Sifat Bayangan Lensa Cembung – Lensa merupakan salah satu barang penting yang ada di dalam kehidupan manusia, baik lensa yang digunakan untuk estetika ataupun lensa yang dimanfaatkan untuk membantu penelitian. Ada pula lensa yang memiliki jenis beragam bergantung pada kebutuhan atau tujuan dari penggunaan lensa tersebut. Salah satu jenis lensa yang cukup populer dan tidak asing adalah lensa cembung.
Lensa cembung merupakan salah satu jenis lensa yang pada bagian tengahnya lebih tebal dibandingkan pada bagian tepi, baik lensa cembung atau lensa cekung merupakan jenis lensa tipis berdasarkan pada permukaannya. Lensa sendiri dapat diartikan sebagai kaca transparan yang memiliki permukaan lengkung.
Permukaan lensa dapat menghasilkan efek pembiasan yang berbeda-beda pula. Nah, agar Grameds dapat mempelajari materi terkait lensa cembung lebih lanjut, berikut penjelasan mengenai pengertian lensa cembung dan sifat bayangan lensa cembung.
Daftar Isi
Pengertian Lensa Cembung
pexels.com
Lensa merupakan sebuah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang yang bias. Lensa cembung atau konveks merupakan jenis lensa yang pada bagian tengahnya lebih tebal dibandingkan pada bagian tepinya.
Bisa dikatakan bahwa lensa cembung memiliki bagian tengah yang menggembung. Lensa cembung pada umumnya memiliki bentuk lingkaran serta terbuat dari kaca ataupun plastik, sehingga lensa cembung memiliki indeks bias yang lebih besar dibandingkan dengan indeks bias udara.
Lensa cembung juga disebut sebagai lensa positif. Lensa cembung memiliki sifat dapat mengumpulkan cahaya, sehingga lensa cembung disebut pula sebagai lensa konvergen. Jika ada berkas cahaya yang sejajar dengan sumbu utama dan cahaya tersebut mengenai permukaan lensa, maka berkas cahaya pun akan dibiaskan melalui satu titik.
dosenpendidikan.co.id
Dari gambar di atas, maka dapat dilihat bahwa sinar bias mengumpul pada satu titik fokus yang berada di belakang lensa. Berbeda dengan cermin yang hanya memiliki satu titik fokus saja, lensa umumnya memiliki dua titik fokus.
Titik fokus adalah titik pertemuan dari sinar bias dan disebut sebagai fokus utama atau F1, disebut pula sebagai fokus aktif. Dikarenakan pada lensa cembung sinar bias berkumpul di belakang lensa, maka letak dari F1 pun berada di belakang lensa. Sementara itu, titik fokus pasif atau F2 simetris dengan F1. untuk lensa cembung, letak dari F2 berada di depan lensa.
Jenis-Jenis Lensa Cembung
Berdasarkan dari bentuk permukaan lengkungnya, lensa cembung dibagi menjadi tiga, di antaranya adalah lensa bikonveks, plan konveks dan konveks-konkaf. Berikut penjelasannya.
1. Lensa cembung bikonveks (lensa cembung ganda)
Jenis lensa cembung bikonveks merupakan lensa yang memiliki dua permukaan cembung.
2. Lensa cembung plan konveks (lensa cembung datar)
Lensa cembung memiliki satu permukaan cembung serta satu permukaan datar. Jenis lensa cembung dengan dua permukaan tersebut disebut sebagai lensa cembung plan konveks.
3. Lensa konveks konkaf
Jenis lensa cembung ketiga adalah lensa cembung yang memiliki satu permukaan cembung serta permukaan lainnya adalah cekung. Akan tetapi, pada permukaan cembung cenderung lebih dominan dibandingkan permukaan cekung.
Agar Grameds dapat lebih memahami apa itu lensa cembung, perhatikan gambar di bawah ini.
fisika.co.id
Lensa cembung memiliki 7 bagian utama, di antaranya adalah sebagai berikut:
- Sumbu utama yaitu garis A hingga B, merupakan sebuah garis yang tegak lurus pada lensa.
- Pusat optik yaitu O disebut pula sebagai titik vertex. Titik vertex merupakan sebuah titip pertemuan di antara sumbu utama dengan lensa.
- Titik fokus atau titik api, berada di depan F1 merupakan dkus yang berada di depan lensa cembung.
- Titik fokus atau titik api, berada di belakang F2 merupakan fokus yang berada di belakang lensa cembung.
- Titik O hingga F disebut sebagai jarak fokus lensa cembung.
- Titik 2F disebut sebagai titik pusat kelengkungan pada lensa cembung.
- Titik O hingga 2F disebut pula sebagai jari kelengkungan yang ada pada lensa cembung.
Dari penjelasan mengenai pengertian lensa cembung di atas, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa lensa cembung memiliki tiga karakteristik di antara adalah: a) bagian tengahnya lebih tebal dibandingkan bagian tepinya, b) memiliki sifat mengumpulkan cahaya atau sifat konvergen, c) memiliki nilai fokus positif, sehingga lensa cembung disebut pula sebagai lensa positif.
Sifat Lensa Cembung
gurupendidikan.co.id
Lensa cembung memiliki beberapa sifat yang menjadi pembeda antara lensa cembung dengan jenis lensa yang lainnya. Berikut penjelasan tentang sifat lensa cembung:
- Pada lensa cembung, sinar dapat datang dari dua arah, sehingga lensa cembung memiliki dua titik fokus. Lensa cembung bagian depan merupakan tempat datangnya sinar sementara lensa cembung bagian belakang, merupakan tempat sinar dibiaskan.
- Jika ada tiga sinar yang datang secara sejajar, kemudian diarahkan pada lensa cembung, maka berkas dari sinar tersebut akan dibiaskan oleh lensa dan berpotongan maupun menuju pada suatu titik. Titik fokus yang ada pada bagian depan lensa cembung disebut sebagai titik fokus maya atau fokus pasif dengan simbol F2, sementara titik fokus pada bagian belakang lensa cembung disebut sebagai titik fokus sejati atau titik fokus aktif dengan lambang F1.
- Lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan atau konvergen. Dikarenakan sinar yang datang melewati lensa cembung selalu dibiaskan menuju pada satu titik atau mengumpulkan cahaya, maka lensa cembung disebut sebagai lensa konvergen atau lensa mengumpulkan.
- Jarak fokus dari lensa cembung selalu positif, dikarenakan tempat berpotongan atau tujuan dari sinar bias selalu berada pada bagian belakang lensa cembung, sehingga fokus dari lensa cembung merupakan fokus sejati.
- Besar dari pembiasan cahaya yang ada pada lensa cembung dipengaruhi oleh indeks bias bahan lensa serta lengkung permukaan lensa. Sementara itu, indeks bias bergantung pada cepat atau lambatnya cahaya dalam lensa tersebut.
- Lensa cembung dengan ukuran tebal dapat menghasilkan bias cahaya yang lebih besar juga, dibandingkan pada lensa cembung dengan ketebalan yang lebih tipis. Selain itu, lensa cembung yang tebal juga menghasilkan panjang fokus lensa yang lebih pendek, dibandingkan lensa cembung tipis.
Sifat Bayangan dari Lensa Cembung
Setelah mengetahui sifat dari lensa cembung, berikut penjelasan mengenai sifat bayangan dari lensa cembung.
1. Benda berada di antara titik O dan F
-
gurupendidikan.co.id
A’B’ = Bayangan maya ada di depan lensa
- F1 = Fokus berada di belakang lensa
- F2 = Fokus berada di depan lensa
Sifat bayangan di atas adalah maya, tegak dan diperbesar.
2. Benda berada di antara titik F2 dan 2F2
gurupendidikan.co.id
Bayangan dari benda A’B’ memiliki sifat nyata, terbalik dan diperbesar.
3. Benda berada di antara titik F2 hingga ~
gurupendidikan.co.id
Bayangan A’B’ memiliki sifat terbalik, nyata dan diperkecil.
Dari ketiga gambar di atas, apabila benda berada di antara titik O dan F, maka sifat bayangan adalah tegak, mayak dan diperbesar. Sementara apabila benda berada di antara titik F dan 2F, maka sifat bayangannya adalah terbalik, nyata dan diperbesar.
- Apabila S = F bayangan memiliki sifat tegak, maya dan tak hingga.
- Apabila S = 2 F bayangan memiliki sifat nyata, terbalik dan sama besar.
- Apabila S > 2F maka bayangan memiliki sifat terbalik, nyata dan diperkecil
- Bayangan diperbesar |s′| > s, bayangan diperkecil apabila |s′| < s. (keterangan= |–5| = 5 atau |5| = 5).
4. Benda berada di titik fokus F
gurupendidikan.co.id
Benda yang berada di titik fokus atau F, benda pada titik fokus (s= f), bayangan yang mudah diamati memiliki sifat tegak, maya dan diperbesar.
5. Benda berada di 2F (s= 2F)
gurupendidikan.co.id
Benda yang berada di 2 F (s= 2F) memiliki sifat bayangan nyata, terbalik dan sama besar. Benda yang berada pada 2F2, bayangan 2F1 memiliki sifat nyata, terbalik dan sama besar.
Dari kelima gambar di atas, maka dapat disimpulkan berikut ini:
- Seluruh bayangan maya yang terbentuk dari lensa cembung selalu tegak pada bendanya.
- Seluruh bayangan nyata yang terbentuk dari lensa cembung, pasti akan terbalik pada bendanya.
Sinar Istimewa Lensa Cembung
gurupendidikan.co.id
Ada tiga sinar istimewa yang dimiliki oleh lensa cembung, berikut ketiga sinar istimewa tersebut:
- Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus (F) di belakang lensa.
- Sinar yang datang menuju pada titik fokus di depan lensa (F2), maka akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.
- Sinar yang datang melewati pusat dari optik lensa (O) akan diteruskan dan tidak dibiaskan.
Rumus Lensa Cembung
Ada beberapa rumus yang dapat digunakan pada lensa cembung, berikut penjelasannya:
1. Rumus jarak benda, bayangan serta fokus dari lensa cembung
Rumus dari jarak benda, bayangan serta fokus atau titik api lensa cembung, dapat dituliskan dengan persamaan matematis berikut ini:
1/s + 1/s’ = 1/1
Keterangan:
- s= jarak benda (m atau cm)
- s’= jarak dari bayangan (m atau cm)
- f= jarak dari fokus (m atau cm)
Catatan:
Apabila s’ memiliki nilai positif, maka bayangan yang berada di belakang lensa adalah nyata. Sementara jika s’ memiliki nilai negatif, maka bayangan yang berada di depan lensa bersifat maya.
2. Rumus tinggi atau perbesaran bayangan pada lensa cembung
Rumus tinggi atau perbesaran bayangan yang ada pada lensa cembung dapat dituliskan dengan persamaan matematis berikut ini:
h’/h = |s’|/ |s| = M
Keterangan :
- h’= tinggi bayangan (m atau cm)
- h= tinggi dari benda (m atau cm)
- s’= tinggi dari bayangan (m atau cm)
- s= tinggi dari benda (m atau cm)
- M= perbesaran dari bayangan
3. Rumus jari-jari kelengkungan serta indeks bias pada lensa cembung
Rumus pada jari-jari kelengkungan serta indeks bias lensa cembung dapat dituliskan dengan menggunakan persamaan matematis berikut ini:
1/F = (n2/n1 – 1) (1/R1 + 1/R2)
Keterangan :
- F = jarak fokus (m atau cm)
- n1 = indeks dari bias pada sekitar lensa cembung
- n2 = indeks dari bias lensa
- R1 = jari-jari kelengkungan yang ada pada depan lensa
- R2 = jari-jari kelengkungan yang ada pada belakang lensa
4. Rumus kekuatan lensa cembung
Rumus yang dapat dipakai untuk menghitung kekuatan lensa cembung, dapat dituliskan dengan menggunakan persamaan matematis berikut ini:
P = 1/F
Keterangan :
P = kekuatan pada lensa cembung atau dioptri
Penting untuk diperhatikan, berikut perjanjian dari tanda lensa cembung:
- F lensa cembung selalu memiliki nilai positif
- + s untuk benda nyata berada di depan lensa
- – s untuk benda maya berada pada belakang lensa
- +s’ untuk bayangan nyata berada pada belakang lensa
- -s’ untuk bayangan maya berada pada depan lensa
- +M untuk bayangan yang tegak
- -M untuk bayangan yang terbalik
Manfaat Lensa Cembung pada Kehidupan Sehari-hari
Lensa cembung memiliki fungsi untuk dapat memberikan fokus pada berkas cahaya yang datang. Sehingga cahaya yang masuk melalui permukaan depan akan dibiaskan pada satu titik oleh permukaan belakang lensa cembung.
Lalu, pada kehidupan sehari-hari, lensa cembung sering kali dimanfaatkan oleh manusia pada berbagai macam peralatan serta teknologi. Berikut beberapa contoh dari bentuk pemanfaatan lensa cembung dalam kehidupan sehari-hari:
1. Lup atau kaca pembesar
Lup merupakan sebuah alat optik yang memiliki fungsi untuk melihat benda dengan ukuran kecil, sehingga benda tersebut akan tampak lebih besar. Alat ini merupakan alat yang cukup sederhana, sebab hanya terdiri dari satu lensa cembung serta penyangga atau frame apabila diperlukan.
Tukang jam merupakan seseorang yang paling sering menggunakan lup atau kaca pembesar. Dengan menggunakan lup, maka bagian mesin jam dengan ukuran kecil akan tampak lebih besar dan jelas.
2. Mikroskop
Sifat dari lensa cembung adalah dapat membuat bayangan menjadi lebih besar, sehingga sifat lensa cembung tersebut dimanfaatkan pada mikroskop. Pada mikroskop, ada dua buah lensa cembung yang digunakan yaitu lensa yang berhadapan dengan benda atau obyektif serta lensa yang berhadapan dengan mata okuler.
Lensa cembung yang ditempatkan berhadapan pada benda, memiliki fungsi membentuk bayangan nyata serta terbalik, sementara lensa cembung yang berada dekat dengan mata, memiliki fungsi untuk membentuk bayangan tegak, maya serta diperbesar.
3. Kamera
Kamera merupakan salah satu barang yang tidak asing digunakan saat ini, kamera dapat digunakan karena memanfaatkan lensa cembung, sehingga membentuk suatu bayangan nyata, terbalik serta diperkecil. Bayangan yang ada pada foto harus berada pada jarak lebih dari 2F dan F adalah fokus dari lensa. Lensa cembung yang ada pada kamera, ditempatkan secara bersusun, sehingga dapat menghasilkan foto atau video.
4. Teropong
Teropong merupakan sebuah alat yang digunakan untuk dapat melihat benda yang berada jauh. Teropong dapat digunakan karena menggunakan dua buah lensa cembung, sama seperti pada mikroskop.
Dua lensa cembung yang digunakan adalah lensa yang ditaruh berhadapan dengan benda atau obyektif dan lensa yang ditaruh berhadapan dengan mata atau okuler.
Lensa cembung yang berhadapan langsung dengan benda atau objektif memiliki fungsi berupa mengumpulkan sinar, smeentara lensa cembung yang berhadapan dengan mata memiliki fungsi untuk memperbesar bayangan.
5. Kacamata
Lensa cembung yang ada pada kacamata, digunakan secara khusus untuk penderita rabun dekat atau hipermetropi. Orang dengan hipermetropi tidak dapat melihat benda dengan jelas, dikarenakan bayangan benda tersebut berada jatuh pada belakang retina.
Oleh sebab itu, cara mengatasinya adalah dengan menggunakan kacamata yang terbuat dari lensa cembung. Lensa cembung memiliki fungsi untuk mengatur bayangan benda yang dekat dengan mata, sehingga tepat jatuh pada retina.
Itulah penjelasan mengenai bayangan lensa cembung dan sifat umumnya. Semoga semua pembahasan di atas bermanfaat untuk kamu. Grameds yang ingin memperdalam materi Fisika lainnya, bisa memperoleh informasi lebih lanjut dengan membaca buku.
Sebagai #SahabatTanpaBatas, gramedia.com menyediakan buku-buku berkualitas dan original untuk Grameds. Membaca banyak buku dan artikel tidak akan pernah merugikan kalian, karena Grameds akan mendapatkan informasi dan pengetahuan #LebihDenganMembaca.
Penulis: Khansa
BACA JUGA:
