JIKA pada materi cermin kita berbicara tentang pemantulan (refleksi), pada materi lensa kita berbicara tentang pembiasan (refraksi). Lensa merupakan komponen utama dalam alat optik seperti kacamata, mikroskop, teleskop, hingga kamera ponsel yang Anda gunakan sehari-hari.
Dalam Fisika SMA Kelas 11, pemahaman tentang tanda positif dan negatif pada lensa sangat krusial. Artikel ini akan membahas tuntas konsep, rumus kekuatan lensa, sinar istimewa, dan contoh soal pembahasannya.
1. Lensa Cembung (Lensa Positif)
Lensa cembung (konveks) memiliki bagian tengah yang lebih tebal daripada bagian tepinya. Lensa ini bersifat konvergen, yaitu mengumpulkan berkas sinar cahaya. Karena titik fokus aktifnya bersifat nyata, lensa cembung disebut juga lensa positif.
Sinar Istimewa Lensa Cembung
Untuk melukis bayangan, perhatikan tiga sinar utama ini:
- Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus aktif (F1) di belakang lensa.
- Sinar datang melalui titik fokus pasif (F2) di depan lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.
- Sinar datang melalui titik pusat optik (O) diteruskan tanpa dibiaskan.
Sifat Bayangan Lensa Cembung
Sifat bayangan tergantung pada posisi benda (mirip dengan cermin cekung):
- Benda di Ruang I (antara O dan F2): Maya, Tegak, Diperbesar (Depan Lensa).
- Benda di Ruang II (antara F2 dan 2F2): Nyata, Terbalik, Diperbesar (Belakang Lensa).
- Benda di Ruang III (lebih dari 2F2): Nyata, Terbalik, Diperkecil (Belakang Lensa).
2. Lensa Cekung (Lensa Negatif)
Lensa cekung (konkaf) memiliki bagian tengah yang lebih tipis daripada bagian tepinya. Lensa ini bersifat divergen, yaitu menyebarkan berkas sinar cahaya. Titik fokus aktifnya bersifat maya (semu), sehingga disebut lensa negatif. Lensa ini digunakan untuk kacamata penderita rabun jauh (miopi).
Sinar Istimewa Lensa Cekung
- Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus aktif (F1) di depan lensa.
- Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus pasif (F2) di belakang lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.
- Sinar datang melalui pusat optik (O) diteruskan tanpa dibiaskan.
Sifat Bayangan Lensa Cekung
Untuk benda nyata di depan lensa, sifat bayangan lensa cekung SELALU:
Maya, Tegak, dan Diperkecil (Terletak di depan lensa).
3. Rumus Lensa dan Kekuatan Lensa
Rumus dasar lensa mirip dengan cermin, namun ada penambahan rumus kekuatan lensa (dioptri).
Rumus Jarak Fokus (Gaussian)
1/f = 1/s + 1/s'
Rumus Perbesaran (Magnifikasi)
M = |s' / s| = |h' / h|
Rumus Kekuatan Lensa (P)
Kekuatan lensa menyatakan kemampuan lensa membelokkan sinar. Satuannya adalah Dioptri (D).
P = 100 / f (jika f dalam cm)
P = 1 / f (jika f dalam meter)
Tabel Perjanjian Tanda (WAJIB HAFAL)
| Besaran | Positif (+) | Negatif (-) |
|---|---|---|
| Fokus (f) & Kekuatan (P) | Lensa Cembung | Lensa Cekung |
| Jarak Bayangan (s') | Nyata (Belakang Lensa) | Maya (Depan Lensa) |
| Tinggi Bayangan (h') | Bayangan Tegak | Bayangan Terbalik |
4. Contoh Soal dan Pembahasan
Contoh Soal 1: Lensa Cembung
Sebuah benda diletakkan 10 cm di depan lensa cembung yang memiliki kekuatan 5 Dioptri. Tentukan jarak bayangan dan sifatnya!
Diketahui:
s = 10 cm
P = +5 D (Lensa Cembung)
Cari f dulu: f = 100/P = 100/5 = 20 cm.
Jawab:
1/f = 1/s + 1/s'
1/20 = 1/10 + 1/s'
1/s' = 1/20 - 1/10
1/s' = 1/20 - 2/20
1/s' = -1/20
s' = -20 cm
Analisis: Karena s' bernilai negatif, maka bayangan terletak di depan lensa (sepihak dengan benda).
Sifat: Maya, Tegak, Diperbesar.
Contoh Soal 2: Lensa Cekung
Benda setinggi 5 cm berada 30 cm di depan lensa cekung dengan jarak fokus 15 cm. Tentukan letak bayangannya.
Diketahui:
s = 30 cm
f = -15 cm (Lensa Cekung wajib negatif)
Jawab:
1/f = 1/s + 1/s'
-1/15 = 1/30 + 1/s'
1/s' = -1/15 - 1/30
1/s' = -2/30 - 1/30
1/s' = -3/30
s' = -30/3
s' = -10 cm
Analisis: Bayangan berjarak 10 cm di depan lensa.
Sifat: Maya, Tegak, Diperkecil.
PENAFIAN
Artikel ini diolah dan disusun oleh kecerdasan buatan (AI) dan telah melalui proses penyuntingan serta verifikasi fakta oleh redaksi.
