatikan data hasil percobaan penentuan jarak fokus dari lensa cembung berikut!
Pernyataan yang tepat berdasarkan data di atas adalah ….
A. Jarak fokus lensa R paling besar.
B. Jarak fokus lensa S paling kecil.
C. Jarak fokus lensa P lebih besar daripada lensa R.
D. Jarak fokus lensa R dan S sama.
Pembahasan:
Rumus jarak fokus: 1/f = 1/s + 1/s’
Jarak fokus lensa P:
1/f = 1/12 + 1/18
1/f = 3/36 + 2/36
1/f = 5/36
f = 36/5 = 7,2 cm
Jarak fokus lensa Q:
1/f = 1/12 + 1/6
1/f = 3/36 + 6/36
1/f = 9/36
f = 36/9 = 4 cm
Rumus mencari jarak fokus lensa R:
1/f = 1/12 + 1/12
1/f = 2/12
f = 12/2 = 6 cm
Rumus mencari jarak fokus lensa S:
1/f = 1/12 + 1/10
1/f = 5/60 + 6/60
1/f = 11/60
f = 60/11 = 5,45 cm
Jadi, urutan panjang fokus lensa dari yang terkecil adalah Q, S, R, P. Jarak fokus lensa P lebih besar dari lensa Q.
Jawaban: C
Contoh 2 – Soal Menentukan Jarak Benda Agar Diperoleh Perbesaran Bayangan Benda yang Diinginkan
Untuk menghasilkan bayangan terbalik yang besarnya setengah kali besar benda maka benda harus diletakkan di depan lensa pada jarak ….
A. 6 cm
B. 12 cm
C. 15 cm
D. 18 cm
Pembahasan:
Berdasarkan keterangan pada soal dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.
- Jarak benda ke lensa: s = 8 cm
- Jarak bayangan benda ke lensa: 24 cm
- Dari dua informasi yang diberikan dapat dihitung nilai fokus lensa:
1/f = 1/s + 1/s’
1/f = 1/8 + 1/24
1/f = 3/24 + 1/24
1/f = 4/24
f = 24/4 = 6 cm
Diketahui bahwa bayangan yang diinginkan adalah 1/2 kali bayangan benda, sehingga dapat diperoleh persamaan seperti beriku.
M = s’/s
1/2 = s’/s
s = 2s’
Menghitung jarak benda agar dihasilkan perbesaran bayangan benda:
1/f = 1/s + 1/s’
1/6 = 1/2s’ + 1/s’
1/6 = 1/2s’ + 2/2s’
1/6 = 3/2s’
2s’ = 6×3 = 18
2s’ = s = 18 cm
Jadi, untuk menghasilkan bayangan terbalik yang besarnya setengah kali besar benda maka benda harus diletakkan di depan lensa pada jarak 18 cm.
Jawaban: D
Sekian pembahasan mengenai lensa cembung yang menyoroti masalah sifat bayangan lensa cembung dan sinar istimewa lensa cembung. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
Baca Juga: Cermin Cembung (Materi, Rumus, Sifat Bayangan, dan Contoh Soal + Pembahasan)