Teori, Rumus, dan Manfaat Lensa Cembung

Teori, Rumus, dan Manfaat Lensa Cembung – Lensa menjadi penting dalam kehidupan manusia baik untuk hal estitika sampai membantu penelitian. Adapun lensa memiliki jenis yang beragam bergantung dengan kebutuhan atau tujuan dari penggunaan lensa tersebut.

Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) lensa sendiri didefinisikan sebagai kaca bulat melengkung (seperti kaca pembesar, kaca potret); tempat penampungan cairan (air, minyak) agar ruangan seperti palka, kamar mesin tetap kering; bilga; got.

Melansir dari laman id.wikipedia.org, lensa atau yang disebut dengan kanta merupakan sebuah alat yang digunakan sebagai pengumpul atau penyebar cahaya. Biasanya dibentuk oleh sepotong gelas yang dibentuk sedemikian rupa.

Sementara itu, alat lain yang digunakan dengan jenis lain dari radiasi elektromagnetik juga disebut sebagai lensa. Sebagai contoh lensa gelombang mikro dapat dibuat dari paraffin wax.

Adapun, lensa paling tua tercatat di Yunani Kuno dengan sandiwara Arristophanes The Clouds pada 424 SM menyebutkan bahwa sebuah gelas-gelas pembakar (merupakan sebuah lensa cembung yang digunakan untuk memfokuskan cahaya matahari untuk menciptakan api).

Sementara itu, tulisan Pliny the Elder juga menunjukkan bahwa gelas pembakar—yang juga dikenal Kekaisaran Roma—memiliki kemungkinan menjadi penggunaan pertama dari lensa pembetul.

Seneca the Younger menjelaskan bahwa efek pembesaran dari sebuah gekat bulat yang diisi air. Abu Ali al-Hasan Ibn al-HAitham, matematikawan juga menulis mengenai teori optikal pertama dan menjadi rujukan mengenai lensa di mata manusia membentuk sebuah gambar di retina. Penyebaran penggunaan lensa tidak terjadi sampai penemuan kaca mata yang kemungkinan ada di Italia pada 1280-an.

Konstruksi lensa yang paling umum adalah lensa speris (spherical lens), yakni lensa dengan bidang antarmuka yang melengkung speris (spherical curvature) memiliki kelengkungan bidang permukaan bola dengan radius speris (radius of curvature) tertentu.

Nota radius yang digunakan adalah R. R akan bernilai positif jika antarmuka melengkung keluar menjauhi titik pusat lensa yang biasa disebut sebagai antarmuka cembung (convex). Sementara itu, notasi negatif akan digunakan untuk antarmuka cekung (concave) yang melengkung ke dalam mendekati titik pusat lensa

Lalu, lensa memiliki berapa macam? Apa saja manfaat lensa, khususnya lensa cembung? Grameds, dapat menyimak penjelasan mengenai lensa yang telah dirangkum dari berbagai sumber di internet berikut ini.

Jenis-Jenis Lensa

Melansir dari laman wirahadie.com, berikut jenis-jenis lensa yang dapat ditemui di kehidupan sehari-hari.

1. Lensa Sederhana

Lensa sederhana atau sering disebut sebagai lensa saja merupakan sebuah lensa tunggal speris. Lensa sederhana dapat dikelompokkan berdasarkan kelengkungan kedua bidang antarmukanya. Sebuah lensa cembung memiliki dua bidang antarmuka cembung. Sementara, lensa dengan dua bidang cekung disebut dengan lensa cekung.

Jika salah satu bidang antarmuka datar (memiliki radius tak terhingga) maka lensa tersebut dapat disebut sebagai lensa plano cembung atau lensa plano cekung. Lensa cembung cekung memiliki satu bidang antarmuka cekung dan satu bidang antarmuka cembung yang biasa disebut dengan lensa meniskus.

2. Lensa Cembung

Lensa cembung memiliki sinar yang merambat melalui antarmuka yang akan dibiaskan (terfokus) menuju ke satu titik pada sumbu optis lensa yang disebut dengan jarak fokus. Lensa cembung membentuk focal point pada sisi berlawanan dengan permsaan lens maker.

3. Lensa Cekung

Lensa cekung merupakan lensa yang sinarnya merambat akan dibiaskan menjauhi sumbu optis lensa dengan proyeksi imajiner sinar menuju ke satu titik.

4. Lensa Meniskus

Lensa meniskus atau lensa cembung cekung terdiri dari lensa positif atau negatif yang bergantung pada radius speris kedua bidang antarmuka. Pada nilai radius speris yang sama besar, sinar yang merambat tidak akan dapat dibiaskan.

Lensa meniskus positif akan membiaskan sinar seperti lensa cembung. Lensa ini memiliki dua bidang antarmuka cembung dengan radius speris yang lebih kecil. Sebaliknya, lensa meniskus negatif memiliki bidang antarmuka cekung dengan radius speris yang lebih kecil.

5. Lensa Tipis

Lensa tipis merupakan sebuah lensa dengan ketebalan yang sangat kecil jika dibandingkan dengan nilai jarak fokusnya.

6. Lensa Asperis

Lensa asperis memiliki bidang antarmuka dengan kelengkungan bidang yang bukan menjadi bidang permukaan bola. Sebuah lensa asperis dapat mengurangi aberasi speris atau aberasi optis lainnya atau menggantikan kinerja beberapa jajaran lensa.

7. Lensa Fresnel

Lensa fresnel merupakan sebuah lensa yang dikembangkan oleh fisikawan, Augustin Jean Fresnel untuk aplikasi pada mercusuar.konstruksi lensa didesain dengan panjang fokus yang pendek, jarak fokus yang tak terhingga, dan tebal lensa yang sangat tipis dibandingkan dengan lensa konvensional.

Sehingga, dapat melewatkan banyak cahaya sehingga lampu mercusuar dapat terlihat dari jarak jauh. Lensa Fresnel dikelompokkan 6 kategori berdasarkan panjang fokusnya. Lensa yang terbesarnya dengan panjang fokus 920 mm (36 inci). Sementara, lensa terkecil memiliki panjang fokus 150 mm (5,9 inci).

8. Lensa Fotokromik

Lensa fotokromik (photochromic lens) merupakan lensa yang menjadi gelap ketika terpapar oleh sinar ultraviolet. Perlahan, lensa akan menjadi jernih kembali ketika tidak terpapar sinar ultraviolet.

9. Lensa Silindris

Lensa silindris merupakan sebuah lensa yang membiaskan sinar cahaya yang merambat melalui medium sampai terfokus pada sebuah garis. Bukan pada sebuah titik seperti pada umumnya lensa cembung.

10. Lensa Komposit

Lensa komposit merupakan beberapa lensa yang disusun dengan pengaturan tertentu sehingga memberikan efek sinar tertentu pula. Lensa komposit terdiri dari dua buah lensa tunggal atau lebih.

11. Lensa Doublet

Lensa doublet merupakan sebuah istilah yang digunakan pada bidang optika untuk menjelaskan mengenai sebuah lensa komposit yang terdiri dari dua buah lensa sederhana dengan berbagai macam kombinasinya. Lensa doublet yang paling umum merupakan lensa doublet akromatika yang dapat meredam aberasi kromatika dengan sangat optimal.

12. Lensa Barlow

Lensa barlow merupakan sebuah lensa komposit yang ditemukan oleh seorang insinyur bernama Peter Barlow. Lensa tersebut digunakan untuk meningkatkan bukaan suatu sistem optika. Lensa barlow diletakkan sebelum jendela bidik (viewfinder) untuk meningkatkan jarak fokus jendela bidik.

13. Lensa Cooke Triplet

Lensa cooke triplet merupakan lensa komposit yang dipatenkan oleh Dennis Taylor, insinyur yang bekerja di perusahaan Cooke of York pada 1893. Lensa cooke triplet merupakan lensa komposit pertama yang berhasil meminimumkan aberasi optis.

14. Lensa Dialyt

Lensa dialyt merupakan sebuah lensa komposit yang terdiri dari empat buah lensa tunggal yang didesain untuk meredam berbagai macam aberasi optis. Sebuah lensa komposit serupa dikembangkan oleh Taylor Hobson dari desain lensa cooke triplet. Hadil pengembangan tersebut disebut dengan lensa aviar.

Pengertian dan Jenis Lensa Cembung

Melansir dari laman gurupendidikan.co.id, lensa cembung merupakan lensa yang bagian tengahnya lebih tebal daripada bagian tepinya atau menggembung. Pada umumnya, lensa cembung berbentuk lingkaran dan terbuat dari kaca atau plastik sehingga memiliki indeks bias yang lebih besar dibandingkan dengan indeks bias udara.

Adapun sifat bayangan dari lensa cembung adalah nyata, terbalik, dan diperbesar. Berdasarkan bentuknya, lensa cembung dibedakan menjadi tiga jenis, yakni bikonveks atau cembung ganda, plankonveks atau cembung datar, dan konkaf-konveks atau cembung cekung.

Rumus Lensa Cembung

Berikut rumus-rumus yang digunakan dalam lensa cembung.

1. Rumus untuk Mencari Titik Fokus Lensa Cembung

Keterangan:

nu                    = indeks bias udara atau air

R1 dan R2       = kelengkungan dari lensa cembung

2. Rumus untuk Mencari Jarak Bayangan pada Lensa Cembung

1/f = 1/s +1/s’

Keterangan:

f = fokus lensa cembung

s = jarak benda

s’ = jarak bayangan

3. Rumus Perbesaran pada lensa Cembung (M)

M=S’/S atau M=h’/h

atau

M = f/ (s-f)

Sinar Istimewa Lensa Cembung

Melansir dari laman gurupendidikan.co.id, lensa cembung memiliki beberapa sifat istimewa sebagai berikut.

• Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus (F1) di belakang lensa.
• Sinar datang menuju titik fokus di depan lensa (F2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
• Sinar yang datang melewati pusat optik lensa (O) diteruskan, tidak dibiaskan.

Sifat Lensa Cembung

Menyadur dari laman gurupendidikan.co.id, lensa cembung memiliki beberapa sifat sebagai berikut.

• Pada lensa cembung, sinar bisa datang dari dua arah sehingga sehingga lensa cembung memiliki 2 titik fokus. Lensa cembung bagian depan adalah tempat datangnya sinar dan lensa cembung bagian belakang adalah tempat sinar dibiaskan.
• Bila 3 sinar datang sejajar dan diarahkan ke lensa cembung, maka berkas sinar tersebut akan dibiaskan oleh lensa dan berpotongan atau menuju sebuah titik. Titik fokus yang berada pada bagian depan lensa cembung disebut dengan titik fokus maya atau fokus pasif (F2) dan titik fokus pada bagian belakang lensa cembung disebut dengan titik fokus sejati atau fokus aktif (F1).
• Lensa cembung bersifat konvergen (mengumpulkan). Karena sinar yang datang melewati lensa cembung selalu dibiaskan menuju ke satu titik atau mengumpulkan cahaya maka lensa cembung disebut dengan lensa konvergen (mengumpulkan).
• Jarak fokus lensa cembung selalu positif karena tempat berpotongan atau tujuan sinar bias selalu terletak di bagian belakang lensa cembung sehingga fokus lensa cembung adalah fokus sejati.
• Besar pembiasan cahaya pada lensa cembung dipengaruhi oleh indeks bias bahan lensa dan lengkung permukaan lensa. Sedangkan indeks bias sendiri tergantung pada cepat rambat cahaya dalam lensa teersebut.
• Lensa cembung yang tebal akan menghasilkan bias cahaya lebih besar dari pada lensa cembung yang tipis. Selain itu, lensa cembung yang tebal juga akan menghasilkan panjang fokus lensa yang lebih pendek daripada lensa cembung yang tipis.

Manfaat Lensa Cembung dalam Kehidupan Sehari-hari

Melansir dari laman katadata.co.id, berikut manfaat lensa cembung dalam kehidupan sehari-hari.

1. Mikroskop

Mikrospkop menerapkan lensa cembung sebagai pembesar bayangan. Di mikroskop terdapat dua lensa cebung. Pertama, lensa yang berhadapan dengan benda. Kedua, lensa yang berhadapan dengan mata.

Lensa yang berhadapan dengan benda akan membantu membentuk bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar. Sedangkan, lensa cembung kedua berguna untuk melihat bayangan maya, tegak, dan diperbesar.

Mikroskop memakai dua lensa cembung untuk memudahkan pengguna dalam memperbesar bayangan benda. Posisi lensa membuat bayangan terbentuk puluhan sampai ratusan kali lebih besar dari aslinya. Mikroskop digunakan untuk melihat bakteri, virus, dan benda-benda lain yang tidak terlihat oleh mata.

2. Kamera

Kameran memanfaatkan lensa cembung untuk membentuk bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil. Ketika bayangan di foto harus terletak pada jarak lebih dari 2f (f merupakan fokus lensa).

3. Kaca Mata

Penderita rabun dekat (hipermetropi) menggunakan kaca mata cembung untuk membatu penglihatan. Rabun dekat membuat bayangan benda jatuh di belakang retina. Pemakaian lensa cembung mampu mengatur agar bayangan benda dekat dengan mata jatuh pada retina.

4. Kaca Pembesar

Kaca pembesar akan membentuk bayangan maya, tegak, dan diperbesar. Penggunaan kaca pembesar membantu melihat objek yang lebih kecil sehingga lensa yang dipakai lebih cocok menggunakan lensa cembung.

5. Teropong

Teropong digunakan untuk melihat benda yang letaknya sangat jauh. Sebagai contoh melihat bintang dan planet di luar bumi. Teropong memanfaatkan lensa cembung dan cekung atau keduanya menggunakan lensacembung. Teropong yang menggunakan lensa cembung adalah teropong binatang.