Lensa Cembung : Manfaat, Sinar Istimewa, Rumus, dan Contoh Soalnya
Gurubagi.com. Lensa cembung dan manfaatnya dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Pada artikel kali ini kita akan mengulas tentang manfaat lensa cembung, sinar istimewa, rumus dan contoh soalnya.
Lensa cembung adalah lensa yang pada bagian tengahnya lebih tebal daripada bagian tepinya dan terlihat menggembung. Lensa cembung ini pada umumnya berbentuk lingkaran.
Alat optik berupa lensa cembung ini terbuat dari kaca atau plastik, sehingga memiliki indeks bias lebih besar daripada indeks bias udara. Lensa cembung memiliki sifat bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar.
Baca : Lensa Cekung : Pengertian, Sifat, Rumus, Soal, dan Pembahasannya
Manfaat Lensa Cembung
Berikut ini adalah beberapa manfaat dan penggunaan lensa cembung dalam kehidupan sehari-hari.
1. Orang yang sudah tidak bisa membaca dalam jarak baca normal (jarak normal baca 25 cm), agar bisa membaca dalam jarak 25 cm, maka membutuhkan bantuan kacamata lensa cembung (hipermetropi/ rabun dekat).
2. Para astronom menggunakan teropong dari dua lensa cembung untuk mengamati benda langit, sehingga benda-benda langit tersebut terlihat lebih jelas dan dekat.
3. Para ahli biologi atau pekerja laboratorium menggunakan mikroskop untuk mengamati bakteri atau benda lainnya yang sangat kecil dan hanya dapat terlihat menggunakan dengan mikroskop.
4. Lenda dapat terlihat pada penggunaan lup atau kaca pembesar, misalnya tukang jam yang mengamati komponen jam yang ukurannya kecil.
Jenis-jenis Lensa Cembung
Berdasarkan bentuknya, lensa cembung terbagi menjadi 3 jenis, yaitu sebagai berikut.
- Bikonveks atau cembung ganda.
- Plankonveks atau cembung datar.
- Konkaf-konveks atau cembung cekung.
Sinar Istimewa Lensa Cembung
Lensa Cembung memiliki 3 (tiga) sinar istimewa. Ketiga sinar ini istimewa tersebut dapat Anda lihat pada gambar berikut.
- Sinar datang sejajar sumbu utama, maka akan dibiaskan melalui fokus di belakang lensa.
- Sinar datang menuju titik fokus di depan lensa, maka dibiaskan sejajar sumbu utama.
- Sinar datang menuju pusat lensa (pusat optik), maka arahnya tidak berubah (tidak dibiaskan).
Pembahasan sinar istimewa berguna untuk menentukan bayangan benda pada sebuah lensa cembung.
Sifat Bayangan (Pembentukan Bayangan Lensa Cembung)
Bayangan yang terbentuk dari lensa cembung bergantung pada letak bendanya. Adapun hasil bayangan benda pada lensa cembung pada beberapa ruang dapat kalian lihat pada pembahasan berikut. Jika benda terletak antara :
1. O dan F
Sifat bayangan A’B’ : maya, tegak, dan diperbesar
A′B′ = bayangan maya terdapat pada depan lensa (no. ruang bayangan = 4)
F1 = fokus bagian belakang lensa
F2 = fokus bagian depan lensa
Sifat bayangan: maya, tegak, diperbesar
2. F2 dan 2F2
Sifat bayangan A’B’ : nyata , terbalik, diperbesar.
3. F2 sampai dengan ~
Sifat banyangan A’B’ : nyata, terbalik dan diperkecil.
Dari ketiga lukisan bayangan tersebut memiliki kesimpulan sebagai berikut jika :
- Benda terletak antara O dan F, sifat bayangan maya, tegak, diperbesar.
- Benda terletak antara F dan 2F sifat bayangan nyata, terbalik, diperbesar.
- jarak benda (s) = f bayangan tegak, maya, tak hingga
- s = 2 f, bayangan terbalik, nyata, sama besar
- 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 pada fokus di (F) benda di fokus (s = f), maka bayangannya adalah maya, tegak, diperbesar.
5. Benda Terletak Di 2 F (s = 2f)
Jika benda terletak di 2 F (s = 2f) bayangan nyata, terbalik, sama besar. Benda di 2F2 bayangan 2 F1 bersifat: nyata, terbalik, sama besar.
Kesimpulan dari kelima lukisan sinar istimewa tersebut :
- Semua bayangan maya yang dari lensa cembung ini selalu tegak terhadap bendanya.
- Semua bayangan nyata yang dari lensa cembung ini pasti terbalik terhadap bendanya.
Rumus Lensa Cembung
Rumus jarak fokus pada lensa cekung:.
Keterangan:
f = jarak fokus lensa (cm)
s = jarak benda terhadap lensa (cm)
s’ = jarak bayangan terhadap lensa (cm)
Rumus Perbesaran Bayangan (M) pada Lensa Cembung
Keterangan:
M = perbesaran bayangan
h’ = tinggi bayangan
h = tinggi benda
s’ = jarak bayangan
s = jarak benda
Kekuatan lensa berbanding terbalik dengan jarak titik fokusnya. Berikut ini secara matematis, kekuatan lensa menggunakan rumus sebagai berikut.
Keterangan:
P = kekuatan lensa (dioptri = D)
f = jarak fokus (cm)
Soal dan Pembahsan
Soal nomor 1
Sebuah benda setinggi 1 cm teretak di depan lensa cembung pada jarak 3 cm. Jika fokus lensa adalah 2 cm, maka tentukanlah sifat bayangan yang terbentuk.
Pembahasan :
h = 1 cm
f = 2 cm
s = 3 cm
Jarak bayangan
1/f = 1/s + 1/s’
1/2 = 1/3 + 1/s’
1/2 – 1/3 = 1/s’
3/6 – 2/6 = 1/s’
1/6 = 1/s’
s’ = 6 cm, sehingga jarak bayangan benda adalah 6 cm.
Perbesaran Bayangan
M = |s’/s|
= |6/3|
= 2, sehingga perbesaran baynagnnya (M), yaitu 2 cm.
Sifat bayangan :
1. Karena s’ bernilai positif (+) maka bayangan bersifat nyata dan terbalik.
2. Karena M > 1 maka bayangan diperbesar, sehingga sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan diperbesar.
Soal Nomor 2
Sebuah benda memiliki ketinggian 3 cm, berada pada jarak 10 cm dari lensa cembung yang mempunyai jarak fokus 6 cm, maka tentukan tinggi bayangan benda!.
Pembahasan:
Untuk menentukan tinggi bayangan, terlebih dahulu mencari jarak bayangan (s’) dengan menggunakan rumus berikut:
1/f = 1/s + 1/s’
1/6 = 1/10 + 1/s’
1/s’ = 1/6 – 1/10 = 5/30 – 3/30
1/s’ = 2/30
s’ = 30/2
= 15 cm, sehingga jarak bayangan benda adalah 15 cm.
Dengan rumus perbesaran bayangan, maka tinggi bayangan menggunakan persamaan sebagai berikut.
h’/h = s’/s
h’ = (s’/s) × h = (15/10) × 3 = 45/10
= 4,5 cm, sehingga tinggi bayangan benda adalah 4,5 cm.
Soal nomor 3
Hitung kekuatan lensa sebuah lensa bikonveks atau lensa cembung dengan jarak titik fokus 10 cm!
Pembahasan :
f = 10 cm = 0,1 m
P = 1/f
P = 1/0,1 = 10, sehingga lensa tersebut memiliki kekuatan 10 D
Soal nomor 4
Sebuah lensa membentuk bayangan maya dengan perbesaran 3 kali dari benda yang terletak pada depan lensa. Jika jarak benda adalah 12 cm, tentukan:
a. Jarak titik fokus lensa
b. Kuat lensa dan jenisnya
Pembahasan
s = 12 cm
M = 3 kali
s ‘ = −3 s = −3(12) = − 36 cm (Tanda negatif karena bayangannya maya, 3s
karena tiga kali perbesarannya)
a. Jarak titik fokus lensa
1/f = 1/s + 1/s’ = 1/12 – 1/36
1/f = 3/36 – 1/36 = 2/36
f = 18, sehingga jarak titik fokus benda adalah 18 cm.
b. Kuat lensa dan jenisnya
P = 100/f
P = 100/18 = 5,56 D, sehingga kekuatan lensa adalah 5,56 D
Demikian ulasan mengenai manfaat lensa cembung, sinar istimewa, rumus, dan contoh soalnya. Semoga bermanfaat.
