Pengertian Lensa, Jenis Lensa dan Pembiasan pada Lensa

1. Pengertian LensaLensa merupakan benda bening yang dibatasi oleh dua buah bidang lengkung.Dua bidang lengkung yang membatasi lensa berbentuk silindris maupun bola. Lensa silindris bersifat memusatkan cahaya dari sumber titik yang jauh pada suatu garis, sedangkan lensa yang berbentuk bola yang melengkung ke segala arah memusatkan cahaya dari sumber yang jauh pada suatu titik.

2. Jenis-jenis lensaAda dua jenis lensa yaitu lensa cembumg dan lensa cekung.a. Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengah lebih tebal daripada bagian tepinya. Sinar-sinar bias lensa cembung bersifat mengumpul (konvergen).

lensa cembung digolongkan menjadi :

1. cembung rangkap (bikonveks)

2. cembung datar (plan-konveks)

3. cembung-cekung (konkaf-konvek)b. Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis daripada begian tepinya. Sinar-sinar bias lensa cekung bersifat memancar (divergen).

lensa cekung digolongkan menjadi :

1. cekung rangkap (bikonkaf)

2.cekung datar (plan-konkaf)

3. cekung-cembung (konveks-konkaf).

3. Pembiasan cahaya pada Lensa

a. Pembiasan Cahaya pada Lensa cembung

Ada tiga Sinar-sinar istimewa pada pembiasan lensa cembung, yaitu :

1. Sinar datang menuju lensa sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskan melalui titik fokus aktif F1 lensa

2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 lensa akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama lensa

3. Sinar datang menuju lensa melalui titik pusat optik lensa akan diteruskan tanpa di biaskan.

sinar sinar istimewa pada lensa cembung

b. Pembiasan Cahaya pada Lensa cekung

Ada tiga sinar-sinar istimewa pada pembiasan lensa cekung yaitu :

1. Sinar datang menuju lensa sejajar sumbu utama akan lensa dibiaskan seakan-akan dari titik fokus aktif F1 lensa

2. Sinar datang menuju lensa seakan-akan melalui titik fokus pasif F2 lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama lensa

3. Sinar datang meuju lensa melalui titik pusat optik lensa akan diteruskan tanpa dibiaskan

sinar-sinar istimewa pada lensa cekung

Rumus Lensa Tipis

1/f = 1/So + 1/Si

[M] = Si / So

[M] =hi/ho

P = 1 / f

Keterangan:

So = jarak jarak benda (m)

Si = jarak bayangan (m)

hi = tinggi bayangan

ho = tinggi benda

f = jarak fokus (m)

M = Perbesaran linier bayangan

P = Kuat lensa (dioptri)

Perjanjian penggunaan rumus pada lensa :

1) Jarak fokus lensa cembung bernilai poeitif, sedangkan jark fokus lensa cekung bersifat negatif.

2) Jika Si, So, hi maupun ho bernilai positif bayangan bersifat nyata.

3) Jika Si, So, hi maupun ho bernilai negatif bayangan bersifat maya.

4) Jika M bernilai positif bayangan tegak dan maya.

5) Jika M bernilai negatif bayangan terbalik dan nyata.

Contoh soal pembiasan pada lensa

Sebuah benda berada 40 cm dari sebuah lensa. Tentukan sifat-sifat bayangan yang dihasilkan jika jarak fokus lensa 25 cm

a. Lensa cembung

b. Lensa cekung

Penyelesaian

a. lensa cembung

S = 40 cm (di ruang II) dan f = + 25 cm,Bayangan benda oleh lensa dapat ditentukan dari dua sinar istimewa saja. Hasilnya seperti pada Gambar 5. Dari gambar itu terlihat bayangan bersifat :nyata, terbalik, diperbesar.

b. lensa cekung

S = 40 cm (ruang IV) dan f = () 25 cm, Bayangan dapat ditentukan dari sinar istimewa ke-2 dan ke-3. Hasilnya seperti pada Gambar 1.6. Sifat bayangannya : maya, tegak, diperkecil.

Pembiasan Cahaya

Masih ingatkah sifat-sifat cahaya ?salah satu sifat cahaya adalah dapat dibiaskan. Cahaya akan dibiaskan atau dibelokkan ketika cahaya tersebut melewati dua buah medium yang kerapatan optiknya berbeda.

Arah perambatan cahaya dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

a. Mendekati garis normal

Cahaya akan dibiaskan(dibelokan) mendekati garis normal apabila cahaya datang dari medium optik yang kurang rapat menuju medium optik yang lebih rapat, contohnya cahaya datang dari uair menuju kaca.

b. Menjauhi garis normal

Cahaya akan dibiaskan(dibelokkan) menjauhi garis normal apabila cahaya cahaya datang dari medium optik yang lebih rapat menuju medium optik yang kurang rapat, contohnya cahaya datang dari kaca menuju udara.

Syarat-syarat terjadinya pembiasan cahaya :

1) Cahaya meewatii dua medium yang memiliki perbedaan kerapatan optik.

2) Sudut datang lebih kecil dari 90 karena sinar datang tidak tegak lurus dengan bidang batas kedua medium

Peristiwa pembiasan cahaya dalam kehidupan sehari-hari :

1. Kolam menjadi terlihat lebih dangkal dari aslinyabila dilihat dari atas.

2. Ikan yang berada di dalam akuarium terlihat lebih besar dari aslinya

3. Adanya pelangi setelah hujan turun.

4. Penggaris yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air akan terlihat patah.

Indeks Bias

Adanya periatiwa pembiasan cahaya disebabkan perbedaan laju cahaya pada dua buah medium yang memiliki kerapatan optik berbeda. Kelajuan cahaya pada medium yang kerapatan optiknya lebih rapat akan lebih kecil daripada kelajuan cahaya pada medium yangkerapatan opiknya kurang rapat.

Christian Huygens mendefinisikan indeks bias sebagai

Perbandingan laju cahaya di ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu medium". indeks bias dirumuskan

n = c/v

dimana :

n = indeks bias

c = laju cahaya dalam ruang hampa ( 3 x 100000000 m/s)

v = laju cahaya dalam zat

Nilai indeks bias suatu medium selalu lebih dari 1

Contoh :

Apa yang dimaksud indeks bias air = 1,3, artinya perbandingan antara laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya di dalam air besarnya 1,3.

Hukum Pembiasan Cahaya Snellius

Seorang ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snellius melakukan eksperimen untuk mencari tahu hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini menghasilkan hukum Snellius yang berbunyi

1. sinar datang, sinar bias serta garis normal, terletak pada satu bidang datar yang sama (segaris).

2. Apabila sinar (cahaya) datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal, sementara sinar (cahaya) yang datang dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal. hasil pembagian dari sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias.

Contoh soal

Jika sudut sinar datang sebesar 53 dan sudut sinar bias sebesar 37 tentukan nilai indeks bias medium yang kedua jika medium yang pertama adalah udara!

n1 sin i = n2 sin r

diketahui:

n1 = 1

i = 53

r = 37

ditanya

n2 . . . ?

jawab

n1 sin i = n2 sin r

1 sin 53 = n2 sin 37

1(4/5) = n2 (3/5)

n2 = 4/3

jadi indeks bias medium kedua 4//3