Lensa Cembung

Pernahkah kalian melihat kaca pembesar (lup) di rumah atau di sekolahmu? Biasanya untuk melihat benda benda yang kecil digunakan kaca pembesar (lup) sehingga benda kecil tersebut dapat terlihat dengan jelas. Kaca pembesar (lup) termasuk ke dalam lensa cembung.

Kaca Pembesar (Lup)

Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tebal daripada bagian pinggirnya. Lensa cembung terdiri dari beberapa bentuk, yaitu :1) Bikonveks atau cembung cembung.2) Plankonveks atau cembung - datar.3) Konkaf-konveks atau cembung - cekung.

Bentuk - bentuk Lensa Cembung

Pada lensa cembung, sinar dapat datang dari dua arah, sehingga pada lensa terdapatdua titik fokus. Kita tetapkan bagian lensa cembung tempat datangnya sinar sebagai bagian depan, dan bagian lensa cembung tempat sinar dibiaskan sebagai bagian belakang.

Pembiasan sinar pada lensa cembung

Titik fokus yang berada di depan lensa cembung disebuttitik fokus maya, sedangkan titik fokus yang berada di belakang lensa cembung disebuttitik fokus sejati. Kita tetapkan juga bahwa titik fokus tempat sinar sinar dibiaskan sebagai fokus aktif (diberi lambang F1) dan titik fokus lainnya ditetapkan sebagai fokus pasif (diberi lambang F2)

Pada lensa cembung, seperti terlihat pada , sinar sinar datang yang sejajar sumbu utama dibiaskan menuju satu titik pada sumbu utama yang disebut titik fokus. Karena sinar sinar yang datang melalui lensa cembung selalu dibiaskan menuju ke satu titik maka lensa cembung disebutlensa konvergen(lensa yang bersifat mengumpulkan ).

Selain itu, titik fokus tempat berpotongnya sinar sinar bias selalu berada di bagian belakang lensa cembung maka fokus lensa cembung adalah fokus sejati, sehingga jarak fokus lensa cembung selalu bertandapositif. Oleh karena itu lensa cembung disebut jugalensa positif.

Foto pembiasan sinar sinar sejajar pada lensa cembung

Foto di atas menunjukkan bahwa pembiasan pada lensa cembung selalu bersifatmengumpul. Oleh karena itu, lensa cembung disebut jugalensa konvergen.

LensaDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebasBelum Diperiksa

sebuah lensaLensaatau sering disebutkantaadalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkancahaya, biasanya dibentuk dari sepotonggelasyang dibentuk. Alat sejenis digunakan dengan jenis lain dariradiasi elektromagnetikjuga disebut lensa, misalnya, sebuah lensagelombang mikrodapat dibuat dari "paraffin wax".Lensa paling awal tercatat diYunani Kuno, dengan sandiwaraAristophanesThe Clouds(424 SM) menyebutkan sebuahgelas-pembakar(sebuahlensa cembungdigunakan untuk memfokuskan cahaya matahari untuk menciptakan api).TulisanPliny the Elder(23-79) juga menunjukan bahwa gelas-pembakar juga dikenalKekaisaran Roma, dan disebut juga apa yang kemungkinan adalah sebuah penggunaan pertama darilensa pembetul:Nerojuga diketahui menontongladiatormelalui sebuahemeraldberbentuk cekung (kemungkinan untuk memperbaikimyopia).Seneca the Younger(3 SM-65) menjelaskan efek pembesaran dari sebuah gelas bulat yang diisi olehair. Matematikawan muslim berkebangsaanArabAlhazen (Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham), (965-1038) menulis teori optikal pertama dan utama yang menjelaskan bahwalensadimatamanusia membentuk sebuah gambar diretina. Penyebaran penggunaan lensa tidak terjadi sampai penemuankaca mata, mungkin diItaliapada1280-an.Daftar isi[sembunyikan] 1Konstruksi 1.1Lensa sederhana 1.1.1Lensa cembung 1.1.2Lensa cekung 1.1.3Lensa meniskus 1.1.4Lensa tipis 1.2Lensa asperis 1.3Lensa aksikon 1.4Lensa Fresnel 1.5Lensa fotokromik 1.6Lensa silindris 1.7Lensa komposit 1.7.1Lensa doublet 1.7.2Lensa Barlow 1.7.3Lensa Cooke triplet 1.7.4Lensa Dialyt 2Referensi 3Bacaan lain 4Lihat pula 5Pranala luar 6SimulasiKonstruksi[sunting|sunting sumber]Konstruksi lensa yang paling umum adalahlensa speris(en:spherical lens), yaitu lensa dengan bidangantarmukayang melengkung speris (en:spherical curvature), yaitu kelengkungan bidang permukaan bola denganradius speris(en:radius of curvature) tertentu. Notasi radius yang digunakan adalah R, akan bernilai positif saatantarmukamelengkung keluar menjauhi titik pusat lensa dan disebut antarmuka cembung (en:convex). Notasi negatif akan digunakan untuk antarmuka cekung (en:concave) yang melengkung ke dalam mendekati titik pusat lensa.Lensa sederhana[sunting|sunting sumber]

1- Symmetrical double convex lens.2- Asymmetrical double-convex lens3- Plano- convex lens.4- Positive meniscus lens.5- Symmetrical biconcave lens.6- Asymmetrical biconcave lens.7- Plano-concave lens.8- Negative meniscus lens.Lensa sederhana(en:simple lens,singlet lens) atau sering disebutlensasaja adalah sebuah lensa tunggal speris.Lensa sederhana dibedakan berdasarkan kelengkungan kedua bidang antarmukanya. Sebuahlensa cembung(en:biconvex lens) mempunyai dua bidang antarmuka yang cembung, lensa dengan dua bidang cekung disebutlensa cekung(en:biconcave lens). Jika salah satu bidang antarmuka datar (mempunyai radius yang tak berhingga), maka lensa tersebut disebutlensa plano cembungataulensa plano cekung.Lensa cembung cekungmempunyai satu bidang antarmuka cekung dan satu bidang antarmuka cembung, juga sering disebutlensa meniskus(en:meniscus lens).Lensa sederhana sangat rentan terhadap aberasi kromatik dan aberasi optis lainnya.Lensa cembung[sunting|sunting sumber]

Diagram penelusuran sinar untuk sebuah lensa konvergen

Lensa cekungPada lensa cembung, sinar yang merambat melalui kedua antarmuka akan dibiaskan (terfokus) menuju ke satu titik pada sumbu optis lensa, yang disebutjarak fokus(en:focal length). Lensa cembung dalam bahasa Inggris juga disebutpositive lensatauconverging lens. Lensa cembung membentukfocal pointpada sisi berlawanan dengan persamaanlens maker:[1]

di mana: adalah jarakcitradan sesuai konvensi, bernilai negatif pada sisi yang sama dengan subyek[1] The focal length f adalah 'rentang focal, bernilai negatif untuklensaconcavedan persamaan magnifikasilensa:

Lensa cekung[sunting|sunting sumber]Pada lensa cekung, sinar yang merambat akan dibiaskan menjauhi sumbu optis lensa dengan proyeksi imajiner sinar menuju ke satu titik, seperti pada gambar.Lensa meniskus[sunting|sunting sumber]Lensa meniskus (en:meniscus lens,ophthalmic lens) ataulensa cembung cekung, dapat berupa lensa positif atau negatif yang bergantung pada radius speris kedua bidang antarmuka. Pada nilai radius speris yang sama besar, sinar yang merambat tidak akan dibiaskan. Lensa meniskus positif akan membiaskan sinar seperti lensa cembung, lensa ini mempunyai bidang antarmuka cembung dengan radius speris yang lebih kecil. Sebaliknya lensa meniskus negatif mempunyai bidang antarmuka cekung dengan radius speris yang lebih kecil.Lensa tipis[sunting|sunting sumber]Lensa tipis(en:thin lens) adalah sebuah lensa dengan ketebalan yang sangat kecil jika dibandingkan dengan nilaijarak fokusnya.Lensa asperis[sunting|sunting sumber]

Sebuah lensa cembung asperis.

1: Penampang lensa Fresnel2: Penampang lensa plano konveks dengan daya yang samaLensa asperis(en:aspheric lens,asphere) yang mempunyai bidang antarmuka dengan kelengkungan bidang yang bukan merupakan bidang permukaan bola. Sebuah lensa asperis dapat mengurangiaberasi sperisatauaberasi optislainnya, atau menggantikan kinerja beberapa jajaran lensa.Lensa aksikon[sunting|sunting sumber]Lensa aksikon(en:axicon lens) adalah lensa dengan bidang antarmuka berbentuk kerucut. Lensa aksikon akan memproyeksikan sebuah titik menjadi garis sepanjang sumbu optis, dan mengubah sinarlasermenjadi bentuk cincin.[2]Lensa ini dapat dipergunakan untuk mengubahsorot Gaussmenjadi sepertisorot Besseldengan efekdifraksiyang sangat kecil.[3][4]Lensa Fresnel[sunting|sunting sumber]Lensa Fresneladalah sebuah lensa yang dikembangkan oleh seorang fisikawan berkebangsaan Perancis,Augustin Jean Fresneluntuk aplikasi padamercusuar. Konstruksi lensa didesain dengan panjang fokus yang pendek, jarak fokus tak terhingga dan tebal lensa yang sangat tipis jika dibandingkan dengan lensa konvensional, agar dapat melewatkan lebih banyakcahayasehingga lampu mercusuar dapat terlihat dari jarak yang lebih jauh.Menurut majalah Smithsonian, lensa Fresnel yang pertama digunakan pada tahun 1823 padamercusuar Cordouandi tanjungmuara Gironde, sinar cahaya yang dipancarkan mampu terlihat dari jarak 20 mil (32 km).[5]Seorang fisikawanSkotlandia,Sir David Brewster, memperkenalkan lensa ini untuk digunakan pada seluruh mercusuar di daratanInggris.[6][7]Sebelum lensa Fresnel ditemukan, ide untuk membuat lensa yang lebih tipis dan ringan yang tersusun dari beberapa bagian terpisah dalam sebuah bingkai, sering disebut sebagai ide dariGeorges Louis LeclercdanComte de Buffon.[8]Fresnelmenyempurnakan penyusunan lensa-lensa konsentrik tersebut berdasarkan perhitunganzona Fresnel.Lensa Fresnel terbagi menjadi 6 kategori berdasarkan panjang fokusnya. Kategori yang pertama merupakan lensa yang terbesar dengan panjang fokus 920 mm (36 inci). Kategori yang terakhir dengan lensa terkecil mempunyai panjang fokus 150 mm (5,9 inci).[9][10][11]Pengembangan lensa Fresnel lebih lanjut menambahkan dua kategori lensa yang baru yaitulensa Fresnel mesoradialdanhyper radial.Lensa fotokromik[sunting|sunting sumber]Lensa fotokromik(en:photochromic lens) adalah lensa yang menjadi gelap saat terpajan (terpapar)sinarultraviolet. Lensa perlahan kembali menjadi jernih seiring sirnanya pajanan sinar UV tersebut.Lensa silindris[sunting|sunting sumber]Lensa silindrisadalah sebuah lensa yang membiaskan sinar cahaya yang merambat melalui mediumnya hingga terfokus pada sebuah garis, bukan pada sebuah titik seperti pada umumnya lensa cembung.Lensa komposit[sunting|sunting sumber]

Sebuah lensa doublet akromatika.

Sorot cahaya tanpa (merah) dan dengan (hijau) lensa Barlow

Lensa Cooke tripletLensa kompositadalah jajaran beberapa lensa yang disusun sedemikian rupa untuk memberikan efek sinar cahaya tertentu. Lensa komposit dapat terdiri dari dua buah lensa tunggal atau lebih.Lensa doublet[sunting|sunting sumber]Lensa doubletadalah sebuah istilah yang digunakan pada bidangoptikauntuk menjelaskan sebuah lensa komposit yang terdiri dari dua buah lensa sederhana dengan berbagai macam kombinasinya. Lensa doublet yang paling umum adalahlensa doublet akromatikayang dapat meredamaberasi kromatikadengan sangat optimal.Lensa Barlow[sunting|sunting sumber]Lensa Barlowadalah sebuah lensa komposit yang ditemukan oleh seorang insinyur berkebangsaanInggrisbernamaPeter Barlowyang digunakan untuk meningkatkanbukaansuatu sistem optika. Lensa Barlow biasa diletakkan persis sebelumjendela bidik(en:viewfinder) untuk meningkatkanjarak fokusjendela bidik.Lensa Cooke triplet[sunting|sunting sumber]Lensa Cooke tripletadalah lensa komposit yang dipatenkan olehDennis Taylor, seorang insinyur yang bekerja pada perusahaanCooke of Yorkpada tahun 1893. Lensa Cooke triplet adalah lensa komposit pertama yang berhasil meminimumkanaberasi optis.Lensa Dialyt[sunting|sunting sumber]Lensa Dialytadalah sebuah lensa komposit yang terdiri dari empat buah lensa tunggal yang didesain untuk meredam berbagai macamaberasi optis. Sebuah lensa komposit serupa dikembangkan olehTaylor Hobsondari desain lensa Cooke triplet dan kemudian disebutlensa Aviar. Sedangkanlensa Celoradalah desain lensa Dialyt yang telah mengalami penyempurnaan.Referensi[sunting|sunting sumber]1. ^abE. Hecht (1987).Optics(ed. 2nd). Addison Wesley.ISBN020111609X.Chapters 5 & 6.2. ^Proteep Mallik (2005)."The Axicon". Diakses 2007-11-22.3. ^Kishan Dholakia; David McGloin, and Vene Garcs-Chvez (2002)."Optical micromanipulating using a self-reconstructing light beam". Diakses 2007-11-22.4. ^V. Garcs-Chvez; D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett and K. Dholakia (2002)."Simultaneous micromanipulation in multiple planes using a self-reconstructing light beam".Nature419: 145.doi:10.1038/nature01007. Diakses 2007-02-06.5. ^Watson, Bruce."Science Makes a Better Lighthouse Lens."Smithsonian. August 1999 v30 i5 p30. produced inBiography Resource Center. Farmington Hills, Mich.: Thomson Gale. 2005.6. ^"Brewster, Sir David."Encyclopdia Britannica. 2005. Encyclopdia Britannica Online. 11 November 2005.7. ^"David Brewster."World of Invention, 2nd ed. Gale Group, 1999. Reproduced inBiography Resource Center. Farmington Hills, Mich.: Thomson Gale. 2005.8. ^"Fresnel lens."Encyclopdia Britannica. 2005. Encyclopdia Britannica Online. 11 November 2005.9. ^Mabel A. Baiges (1988)."Fresnel Orders"(TIFF). Diakses 2007-06-01.10. ^"Fresnel lenses". Diakses 2007-06-01.Note the transcription error in the "Comparative Table of Lens Orders; the "oil consumption per hour" columns should be titledgramsandounces, not gallons.11. ^"Fresnel lenses". Diakses 2008-08-01. Hecht, Eugene (1987).Optics(ed. 2nd). Addison Wesley.ISBN0-201-11609-X.Chapters 5 & 6. Hecht, Eugene (2002).Optics(ed. 4th). Addison Wesley.ISBN0-321-18878-0. Greivenkamp, John E. (2004).Field Guide to Geometrical Optics. SPIE Field Guides vol.FG01. SPIE.ISBN0-8194-5294-7.

1. LENSA CEMBUNGUntuk dapat melukiskan pembentukan bayangan pada lensa cembung biasanya digunakan berkas sinar-sinar istimewa sebagai berikut:a) Sinar-sinar istimewa untuk lensa tipis konvergen (lensa positif), yaitu:1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan ke titik fokusGambar 1. Sinar istimewa lensa positif tipe (1)2. Sinar datang menuju fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama

Gambar 2. Sinar istimewa lensa positif tipe (2)3. Sinar yang menuju titik pusat kelengkungan (P) diteruskan

Gambar 3. Sinar istimewa lensa positif tipe (3)3. Melukis pembentukan bayangan pada lensaLanglah-langkah untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa, mirip seperti pada cermin lengkung. Langkah-langkah itu adalah sebagai berikut:

1. Lukis dua buah sinar utama (umumnya digunakan sinar (1) dan sinar (3)) .2. Sinar selalu datang dari depan lensa dan dibiaskan ke belakang lensa.3. Perpotongan kedua buah sinar bias yang dibentuk oleh sinar (1) dan (3) adalah letak bayangan. Jika perpotongan didapat dari perpanjangan sinar bias, maka bayangan yang terjadi adalah maya dan dilukis dengan garis putus-putus.Pada Gambar berikut. ditunjukkan sinar istimewa lensa cembung yang dilukis untuk menentukan letak bayangan dari benda yang diletakkan di depan lensa dengan jarak benda s > f1. Ketiga sinar istimewa ini berpotongan di belakang lensa sehingga menghasilkan bayangan yang bersifat nyata, terbalik dan diperkecil.

Gambar. Diagram sinar menunjukkan tiga sinar istimewa1. LENSA CEKUNGUntuk dapat melukiskan pembentukan bayangan pada lensa cekung biasanya digunakan berkas sinar-sinar istimewa sebagai berikut:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah datangnya dari titik fokus (F)

Gambar 4. Sinar istimewa lensa negatif tipe (1)2. Sinar datang menuju fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama

Gambar 5. Sinar istimewa lensa negatif tipe (2)

3. Sinar yang menuju titik pusat kelengkungan (P) diteruskan.

Gambar 6. Sinar istimewa lensa negatif tipe (3)2. Melukis pembentukan bayangan pada lensa Cekung

Langlah-langkah untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa, mirip seperti pada cermin lengkung. Langkah-langkah itu adalah sebagai berikut:1. Lukis dua buah sinar utama (umumnya digunakan sinar (1) dan sinar (3)) .2. Sinar selalu datang dari depan lensa dan dibiaskan ke belakang lensa.3. Perpotongan kedua buah sinar bias yang dibentuk oleh sinar (1) dan (3) adalah letak bayangan. Jika perpotongan didapat dari perpanjangan sinar bias, maka bayangan yang terjadi adalah maya dan dilukis dengan garis putus-putus.Pada Gambar berikut. ditunjukkan lukisan pembentukan bayangan untuk berbagai kedudukan benda di depan lensa cekung (benda nyata). Pada lukisan ini kita menggunakan dua sinar istimewa lensa cekung (sinar (1) dan sinar (3) ). Tampak bahwa untuk benda yang diletakkan di depan lensa cekung (benda nyata) selalu dihasilkan bayangan yang memiliki sifat maya, tegak, diperkecil dan terletak di depan lensa, di antara O dan F1.

Gambar. Bayangan dari benda nyata di depan lensa cekung

Lensa CembungLensa cembung adalah lensa yang memiliki struktur permukaan melengkung kedalam. Lensa ini juga disebut dengan lensa konveks dan lensa konvergen. Mengapa disebut lensa konvergen? Tentu karena ia bersifat mengumpulkan cahaya (converging).

Lensa cembung memiliki dua titik fokus, yakni titik fokus aktif f1 dan titik fokus pasif f2. Titik fokus aktif berada di belakang lensa, sedangkan titik fokus pasif berada di depan lensa. Kedua titik fokus tersebut terletak sejajar dengan titik pusat lensa (O). Lensa cembung biasa digunakan pada lup (kaca pembesar), kaca mata rabun dekat (hipermetropi), lensa pada mikroskop, dan lain sebagainya. Lensa ini memiliki bagian tengah yang lebih tebal dibandingkan bagian tepinya.

Lensa cembung dibagi menjadi beberapa macam, antara lain :1. Cembung-cembung Simetris (Symmetrical Biconvex Lens)2. Cembung-cembung Asimetris (Asymmetrical Biconvex Lens)3. Cembung-Datar (Konveks-Plan)4. Cembung-Cekung (Konveks-Konkaf)

Sinar Istimewa Lensa Cembung

Lensa cembung memiliki tiga sinar istimewa yakni sebagai berikut :1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus aktif f1.2. Sinar melalui titik fokus pasif f2 dan dibiaskan sejajar sumbu utama.3. Sinar melalui titik pusat lensa (O) dan tidak dibiaskan.Berikut adalah ilustrasi dari beberapa sinar istimewa tersebut.

Percobaan mengenai sinar istimewa 1.

Ilustrasi sinar istimewa 1.

Percobaan mengenai sinar istimewa 2.

Ilustrasi sinar istimewa 2

Percobaan mengenai sinar istimewa 3.

Ilustrasi sinar istimewa 3.

Nah, setelah mengetahui sinar-sinar istimewa lensa cembung, kita dapat menggambarkan pembentukan bayangan nya. Berikut adalah langkah-langkah menggambarkan pembentukan bayangan dari lensa cembung :1. Lukislah dua buah sinar istimewa. Agar lebih mudah, pilihlah sinar istimewa 1 dan 3.2. Sinar selalu datang dari depan lensa dan dibiaskan ke belakang lensa. Perpanjangan sinar-sinar bias ke depan lensa dilukis sebagai garis putus-putus.3. Perpotongan kedua buah sinar bias yang dilukis pada langkah 1 merupakan letak bayangan. Jika perpotongan didapat dari sinar bias, terjadi bayangan nyata, tetapi jika perpotongan didapat dari perpanjangan sinar bias, bayangan yang dihasilkan adalah maya.

Ilustrasi pembentukan bayangan pada lensa cembung.Sumber:http://fisikasma-online.blogspot.com

Sifat Bayangan

Ada lima kasus yang mungkin terjadi, yakni:

Sumber:http://www.physicsclassroom.com

Letak benda melebihi titik fokus 2F.Bayangan yang terbentuk selalu berada di ruang antara 2F dan F di sisi lain lensa (jika benda di depan lensa maka bayngannya di belakang lensa, begitu sebaliknya). Bayanganya bersifatterbalikterhadap arah benda, jika benda menghadap ke atas, makan bayangan akan menghadap ke bawah, begitu pula sebaliknya. Bersifatdiperkecil, dengan kata lain dimensi bayangan akan lebih kecil dari dimensi bendanya, sehingga memilikiperbesaran bayangan kurang dari 1. Dan yang terakhir adalah bayangannya bersifatnyata.

Sumber:http://www.physicsclassroom.com

Benda terletak pada titik fokus 2F. Bayangan yang dibentuk selalu berada pada titik fokus 2F pada sisi lensa yang lain. Bayangannya bersifatnyata, terbalik, sama besar,danmemiliki perbesaran bayangan sama dengan 1.

Sumber:http://www.physicsclassroom.com

Benda terletak di ruang antara 2F dan F.Maka bayangan yang terbentuk akan terletak pada ruang yang melebihi titik fokus 2F di sisi lensa yang lain. Memiliki sifat bayangannyata, terbalik, diperbesar,danmemiliki perbesaran bayangan lebih dari 1.

Sumber:http://www.physicsclassroom.com

Benda terletak di titik F.Tidak terbentuk suatu bayangan. Karena sinar yang dibiaskan tidak dapat bertemu. Sinar bias akan dibiaskan sejajar satu sama lain, sehingga tidak dapat menghasilkan bayangan.

Sumber:http://www.physicsclassroom.com

Benda terletak di ruang antara F dan lensa (di depan F).Bayangan akan berada pada sisi lensa yang sama dengan jarak lebih jauh dari lensa. Bayangannya bersifatmaya, tegak, diperbesardanmemiliki perbesaran bayangan lebih dari 1.