LENSA DAN ALAT OPTIK PERTEMUAN 06-07(OFC)

Presentasi berjudul: "LENSA DAN ALAT OPTIK PERTEMUAN 06-07(OFC)"— Transcript presentasi:

1

2 LENSA DAN ALAT OPTIK PERTEMUAN 06-07(OFC)
Matakuliah : K0252 / Fisika Dasar II Tahun : 2007 LENSA DAN ALAT OPTIK PERTEMUAN 06-07(OFC)

3 1. FOKUS LENSA (RUMUS PEMBUAT LENSA)
Benda bening yang terdiri atas dua permukaan pantul dan atau per mukaan bias disebut lensa . Suatu benda yang diletakkan didepan . permukaan pertama menyebabkan terjadinya bayangan oleh permu . kaan pertama dan bayangan yang terbentuk menjadi benda untuk permukaan kedua dan oleh pembiasan permukaan ke dua terbentuk . lah bayangan dari benda . – Lensa Tipis Lensa yang ketebalannya dapat diabaikan, hingga posisi vertex dari ke dua permukaannya dapat dianggap berimpit. Lensa tipis Lensa tebal sumbu utama sumbu utama V V 3 Bina Nusantara

4 ▪ Hubungan jarak benda(d0) – jarak bayangan (di )
D ABL = muka gelombang s = sumber cahaya EFG = muka gelombang S C C P R R1 nl = index bias lensa nudara = 1 Menurut azas Fermat AD + DE = nl BF Untuk sinar-sinar paraxial : AD ≈ HO , DE ≈ OI dan HO + OI ≈ nl BF atau HO + BO + OF + FI = nl (BO + OF) HB + FI = (nl = 1) (BO + OF) ………..(01) A E n;l H B O F I L G 4 Bina Nusantara

5 sebagaimana tergambar . A (JH) (HB) = (AH) (AC) J B atau
HB ,FI , BO dan OF adalah jarak tali busur dengan busurnya sebagaimana tergambar . A (JH) (HB) = (AH) (AC) J B atau (2R - x) x = h2 C Dalam keadaan x kecil maka : h2 ≈ 2Rx atau x ≈ h2/2R ……….. (02) Karena lensa tipis maka BO dan FO kecil → HB dan FI kecil maka : h R H x 5 Bina Nusantara

6 FP = dI = d2 , BC1 = R1 dan FC2 = – R2 maka ……………(03)
Untuk sinar-sinar paraxial : AH ≈ DO dan SB = d0 = d1 , FP = dI = d2 , BC1 = R1 dan FC2 = – R2 maka ……………(03) Apabila lensa berada dalam medium dengan index bias nm , persamaan (03) menjadi : ……… … (04) R1 dan R2 adalah jejari permukaan cembung dan cekung d0 dan di adalah jarak benda dan bayangan Persamaan ini disebut rumus pembuat lensa 6 Bina Nusantara

7 Apabila dalam persamaan (04) d0 → ∞ maka ;
• Persamaan Gauss Apabila dalam persamaan (04) d0 → ∞ maka ; dan apabila di → ∞ maka : Dalam keadaan f0 = fi = f maka ………………..(05) 7 Bina Nusantara

8 fi Dengan demikian persamaan (04) menjadi : ………(06)
Perbesaran lensa tipis : ………(07) di R2 y0 fi C2 C1 yi f0 d0 R1 8 Bina Nusantara

9 * Rumus Newton untuk lensa X0 Xi = f2 ………(08)
X 0 = jarak benda ke titik fokus pertama X i = jarak bayangan ke titik fokus kedua Perjanjian tanda untuk lensa : (1). y0 , yi (+) positif di atas sumbu utama (2). X0 positif (+) sebelah kiri F0 (3). Xi positif (+) debelah kanan Fi f Xi f X0 9 Bina Nusantara

10 Apabila dua lensa tipis digabung dan keduanya terpisah sebesar
▪ Gabungan lensa tipis Apabila dua lensa tipis digabung dan keduanya terpisah sebesar d cm maka panjang fokus ekivalennya adalah : (09) Contoh soal 1 : Sebuah sumber cahaya titik terletak pada sumbu utama dan berada 30 cm dari lensa plan-konvex . Jejari kelengkungan lensa adalah 5 cmLensa dicelupkan dalam air , . nair = Index bias lensa , n1 = 1.5 .Tentukanlah letak bayangan : : (a). Bila sumber cahaya sepihak permukaan lensa yang datar (b). Bila sumber cahaya sepihak dengan permukaan cembung lensa 10 Bina Nusantara

11 Bayangan bersifat maya dan terletak di sebelah kiri lensa (b).
Jawaban : (a). R1 = ∞ , R2 = 5 cm Bayangan bersifat maya dan terletak di sebelah kiri lensa (b). Bayangan bersifat maya dan terletak di sebelah kiri lensa , sama seperti pada (a) 11 Bina Nusantara

12 Sinar-sinar dari suatu lensa memusat ke arah titik P (lihat gambar)
Contoh 2 : Sinar-sinar dari suatu lensa memusat ke arah titik P (lihat gambar) Berapa tebal (t) kaca yang index biasnya 1.5 agar bayangan terbentuk pada titik P* . P P* t Jawaban : Ujung kiri kaca ; n = 1 , n2 = 1.5 Jarak benda d11 dari permukaan pertama ⅛’’ 6’’ 12 Bina Nusantara

13 Jarak bayangan oleh permukaan pertama :
Untuk permukaan kanan : n1 = 1.5 ; n2 = 1 , R = ∞ Jarak benda untuk permukaan ke dua : d12 = – ( d11 – t) = – ( – t) , d22 = 6 – t 13 Bina Nusantara

14 1. Sebuah obyek diletakkan 10 ft didepan lensa sebuah kamera .
Soal latihan : 1. Sebuah obyek diletakkan 10 ft didepan lensa sebuah kamera . Bayangannya jelas pada film yang berada 6 inch dibelakang lensa Sebuah platkaca tebal 0.5 inch dengan index bias 1.5 disisipkan di antara lensa dan film seperti tergambar film a).Tentukan posisi bayangan yang baru [Jawaban : 0.167’’→film ] b).Pada jarak berapa suatu obyek harus diletakkan didepan lensa agar bayangan tepat jatuh pada film [Jawaban : 23.4 ft] ½’’ 4’’ 6’’ 14 Bina Nusantara

15 diletakkan terpisah sejauh 20 cm .Suatu benda diletakkan
2. Dua lensa konvergen berfokus f1 =20 cm dan f2 = 25 cm diletakkan terpisah sejauh 20 cm .Suatu benda diletakkan sejauh 60 cm didepan lensa pertama . Tentukan : a). Letak bayangannya {Jawaban : cm , } b). Perbesaran total [Jawaban : – terbalik ] c). Gambarkan jalannya berkas cahaya dalam sistem tersebut. 15 Bina Nusantara

16 – Lensa konvergen (positif)
2. METODA GRAFIS Pembentukan bayangan secara grafis didasarkan pada sifat-sinar utama dari lensa (1). Sinar-sinar datang sejajar sumbu akan dibiaskan melalui titik fokus kedua (FI) (2). Sinar-sinar datang melalui titik pusat lensa akan diteruskan tanpa mengalami pembiasan . (3). Sinar-sinar datang melalui titik fokus utama akan dibiaskan sejajar sumbu, (4). Sinar-sinar datang sejajar dengan sinar yang melewati pusat lensa akan dibiaskan pada bidang focus ( bidang melewati titik focus dan tegak lurus sumbu ) ▪ Lensa konvergen (positif) dan lensa divergen (negatif ) – Lensa konvergen (positif) Lensa dengan panjang fokus positif yang bersifat mengumpulkan cahaya 16 Bina Nusantara

17 • Lensa Divergen Lensa dengan panjang fokus fokus negatif , dan bersifat menye barkan sinar. 17 Bina Nusantara

18 Sinar-sinar datang yang sejajar dengan sinar yang melalui . pusat lensa .
bidang fokus sumbu utama 18 Bina Nusantara

19 Mata terdiri atas : lensa mata , diafgrama dan retina. Agar
3. ALAT OPTIK (1). Mata Mata terdiri atas : lensa mata , diafgrama dan retina. Agar tampak jelas, bayangan haruslah tepat di retina. • Titik dekat Jarak terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas. Umum nya titik dekat bertambah dengan bertambahnya usia. • Titik jauh Jarak terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas, Titik jauh mata normal di tak terhingga. • Cacat mata a.Terang Jauh ( Presbiopik ) Titik dekat lebih jauh dari titik dekat mata normal . Untuk dapat melihat objek pada jarak baca normal (25 cm) digunakan lensa positif , yang berfungsi menempatkan bayangan di titik dekat mata. 19 Bina Nusantara

20 b. Terang Dekat ( miopik )
b. Terang Dekat ( miopik ) Titik jauh terletak pada jarak berhingga ; Untuk cacat mata ini dapat menggunakan lensa negatif, agar bayangan dari benda di tak terhingga tepat di titik jauh mata miopik. (2). Kaca pembesar(loupe) Berupa sebuah lensa konvergen, yang diletakkan di dekat mata. Benda diletakkan di titik fokus lensa, sehingga bayangan semu terletak di tak terhingga. lensa mata θ 25 cm 20 Bina Nusantara

21 Jalannya sinar dengan pertolongan loupe dan mata tak
berakomodasi , benda sekan-akan di tak terhingga lensa flensa mata Perbesaran loupe : m = θ* / θ ……..(10) atau M = 25/f ……..(11) Kemampuan perbesaran dengan loupe sangat terbatas , yaitu sekitar 2 sampai 3 kali dikarenakan oleh aberasi sferis . Perbesaran ini dapat diperbaiki sedikit dengan mendekatkan lensa ke mata dan mengatur akomodasi mata (lihat gambar berikut). Θ* 21 Bina Nusantara

22 h ▪ Flensa d1 d mata ……(12) Θ* Θ* f 22 Bina Nusantara

23 Berfungsi untuk melihat benda-benda sangat kecil. Terdiri
(3). Mikroskop Berfungsi untuk melihat benda-benda sangat kecil. Terdiri atas dua lensa konvergen, yang disebut sebagai lensa objektif (dekat benda ) dan lensa Obyek berada diluar fokus lensa obyektif ,sedangkan bayangan berimpit dengan titilk fokus lensa okuler. Perbesaran mikroskop : ……..(13) X* = jarak antara F0 * dan F0C f1 = panjang fokus obyektif fOC = panjang fokus okuler 23 Bina Nusantara

24 Skema : Jalan berkas sinar (Mikroskop) mata
lensa okuler lensa obyektif obyek bayangan bayangan imajiner Skema : Jalan berkas sinar (Mikroskop) mata 24 Bina Nusantara

25 Teleskop digunakan untuk melihat benda-benda yang letaknya
jauh .baik yang berukuran besar maupun yang sulit diamati dengan mata biasa telanjang .Prinsip kerjanya adalah mendekatkan benda kepada pengamat . mata ● ● Skema : Jalan berkas sinar (Teleskop) Fob FoC FoC θ Θ* h 25 Bina Nusantara

26 fob = panjang fokus lensa obyektif foc = panjang fokus lemsa okuler
Perbesaran sudut : ………(14) fob = panjang fokus lensa obyektif foc = panjang fokus lemsa okuler 26 Bina Nusantara

27 Sampai Jumpa 27 Bina Nusantara