Dalam dunia optik, lensa cekung memainkan peran penting dalam pembentukan bayangan. Sifat divergennya yang unik memungkinkan berbagai jenis bayangan, mulai dari bayangan maya hingga nyata. Artikel ini akan memberikan pemahaman mendalam tentang lensa cekung, termasuk prinsip pembentukan bayangan, rumus yang relevan, dan beragam penerapannya.

Selain itu, kami akan menyajikan contoh soal komprehensif yang akan membantu Anda menguasai konsep ini.

Lensa cekung, juga dikenal sebagai lensa divergen, memiliki permukaan yang lebih tebal di bagian tepi dibandingkan di bagian tengah. Bentuk ini menyebabkan sinar cahaya yang melewati lensa dibelokkan menjauh dari sumbu optik, menghasilkan bayangan yang selalu maya dan lebih kecil dari benda.

Pengertian Lensa Cekung

Lensa cekung, juga dikenal sebagai lensa divergen, adalah lensa yang lebih tipis di tengahnya daripada di tepinya. Lensa ini menyebabkan sinar cahaya yang melewatinya menyebar atau divergen, sehingga membentuk bayangan maya yang lebih kecil dan tegak.

Sifat-sifat lensa cekung meliputi:

• Memiliki permukaan yang melengkung ke luar.
• Lebih tipis di tengah daripada di tepinya.
• Menyebabkan sinar cahaya yang melewatinya menyebar.
• Membentuk bayangan maya yang lebih kecil dan tegak.

Bagian-bagian Lensa Cekung

Bagian-bagian lensa cekung meliputi:

• Sumbu Optik: Garis lurus yang melalui pusat kelengkungan kedua permukaan lensa.
• Pusat Kelengkungan: Titik di mana permukaan lensa melengkung.
• Titik Fokus: Titik di mana sinar cahaya yang sejajar dengan sumbu optik bertemu setelah melewati lensa.

Pembentukan Bayangan pada Lensa Cekung

Lensa cekung, juga dikenal sebagai lensa divergen, memiliki permukaan yang melengkung ke luar. Berbeda dengan lensa cembung, lensa cekung menyebabkan cahaya yang melewatinya menyebar atau divergen.

Prinsip Pembentukan Bayangan

Pembentukan bayangan pada lensa cekung mengikuti prinsip-prinsip berikut:

• Sinar cahaya sejajar yang datang ke lensa cekung akan divergen (menyebar) setelah melewati lensa.
• Sinar cahaya yang melalui pusat optik lensa akan tetap lurus tanpa dibelokkan.
• Sinar cahaya yang melewati titik fokus lensa akan divergen seolah-olah berasal dari titik tersebut.

Jenis-Jenis Bayangan

Lensa cekung hanya dapat membentuk satu jenis bayangan, yaitu bayangan maya. Bayangan maya adalah bayangan yang tidak dapat ditangkap pada layar karena tidak terbentuk pada titik temu sinar cahaya yang sebenarnya. Berikut adalah karakteristik bayangan maya:

• Selalu tegak
• Lebih kecil dari benda
• Terletak di sisi yang sama dengan benda (antara lensa dan benda)

Rumus Lensa Cekung

Lensa cekung adalah lensa yang lebih tebal di bagian tepinya dan lebih tipis di bagian tengahnya. Lensa cekung memiliki sifat menyebarkan atau menghamburkan sinar cahaya yang melewatinya. Rumus-rumus yang digunakan untuk menghitung besaran yang berkaitan dengan lensa cekung antara lain:

Rumus Pokok Lensa

• $$\frac1f=\frac1s+\frac1s’$$
• Keterangan:
• f adalah jarak fokus lensa (cm)
• s adalah jarak benda ke lensa (cm)
• s’ adalah jarak bayangan ke lensa (cm)

Rumus Perbesaran

• $$M=-\fracs’s$$
• Keterangan:
• M adalah perbesaran lensa
• s adalah jarak benda ke lensa (cm)
• s’ adalah jarak bayangan ke lensa (cm)

Contoh Soal

Sebuah benda diletakkan pada jarak 20 cm di depan lensa cekung yang memiliki jarak fokus 10 cm. Hitunglah jarak bayangan dan perbesaran lensa tersebut.Penyelesaian:

1. Menggunakan rumus pokok lensa

$$ \frac1f=\frac1s+\frac1s’ $$ $$ \frac110=\frac120+\frac1s’ $$ $$ \frac1s’=\frac110-\frac120 $$ $$ \frac1s’=\frac-120 $$ $$ s’=-20 \text cm $$

2. Menggunakan rumus perbesaran

$$ M=-\fracs’s $$ $$ M=-\frac(-20)20 $$ $$ M=1 $$Jadi, jarak bayangan adalah 20 cm di depan lensa dan perbesaran lensa adalah 1. Artinya, bayangan bersifat maya dan sama besar dengan benda.

Penerapan Lensa Cekung

Lensa cekung memiliki berbagai aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain pada kacamata, mikroskop, dan proyektor. Prinsip kerja lensa cekung adalah membelokkan sinar cahaya yang masuk sehingga menghasilkan bayangan yang bersifat maya, tegak, dan diperkecil.

Kacamata

Lensa cekung digunakan pada kacamata untuk mengoreksi rabun jauh (miopi). Pada rabun jauh, titik dekat mata berada lebih jauh dari jarak normal. Lensa cekung yang diletakkan di depan mata akan membelokkan sinar cahaya yang masuk sehingga titik fokus bergeser lebih dekat ke mata.

Dengan demikian, penderita rabun jauh dapat melihat objek dekat dengan jelas.

Mikroskop

Lensa cekung digunakan pada mikroskop sebagai lensa okuler (lensa mata). Lensa okuler membelokkan sinar cahaya yang keluar dari lensa objektif sehingga menghasilkan bayangan maya yang diperbesar. Bayangan maya ini kemudian dilihat oleh mata pengamat melalui lensa okuler.

Proyektor

Lensa cekung digunakan pada proyektor sebagai lensa kondensor. Lensa kondensor berfungsi untuk memfokuskan cahaya pada slide atau film yang akan diproyeksikan. Dengan demikian, cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya akan terfokus pada slide atau film sehingga menghasilkan gambar yang jelas pada layar proyektor.

Contoh Soal

Berikut adalah beberapa contoh soal terkait lensa cekung yang mencakup berbagai jenis bayangan dan perhitungan:

Menentukan Jenis Bayangan

1. Sebuah benda diletakkan 10 cm di depan lensa cekung dengan jarak fokus 15 cm. Tentukan jenis bayangan yang terbentuk.
2. Sebuah benda setinggi 5 cm diletakkan 20 cm di depan lensa cekung dengan jarak fokus 10 cm. Tentukan sifat bayangan yang terbentuk.

Menghitung Jarak Bayangan

1. Sebuah benda diletakkan 12 cm di depan lensa cekung dengan jarak fokus 8 cm. Tentukan jarak bayangan yang terbentuk.
2. Sebuah benda setinggi 3 cm diletakkan 15 cm di depan lensa cekung dengan jarak fokus 6 cm. Tentukan tinggi bayangan yang terbentuk.

Menghitung Pembesaran

1. Sebuah benda diletakkan 10 cm di depan lensa cekung dengan jarak fokus 12 cm. Tentukan pembesaran bayangan yang terbentuk.
2. Sebuah benda setinggi 4 cm diletakkan 20 cm di depan lensa cekung dengan jarak fokus 8 cm. Tentukan pembesaran bayangan yang terbentuk.

Pemungkas

Memahami prinsip lensa cekung sangat penting untuk berbagai bidang sains dan teknologi. Contoh soal yang diberikan dalam artikel ini akan membantu Anda membangun dasar yang kuat dalam memecahkan masalah yang melibatkan lensa divergen. Dengan latihan yang cukup, Anda akan mampu menganalisis berbagai skenario dan memprediksi pembentukan bayangan yang dihasilkan.

Jawaban untuk Pertanyaan Umum

Apa perbedaan utama antara lensa cekung dan lensa cembung?

Lensa cekung membelokkan sinar cahaya menjauh dari sumbu optik, menghasilkan bayangan maya dan lebih kecil, sedangkan lensa cembung membelokkan sinar cahaya menuju sumbu optik, menghasilkan bayangan nyata dan dapat diperbesar.

Dalam situasi apa lensa cekung digunakan dalam kehidupan nyata?

Lensa cekung digunakan dalam kacamata untuk mengoreksi rabun jauh, mikroskop untuk memperbesar benda kecil, dan proyektor untuk menampilkan gambar pada layar.