Rumus Lensa Cekung dan Contoh Soal

Rumus Lensa Cekung dan Contoh Soal – Secara umum, jika kita berbicara mengenai lensa akan kita dapatkan dua jenis lensa utama, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Kedua lensa tersebut merupakan lensa yang dapat kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Umumnya, lensa-lensa ini berbentuk lingkaran dan terdapat beberapa yang tidak berbentuk lingkaran. Lensa pada dasarnya adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya yang biasanya dibentuk dari sepotong gelas. Lensa dapat dikonstruksikan berdasarkan bidang antarmuka yang melengkung dan berhubungan dengan beberapa notasi radius. Macam-macam notasi pada lensa akan memberikan pengaruh, khususnya dalam pembagian jenis lensanya. Hal ini juga akan mempengaruhi kemampuan yang dimiliki lensa yang pada umumnya digunakan untuk membiaskan cahaya.

Berdasarkan bentuknya, terdapat lensa cekung dan lensa cembung. Lensa cekung memiliki bentuk yang sama seperti lensa cembung. Umumnya, terbuat dari kaca atau plastik sehingga lensa memiliki fungsi dengan penerapan indeks bias lebih besar daripada indeks bias udara. Namun, keduanya memiliki manfaat, penggunaan, dan penerapan yang berbeda satu sama lain.

Lensa cekung dapat dikatakan sebagai kebalikan dari lensa cembung. Lensa cekung juga memiliki karakteristik yang berbeda dengan lensa cembung. Dalam kehidupan sehari-hari, lensa cekung dapat membantu orang yang menderita rabun jauh atau miopi untuk membantu panca indra ketika melihat.

Baca juga: Rumus Lensa Cembung dan Contoh Soal

Pada pembahasan kali ini, kalian akan mempelajari mengenai salah satu jenis dari lensa, yaitu lensa cekung dengan memahami beberapa rumus dan contoh soalnya. Berikut pembahasannya.

Pengertian Lensa Cekung

Lensa cekung adalah salah satu jenis lensa yang permukaan lengkungnya menghadap ke dalam. Lensa cekung memiliki ciri utama pada bagian tengahnya yang lebih tipis daripada bagian pinggir atau tepi. Lensa cekung biasanya berbentuk lingkaran, walaupun ada juga lensa cekung yang tidak berupa lingkaran. Sama halnya seperti lensa cembung, umumnya lensa cekung juga terbuat dari kaca atau plastik sehingga lensa memiliki indeks bias lebih besar daripada indeks bias udara.

Cahaya yang datang pada lensa cekung akan memiliki indeks bias yang lebih besar dari udara sehingga cahaya tersebut akan melewati permukaan lensa dan mengalami pembiasaan. Pembiasan pada lensa cekung memiliki sifat menyebarkan sinar (divergen) karena sinar-sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dibiaskan menyebar ke segala arah secara teratur.

Biasanya, cahaya yang melalui lensa cekung akan dibelokkan ke arah tepi dan menjauhi sumbu lensa. Dengan begitu, cahaya yang datang biasanya akan sejajar dan sinarnya akan menyebar seolah berasal dari satu titik fokus. Pada lensa cekung, titik fokusnya terletak di sisi yang sama dengan datangnya sinar sehingga memiliki sifat maya atau semu dan memiliki nilai negatif. Lensa cekung mempunyai dua titik fokus (F₁) yang berada di depan lensa dan titik fokus pasif (F₂) berada di belakang lensa. Dengan adanya titik fokus aktif lensa cekung (F₁) terletak di depan lensa maka fokus aktif lensa cekung adalah fokus maya (semu) sehingga jarak fokus lensa cekung (f) selalu berharga negatif (−). Oleh karena itu, lensa cekung disebut juga sebagai lensa negatif.

Baca juga: Komponen Biotik dan Abiotik Beserta Contohnya

Bagian-bagian pada lensa cekung dapat kalian lihat pada gambar berikut ini.

Keterangan:

P1 dan P2	=	Titik pusat bidang lengkung lensa
P1P2	=	Sumbu utama lensa
R1 dan R2	=	Jari-jari kelengkungan permukaan lensa
O	=	Pusat optik lensa
OP1 dan OP2	=	Jari-jari kelengkungan (R)
F1 dan F2	=	Titik api (titik fokus) lensa
OF1 dan OF2	=	Jarak fokus lensa (f)

Dapat disimpulkan bahwa lensa cekung memiliki karakteristik sebagai berikut.

1. Bersifat divergen atau menyebarkan cahaya.
2. Fokusnya memiliki nilai negatif.
3. Sifat bayangannya adalah maya, tegak, serta diperkecil.
4. Bentuk lensa terdiri atas bikonkaf (cekung – cekung), plankokaf (cekung – datar), dan konveks – konkaf (cekung – cembung).

Baca juga: Komponen pada Ekosistem Kolam dan Contohnya

Proses Pembentukan Bayangan Lensa Cekung

Proses pembentukan bayangan pada lensa cekung terjadi akibat adanya sinar-sinar istimewa. Pada lensa cekung terdapat beberapa sinar-sinar istimewa yang dapat dijadikan sebagai acuan dalam proses pembentukan bayangannya. Berikut akan digambarkan beberapa sinar istimewa dari lensa cekung.

Keterangan:

1. Sinar istimewa 1: Sinar yang datang dapat sejajar dengan sumbu utama yang akan dibiaskan. Hal ini seolah-olah berasal dari titik fokus atau F₁ di depan lensa.
2. Sinar istimewa 2: Sinar yang datang seolah-olah menuju titik fokus pada F₂ di belakang lensa yang kemudian akan dibiaskan sehingga sejajar sumbu utama.
3. Sinar istimewa 3: Sinar yang datang akan melewati pusat optik lensa atau O yang tidak akan dibiaskan dan akan diteruskan.

Baca juga: Perkalian Vektor Matematika dan Contoh Soal

Dengan adanya sinar istimewa, lensa cekung akan dapat melukiskan bayangan sehingga membentuk sifat bayangan.  Sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung selalu sama tidak dipengaruhi oleh letak atau posisi benda di depan lensa. Berikut gambarannya.

1. Benda terletak di antara titik pusat atau O dan titik fokus atau F₁

Benda yang dietakkan di antara titik pusat atau O dan titik fokus atau F₁ dapat menggunakan sinar istimewa pertama dan kedua. Dengan begitu, akan diperoleh bayangan yang bersifat maya, tegak, dan diperkecil. Letak bayangan dapat berapa di depan lensa, tepatnya di titik pusat optik lensa dan titik fokus seperti gambar berikut.

2. Benda terletak di antara titik F₁ dan P₁

Benda yang dietakkan di antara titik fokus dan pusat kelengkungan dapat menggunakan sinar istimewa pertama dan ketiga. Dengan begitu, dapat diperoleh bayangan yang bersifat maya, tegak dan diperkecil. Letak bayangan berada di depan lensa yaitu di titik pusat optik lensa (O) dan titik fokus (F₁) seperti gambar berikut.

3. Benda terletak lebih jauh dari titik P₁

Benda yang dietakkan lebih jauh dari titik pusat kelengkungan lensa P₁ dapat menggunakan sinar istimewa kedua dan ketiga. Dengan begitu, dapat diperoleh bayangan yang bersifat maya, tegak dan diperkecil. Letak bayangan berada di depan lensa yaitu di titik pusat optik lensa (O) dan titik fokus (F₁) seperti berikut.

Baca juga: Satuan Jumlah Zat dan Alat Ukur

Rumus Lensa Cekung

Sebuah lensa cekung dapat dicari perhitungannya berdasarkan beberapa rumus pokok. Rumus pokok pada lensa cekung akan dipaparkan sebagai berikut.

1. Rumus Hubungan Jarak Fokus dengan Jari-Jari Kelengkungan Lensa

Jarak fokus dan jari-jari kelengkungan lensa memiliki hubungan serta dapat diaplikasikan pada rumus berikut.

R = 2 f

f = ½ R

Keterangan:

f = jarak fokus

R = jari-jari lensa

2. Rumus Hubungan Jarak Benda, Jarak Bayangan Dengan Jarak Fokus Atau Jari-Jari Kelengkungan Lensa

Pada lensa cembung, hubungan antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’) akan menghasilkan jarak fokus (f) yang diaplikasikan sebagai berikut.

Dalam penghitungan rumus ini, perlu diperhatikan beberapa hal berikut.

• Pada lensa cekung, tanda jarak fokus selalu bernilai negatif yang disebabkan adanya titik fokus aktif yang terletak di depan lensa.
• Titik fokus lensa cekung merupakan titik fokus maya.
• Benda nyata yang terdapat di lensa cekung selalu terbentuk bayangan maya.
• Nilai s’ pada lensa cekung selalu bernilai negatif.

3. Rumus Perbesaran Bayangan

Pada lensa cekung, perbesaran bayangan dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi benda. Selain itu, dapat diartikan sebagai perbandingan antara jarak bayangan dengan jarak benda yang dapat digambarkan seperti berikut.

Bayangan dapat terbalik dengan nilai h’ bernilai negatif. Apabila bayangan maya terletak di depan lensa menjadikan s’ bernilai positif. Dengan begitu, nilai perbesaran bayangan harus positif dan diberi tanda mutlak.

4. Rumus Kekuatan Lensa

Lensa cekung memiliki kemampuan yang berbeda dalam mengumpulkan atau menyebarkan berkas sinar yang ditangkapnya. Hal ini menjadikan dimensi kuat lensa cekung yang digunakan untuk mengumpulkan atau menyebarkan sinar yang bersifat divergen. Kekuatan lensa cekung dengan sifatnya yang divergen menjadikan kemampuan lensa dalam menyebarkan sinar.

Umumnya, kekuatan lensa memiliki satuan dioptri yang berbanding terbalik dengan jarak fokus lensa dalam satuan meter. Berikut rumusnya.

Baca juga: Rumus Periode Gelombang dan Contoh Soal

Contoh Soal

Setelah mempelajari materi mengenai lensa cekung dan beberapa rumusnya, kalian dapat memahaminya lebih dalam dengan pembahasan contoh soal berikut.