LENSA

1. LENSA BAHAN AJAR INTERAKTIF FISIKA MUHAMAD MUSTOFA, S.Si SMK SRIWEDARI MALANG Blog : http://vaniamustofa.wordpress.com Email : greatest_158i@yahoo.co.id

2. Lensa Kompetensi : • Siswa dapat mengklasifikasikan suatu lensa sebagai lensa cembung atau cekung. • Siswa dapat menyebutkan bagian-bagian lensa. • Siswa dapat memprediksi arah sinar-sinar utama setelah dibiaskan oleh lensa cembung . • Siswa dapat menentukan letak titik fokus lensa cembung. • Dengan membandingkan bayangan-bayangan yang terbentuk dari beberapa lensa cembung, siswa dapat menentukan lensa yang memiliki kekuatan yang terbesar. • Siswa dapat menghitung kekuatan lensa cembung. • Siswa dapat memprediksi arah sinar-sinar utama setelah dibiaskan oleh lensa cekung. • Siswa dapat menentukan letak titik fokus lensa cekung. • Dengan membandingkan bayangan-bayangan yang terbentuk dari beberapa lensa cekung, siswa dapat menentukan lensa yang memiliki kekuatan yang terbesar. • Siswa dapat menghitung kekuatan lensa cekung. • Dengan sinar-sinar utama pada lensa cembung, siswa dapat menentukan letak, besar ,jenis bayangan dan perbesaran bayangan dari suatu obyek. • Dengan rumus lensa tipis, siswa dapat menentukan letak, besar dan jenis bayangan dari suatu obyek. • Siswa dapat membedakan bayangan riel dan maya yang dibentuk oleh lensa cembung. • Dengan sinar-sinar utama pada lensa cekung, siswa dapat menentukan letak, besar dan jenis bayangan dari suatu obyek. • Dengan rumus lensa tipis, siswa dapat menentukan letak, besar dan perbesaran bayangan dari suatu obyek.

3. Pengantar • Lensaadalahperalatansangatpentingdalamkehidupanmanusia. • Mikroskopmenggunakansusunanlensauntukmelihatjasad-jasadrenik yang takterlihatolehmatatelanjang. • Kameramenggunakansusunanlensa agar dapatmerekamobyekdalam film. • Teleskopjugamemanfaatkanlensauntukmelihatbintang-bintang yang jaraknyajutaantahuncahayadaribumi. Kameraadalahsalahsatuperalatanoptik yang menggunakanlensa Teleskopjugamenggunakanlensauntukdigunakanmelihatbenda-bendalangit

4. Definisi Lensa Lensa adalah material transparan (umumnya terbuat dari kaca atau plastik) yang memiliki dua permukaan ( salah satu atau keduanya memiliki permukaan melengkung) sehingga dapat membelokkan sinar yang melewatinya. Ada 2 jenislensayakni : lensacembungdanlensacekung. Ciri-cirisuatulensacembung: • bagiantengahlensalebihtebaldibandingkanbagiantepinya. • bersifatmengumpulkansinar. • titikfokusnyabernilaipositif. Ciri-cirilensacekung: • bagiantengahlensalebihtipisdibandingkanbagiantepinya. • bersifatmenyebarkansinar. • titikfokusnyabernilainegatif.

5. Contoh-contohlensacembung (1) (2) (3) (4) Lensa (1) disebutlensacembung-cembung(bi-convex), Lensa (2) disebutlensacembung-datar(convex-plano), Lensa (3) disebutlensadatar-cembung(plano-convex), dan Lensa (4) disebutlensacembung-cekung(convex-concave).

6. Contoh-contohlensacekung : (5) (6) (7) (8) Lensa (5) disebutlensacekung-cekung(bi-concave), Lensa (6) disebutlensacekung-datar(concave-plano), Lensa (7) disebutlensadatar-cekung(plano-concave), dan Lensa (8) disebutlensacekung-cembung(concave-convex).

7. Bagian-BagianLensa Lensaselalumemiliki2 permukaan. Permukaanlensadapatberupasuatubusurlingkaranatausuatubidangdatar. Permukaanlensa yang berupasuatubusurlingkarantentusajamengikutipersamaanlingkarandanmemiliki radius kelengkungan (R). Bagian-bagian dari suatu lensa cembung-cembung Bagian-bagiansuatulensa : V :pusatlensa(vertex). R1 : radius kelengkunganpermukaan 1. R2 : radius kelengkunganpermukaan 2. C1 : pusatkelengkunganpermukaan 1. C2 : pusatkelengkunganpermukaan 2. F1 : titikfokus 1. F2 : titikfokus 2.

8. Lensa yang memilikipermukaandatardianggapmemiliki radius kelengkungan yang besarnyatakterhingga. Titikpusatpermukaantersebutberadadititiktakberhingga. Lensacembung-datarseperticontohdibawahinimemiliki R2 yang besarnyatakberhingga. Lensacembung-datarmemiliki R2 yang takberhingga

9. Aturandalammenentukanbesarnya radius kelengkungan • Nilai radius kelengkungansuatulensadapatbernilaipositif, negatif, atautakberhingga. Berikutiniaturanuntukmenentukannilai radius kelengkungan (diasumsikanbahwasinardatangdariarahkiri): • Permukaan yang titikpusatnyaadadisebelahkanan vertex memiliki R positif. • Permukaan yang titikpusatnyaadadisebelahkiri vertex memiliki R negatif. • Permukaandatarmemiliki R takberhingga.

10. Dengan aturan ini maka lensa cembung-cembung memiliki R1 positif dan R2 negatif; lensa cembung-datar memiliki R1 positif dan R2 tak berhingga. Lensa cekung-cekung di bawah ini memiliki R1 negatif dan R2 positif. Lensa cembung-datar memiliki R1 negatif dan R2 positif Bagaimana jika arah sinar diasumsikan dari arah kanan ?

11. Sifat-Sifat Lensa Cembung • Lensacembungbersifatmengumpulkansinar. Lensacembungmemilikisifat-sifatsebagaiberikut: • Sinar-sinar yang datangsejajardengansumbuutamaakandibiaskanolehlensacembungmelewatititikfokus. • Sinar-sinar yang datangdarititikfokusdibiaskansejajardengansumbuutama. • Sinar yang melewatipusatlensa (vertex) tidakakandibiaskanmelainkanditeruskantanpamengalamipembiasan. Sifat-sifat di atas berlaku hanya bagi lensa tipis dan sinar-sinar merupakan sinar paralax

12. Gambar 1. Sinar-sinarsejajarsumbuutamadibiaskanlensacembungmelewatititikfokus

13. Gambar 2. Sinar-sinar yang berasaldarititikfokusakandibiaskansejajarsumbuutama

14. Gambar 3. Sinar yang melewatipusatlensa (vertex) akanditeruskantanpadibiaskan.

15. Titik Fokus Lensa Cembung Titik fokus lensa cembung dapat ditentukan dengan suatu rumus yang disebut rumus pembuat lensa (lens maker equation) seperti tertulis di samping ini : di mana : f = jarak titik fokus lensa cembung. n = indeks bias lensa. R1= radius kelengkungan permukaan 1 lensa. R2= radius kelengkungan permukaan 2 lensa. Cara menentukan nilai R1 dan R2 apakah positif atau negatif dapat dilihat pada aturan lensa. Berapapun nilai R1 dan R2 titik fokus dari lensa cembung selalu positif.

16. Contohsoal : Suatu lensa cembung-cembung memiliki indeks bias 1.5, radius permukaan 1 (R1) = 5 cm, dan radius permukaan 2 (R2) = 5 cm. Berapakah jarak titik fokus lensa ? Jawab Karena lensa merupakan lensa cembung-cembung berarti R1 bernilai positif (pusat kelengkungan ada di sebelah kanan vertex), sementara R2 bernilai negatif (pusat kelengkungan ada di sebelah kiri vertex). Dengan demikian

17. Suatu lensa cembung-datar memiliki indeks bias 1.5, radius permukaan 1 (R1) = 3 cm. Berapakah jarak titik fokus lensa ? Jawab Karena lensa merupakan lensa cembung-datar berarti R1 bernilai positif (pusat kelengkungan ada di sebelah kanan vertex), sementara R2 bernilai tak terhingga (pusat kelengkungan ada di tak terhingga). Dengan demikian

18. Suatu lensa datar-cembung memiliki indeks bias 1.5, radius permukaan 2 (R2) = 3 cm. Berapakah jarak titik fokus lensa ?JawabKarena lensa merupakan lensa datar-cembung berarti R2 bernilai negatif (pusat kelengkungan ada di sebelah kiri vertex), sementara R1 bernilai tak terhingga (pusat kelengkungan ada di tak terhingga). Dengan demikian Perhatikan dari contoh-contoh di atas bahwa titik fokus lensa cembung selalu positif sekalipun nilai R1 atau R2 bisa positif atau negatif.

19. Kekuatan LensaCembung • Kekuatan lensa adalah besarnya ukuran suatu lensa membelokkan sinar yang datang padanya. • Dengan demikian semakin besar kekuatan suatu lensa maka sudut bias yang dihasilkan semakin besar. Sebaliknya semakin kecil kekuatan suatu lensa maka sudut bias yang dihasilkan semakin kecil.

20. Sekarang perhatikan gambar-gambar berikut:

21. Angka (1) padagambar-gambardiatasmenunjukpadasinarutama (1) yaknisinar yang datangsejajardengansumbuutama. Gambar (1) memilikititikfokus paling panjangdangambar (3) memilikititikfokus paling pendek. • Perhatikanbahwasinarutama (1) dibiaskandengansudut bias paling kecilpadagambar (1), dandengansudut bias paling besarpadagambar (3). • Dengandemikiandapatkitaambilkesimpulanbahwalensadenganjaraktitikfokuskecilakanmemberikansudut bias yang besarataudengankata lain memilikikekuatan yang besar. Sebaliknyalensadenganjaraktitikfokusbesarakanmemberikansudut bias yang kecilataudengankata lain memilikikekuatan yang kecil

22. Lensa dengan kekuatan yang besar bukan berarti akan menghasilkan bayangan dengan perbesaran yang lebih besar dibandingkan lensa dengan kekuatan kecil. Kekuatan di sini adalah ukuran besarnya sudut bias yang dihasilkan oleh lensa.

23. Contoh Soal • Dua buah lensa masing-masing memiliki jarak titik fokus 20 cm dan 30 cm. Manakah lensa yang memiliki kekuatan yang lebih besar ? Jawab • Karena lensa pertama memiliki jarak titik fokus yang lebih kecil maka lensa pertama yang memiliki kekuatan yang lebih besar

24. Rumus Kekuatan Lensa Rumus kekuatan lensa (berbanding terbalik dengan jarak titik fokus) adalah : f dalam satuan m, dan P dalam satuan dioptri.

25. ContohSoal : • Suatu lensa cembung memiliki jarak titik fokus 50 cm, berapakah kekuatan lensa tersebut ? Jawab • f= 50 cm atau 0.5 m. Dengan demikian • P=1/f • P= 1/0.5 • P= 2 dioptri.

26. Aturan dalam menentukan besarnya radius kelengkungan • Permukaan yang titik pusatnya ada di sebelah kanan vertex memiliki R positif. • Permukaan yang titik pusatnya ada di sebelah kiri vertex memiliki R negatif. • Permukaan datar memiliki R tak berhingga. Jika sinar diasumsikan berasal dari kanan maka semua nilai-nilai di atas berkebalikan dengan asumsi sinar dari kiri.

27. Dengan aturan ini maka lensa cembung-cembung memiliki R1 positif dan R2 negatif; lensa cembung-datar memiliki R1 positif dan R2 tak berhingga. Lensa cekung-cekung memiliki R1 negatif dan R2 positif.

28. SEKIAN