Konsep 3 Sinar Istimewa Pada Lensa Cekung Yang Perlu Kau Tahu
Lensa cekung atau lensa konkaf ialah lensa yang permukaan lengkungnya menghadap ke dalam. Ciri utama lensa cekung ialah bab tengah lebih tipis daripada bab pinggir atau tepi. Sama menyerupai lensa cembung, lensa cekung juga mempunyai dua sebutan, yaitu lensa divergen dan lensa negatif. Disebut lensa divergen alasannya ialah berkas-berkas sinar tiba yang sejajar sumbu utama akan dibiaskan menyebar, dan perpanjangan sinar-sinar bias tersebut akan menuju pada satu titik, yaitu di titik fokus depan lensa.
Pada lensa cekung, sinar-sinar bias tidak pernah berpotongan, yang berpotongan ialah perpanjangan sinar-sinar bias. Titik fokus kawasan berpotongan perpanjangan sinar-sinar bias terletak di depan lensa, maka fokus lensa cekung ialah fokus maya. Sehingga jarak fokus lensa cekung selalu bertanda negatif. Oleh alasannya ialah itu, lensa cekung disebut juga lensa negatif.
Jika pada lensa cembung, letak dan sifat bayangan bergantung pada posisi benda, maka pada lensa cekung, letak dan sifat bayangan selalu sama tidak dipengaruhi oleh posisi benda. Letak bayangan pada lensa cekung selalu berada di antara titik sentra optik lensa (O) dan titik fokus depan lensa (F1). Sedangkan sifat bayangan yang dibuat lensa cembung selalu maya, tegak, dan diperkecil.
Meskipun posisi benda tidak mempengaruhi sifat bayangan, tetapi jauh dekatnya benda terhadap lensa mempengaruhi perbesaran bayangan (M). Semakin jauh letak benda maka perbesaran bayangan semakin kecil alhasil bayangan yang terbentuk pun akan semakin kecil. Begitu pula sebaliknya, semakin erat letak benda maka perbesaran bayangan semakin besar (tidak lebih dari 1) sehingga bayangan semakin besar meski tidak sebesar objek aslinya.
Bayangan sebuah objek oleh lensa cekung sanggup ditentukan dengan cara melukiskan 2 dari 3 sinar istimewa pada lensa cembung. Lalu apakah yang dimaksud dengan sinar istimewa? Kenapa disebut istimewa? Pada kesempatan kali ini, kita akan berguru perihal konsep sinar istimewa pada lensa cembung.
Konsep yang dimaksud di atas ialah bagaimana cara menjelaskan terjadinya sinar istimewa tersebut. Terdapat tiga konsep utama yang dipakai untuk menjelaskan jalannya sinar-sinar istimewa pada lensa cekung, yaitu Hukum Pembiasan (Hukum Snellius), konsep garis normal dan konsep pembiasan ganda. Untuk itu silahkan kalian simak baik-baik klarifikasi berikut ini.
Hukum Pembiasan Cahaya
Hukum pembiasan cahaya pertama kali dinyatakan oleh Willebrord Snellius, spesialis Fisika berkebangsaan Belanda. Berdasarkan hasil percobaannya, Snellius mengemukakan Hukum Pembiasan yang berbunyi sebagai berikut.
■ Sinar datang, garis normal dan sinar bias terletak dalam satu bidang datar.
■ Perbandingan sinus sudut tiba dengan sinus sudut bias pada dua medium yang berbeda merupakan bilangan tetap.
Secara matematis, pernyataan Hukum Snellius yang kedua di atas sanggup dituliskan dalam bentuk persamaan berikut.
n1 sin i = n2 sin r |
Keterangan:
n1 = indeks bias mutlak medium 1
n2 = indeks bias mutlak medium 2
n21 = indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1
i = sudut tiba pada medium 1
r = sudut bia pada medium 2
Selain kedua pernyataan Hukum Snellius di atas, masih ada hal lain yang berlaku pada kejadian pembiasan cahaya, yaitu sebagai berikut.
1) Jika sinar tiba dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Ini berarti, sudut bias lebih kecil daripada sudut datangnya (r < i).
2) Jika sinar tiba dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat, cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal. Jadi, sudut tiba lebih kecil dari sudut bias (i < r).
3) Jika sinar tiba tegak lurus batas dua medium, maka sinar tidak dibiaskan melainkan diteruskan.
Konsep Garis Normal
Jika ditinjau secara dua dimensi (2D), lensa cekung terbentuk dari sebuah segi empat yang bab sisi kiri dan kanan diiris oleh sebuah bulat dengan jarak tertentu terhadap titik tengah segi empat. Supaya lebih jelas, perhatikan gambar berikut ini.
Apabila bulat pertama digeser ke kanan sampai ujungnya sempurna berada di titik tengah lensa cekung dan bulat kedua digeser ke kiri sampai ujungnya sempurna berada di titik tengah lensa, maka yang dimaksud dengan titik sentra bidang lengkung lensa (P1 dan P2) ialah titik tengah kedua bulat tersebut. Lalu titik yang letaknya setengah dari panjang diameter kedua bulat merupakan titik fokus lensa (F1 dan F2). Perhatikan gambar berikut.
Dari gambar di atas, garis putus-putus bewarna ungu yang berasal dari titik P1 menuju lensa cembung merupakan garis normal 1. Garis normal 1 ini berfungsi sebagai pola dalam membiaskan sinar tiba yang tiba dari udara menuju bidang lensa. Sedangkan garis putus-putus bewarna biru yang berasal dari titik P2 menuju lensa cekung ialah garis normal 2. Garis normal 2 berfungsi sebagai pola dalam membiaskan sinar dari dalam lensa menuju ke udara luar.
Konsep Pembiasan Ganda
Sebenarnya pada lensa cekung yang mempunyai ketebalan tertentu, terjadi dua kali proses pembiasan cahaya. Pertama pembiasan dari udara (jika medium pertama udara) ke beling (jika lensa terbuat dari kaca) dan kedua pembiasan dari beling ke udara. Dengan demikian terjadi pembiasan ganda yaitu dari udara → kaca → udara. Konsep pembiasan ganda pada lensa cembumg sama dengan pembiasan cahaya pada prisma. Perhatikan gambar berikut.
Seberkas sinar tiba sejajar sumbu utama menuju permukaan pertama lensa cekung yang terbuat dari kaca. Karena indeks bias udara lebih kecil daripada indeks bias kaca, maka sinar dibiaskan mendekati garis normal ungu. Kemudian, sinar bergerak menuju permukaan kedua lensa cekung dan keluar kembali ke udara. Karena indeks bias beling lebih besar dari indeks supaya udara, maka sinar ini dibiaskan menjauhi garis normal biru. Kemudian, apabila kita perpanjang garis sinar bias terakhir ini, maka akan bertemu di titik F1. Sehingga seperti sinar bias berasal dari titik fokus depan lensa cekung.
Jadi, telah terperinci bahwa pada lensa cekung bergotong-royong terjadi dua kali proses pembiasan. Namun satu hal yang perlu kalian ketahui ialah lensa cekung berbeda dengan prisma. Pada lensa cekung, jarak antara dua permukaan lengkungnya sangat kecil, sehingga dalam melukiskan kejadian pembiasan cahaya pada lensa cekung, hanya digambarkan satu kali pembiasan. Dan bagi yang tidak tahu konsepnya, ini seperti hanya terjadi satu kali pembiasan.
Sinar-Sinar Istimewa Lensa Cekung
Dengan memakai Hukum Pembiasan Cahaya, konsep garis normal dan konsep pembiasan ganda pada lensa cekung, maka menurut percobaan diperoleh tiga sinar istimewa pada lensa cekung. Yang dimaksud sinar istimewa ialah sinar-sinar tiba dan bias yang berafiliasi eksklusif dengan sumbu utama, titik fokus, dan titik sentra optik lensa. Adapun tiga sinar istimewa ada lensa cekung antara lain sebagai berikut.
■ Sinar istimewa 1: Sinar tiba sejajar sumbu utama akan dibiaskan seperti berasal dari titik fokus (F1) di depan lensa.
■ Sinar istimewa 2: Sinar tiba yang seperti menuju titik fokus (F2) di belakang lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
■ Sinar istimewa 3: Sinar yang tiba melewati sentra optik lensa (O) akan tidak dibiaskan melainkan diteruskan.
Referensi:
Tidak ada komentar untuk "Konsep 3 Sinar Istimewa Pada Lensa Cekung Yang Perlu Kau Tahu"
Posting Komentar