CERMIN DAN LENSA
Tujuan
Dapat menentukan jarak titik api cermin cekung dan cembung
Dapat menentukan jarak titik api lensa positif dan lensa negatif
Dapat menentukan daya lensa posistif dan lensa negatif
Teori
Sifat Cahaya
Seberkas cahaya yang merambat melalui medium yang sama maka arah rambatnya akan berupa garis lurus. Jika melalui medium yang berbeda maka akan dibiaskan, yaitu pembelokan cahaya karena merambat melalui dua jenis zat yang kerapatannya berbeda.
Apabila gelombang cahaya merambat dan menumbuk dinding penghalang, maka cahaya akan dipantulkan. Pemantulan cahaya yang terjadi pada cermin datar sifat bayangannya maya dan sama besar, sedangkan pada cermin cekung dan cembung akan dibuktikan dalam percobaan praktikum.
Cermin Cekung dan Cembung
Cermin cekung adalah cermin yang permukaan pantulnya melengkung seperti bagian dalam permukaan bola yang dipotong. Bagian-bagian dari sebuah cermin cekung seperti terlihat pada gambar dibawah. P adalah titik pusat kelengkungan cermin dengan jari-jari R, sedangkan F adalah titik fokus cermin yang jaraknya setengah OP, sehingga :
Cermin cekung memiliki sifat dapat mengumpulkan cahaya (konvergen).
fRFPOsumbuutamafRFPOsumbuutamaFPOFPO
f
R
F
P
O
sumbu
utama
f
R
F
P
O
sumbu
utama
F
P
O
F
P
O
Bagian-bagian Cermin Cekung Cahaya Konvergen
Pada cermin cembung bagian yang memantulkan cahaya adalah bagian luar dari permukaan lengkung. Cermin cembung memiliki sifat dapat menyebarkan cahaya (divergen). Dengan demikian, jika terdapat seberkas cahaya sejajar mengenai permukaan cermin cembung, maka cahaya tersebut akan dipantulkan menyebar.
FPFP
F
P
F
P
Cahaya Devergen
Lensa Cekung dan Cembung
Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis dari pada bagian pinggirnya. Lensa cekung terdiri atas 3 macam bentuk, yaitu lensa bikonkaf (cekung rangkap), plan konkaf (cekung datar), konveks konkaf (cekung-cembung).
Lensa cekung disebut juga lensa negative (-), yang memiliki sifat dapat menyebarkan cahaya (divergen). Apabila seberkas cahaya sejajar sumbu utama mengenai permukaan lensa cekung, maka berkas cahaya tersebut akan dibiaskan menyebar seolah-olah berasal dari satu titik, yaitu titik fokus.
Untuk lebih mudah dalam melukiskan bayangan benda, maka lensa cekung dapat digambarkan berupa garis tegak lurus terhadap sumbu utama dan diberi tanda negatip (-) di bagian atas garis.
Lensa Divergen
Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tebal dari bagian pinggirnya. Lensa cembung terdiri dari tiga macam bentuk, yaitu lensa bikonveks (cembung rangkap), plan konveks (cembung datar), dan konkaf konveks (cembung-cekung). Lensa cembung memiliki dua permukaan lengkung, sehingga terdapat dua titik pusat kelengkungan, yaitu P1 dan P2, dan dua titik fokus, yaitu F1 dan F2.
Lensa cembung disebut juga lensa positip (+) yang memiliki sifat dapat mengumpulkan cahaya (konvergen). Apabila ada seberkas cahaya sejajar sumbu utama mengenai permukaan lensa, maka berkas cahaya tersebut akan dibiaskan melalui satu titik. Titik dimana cahaya mengumpul disebut titik fokus.
sumbu utamaF1F2P1P2sumbu utamaF1F2P1P2
sumbu
utama
F1
F2
P1
P2
sumbu
utama
F1
F2
P1
P2
Lensa Konvergen
Untuk lebih mempermudah dalam melukiskan bayangan benda, lensa cembung digambarkan dengan garis tegak lurus terhadap sumbu utama dan diberi tanda positip (+) di bagian atas garis.
Jika jarak benda ke lensa adalah S0, jarak fokus ke lensa adalah f, dan jarak lensa ke bayangan yang terbentuk adalah S1, maka diperoleh hubungan sebagai berikut :
(1)
Oleh karena , maka
dimana : f = jarak fokus ke lensa S0 = jarak benda ke lensa
S1 = jarak bayangan ke lensa R = jari-jari lensa
Perbandingan antara jarak bayangan ke lensa (S1) dengan jarak benda ke lensa (S0) atau perbandingan antara tinggi bayangan (h1) dengan tinggi benda (h0) disebut perbesaran bayangan (M), yang besarnya dapat dihitung dengan persamaan :
(2)
Daya atau kekuatan lensa adalah kemampuan lensa untuk mengumpulkan atau menyebarkan berkas cahaya. Daya lensa dinyatakan dalam satuan dioptri yang dinyatakan dengan persamaan berikut :
(3)
dimana : D = daya lensa (dioptri)
f = jarak fokus (m)
Metode Percobaan
Alat dan susunan alat :
Sumber cahaya
Obyek/benda
Lensa
Layar
Meja optik
5234S0S115234S0S11
5
2
3
4
S0
S1
1
5
2
3
4
S0
S1
1
Gambar Susunan Peralatan
Prosedur Percobaan :
Susunlah peralatan percobaan seperti gambar diatas
Pilih (tentukan) jarak benda (S0) dan aturlah layar sedemikian rupa, sehingga diperoleh bayangan tajam, lalu amati dan catat jarak bayangan (S1)
Ulangi langkah (2) untuk jarak benda yang berbeda menggunakan cermin dan lensa yang berbeda.
Analisa Data
Dari persamaan (1) buatlah grafik hubungan antara vs , dan hitunglah panjang fokus (f) cermin dan lensa.
Hitunglah perbesaran bayangan (M) cermin dan lensa.
Tentukan daya lensa (D).
Soal-soal Latihan
Jelaskan bayangan sejati atau maya yang terbentuk oleh lensa?
Jelaskan yang dimaksud titik api pertama dan kedua?
