Lensa Cembung: Pengertian, Rumus, Contoh Soal, dan Sifat Bayangan

By | September 26, 2017

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. Bagaimanakah cara kerja lensa cembung? Melalui halaman ini sobat idschool dapat mencari tahu apa jawabannya.

Lensa merupakan benda bening yang dibatasi bidang lengkung pada salah satu atau kedua sisinya. 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).

Lensa Cembung
Lensa Cembung

Lensa dibedakan menjadi dua yaitu lensa cekung dan lensa cembung. Fokus pembahasan pada halaman ini adalah lensa cembung. Ulasannya meliputi pengertian, karakteristik, rumus, contoh soal, dan sifat bayangan lensa cembung. Fokus halaman untuk lensa cekung dapat disimak melalui halaman Lensa Cekung (Materi, Rumus, dan Contoh Soal + 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 cembung 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. Perhatikan tiga bentuk lensa cembung pada gambar di bawah.

lensa cembung
Tiga Jenis Lensa Cembung

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.

Pembagian Ruang pada Lensa Cembung

Seperti pada jenis cermin atau lensa lainnya, lensa cembung juga memiliki karakteristik.

Karakteristik Lensa Cembung:

  1.   Konvergen (mengumpulkan cahaya).
  2.   Fokusnya bernilai positif.
  3.   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 disebut sinar istimewa lensa cembung. Terdapat 3 (tiga) sinar istimewa lensa cembung. Ketiga sinar istimewa lensa cembung dapat dilihat pada daftar di bawah.

Pertama: sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui fokus di belakang lensa.

Sifat Lensa Cembung dan Cekung dalam Pembentukan Bayangan

Kedua: sinar datang melalui fokus di depan lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.

Sinar Istimewa pada Lensa Cembung

Ketiga: sinar datang melalui pusat lensa (pusat optik), arahnya tidak berubah (tidak dibiaskan).

Materi Lensa Cembung dan Cekung

Pembahasan sinar istimewa di atas berguna untuk menentukan bayangan benda pada sebuah lensa cembung.

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 cembung. Untuk mempermudah pemahaman sobat idschool mengenai proses pembentukan bayangan pada lensa cembung yang akan disajikan dalam contoh proses pembentukan bayangan pada lensa cembung 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 pada lensa cembung pada langkah-langkah di bawah.

Langkah 1: Berkas sinar mengenai benda sejajar sumbu utama dibiaskan melalui fokus.

Sifat Lensa Cembung dan Cekung dalam Pembentukan Bayangan

Langkah 2: Berkas sinar mengenai benda melalui fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.

Sifat Bayangan pada Lensa Cembung

Langkah 3: Gambar bayangan yang dihasilkan diperoleh dari perpotongan dua berkas sinar pada langkah 1 dan langkah 2.

Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung

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. Bayangan yang dihasilkan pada lensa cembung bergantung pada letak bendanya. Kumpulan hasil bayangan benda pada lensa cembung pada beberapa ruang dapat dilihat pada pembahasan berikut.

  1. Bayangan yang akan terbentuk jika jarak benda lebih kecil dari jarak fokus (s < f) adalah maya, tegak, dan diperbesar.
Sifat bayangan pada lensa cembung
  1. Bayangan yang akan terbentuk jika jarak benda sama dengan jarak fokus (s = f) adalah nyata, tegak, diperbesar, dan bayangan berada pada jauh tak berhingga.
Sifat Bayangan pada Lensa Cembung
  1. Bayangan yang akan terbentuk jika benda berada di antara f dan 2f adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.
Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
  1. Bayangan yang akan terbentuk jika benda berada pada 2f (s = 2f) adalah nyata, terbalik, dan sama besar.
Sifat Bayangan pada Lensa Cembung
  1. Bayangan yang akan terbentuk jika benda berada lebih besar dari 2f (s > 2f) adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.
Sifat Lensa Cembung dalam Pembentukan Bayangan

Baca Juga: Bagian – Bagian Mikroskop dan Cara Menggunakannya

Rumus Lensa Cembung

Pembahasan selanjutnya adalah persamaan atau rumus pada lensa cembung. Pembahasan yang akan diberikan meliputi rumus untuk persamaan jarak fokus, jarak benda, dan jarak bayangan. Selain itu, juga akan disampaikan rumus perbesaran bayangan dan rumus menentukan kekuatan lensa cembung.

Rumus jarak fokus pada lensa cekung:

Rumus Lensa Cembung
Rumus Lensa Cembung

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) pada Lensa Cembung:

Rumus Perbesaran pada Lensa Cembung
Rumus Perbesaran Bayangan pada Lensa Cembung

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):

Rumus Kekuatan Lensa
Rumus Kekuatan Lensa

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

Perhatikan data hasil percobaan penentuan jarak fokus dari lensa cembung berikut!

Contoh Soal Lensa Cembung

Pernyataan yang tepat berdasarkan data di atas adalah …. (SOAL UN IPA FISIKA 2016)
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 mencari jarak fokus:

    \[ \frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'} \]

Rumus mencari jarak fokus lensa P:

    \[ \frac{1}{f_{P}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{18} \]

    \[ \frac{1}{f_{P}} = \frac{3 + 2}{36} \]

    \[ \frac{1}{f_{P}} = \frac{5}{36} \]

    \[ f_{P} = \frac{36}{5} = 7,2 \; cm \]

Rumus mencari jarak fokus lensa Q:

    \[ \frac{1}{f_{Q}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{6} \]

    \[ \frac{1}{f_{Q}} = \frac{1 + 2}{12} \]

    \[ \frac{1}{f_{Q}} = \frac{3}{12} \]

    \[ f_{Q} = \frac{12}{3} = 4 \; cm \]

Rumus mencari jarak fokus lensa R:

    \[ \frac{1}{f_{R}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{12} \]

    \[ \frac{1}{f_{R}} = \frac{1 + 1}{12} \]

    \[ \frac{1}{f_{R}} = \frac{2}{12} \]

    \[ f_{R} = \frac{12}{2} = 6 \; cm \]

Rumus mencari jarak fokus lensa S:

    \[ \frac{1}{f_{S}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{10} \]

    \[ \frac{1}{f_{S}} = \frac{10 + 12}{120} \]

    \[ \frac{1}{f_{S}} = \frac{22}{120} \]

    \[ f_{S} = \frac{120}{22} = 5,45 \; cm \]

Jadi, urutan panjang fokus lensa dari yang terkecil adalah Q, S, R, P. Jarak fokus lensa P lebih besar dari lensa Q.

Jawaban: C

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)

One thought on “Lensa Cembung: Pengertian, Rumus, Contoh Soal, dan Sifat Bayangan

  1. Pingback: Lensa Cekung – Syakuri.blog

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.