Lensa cembung adalah benda bening tembus cahaya dengan ciri-ciri utama bagian tengah lebih tebal daripada bagian tepi. Lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar karena sinar-sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dibiaskan menuju titik fokus lensa, oleh karena itu lensa cembung disebut juga lensa konvergen. Apabila sebuah benda diletakkan di depan sebuah lensa cembung, maka akan terbentuk bayangan yang bersifat nyata atau bisa juga maya bergantung pada letak benda. Perhatikan tabel berikut ini.
Tabel Posisi Benda, Sifat Bayangan, dan Letak Bayangan pada Lensa Cembung
No | Posisi Benda | Sifat Bayangan | Letak Bayangan |
1 | Ruang I | Maya, tegak, diperbesar | Di depan lensa {Ruang (IV)} |
2 | Titik Fokus | Maya, tegak, diperbesar | Di depan lensa {Ruang (IV)} |
3 | Ruang II | Nyata, terbalik, diperbesar | Di depan lensa {Ruang (III)} |
4 | Pusat kelengkungan depan lensa (P2) | Nyata, terbalik, sama besar | Di belakang lensa {Pusat kelengkungan belakang lensa (P1)} |
5 | Ruang III | Nyata, terbalik, diperkecil | Di belakang lensa {Ruang (II)} |
Keterangan:
Ruang Benda
Ruang I = ruang di antara titik pusat optik dan titik fokus depan lensa (O – F2)
Ruang II = ruang di antara titik fokus dan titik pusat kelengkungan depan lensa (F2 – R2)
Ruang III = ruang di antara titik pusat kelengkungan sampai plus tak hingga depan lensa (R2 – +∞)
Ruang IV = ruang di antara titik pusat optik sampai minus tak hingga belakang lensa (O – -∞)
Ruang Bayangan
Ruang (I) = ruang di antara titik pusat optik dan titik fokus belakang lensa (O – F1)
Ruang (II) = ruang di antara titik fokus dan titik pusat kelengkungan belakang lensa (F2 – R2)
Ruang (III) = ruang di antara titik pusat kelengkungan sampai plus tak hingga belakang lensa (R2 – +∞)
Ruang (IV) = ruang di antara titik pusat optik sampai minus tak hingga depan lensa (O – -∞)
Sistem penomoran ruang untuk benda dan bayangan pada lensa cembung di atas diperlihatkan pada gambar berikut ini.
Keterangan:
I, II, III, dan IV adalah nomor ruang benda sedangkan (I), (II), (III) dan (IV) adalah nomor ruang bayangan.
Sekarang yang menjadi pertanyaannya adalah, apa yang akan terjadi jika benda diletakkan di depan dua buah lensa cembung sekaligus yang disusun saling berhadapan? Dan bagaimana pula persamaan-persamaan yang berlaku pada kondisi ini? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, silahkan kalian perhatikan penjelasan berikut ini.
Rumus Jarak Lensa dan Perbesaran Total
Untuk bisa menentukan jarak lensa dan juga perbesaran bayangan total, tentu kita harus melukiskan pembentukan bayangan benda yang berada di depan susunan dua lensa cembung. Prosesnya sama saja seperti melukis bayangan pada lensa cembung, yaitu dengan memanfaatkan 3 sinar istimewa pada lensa cembung, yaitu sebagai berikut.
■ Sinar istimewa 1: Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus (F1) di belakang lensa.
■ Sinar istimewa 2: Sinar datang menuju titik fokus di depan lensa (F2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
■ Sinar istimewa 3: Sinar yang datang melewati pusat optik lensa (O) tidak akan dibiaskan melainkan diteruskan.
Untuk menggambarkan pembentukan bayangan, kita cukup menggunakan 2 dari 3 sinar istimewa pada lensa cembung di atas. Kita akan mencoba melukiskan pembentukan bayangan benda yang terletak di depan dua lensa cembung di mana benda berada pada ruang II dari lensa cembung pertama. Agar lebih jelas, perhatikan gambar di bawah ini.
Prinsip pembentukan bayangan pada susunan dua lensa di atas sama seperti pembentukan bayangan pada lensa tunggal, hanya saja bayangan yang dibentuk oleh lensa I merupakan benda bagi lensa II. Dengan menggunakan jalannya sinar-sinar istimewa pada lensa, maka bayangan akhir yang dibentuk oleh susunan lensa ini dapat dilukis. Berikut ini keterangan dari gambar pembentukan bayangan di atas.
AB = benda asli (objek sebenarnya)
A’B’ = bayangan benda AB yang dibentuk oleh lensa I dan sekaligus merupakan benda dari lensa II
A”B” = bayangan yang dibentuk oleh lensa II dan merupakan bayangan akhir dari susunan lensa
d = jarak kedua lensa
s1 = jarak benda AB terhadap lensa I
s1’ = jarak bayangan A’B’ terhadap lensa I
s2 = jarak benda A’B’ terhadap lensa II
s2’ = jarak bayangan A”B” terhadap lensa II
Persamaan yang berlaku pada masing-masing lensa cembung adalah sebagai berikut.
Lensa I | : | 1 | + | 1 | = | 1 |
s1 | s1’ | f1 |
Lensa II | : | 1 | + | 1 | = | 1 |
s2 | s2’ | f2 |
Dari gambar, kita dapat menentukan berapa jarak antara dua lensa yaitu dengan menggunakan rumus berikut.
d = s1’ + s2
Perbesaran bayangan (M) akhir, yaitu bayangan A”B” dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
M | = | s1' | × | s2' |
s1 | s2 |
Sifat-Sifat Bayangan
Seperti yang telah kalian ketahui bahwa, sifat bayangan yang dibentuk oleh sebuah lensa cembung dapat berupa bayangan maya atau nyata, diperbesar, diperkecil atau sama besar dan tegak atau terbalik. Apakah hal ini juga berlaku untuk susunan dua lensa cembung? Mari kita sama-sama buktikan. Kita akan mencoba untuk melukiskan pembentukan bayangan dari benda yang terletak di depan dua susunan lensa cembung dengan letak benda terhadap lensa I berbeda-beda.
1. Benda berada di antara O dan F2 (ruang I) lensa cembung I
Ketika benda diletakkan di antara titik pusat optik dan titik fokus depan lensa cembung I, maka terbentuk bayangan maya di depan lensa I, sehingga lensa II tidak bisa menangkap sinar dari bayangan tersebut. Oleh karena itu, pada lensa II tidak terbentuk bayangan.
2. Benda berada di titik fokus F2 lensa cembung I
Ketika benda terletak di titik fokus depan lensa I, maka bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak dan diperbesar tak hingga. Sehingga letak bayangan baik pada terhadap lensa I maupun lensa II tidak dapat ditentukan secara pasti.
3. Benda berada di antara F2 dan P2 (ruang II) lensa cembung I
Ketika benda diletakkan di antara titik fokus dan pusat kelengkungan depan lensa I (ruang II) maka akan terbentuk bayangan nyata, terbalik dan diperbesar di ruang III lensa I. Bayangan oleh lensa I ini merupakan benda bagi lensa II, sehingga akan terbentuk bayangan kedua di ruang (III) lensa II. Sifat bayangan akhir yang dihasilkan oleh lensa II adalah nyata, tegak, diperbesar.
4. Benda berada di titik P2 lensa cembung I
Ketika benda terletak di titik pusat kelengkungan lensa I, maka terbentuk bayangan nyata, terbalik dan sama besar dengan benda aslinya pada lensa I. Kemudian bayangan oleh lensa I dibiaskan lagi oleh lensa II sehingga terbentuk bayangan nyata, tegak, diperkecil dan terletak di ruang (II) lensa II.
5. Benda berada di luar P2 (Ruang III) lensa cembung I
Ketika benda terletak di luar titik pusat kelengkungan lensa I (ruang III), maka terbentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil di ruang (II) lensa I. Kemudian bayangan tersebut dibiaskan lagi oleh lensa II dan terbentuk bayangan akhir yang bersifat nyata, tegak, diperkecil di ruang (II) lensa II.
Dalam kehidupan sehari-hari terutama di bidang sains dan teknologi, susunan dua buah lensa ini biasanya digunakan dalam alat-alat optik seperti:
Sumber https://www.fisikabc.com/Dalam kehidupan sehari-hari terutama di bidang sains dan teknologi, susunan dua buah lensa ini biasanya digunakan dalam alat-alat optik seperti:
■ Mikroskop, mempergunakan dua lensa posisit (cembung).
■ Teropong bintang, mempergunakan dua buah lensa positif (cembung).
■ Teropong bumi, mempergunakan tiga buah lensa positif (cembung).
■ Teropong panggung, mempergunakan dua buah lensa yang berbeda, satu lensa positif (cembung) dan satu lensa negatif (cekung).
Buat lebih berguna, kongsi:
