Materi Optik

Pengertian Cermin Cekung

Cermin cekung adalah cermin yang berbentuk lengkung, dimana permukaan cermin cekung yang memantulkan cahaya melengkung ke belakang. Garis normal cermin cekung adalah garis yang melewati pusat kelengkungan, yaitu di titik R atau 2F. Sinar yang melewati titik ini akan dipantulkan ke titik itu juga.

Sinar Istimewa dan Sifat Bayangan Cermin Cekung

Sinar-sinar istimewa yang ada pada cermin cekung:

1. Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus

2. Sinar datang yang melewati fokus akan dipantulkann sejajar dengan sumbu utama.

3. Sinar datang yang melalui titik lengkung (R) akan dipantulkan kembali ke arah yang sama.

Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung bergantung pada posisi benda. Untuk menentukan sifat bayangan pada cermin cekung, perhatikan uraian dibawah ini:

• Jumlah ruang letak benda dan letak bayangan selalu = 5.
• Jika ruang bayangan > ruang benda maka sifat bayangannya diperbesar.
• Jika ruang bayangan < ruang benda maka sifat bayangannya diperkecil.
• Hanya bayangan di ruang 4 yang mempunyai sifat maya dan tegak selebihnya bersifat nyata dan terbalik.

Sifat-sifat bayangan apabila jarak benda lebih kecil daripada panjang fokus cermin cekung (s < f):

• Maya artinya bekas cahaya tidak melalui bayangan.
• Tidak terbalik atau tegak.
• Semakin jauh benda dari cermin cekung, ukuran bayangan akan semakin besar,
• Semakin jauh benda dari cermin cekung, semakin jauh bayangan dari cermin cekung.

Pelajari juga mengenai materi: cermin cembung

Sifat-sifat bayangan apabila benda terletak di titik fokus cermin cekung (s = f)

• Maya artinya berkas cahaya tidak melalui bayangan
• Tegak atau tidak terbalik
• Bayangan berada di jarak berhingga

Sifat-sifat bayangan apabila benda berada di antara titik fokus dan titik pusat kelengkungan cermin cekung (f < s < R)

• Nyata artinya berkas cahaya tidak melalui bayangan
• Terbalik
• Semakin jauh benda dari cermin cekung, ukuran bayangan akan semakin kecil
• Semakin jauh benda dari cemrin cekung, semakin dekat bayangan dari cermin cekung

Sifat-sifat bayangan apabila benda terletak di titik pusat kelengkungan cermin cekung (s = R)

• Nyata artinya berkas cahaya melalui bayangan
• Terbalik
• Ukuran benda = ukuran bayangan
• Jarak benda = jarak bayangan

Sifat-sifat bayangan apabila jarak benda lebih besar daripada jari-jari kelengkungan cermin cekung (s > R)

• Nyata artinya berkas cahaya melalui bayangan
• Terbalik
• Semakin jauh benda dari cermin cekung, ukuran bayangan akan semakin kecil
• Semakin jauh benda dari cermin cekung, semakin dekat bayangan dari cermin cekung

Rumus Cermin Cekung

Cermin Cekung berfokus positif, untuk mencari jarak bayangan pada cermin cekung menggunakan rumus:

Keterangan:

• f = fokus cermin
• s = jarak benda dari cermin
• s’ = jarak bayangan

Untuk mencari perbesaran bayangannya pada cermin cekung menggunakan rumus:

Keterangan:

• s = jarak benda dari cermin
• s’ = jarak bayangan
• h’ = tinggi bayangan
• h = tinggi benda

Yuksinau.id tidak lupa juga menambahkan contoh soal cermin cekung agar Anda lebih paham dalam menerapkan rumus cermin cekung.

Contoh Soal Cermin Cekung

1. Sebuah benda setinggi 1cm di depan cermin cekung dengan fokus 2cm, jika benda berada pada jarak 3 cm, tentukan:

• Jarak Bayangan (S’)
• Perbesaran
• Tinggi Bayangan (h’)
• Sifat bayangan

Jawab :

Jarak Bayangan:

1/f = 1/s +1/s’

1/2 = 1/3 + 1/s’

1/s’ = 1/2-1/3

1/s’ = 3/6-2/6

1/s’ = 1/6

s’ = 6 cm

Perbesaran

M = S’/s = 6/3 = 2 kali

Tinggi Bayangan

M = h’/h

2 = h’/1|

h’ = 2 cm

Sifat bayangan: nyata, terbalik, diperbesar

Manfaat dan penerapan cermin cekung di kehidupan sehari-hari contohnya:

1. Sebagai antena parabola untuk menerima sinyal radio
2. Sebagai pengumpul sinar matahari di PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)
3. Sebagai pemantul pada lampu mobil
4. Sebagai pemantul pada berbagai lampu sorot / senter

Itulah pembahasan mengenai pengertian cermin cekung, sinar-sinar istimewa, sifat bayangan cermin cekung, rumus cermin cekung. Semoga Anda menjadi lebih paham tentang cermin cekung.

Pengertian Cermin Cembung

Cermin cembung adalah cermin yang memiliki bentuk lengkung, dimana permukaan cermin yang memantulkan cahaya melengkung ke luar. Cermin cembung memiliki sifat divergen (menyebarkan cahaya) karena berkas cahaya yang datang dan mengenai permukaan cermin cembung akan dipantulkan kembali dari satu titik dan menyebar.

Sinar Istimewa dan Sifat Bayangan Cermin Cembung

Berbeda dengan cermin cekung, cermin cembung memiliki sinar istimewa:

1. Sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari fokus

2. Sinar datang yang menuju R akan dipantulkan kembali dari R

3. Sinar datang yang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama

Sifat bayangan apabila jarak benda lebih kecil ketimbang panjang fokus cermin cembung (s < f):

• Maya artinya berkas cahaya tidak melalui bayangan karena bayangan berada di belakang cermin cembung
• Tidak terbalik atau tegak
• Semakin jauh benda dari cermin cembung, ukuran bayangan akan semakin kecil
• Semakin jauh benda dari cermin cembung, makin jauh bayangan dari cermin cembung

Sifat bayangan apabila jarak benda setara dengan panjang titik fokus cermin cembung (s = f):

• Maya artinya berkas cahaya tidak melalui bayangan karena bayangan terletak di belakang cermin
• Tegak
• Diperkecil (ukuran bayangan 1/2 dari ukuran benda)
• Jarak bayangan lebih kecil ketimbang jarak benda (jarak bayangan 1/2 dari jarak benda)

Apabila jarak benda lebih besar ketimbang panjang fokus dan lebih kecil ketimbang jari-jari kelengkungan cermin cembung (f < s < R):

• Maya artinya berkas cahaya tidak melalui bayangan karena bayangan terletak di belakang cermin cembung
• Tidak terbalik atau Tegak
• Diperkecil (ukuran bayangan lebih kecil ketimbang ukuran benda)
• Semakin jauh benda dari cermin cembung, semakin jauh bayangan dari cermin cembung

Apabila jarak benda setara dengan jari-jari kelengkungan cermin cembung (s = R):

• Maya artinya berkas cahaya tidak melalui bayangan karena bayangan terletak di belakang cermin cembung
• Tegak
• Diperkecil (ukuran bayangan 1/3 dari ukuran benda)
• Jarak bayangan lebih kecil ketimbang jarak benda (jarak bayangan 1/3 dari jarak benda)

Apabila jarak benda lebih besar ketimbang jari-jari kelengkungan cermin cembung (s > R):

• Maya artinya berkas cahaya tidak melalui bayangan karena bayangan terletak di belakang cermin cembung
• Tegak
• Diperkecil (ukuran bayangan lebih kecil ketimbang ukuran benda)
• Jarak bayangan lebih kecil ketimbang jarak benda (bayangan lebih dekat dengan cermin, sedangkan benda lebih jauh dari cermin)

Rumus Cermin Cembung

Rumus atau persamaan cermin cembung mirip cermin cekung, hanya saja nilai fokusnya (F) negatif.

Keterangan:

• f = fokus cermin
• s = jarak benda dari cermin
• s’ = jarak bayangan

Untuk mencari perbesaran bayangannya pada cermin cembung menggunakan rumus:

Keterangan:

• s = jarak benda dari cermin
• s’ = jarak bayangan
• h’ = tinggi bayangan
• h = tinggi benda

Yuksinau.id memberikan contoh soal cermin cembung agar Anda lebih paham dalam menerapkan rumus cermin cembung.

Contoh Soal Cermin Cembung

Sebuah benda diletakkan 4 cm di depan cermin cembung yang berfokus 6 cm. Letak bayangan yang terbentuk yaitu

Diketahui:

s= 4 cm

f= 6 cm

Jawab:

1/f = 1/So + 1/S’

-1/6 =1/4+1/s’

-1/s’ = 1/6 + 1/4

-1/s’ =2/12 + 3/12

-1/s’= 5/12

s’ = 12/5 = -2,4 cm

Sifat bayangan yaitu Tegak, Maya, dan Diperkecil

Manfaat dan penerapan cermin cembung di kehidupan sehari-hari contohnya:

1. Cermin cembung dimanfaatkan sebagai kaca spion mobil, motor, atau berbagai alat lainnya.
2. Sebagai cermin yang diletakkan di pertigaan atau perempatan jalan untuk menghindari tabrakan

Itulah pembahasan mengenai pengertian cermin cembung, sinar-sinar istimewa, sifat bayangan cermin cembung, rumus cermin cembung. Semoga Anda menjadi lebih mengerti apa itu cermin cembung.

Sinar Istimewa Lensa Cembung

sinar istimewa lensa cembung

Berbeda dengan cermin cembung, sinar-sinar istimewa yang ada di lensa cembung seperti gambar diatas, penjelasannya:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus (F1) di belakang lensa. (a)
2. Sinar datang menuju titik fokus di depan lensa (F2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama. (b)
3. Sinar yang datang melewati pusat optik lensa (O) diteruskan, tidak dibiaskan. (c)

Sifat Lensa Cembung

Di lensa cembung sinar bisa datang dari dua arah sehingga terdapat 2 titik fokus. Kita sepakat bagian lensa cembung depan sebagai tempat datang sinar dan bagian lensa belakang tempat sinar dibiaskan.

Bila 3 sinar datang sejajar dikenakan di lensa cembung, berkas sinar-sinar tersebut dibiaskan oleh lensa dan berpotongan atau menuju di sebuah titik. Titik fokus yang berada di depan lensa cembung disebut titik fokus maya. Dan titik fokus yang terletak di belakang lensa cembung disebut titik fokus sejati.

pembiasan lensa cembung

Kita sepakat juga bahwa titik fokus tempat sinar dibiaskan sebagai fokus aktif (F1) dan fokus pasif (F2). Karena sinar yang datang melewati lensa cembung selalu dibiaskan menuju ke satu titik atau mengumpulkan cahaya maka lensa cembung disebut lensa konvergen (bersifat mengumpulkan).

Lensa cembung juga selalu bersifat positif karena tempat berpotongan atau tujuan sinar bias selalu terletak di bagian belakang lensa cembung sehingga fokus lensa cembung adalah fokus sejati, sehingga jarak fokus lensa cembung selalu positif.

Besar pembiasan cahaya di suatu lensa cembung tergantung pada indeks bias bahan lensa dan lengkung permukaan lensa, untuk indeks bias sendiri tergantung pada cepat rambatnya cahaya dalam lensa tersebut.

Umumnya lensa cembung tebal akan membiaskan cahaya lebih besar daripada lensa cembung tipis. Panjang fokus lensa cembung tebal lebih pendek daripada panjang lensa cembung tipis.

Sifat Bayangan (Pembentukan Bayangan Lensa Cembung)

1. Benda terletak di antara O dan F

A′B′ = bayangan maya di depan lensa (no. ruang bayangan = 4)
F1 = fokus di belakang lensa
F2 = fokus di depan lensaSifat bayangan: maya, tegak, diperbesar2. Benda terletak di antara F2 dan 2F2

Bayangan A′B′ bersifat: nyata, terbalik, diperbesar3. Benda di antara F2 sampai dengan ~

Bayangan A′B′, bersifat: nyata, terbalik, diperkecil. Dari ketiga lukisan tersebut:

• Jika benda terletak di antara O dan F, sifat bayangan maya, tegak, diperbesa.
• Jika benda terletak di antara F dan 2F sifat bayangan nyata, terbalik, diperbesar.
• Jika s = f bayangan tegak, maya, di tak hingga
• Jika s = 2 f, bayangan terbalik, nyata, sama besar
• Jika s > 2f, bayangan nyata, terbalik, diperkecil
• Bayangan diperbesar |s′| > s, bayangan diperkecil jika |s′| < s. (Keterangan: |–5| = 5 atau |5| = 5)

4. Benda terletak di fokus di (F)

Benda terletak di fokus di (F)Benda di fokus (s = f), bayangan yang mudah diamati adalah: maya, tegak, diperbesar.

5. Benda terletak di 2 F (s = 2f)

Benda terletak di 2 F (s = 2f)Bayangan nyata, terbalik, sama besar

Benda di 2F2, bayangan 2F1 bersifat: nyata, terbalik, sama besar.

Dari kelima lukisan dapat disimpulkan:

• Semua bayangan maya yang dibentuk lensa cembung selalu tegak terhadap bendanya.
• Semua bayangan nyata yang dibentuk lensa cembung pasti terbalik terhadap bendanya.

Hubungan Antara s, s′ dan f Lensa Cembung

Pengamatan atau praktikum menggunakan lensa cembung, lilin.

Pengamatan menggunakan lensa cembung dengan:

• f = 20 cm.
• s = jarak benda
• s′ = jarak bayangan

Dengan memindahkan layar menjauhi atau mendekati layar jika s > 20, maka di layar didapat bayangan yang tajam. Biasanya pengamatan atau praktikum seperti ini keadaan jarak benda dan jarak bayangan ditulis ke dalam tabel. Lalu diubah jarak bayangan dan jarak benda serta diukur pada saat bayangan di layar cukup jelas.

Hasilnya seperti pada tabel di bawah ini.

Rumus Lensa Cembung

Berikut ini rumus untuk mencari fokus lensa cembung:

nu adalah indeks bias udara atau air
R1 dan R2 adalah kelengkungan dari lensa cembung

Untuk rumus mencari jarak bayangan pada lensa cembung

1/f = 1/s +1/s’

Keterangan:
f = fokus lensa cembung
s = jarak benda
s’ = jarak bayangan
Sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar.

Perbesaran pada lensa cembung (M)

M=S’/S  atau  M=h’/h atau bisa dengan rumus M = f/ (s-f)

Contoh Soal Lensa Cembung
Sebuah lensa cembung mempunyai kelengkungan yang berbeda pada permukaannya yaitu 12 cm dan 15 cm. Jika lensa tersebut terbuat dari kaca dengan indeks bias 4/3 maka fokus lensa tersebut di udara adalah (indeks bias udara =1)

1/f = (4/3-1) (1/12 + 1/15)
1/f = 1/3 (5/60+4/60)
1/f =1/3 x 9/60 =1/20
f =20 cm

Untuk contoh soal penentuan jarak bayangan sama seperti penghitungan pada cermin.

Manfaat dan Penggunaan Lensa Cembung

1. Orang yang sudah tidak bisa membaca dalam jarak baca normal yaitu 25 cm, agar bisa membaca dalam jarak 25 cm dibantu dengan kacamata lensa cembung (rabun jauh / miopi).
2. Para astronom menggunakan teropong dari dua lensa cembung untuk mengamati benda langit, agar terlihat lebih jelas dan dekat.
3. Para ahli biologi, pekerja laboratorium menggunakan mikroskop untuk mengamati bakteri, dll.
4. Digunakan pada lup atau kaca pembesar, misalnya tukang jam yang mengamati komponen jam yang ukurannya kecil.
5. Masih banyak manfaat dan penggunaan lensa cembung dalam kehidupan sehari-hari, misalnya periskop, slide proyektor, episkop, proyektor bioskop dan lainnya.

Jenis-jenis Lensa Cekung

Ada 3 jenis lensa cekung seperti yang terlihat pada gambar diatas, yaitu cekung ganda, cekung datar, dan meniskus cekung.

Bentuk lensa cekung, diantaranya:

1. Bikonkaf atau cekung – cekung
2. Plankonkaf atau cekung – datar
3. Konveks – konkaf atau cekung – cembung

Sinar Istimewa Lensa Cekung

Sinar-sinar istimewa yang ada di lensa cekung seperti gambar diatas, penjelasannya:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus (di depan lensa).
2. Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus lensa pertama (F1) akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
3. Sinar yang datang melewati pusat optik lensa (O) tidak dibiaskan.

Sifat Lensa Cekung

Seperti yang disinggung diatas bahwa lensa cekung memiliki menyebarkan cahaya atau lensa divergen. Karena sinar yang datang yang sejajar sumbu utama akan dibiaskan menyebar seakan-akan berasal dari satu titik.

Baca juga: Cermin Cembung: Pengertian, Sifat, Rumus

Lensa cekung mempunyai 2 titik fokus. Titik fokus aktif (F1) berada di depan lensa dan titik fokus pasif F2 berada di belakang lensa. Karena fokus aktif lensa cekung (F1) terletak di depan lensa maka fokus aktif lensa cekung ialah Fokus Maya dan jarak fokus lensa cekung (F) selalu mempunyai tanda Negatif. Maka dari itu lensa cekung disebut lensa negatif.

Sifat Bayangan (Pembentukan Bayangan Lensa Cekung)

1. Benda terletak lebih jauh dari titik pusat kelengkungan lensa ( 2F1 )

Bayangan yang terbentuk bersifat maya, tegak, diperkecil, dan terletak di antara O dan F1

2. Benda terletak di antara titik pusat kelengkungan lensa (2F1 ) dan titik fokus lensa (F1)

Bayangan yang terbentuk bersifat bersifat maya, tegak, diperkecil dan terletak di antara F1 dan O

3. Benda terletak di antara titik fokus (F1)  dan O

Bayangan yang terbentuk bersifat maya, tegak, diperkecil, dan terletak di antara F1 dan O

Rumus Lensa Cekung

Seperti pada lensa cembung, pada lensa cekung berlaku rumus:

Keterangan:

• s′ = jarak bayangan
• s′ = (+) positif, bayangan nyata
• s′ = (-) negatif, bayangan maya
• s = jarak benda
• f = jarak titik api, bernilai negatif

Perbesaran (m), rumusnya:

Keterangan:

• h′ = (–) negatif, bayangan terbalik
• h′ = (+) positif, bayangan tegak
• m = (+) positif, bayangan tegak
• m = (–) negatif, bayangan terbalik

Contoh Soal Lensa Cekung
Sebuah benda setinggi 10 cm berada di depan lensa cekung dengan jarak 30 cm. Jika jarak fokus lensa 20 cm, hitunglah :

1. Jarak bayangan
2. Perbesaran bayangan
3. Tinggi bayangan
4. Sebutkan sifat bayangannya

Jawaban:

4. Sifat – sifat bayangan :

• Maya ( s’ bertanda “-” )
• Terletak di depan  lensa (s’ bertanda “-” )
• Diperkecil ( M = 0,4 kali )

Manfaat dan Penggunaan Lensa Cekung

Penggunaan lensa cekung sering dijumpai pada orang-orang dengan miopi atau rabuh jauh, memanfaatkan lensa cekung sebagai kacamata sehingga orang yang menderita miopi bisa melihat benda-benda seperti mata normal. Selain itu, saat teropong bumi menggunakan lensa pembalik, teropongnya terlalu panjang. Nah agar okuler teropong bumi pendek, maka digunakanlah lensa pembalik yaitu lensa cekung.

Dengan membaca artikel ini Yuksinau.id berharap semoga kamu jadi paham tentang materi lensa cekung terutama Jenis-jenis, Sinar Istimewa Lensa Cekung, Sifat Bayangan (Pembentukan Bayangan Lensa Cekung), Rumus, dan Manfaat serta penggunaan lensa Cekung.