Lensa cembung memiliki kegunaan besar bagi kehidupan manusia, mulai dari pemanfaatannya di kacamatan, kamera, teropong, dan masih banyak lagi. Lensa cembung itu lensa yang bagaimana si? mari kita ulas lengkap pengertian lensa cembung, rumus, sifat bayangan lensa cembung dan sinar-sinar istimewanya.
Pengertian Lensa Cembung
Lensa cembung merupakan lensa yang bagian tengahnya memiliki ketebalan lebih daripada bagian tepi. Lensa cembung biasanya memiliki bentuk lingkaran dan terbuat dari kaca atau plastik sehingga lensa memiliki indeks bias lebih besar ketimbang indeks biar udara.
Jenis-jenis lensa cembung Ada 3 jenis lensa cembung seperti yang terlihat pada gambar diatas, yaitu cembung ganda, cembung data, dan meniskus cembung.
jenis lensa cembung
Lensa cembung terdiri dari beberapa bentuk, yaitu :
- Bikonveks atau cembung – cembung.
- Plankonveks atau cembung – datar.
- Konkaf-konveks atau cembung – cekung.
Sinar-sinar bias lensa cekung bersifat memancar (divergen). Lensa cekung digolongkan menjadi :
- Cekung rangkap (bikonkaf).
- Cekung datar (plan-konkaf).
- Cekung-cembung (konveks-konkaf).
Sinar Istimewa Lensa Cembung
sinar istimewa lensa cembung
Berbeda dengan cermin cembung, sinar-sinar istimewa yang ada di lensa cembung seperti gambar diatas, penjelasannya:
- Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus (F1) di belakang lensa. (a)
- Sinar datang menuju titik fokus di depan lensa (F2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama. (b)
- Sinar yang datang melewati pusat optik lensa (O) diteruskan, tidak dibiaskan. (c)
Sifat Lensa Cembung
Di lensa cembung sinar bisa datang dari dua arah sehingga terdapat 2 titik fokus.
Kita sepakat bagian lensa cembung depan sebagai tempat datang sinar dan bagian lensa belakang tempat sinar dibiaskan.
Bila 3 sinar datang sejajar dikenakan di lensa cembung, berkas sinar-sinar tersebut dibiaskan oleh lensa dan berpotongan atau menuju di sebuah titik.
Titik fokus yang berada di depan lensa cembung disebut titik fokus maya. Dan titik fokus yang terletak di belakang lensa cembung disebut titik fokus sejati.
pembiasan lensa cembung
Kita sepakat juga bahwa titik fokus tempat sinar dibiaskan sebagai fokus aktif (F1) dan fokus pasif (F2).
Karena sinar yang datang melewati lensa cembung selalu dibiaskan menuju ke satu titik atau mengumpulkan cahaya maka lensa cembung disebut lensa konvergen (bersifat mengumpulkan).
Lensa cembung juga selalu bersifat positif karena tempat berpotongan atau tujuan sinar bias selalu terletak di bagian belakang lensa cembung sehingga fokus lensa cembung adalah fokus sejati, sehingga jarak fokus lensa cembung selalu positif.
Besar pembiasan cahaya di suatu lensa cembung tergantung pada indeks bias bahan lensa dan lengkung permukaan lensa, untuk indeks bias sendiri tergantung pada cepat rambatnya cahaya dalam lensa tersebut.
Umumnya lensa cembung tebal akan membiaskan cahaya lebih besar daripada lensa cembung tipis. Panjang fokus lensa cembung tebal lebih pendek daripada panjang lensa cembung tipis.
Sifat Bayangan (Pembentukan Bayangan Lensa Cembung)
1. Benda terletak di antara O dan F
A′B′ = bayangan maya di depan lensa (no. ruang bayangan = 4)
F1 = fokus di belakang lensa
F2 = fokus di depan lensaSifat bayangan: maya, tegak, diperbesar2. Benda terletak di antara F2 dan 2F2
Bayangan A′B′ bersifat: nyata, terbalik, diperbesar3. Benda di antara F2 sampai dengan ~
Bayangan A′B′, bersifat: nyata, terbalik, diperkecil. Dari ketiga lukisan tersebut:
- Jika benda terletak di antara O dan F, sifat bayangan maya, tegak, diperbesa.
- Jika benda terletak di antara F dan 2F sifat bayangan nyata, terbalik, diperbesar.
- Jika s = f bayangan tegak, maya, di tak hingga
- Jika s = 2 f, bayangan terbalik, nyata, sama besar
- Jika s > 2f, bayangan nyata, terbalik, diperkecil
- Bayangan diperbesar |s′| > s, bayangan diperkecil jika |s′| < s. (Keterangan: |–5| = 5 atau |5| = 5)
4. Benda terletak di fokus di (F)
Benda terletak di fokus di (F)Benda di fokus (s = f), bayangan yang mudah diamati adalah: maya, tegak, diperbesar.
5. Benda terletak di 2 F (s = 2f)
Benda terletak di 2 F (s = 2f)Bayangan nyata, terbalik, sama besar
Benda di 2F2, bayangan 2F1 bersifat: nyata, terbalik, sama besar.
Dari kelima lukisan dapat disimpulkan:
- Semua bayangan maya yang dibentuk lensa cembung selalu tegak terhadap bendanya.
- Semua bayangan nyata yang dibentuk lensa cembung pasti terbalik terhadap bendanya.
Hubungan Antara s, s′ dan f Lensa Cembung
Pengamatan atau praktikum menggunakan lensa cembung, lilin.
Pengamatan menggunakan lensa cembung dengan:
- f = 20 cm.
- s = jarak benda
- s′ = jarak bayangan
Dengan memindahkan layar menjauhi atau mendekati layar jika s > 20, maka di layar didapat bayangan yang tajam. Biasanya pengamatan atau praktikum seperti ini keadaan jarak benda dan jarak bayangan ditulis ke dalam tabel. Lalu diubah jarak bayangan dan jarak benda serta diukur pada saat bayangan di layar cukup jelas.
Hasilnya seperti pada tabel di bawah ini.
Rumus Lensa Cembung
Berikut ini rumus untuk mencari fokus lensa cembung:
nu adalah indeks bias udara atau air
R1 dan R2 adalah kelengkungan dari lensa cembung
Untuk rumus mencari jarak bayangan pada lensa cembung
1/f = 1/s +1/s’
Keterangan:
f = fokus lensa cembung
s = jarak benda
s’ = jarak bayangan
Sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar.
Perbesaran pada lensa cembung (M)
M=S’/S atau M=h’/h atau bisa dengan rumus M = f/ (s-f)
Contoh Soal Lensa Cembung
Sebuah lensa cembung mempunyai kelengkungan yang berbeda pada permukaannya yaitu 12 cm dan 15 cm. Jika lensa tersebut terbuat dari kaca dengan indeks bias 4/3 maka fokus lensa tersebut di udara adalah (indeks bias udara =1)
1/f = (4/3-1) (1/12 + 1/15)
1/f = 1/3 (5/60+4/60)
1/f =1/3 x 9/60 =1/20
f =20 cm
Untuk contoh soal penentuan jarak bayangan sama seperti penghitungan pada cermin.
Manfaat dan Penggunaan Lensa Cembung
- Orang yang sudah tidak bisa membaca dalam jarak baca normal yaitu 25 cm, agar bisa membaca dalam jarak 25 cm dibantu dengan kacamata lensa cembung (hipermetropi / rabun dekat.).
- Para astronom menggunakan teropong dari dua lensa cembung untuk mengamati benda langit, agar terlihat lebih jelas dan dekat.
- Para ahli biologi, pekerja laboratorium menggunakan mikroskop untuk mengamati bakteri, dll.
- Digunakan pada lup atau kaca pembesar, misalnya tukang jam yang mengamati komponen jam yang ukurannya kecil.
- Masih banyak manfaat dan penggunaan lensa cembung dalam kehidupan sehari-hari, misalnya periskop, slide proyektor, episkop, proyektor bioskop dan lainnya.