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

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).

Lensa Cembung
Contoh alat optik yang menggunakan lensa

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

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.

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

Karakteristik:

  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 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.

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

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.

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, namun bayangan yang dihasilkan bergantung pada letak bendanya. Kumpulan hasil bayangan pada beberapa ruang lensa diberikan seperti 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 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:

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):

Rumus Perbesaran 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

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!

Contoh Soal Lensa Cembung

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

Contoh Soal Lensa Cembung

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)

One comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.

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