Lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar. Lensa cembung memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
- Sinar-sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan oleh lensa cembung melewati titik fokus.
- Sinar-sinar yang datang dari titik fokus dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.
- Sinar yang melewati pusat lensa (vertex) tidak akan dibiaskan melainkan diteruskan tanpa mengalami pembiasan.
Sifat-sifat di atas berlaku hanya bagi lensa tipis dan sinar-sinar merupakan sinar paralax.
Perhatikan gambar-gambar di bawah ini :
Gambar 1. Sinar-sinar sejajar sumbu utama dibiaskan lensa cembung melewati titik fokus
Gambar 2. Sinar-sinar yang berasal dari titik fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama
Gambar 3. Sinar yang melewati pusat lensa (vertex) akan diteruskan tanpa dibiaskan.
Titik Fokus Lensa Cembung
Titik fokus lensa cembung dapat ditentukan dengan suatu rumus yang disebut rumus pembuat lensa (lens maker equation) seperti tertulis di bawah 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.
Contoh soal :
1.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
2. 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
3. Suatu lensa datar-cembung memiliki indeks bias 1.5, radius permukaan 2 (R2) = 3 cm. Berapakah jarak titik fokus lensa ?
Jawab
Karena 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.
Kekuatan Lensa Cembung
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.
Sekarang perhatikan gambar-gambar di bawah ini :
Gambar 1.
Gambar 2.
Gambar 3.
Angka
(1) pada gambar-gambar di atas menunjuk pada sinar utama (1) yakni
sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama. Gambar (1) memiliki titik
fokus paling panjang dan gambar (3) memiliki titik fokus paling pendek.
Perhatikan bahwa sinar utama (1) dibiaskan dengan sudut bias paling
kecil pada gambar (1), dan dengan sudut bias paling besar pada gambar
(3). Dengan demikian dapat kita ambil kesimpulan bahwa lensa dengan jarak titik fokus kecil akan memberikan sudut bias yang besar atau dengan kata lain memiliki kekuatan yang besar. Sebaliknya lensa dengan jarak titik fokus besar akan memberikan sudut bias yang kecil atau dengan kata lain memiliki kekuatan yang kecil.
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.
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.
Rumus Kekuatan Lensa
Rumus kekuatan lensa (berbanding terbalik dengan jarak titik fokus) adalah :
f dalam satuan m, dan P dalam satuan dioptri.
Setelah
anda melihat gambar-gambar di atas atau setelah mencoba percobaan (3)
pada simulasi 2 maka tampak jelas bahwa kekuatan lensa berbanding
terbalik dengan jarak titik fokusnya. Rumus di atas hanya berlaku bila
satuan f dinyatakan dalam m.
Contoh Soal :
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.
