295
Ilmu Pengetahuan Alam VIII Cahaya
Sudut sinar datang i adalah sudut antara sinar datang dan garis normal. Sudut sinar bias r adalah sudut antara sinar bias dan garis normal. Garis normal
N adalah garis tegak lurus pada bidang batas antara dua medium. Besar sudut bias akan lebih kecil dibanding sudut datang, jika sinar datang
dari medium renggang ke medium rapat. Namun sebaliknya, jika sinar datang dari medium rapat ke renggang maka sudut bias akan lebih besar dibandingkan
dengan sudut datang.
Untuk mengamati peristiwa pembiasan cahaya, dapat digunakan sebuah lensa.
Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang lengkung atau
bidang lengkung dan bidang datar. Lensa ada dua macam, yaitu lensa cekung dan lensa cembung.
1. Pembiasan pada Lensa Cekung
Lensa cekung atau lensa konkaf
merupakan lensa yang bersifat menyebar- kan cahaya sehingga disebut sebagai lensa
divergen. Jari-jari kelengkungan lensa cekung bernilai negatif. Bagian-bagian dari
lensa cekung dapat kamu perhatikan pada gambar di samping.
a. O: titik pusat lensa
b. F
1
: titik fokus permukaan lensa cekung 1 c.
F
2
: titik fokus permukaan lensa cekung 2 Ada beberapa macam lensa cekung, yaitu lensa konveks konkaf,
lensa plan konkaf, dan lensa bikonkaf. Perhatikan gambar 22.11 di samping Lensa konveks konkaf adalah lensa yang salah satu
permukaannya berbentuk bidang cekung dan permukaan lainnya berbentuk bidang cembung. Lensa plan konkaf adalah lensa cekung
yang salah satu permukaannya berbentuk bidang datar. Sedangkan lensa bikonkaf adalah lensa cekung yang kedua permukaannya berupa
bidang cekung. Lensa cekung memiliki tiga sinar istimewa. Perhatikan gambar berikut
Gambar 22.10 Bagian-bagian lensa
cekung
Gambar 22.11 Macam-macam
lensa cekung
a b
c
Gambar 22.12 Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung a sinar datang sejajar sumbu utama, b sinar
datang melalui pusat optik, dan c sinar datang menuju titik fokus
2F
1
F
1
O F
2
2F
2
konveks konkaf
plan konkaf
bikonkaf
2F
1
F
1
O F
2
2F
2
-
2F
1
F
1
O F
2
2F
2
-
2F
1
F
1
O F
2
2F
2
-
Sinar-sinar istimewa tersebut adalah sebagai berikut. a.
Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.
b. Sinar datang melalui pusat optik akan diteruskan tanpa dibiaskan.
c. Sinar datang menuju titik fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
Persamaan yang berlaku pada lensa cekung adalah sebagai berikut.
Lensa
-
Lensa Cekung
Di unduh dari : Bukupaket.com
296
Ilmu Pengetahuan Alam VIII Cahaya
c 1
1 1
= s
s f
. . . 22.5 Perbesaran pada lensa cekung dapat dicari dengan menggunakan rumus:
c c
= s
h M =
s h
Sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung sama dengan sifat bayangan pada cermin.
Lensa cekung memiliki kemampuan untuk menyebarkan sinar. Kemampuan ini disebut
kekuatan lensa . Semakin kecil jarak fokus lensa,
semakin besar kekuatan lensa untuk menyebarkan sinar. Kekuatan lensa cekung dirumuskan sebagai berikut.
P = f
1
. . . 22.6
Keterangan:
P : kekuatan lensa dioptri f : fokus lensa m
Untuk membantumu memahami penerapan matematis rumus-rumus di atas, simaklah contoh soal berikut
Contoh Soal
1. Sebuah benda setinggi 1 cm berada di depan lensa cekung dengan fokus 2 cm. Jika
jarak benda 4 cm maka tentukanlah: a.
jarak bayangan, b.
perbesaran, c.
tinggi bayangan, d.
sifat, dan e.
lukis jalannya sinar
Penyelesaian:
Diketahui: s = 4 cm
h = 1 cm f = 2 cm
Ditanyakan: a.
s =...? b.
M =...? c.
h =...? d.
Sifat bayangan =...? e.
Jalannya sinar =...? Jawab:
a.
c f
s s
1 1
1 =
+
Kekuatan Lensa
Di unduh dari : Bukupaket.com
297
Ilmu Pengetahuan Alam VIII Cahaya
c s
1 1
1 =
+ -2
4 c
s 1
1 1
= -2
4 c
3 1
- =
4 s
s =
4 -
3
cm = -1,3 cm Jadi, jarak bayangannya 1,3 cm di belakang lensa.
b. M =
c s
s
M =
-1,3 4
M =
1 3
kali Jadi, perbesaran lensa tersebut adalah
1 3
. c.
M =
c h
h 1
3
=
c h
1
h =
1 3
cm = 0,3 cm Jadi, tinggi bayangannya 0,3 cm.
d. Sifat:
- karena s - maka bayangan bersifat maya dan tegak.
- karena M =
1 3
maka bayangan lebih kecil diperkecil. e.
Lukisan jalannya sinar pada lensa cekung tersebut adalah sebagai berikut.
A A’
2F
1
F
1
B B’
2F
2
F
2
Di unduh dari : Bukupaket.com
298
Ilmu Pengetahuan Alam VIII Cahaya
2. Sebuah lensa cekung mempunyai fokus 20 cm. Tentukan kekuatan lensanya
Penyelesaian:
Diketahui: f = 20 cm
Ditanyakan: P = . . .? Jawab:
P = f
1 1
-0,2 P =
P = -5 dioptri Jadi, kekuatan lensa cekung tersebut adalah -5 dioptri.
Gambar 22.13 Bagian-bagian lensa
cembung
Gambar 22.14 Macam-
macam lensa cembung
konkaf konveks
plan konveks
bikonveks
a b
c
Gambar 22.15 Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung a sinar datang sejajar sumbu utama, b
sinar datang melalui pusat optik, dan c sinar datang melalui fokus depan lensa
2. Pembiasan pada Lensa Cembung
