Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tebal daripada bagian tepinya dan bersifat mengumpulkan cahaya atau konvergen. Karena itu, lensa cembung disebut juga lensa positif. Materi yang paling penting dipahami adalah sifat bayangan, tiga sinar istimewa, dan rumus lensa: 1/f = 1/s + 1/s'.
Dalam fisika optik, lensa cembung sering muncul dalam soal SMP dan SMA karena digunakan pada alat optik seperti lup, kamera, proyektor, mikroskop, dan kacamata untuk rabun dekat/hipermetropi. Artikel ini merangkum pengertian, bagian-bagian lensa, sifat bayangan, sinar istimewa, rumus, dan contoh soal dengan pembahasan.
Apa Itu Lensa Cembung?
Lensa cembung atau lensa konveks adalah benda bening yang dibatasi dua permukaan lengkung, dengan bagian tengah lebih tebal daripada bagian tepinya. Lensa ini membiaskan sinar datang sehingga sinar-sinar sejajar sumbu utama berkumpul di satu titik yang disebut titik fokus.
Bagian-Bagian Lensa Cembung
| Bagian | Arti |
|---|---|
| Sumbu utama | Garis lurus yang melalui pusat lensa dan titik fokus |
| Pusat optik (O) | Titik tengah lensa; sinar yang melewatinya diteruskan lurus |
| Titik fokus (F) | Titik tempat sinar sejajar dikumpulkan setelah dibiaskan |
| Jarak fokus (f) | Jarak dari pusat optik ke titik fokus |
| 2F | Titik yang jaraknya dua kali fokus dari pusat optik |
Sifat Lensa Cembung
- Konvergen: mengumpulkan cahaya ke titik fokus.
- Fokus positif: nilai fokus lensa cembung bernilai positif.
- Dapat membentuk bayangan nyata atau maya, tergantung posisi benda.
- Bayangan nyata selalu terbalik, sedangkan bayangan maya selalu tegak.
- Digunakan pada alat optik seperti lup, kamera, proyektor, mikroskop, dan kacamata plus.
Sifat Bayangan Lensa Cembung Berdasarkan Letak Benda
| Letak Benda | Letak Bayangan | Sifat Bayangan | Contoh |
|---|---|---|---|
| Di antara O dan F | Di depan lensa | Maya, tegak, diperbesar | Lup/kaca pembesar |
| Tepat di F | Di tak hingga | Bayangan tidak tertangkap layar | Sinar keluar sejajar |
| Di antara F dan 2F | Di luar 2F | Nyata, terbalik, diperbesar | Proyektor |
| Tepat di 2F | Tepat di 2F | Nyata, terbalik, sama besar | Ilustrasi dasar optik |
| Di luar 2F | Di antara F dan 2F | Nyata, terbalik, diperkecil | Kamera |
3 Sinar Istimewa Lensa Cembung
Untuk menggambar pembentukan bayangan, cukup gunakan dua dari tiga sinar istimewa berikut:
- Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus di belakang lensa.
- Sinar datang melalui titik fokus di depan lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
- Sinar datang melalui pusat optik akan diteruskan lurus tanpa dibelokkan.
Titik perpotongan sinar bias menunjukkan letak bayangan. Jika perpotongan sinar terjadi langsung di belakang lensa, bayangan bersifat nyata. Jika perpotongan terjadi dari perpanjangan sinar di depan lensa, bayangan bersifat maya.
Rumus Lensa Cembung
Rumus utama lensa cembung adalah:
1/f = 1/s + 1/s'
| Simbol | Keterangan | Satuan |
|---|---|---|
| f | Jarak fokus lensa | cm atau m |
| s | Jarak benda dari lensa | cm atau m |
| s' | Jarak bayangan dari lensa | cm atau m |
Rumus Perbesaran Bayangan
M = |s'/s| = |h'/h|
- M > 1: bayangan diperbesar
- M = 1: bayangan sama besar
- M < 1: bayangan diperkecil
Rumus Kekuatan Lensa
P = 1/f
Dalam rumus kekuatan lensa, fokus harus menggunakan satuan meter. Satuan kekuatan lensa adalah dioptri (D). Karena lensa cembung memiliki fokus positif, kekuatannya juga bernilai positif.
Contoh Soal Lensa Cembung
Soal: Sebuah benda diletakkan 15 cm di depan lensa cembung yang memiliki jarak fokus 10 cm. Tentukan jarak bayangan dan sifat bayangannya.
Pembahasan:
- Diketahui: s = 15 cm, f = 10 cm
- Rumus: 1/f = 1/s + 1/s'
- 1/10 = 1/15 + 1/s'
- 1/s' = 1/10 - 1/15
- 1/s' = 3/30 - 2/30 = 1/30
- s' = 30 cm
Karena s' bernilai positif, bayangan terbentuk di belakang lensa dan bersifat nyata. Karena benda berada di antara F dan 2F, sifat bayangannya adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.
Contoh Lensa Cembung dalam Kehidupan Sehari-Hari
- Lup: membentuk bayangan maya, tegak, diperbesar.
- Kamera: membentuk bayangan nyata, terbalik, diperkecil pada sensor.
- Proyektor: membentuk bayangan nyata, terbalik, diperbesar pada layar.
- Mikroskop: menggunakan kombinasi lensa objektif dan okuler. Baca juga fungsi lensa objektif dan lensa okuler pada mikroskop.
- Kacamata plus: membantu penderita rabun dekat atau hipermetropi.
Perbedaan Lensa Cembung dan Lensa Cekung
| Aspek | Lensa Cembung | Lensa Cekung |
|---|---|---|
| Bentuk | Tengah lebih tebal | Tengah lebih tipis |
| Sifat cahaya | Mengumpulkan cahaya | Menyebarkan cahaya |
| Nama lain | Lensa positif/konvergen | Lensa negatif/divergen |
| Nilai fokus | Positif | Negatif |
| Contoh penggunaan | Lup, kamera, proyektor, kacamata plus | Kacamata minus |
Untuk materi optik lain, kamu juga bisa membaca rumus cermin cekung, sifat bayangan, dan sinar istimewanya.
FAQ Seputar Lensa Cembung
Lensa cembung bersifat apa?
Lensa cembung bersifat konvergen, yaitu mengumpulkan sinar cahaya menuju titik fokus. Karena itu, lensa cembung juga disebut lensa positif.
Apakah fokus lensa cembung positif atau negatif?
Fokus lensa cembung bernilai positif karena titik fokusnya nyata, yaitu tempat sinar bias benar-benar berkumpul.
Apa rumus lensa cembung?
Rumus lensa cembung adalah 1/f = 1/s + 1/s', dengan f sebagai jarak fokus, s sebagai jarak benda, dan s' sebagai jarak bayangan.
Apa saja 3 sinar istimewa lensa cembung?
Tiga sinar istimewa lensa cembung adalah: sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui fokus, sinar melalui fokus dibiaskan sejajar sumbu utama, dan sinar melalui pusat optik diteruskan lurus.
Bagaimana sifat bayangan lensa cembung?
Sifat bayangan lensa cembung bergantung pada letak benda. Bayangan bisa maya-tegak-diperbesar jika benda di antara O dan F, atau nyata-terbalik jika benda berada di luar fokus.
Apa contoh lensa cembung?
Contoh lensa cembung adalah lup, lensa kamera, lensa proyektor, lensa mikroskop, dan kacamata plus untuk rabun dekat.
Kesimpulan
Lensa cembung adalah lensa positif yang bersifat mengumpulkan cahaya. Sifat bayangannya bergantung pada posisi benda terhadap fokus. Untuk menyelesaikan soal, gunakan rumus 1/f = 1/s + 1/s', rumus perbesaran M = |s'/s|, dan rumus kekuatan lensa P = 1/f. Kunci memahami materi ini adalah menguasai tiga sinar istimewa dan tabel sifat bayangan.