Contoh Soal Pembentukan Bayangan pada Lensa
Contoh Soal Pembentukan Bayangan pada Lensa - Pada topik sebelumnya, kalian telah mengetahui pembentukan bayangan pada cermin. Dalam topik ini, kalian akan mempelajari pembentukan bayangan pada lensa.
Mari kalian ingat kembali pembentukan bayangan pada cermin sebelum mempelajari pembentukan bayangan pada lensa.
Lensa
Lensa merupakan zat optik yang dibatasi oleh dua permukaan lengkung atau permukaan lengkung dan permukaan datar. Lengkung lensa biasanya berupa lengkungan bola sehingga dinamakan lensa sferis, tetapi ada juga yang berupa lengkungan silinder sehingga dinamakan lensa silindris. Namun, kebanyakan lensa merupakan lensa sferis.
Menurut sifat pembiasannya, lensa dibedakan menjadi dua macam, yaitu lensa konvergen dan lensa divergen. Lensa konvergen bersifat mengumpulkan sinar. Lensa konvergen berupa lensa cembung. Lensa cembung sering disebut lensa konveks atau lensa positif.
Lensa divergen bersifat menyebarkan sinar. Lensa divergen berupa lensa cekung. Lensa cekung sering disebut lensa konkaf atau lensa negatif. Dengan demikian, secara fisik lensa dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Kedua lensa ini masing-masing dapat dibedakan menjadi tiga seperti gambar berikut.
Menurut sifat pembiasannya, lensa dibedakan menjadi dua macam, yaitu lensa konvergen dan lensa divergen. Lensa konvergen bersifat mengumpulkan sinar. Lensa konvergen berupa lensa cembung. Lensa cembung sering disebut lensa konveks atau lensa positif.
Lensa divergen bersifat menyebarkan sinar. Lensa divergen berupa lensa cekung. Lensa cekung sering disebut lensa konkaf atau lensa negatif. Dengan demikian, secara fisik lensa dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Kedua lensa ini masing-masing dapat dibedakan menjadi tiga seperti gambar berikut.
Jika mengenai lensa konvergen, sinar-sinar sejajar dibiaskan menuju titik fokus. Jika mengenai lensa divergen, sinar-sinar sejajar dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.
Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung dapat digambarkan sebagai berikut.
(1) Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus di belakang lensa.
(2) Sinar datang melalui fokus di depan lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang melalui pusat lensa diteruskan (tidak dibiaskan).
(1) Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus di belakang lensa.
(2) Sinar datang melalui fokus di depan lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang melalui pusat lensa diteruskan (tidak dibiaskan).
Pembagian nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan pada lensa cembung adalah sebagai berikut.
Keterangan
I, II, III, dan IV: nomor ruang benda
1, 2, 3, dan 4: nomor ruang bayangan
Berikut ini beberapa pembentukan bayangan yang terjadi pada lensa cekung untuk berbagai posisi.
1) Benda berada lebih besar 2F
I, II, III, dan IV: nomor ruang benda
1, 2, 3, dan 4: nomor ruang bayangan
Berikut ini beberapa pembentukan bayangan yang terjadi pada lensa cekung untuk berbagai posisi.
1) Benda berada lebih besar 2F
Sifat bayangan yang terbentuk dapat dilihat pada gambar di atas, yaitu nyata, terbalik, diperkecil, dan berada di antara F dan 2F.
2) Benda berada di antara 2F dan F
2) Benda berada di antara 2F dan F
Sifat bayangan yang terbentuk dapat dilihat pada gambar di atas, yaitu nyata, terbalik, diperbesar, dan berada di luar 2F.
3) Benda berada di titik F
3) Benda berada di titik F
Sifat bayangan yang terbentuk dapat dilihat pada gambar di atas, yaitu maya dan berada di tak berhingga.
4) Benda berada di antara F dan pusat lensa
4) Benda berada di antara F dan pusat lensa
Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cekung
Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung dapat dijelaskan dengan gambar seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
(1) Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolaholah berasal dari titik fokus di depan lensa.
(2) Sinar datang menuju titik fokus di belakang lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang menuju pusat lensa tidak dibiaskan, tetapi diteruskan.
Pembagian nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan pada lensa cekung adalah sebagai berikut.
(2) Sinar datang menuju titik fokus di belakang lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang menuju pusat lensa tidak dibiaskan, tetapi diteruskan.
Pembagian nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan pada lensa cekung adalah sebagai berikut.
Keterangan
I, II, III, dan IV: nomor ruang benda
1, 2, 3, dan 4: nomor ruang bayangan
I, II, III, dan IV: nomor ruang benda
1, 2, 3, dan 4: nomor ruang bayangan
Berikut ini beberapa pembentukan bayangan yang terjadi pada lensa cekung untuk berbagai posisi.
1) Benda berada di lebih besar dari 2F
1) Benda berada di lebih besar dari 2F
Berdasarkan gambar di atas, sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, diperkecil, dan berada di depan lensa.
2) Benda berada di antara F dan 2F
2) Benda berada di antara F dan 2F
Berdasarkan gambar di atas, sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, diperkecil, dan berada di depan lensa.
3) Benda berada di antara F dan titik pusat lensa
3) Benda berada di antara F dan titik pusat lensa
Berdasarkan gambar di atas, sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, diperkecil, dan berada di depan lensa.
Hubungan Antara Jarak Benda, Jarak Bayangan, Jarak Fokus, dan Kekuatan Lensa
Seperti halnya pada cermin hubungan jarak benda, jarak bayangan, dan jarak fokus pada lensa tersebut adalah sebagai berikut.
Keterangan:
f = jarak fokus;
s = jarak benda;
s’ = jarak bayangan;
M = perbesaran bayangan;
h' = tinggi bayangan;
h = tinggi benda; dan
P = kekuatan lensa.
f = jarak fokus;
s = jarak benda;
s’ = jarak bayangan;
M = perbesaran bayangan;
h' = tinggi bayangan;
h = tinggi benda; dan
P = kekuatan lensa.
S1
Lensa cembung dapat digunakan untuk membuat api dari sinar matahari. Hal tersebut karena lensa cembung bersifat ….
S2
Perhatikan gambar di bawah ini.
Sinar-sinar istimewa untuk lensa cembung digambarkan oleh nomor ….
S3
Sebuah paku terletak 12 cm di depan sebuah lensa cembung yang jarak fokusnya 4 cm. Jarak bayangan paku tersebut adalah ….
S4
Sebuah benda ditempatkan 5 cm dari lensa cembung yang jarak fokusnya 10 cm. Jika tinggi benda 4 cm, maka tinggi bayangannya adalah ....
S5
Sebuah lensa cembung yang berjarak fokus 50 cm mempunyai kekuatan ....
S6
Perhatikan gambar di bawah ini.
Lukisan sinar istimewa pada lensa cekung yang tepat ditunjukkan oleh huruf....
S7
Sebuah pensil diletakkan 30 cm dari lensa cekung yang memiliki jarak fokus 20 cm. Bayangan yang terbentuk dari lensa tersebut adalah ....
S8
Perbesaran bayangan yang dibentuk oleh sebuah lensa merupakan ….
S9
Sebuah penghapus ditegakkan sehingga memiliki tinggi 5 cm. Penghapus tersebut diletakkan di depan lensa cekung dengan jarak 5 cm. Jika lensa cekung tersebut memiliki kekuatan –5 dioptri, maka tinggi bayangan penghapus tersebut adalah …
S10
Sebuah lensa cekung memiliki jarak fokus 10 cm. Kekuatan lensa cekung tersebut adalah ….