Edutafsi.com - Sinar-sinar Istimewa Lensa Cembung. Lensa cembung adalah benda bening transparan yang dibatasi oleh dua bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang datar. Dalam konsep pembiasan, biasanya yang digunakan adalah lensa cembung yang kedua permukaannya berbentuk cembung (melengkung ke luar). Jika dilihat dari segi ketebalan, lensa cembung (lensa konveks) merupakan lensa yang bagian tengahnya lebih tebal dibanding bagian tepinya. Semakin ke tepi, ketebalan lensa cembung akan semakin tipis. Karakter tersebut mempengaruhi sifat pembiasan pada lensa cembung. Pada kesempatan ini, edutafsi akan membahas sinar-sinar utama yang menjelaskan sifat pembiasan pada lensa cembung.
Hukum pembiasan cahaya menjelaskan bagaimana fenomena pembelokkan arah rambat cahaya ketika cahaya melewati suatu medium yang memiliki perbedaan kerapatan optik. Hukum ini menerangkan secara jelas bagaimana hubungan antara sinar datang dan sinar bias pada proses pembiasan cahaya serta menunjukkan pengaruh indeks bias suatu medium terhadap pembiasan cahaya.
Secara sederhana, pembiasan cahaya dapat diartikan sebagai peristiwa berubahnya arah rambat cahaya ketika cahaya berpindah dari satu bahan ke bahan lain yang berbeda kerapatan optiknya. Pembiasan terjadi jika arah datang cahaya tidak tegak lurus terhadap bidang batas kedua medium dan laju cahaya pada kedua medium juga berbeda.
Berikut poin dalam hukum Snellius tentang pembiasan cahaya:
1). Sinar datang, sinar bias, dan garis normal berada dalam satu bidang datar
2). Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap.
Pada poin kedua, dijelaskan bahwa perbandingan antara sinus sudut datang dengan sinus sudut bias pada dua medium yang berbeda selalu merupakan bilangan yang tetap. Bilangan inilah yang disebut indeks bias relatif, yaitu perbandingan antara indeks bias mutlak kedua medium. Secara matematis, poin kedua di atas dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.
Keterangan :
n1 = indeks bias mutlak medium pertama
n2 = indeks bias mutlak medium kedua
θ1 = besar sudut datang dalam medium pertama
θ2 = besar sudut bias dalam medium kedua.
#1 Lensa Cembung
Bagian utama yang akan digambar saat melukis sinar-sinar istimewa lensa cembung tentu adalah lensa cembung itu sendiri. Umumnya lensa cembung yang digambar berbentuk bikonveks yaitu lensa cembung yang kedua permukaannya berbentuk cembung.
#2 Sumbu Utama
Sumbu utama merupakan sebuah garis lurus yang melalui titik fokus dan titik pusat optik serta membagi lensa menjadi dua bagian yang sama panjang. Pada beberapa buku, garis ini mungkin digambar menggunakan garis putus-putus.
#3 Titik Fokus
Pada lensa cembung terdapat dua titik fokus, yaitu fokus utama dan fokus kedua. Fokus utama (F1) lensa cembung berada di belakang lensa sedangkan fokus kedua (F2) berada di depan lensa. Fokus utama berfungsi sebagai tempat dikumpulkannya sinar bias dari sinar yang datang sejajar sumbu utama dan disebut sebagai fokus aktif. Sedangan fokus kedua disebut sebagai fokus pasif.
Perlu diperhatikan bahwa fokus aktif pada lensa cembung merupakan fokus nyata atau fokus sejati. Karena merupakan fokus sejati, maka jarak fokus (f) untuk lensa cembung bernilai positif. Itu sebabnya, lensa cembung dikenal juga sebagai lensa positif.
#4 Titik Pusat Optik
Titik pusat optik merupakan titik yang berada tepat di tengah lensa. Pada gambar, titik ini berada tepat pada perpotongan antara sumbu utama dengan garis tengah lensa. Titik pusat optik umumnya ditulis dengan huruf O. Jarak antara pusat optik (O) ke titik fokus (F) disebut jarak fokus (f).
Selain keempat bagian di atas, sebenarnya masih ada bagian lainnya misalnya pusat kelengkungan, garis normal, dan jari-jari kelengkungan. Hanya saja, karena bagian ini cukup jarang digunakan, maka pada kesempatan ini hanya dibahas keempat bagian utama saja.
Mengapa sinar-sinar tersebut disebut sinar istimewa? Sinar-sinar tersebut dikatakan istimewa karena hubungan antara sinar datang dan sinar biasanya cenderung mudah untuk dilukiskan. Sinar-sinar istimewa ini adalah sinar-sinar yang sejajar sumbu utama, yang menuju titik fokus, dan sinar yang melalui pusat optik lensa.
Berikut arah pembiasan sinar-sinar istimewa pada lensa cembung:
1). Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan menuju fokus utama (F1)
2). Sinar datang melalui fokus kedua (F2) dibiaskan seajar sumbu utama
3). Sinar datang melalui pusat optik diteruskan tanpa dibiaskan.
Berikut langkah-langkah untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa cembung:
1). Gambarkan lensa cembung dan bagian-bagiannya
2). Gambarkan benda sesuai dengan posisi yang diminta
3). Lukis sinar istimewa pertama, yaitu sinar yang sejajar sumbu utama
4). Lukis sinar istimewa kedua, yaitu sinar yang melalui fokus kedua
5). Perpotongan antara sinar bias menghasilkan bayangan benda.
Sifat bayangan yang dihasilkan oleh sebuah lensa cembung sangat bervariasi. Variasi tersebut tergantung pada posisi benda di depan lensa. Variasi sifat bayangan yang dihasilkan meliputi jenis bayangan (maya atau nyata), orientasi bayangan (tegak atau terbalik), dan ukuran bayangan (diperkecil atau diperbesar). Contoh melukis pembentukan bayangan dapat anda baca pada bahan belajar berikutnya.
Demikianlah pembahasan singkat mengenai sinar-sinar istimewa dan pembantukan bayangan pada lensa cembung. Jika bahan belajar ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.
A. Hukum Pembiasan Cahaya
Pada lensa terjadi peristiwa pembiasan cahaya. Cahaya yang datang akan dibiaskan dan difokuskan pada suatu titik. Prinsip pembiasan cahaya pada lensa cembung mengikuti konsep hukum pembiasan cahaya atau dikenal sebagai hukum Snellius tentang pembiasan cahaya. Sesuai dengan namanya, hukum pembiasan ini pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan bernama Willebrord Snellius.Hukum pembiasan cahaya menjelaskan bagaimana fenomena pembelokkan arah rambat cahaya ketika cahaya melewati suatu medium yang memiliki perbedaan kerapatan optik. Hukum ini menerangkan secara jelas bagaimana hubungan antara sinar datang dan sinar bias pada proses pembiasan cahaya serta menunjukkan pengaruh indeks bias suatu medium terhadap pembiasan cahaya.
Secara sederhana, pembiasan cahaya dapat diartikan sebagai peristiwa berubahnya arah rambat cahaya ketika cahaya berpindah dari satu bahan ke bahan lain yang berbeda kerapatan optiknya. Pembiasan terjadi jika arah datang cahaya tidak tegak lurus terhadap bidang batas kedua medium dan laju cahaya pada kedua medium juga berbeda.
Berikut poin dalam hukum Snellius tentang pembiasan cahaya:
1). Sinar datang, sinar bias, dan garis normal berada dalam satu bidang datar
2). Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap.
Pada poin kedua, dijelaskan bahwa perbandingan antara sinus sudut datang dengan sinus sudut bias pada dua medium yang berbeda selalu merupakan bilangan yang tetap. Bilangan inilah yang disebut indeks bias relatif, yaitu perbandingan antara indeks bias mutlak kedua medium. Secara matematis, poin kedua di atas dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.
| n1 sin θ1 = n2 sin θ2 |
Keterangan :
n1 = indeks bias mutlak medium pertama
n2 = indeks bias mutlak medium kedua
θ1 = besar sudut datang dalam medium pertama
θ2 = besar sudut bias dalam medium kedua.
B. Bagian-bagian Lensa Cembung
Sebelum membahas lebih lanjut mengenai sinar-sinar istimewa pada lensa cembung, ada baiknya kita membahas terlebih dahulu mengenai bagian-bagian lensa cembung. Bagian yang dimaksud adalah bagian yang umum digambar dalam melukis pembantukan bayangan, yaitu sumbu utama, titik fokus, titik pusat optik, dan sebagainya.#1 Lensa Cembung
Bagian utama yang akan digambar saat melukis sinar-sinar istimewa lensa cembung tentu adalah lensa cembung itu sendiri. Umumnya lensa cembung yang digambar berbentuk bikonveks yaitu lensa cembung yang kedua permukaannya berbentuk cembung.
#2 Sumbu Utama
Sumbu utama merupakan sebuah garis lurus yang melalui titik fokus dan titik pusat optik serta membagi lensa menjadi dua bagian yang sama panjang. Pada beberapa buku, garis ini mungkin digambar menggunakan garis putus-putus.
#3 Titik Fokus
Pada lensa cembung terdapat dua titik fokus, yaitu fokus utama dan fokus kedua. Fokus utama (F1) lensa cembung berada di belakang lensa sedangkan fokus kedua (F2) berada di depan lensa. Fokus utama berfungsi sebagai tempat dikumpulkannya sinar bias dari sinar yang datang sejajar sumbu utama dan disebut sebagai fokus aktif. Sedangan fokus kedua disebut sebagai fokus pasif.
Perlu diperhatikan bahwa fokus aktif pada lensa cembung merupakan fokus nyata atau fokus sejati. Karena merupakan fokus sejati, maka jarak fokus (f) untuk lensa cembung bernilai positif. Itu sebabnya, lensa cembung dikenal juga sebagai lensa positif.
#4 Titik Pusat Optik
Titik pusat optik merupakan titik yang berada tepat di tengah lensa. Pada gambar, titik ini berada tepat pada perpotongan antara sumbu utama dengan garis tengah lensa. Titik pusat optik umumnya ditulis dengan huruf O. Jarak antara pusat optik (O) ke titik fokus (F) disebut jarak fokus (f).
Selain keempat bagian di atas, sebenarnya masih ada bagian lainnya misalnya pusat kelengkungan, garis normal, dan jari-jari kelengkungan. Hanya saja, karena bagian ini cukup jarang digunakan, maka pada kesempatan ini hanya dibahas keempat bagian utama saja.
C. Sinar-sinar Istimewa Lensa Cembung
Sama seperti cermin, pada lensa juga terdapat sinar-sinar istimewa. Hanya saja sinar-sinar istimewa ini sudah berbeda konsepnya. Kalau pada cermin, sinar-sinar istimewa yang dimaksud berhubungan pemantulan cahaya pada cermin. Sedangkan pada lensa, sinar-sinar istimewa yang dimaksud adalah sinar-sinar dari proses pembiasan cahaya pada lensa.Mengapa sinar-sinar tersebut disebut sinar istimewa? Sinar-sinar tersebut dikatakan istimewa karena hubungan antara sinar datang dan sinar biasanya cenderung mudah untuk dilukiskan. Sinar-sinar istimewa ini adalah sinar-sinar yang sejajar sumbu utama, yang menuju titik fokus, dan sinar yang melalui pusat optik lensa.
Berikut arah pembiasan sinar-sinar istimewa pada lensa cembung:
1). Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan menuju fokus utama (F1)
2). Sinar datang melalui fokus kedua (F2) dibiaskan seajar sumbu utama
3). Sinar datang melalui pusat optik diteruskan tanpa dibiaskan.
D. Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Pembentukan bayangan pada lensa cembung dapat dilukis menggunakan sinar-sinar istimewa yang telah dibahas di atas. Kita dapat menggunakan dua atau ketiga sinar sekaligus tergantung pada kondisinya. Bayangan benda yang dihasilkan pada lensa cembung dibentuk oleh perpotongan sinar-sinar bias.Berikut langkah-langkah untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa cembung:
1). Gambarkan lensa cembung dan bagian-bagiannya
2). Gambarkan benda sesuai dengan posisi yang diminta
3). Lukis sinar istimewa pertama, yaitu sinar yang sejajar sumbu utama
4). Lukis sinar istimewa kedua, yaitu sinar yang melalui fokus kedua
5). Perpotongan antara sinar bias menghasilkan bayangan benda.
Sifat bayangan yang dihasilkan oleh sebuah lensa cembung sangat bervariasi. Variasi tersebut tergantung pada posisi benda di depan lensa. Variasi sifat bayangan yang dihasilkan meliputi jenis bayangan (maya atau nyata), orientasi bayangan (tegak atau terbalik), dan ukuran bayangan (diperkecil atau diperbesar). Contoh melukis pembentukan bayangan dapat anda baca pada bahan belajar berikutnya.
Demikianlah pembahasan singkat mengenai sinar-sinar istimewa dan pembantukan bayangan pada lensa cembung. Jika bahan belajar ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.
Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.