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

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.

Pengantar Lensa adalah peralatan sangat penting dalam kehidupan manusia. Mikroskop menggunakan susunan lensa untuk melihat jasad-jasad renik yang tak terlihat oleh mata telanjang. Kamera menggunakan susunan lensa agar dapat merekam obyek dalam film. Teleskop juga memanfaatkan lensa untuk melihat bintang-bintang yang jaraknya jutaan tahun cahaya dari bumi. Kamera adalah salah satu peralatan optik yang menggunakan lensa Teleskop juga menggunakan lensa untuk digunakan melihat benda-benda langit

Definisi Lensa Ada 2 jenis lensa yakni : lensa cembung dan lensa cekung. Ciri-ciri suatu lensa cembung : bagian tengah lensa lebih tebal dibandingkan bagian tepinya. bersifat mengumpulkan sinar. titik fokusnya bernilai positif. Ciri-ciri lensa cekung : bagian tengah lensa lebih tipis dibandingkan bagian tepinya. bersifat menyebarkan sinar. titik fokusnya bernilai negatif. 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.

Contoh-contoh lensa cembung (1) (2) (3) (4) Lensa (1) disebut lensa cembung-cembung(bi-convex), Lensa (2) disebut lensa cembung-datar(convex-plano), Lensa (3) disebut lensa datar-cembung(plano-convex), dan Lensa (4) disebut lensa cembung-cekung(convex-concave).

Contoh-contoh lensa cekung : (5) (6) (7) (8) Lensa (5) disebut lensa cekung-cekung(bi-concave), Lensa (6) disebut lensa cekung-datar(concave-plano), Lensa (7) disebut lensa datar-cekung(plano-concave), dan Lensa (8) disebut lensa cekung-cembung(concave-convex).

Bagian-bagian dari suatu lensa cembung-cembung Bagian-Bagian Lensa Lensa selalu memiliki 2 permukaan. Permukaan lensa dapat berupa suatu busur lingkaran atau suatu bidang datar. Permukaan lensa yang berupa suatu busur lingkaran tentu saja mengikuti persamaan lingkaran dan memiliki radius kelengkungan (R). Bagian-bagian dari suatu lensa cembung-cembung Bagian-bagian suatu lensa : V : pusat lensa (vertex). R1 : radius kelengkungan permukaan 1. R2 : radius kelengkungan permukaan 2. C1 : pusat kelengkungan permukaan 1. C2 : pusat kelengkungan permukaan 2. F1 : titik fokus 1. F2 : titik fokus 2.

Lensa yang memiliki permukaan datar dianggap memiliki radius kelengkungan yang besarnya tak terhingga. Titik pusat permukaan tersebut berada di titik tak berhingga. Lensa cembung-datar seperti contoh di bawah ini memiliki R2 yang besarnya tak berhingga. Lensa cembung-datar memiliki R2 yang tak berhingga

Aturan dalam menentukan besarnya radius kelengkungan Nilai radius kelengkungan suatu lensa dapat bernilai positif, negatif, atau tak berhingga. Berikut ini aturan untuk menentukan nilai radius kelengkungan (diasumsikan bahwa sinar datang dari arah kiri): 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.

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 ?

Sifat-Sifat Lensa Cembung 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

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 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.

Contoh soal : 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

Suatu lensa cembung-datar memiliki indeks bias 1 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

Suatu lensa datar-cembung memiliki indeks bias 1 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 berikut:

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.

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.

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.

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.

SEKIAN