Contoh Soal Lensa Cembung dan Cekung Serta Pembahasannya
April 05, 2020
Contoh soal lensa cembung dan cekung
serta pembahasannya – Pembentukan bayangan pada lensa, baik
lensa cembung (positif) maupun lensa cekung (negatif) menerapkan konsep
pembiasan cahaya.
Ilustrasi gambar (Matrapendidikan.id)
Berbeda dengan pembentukan bayangan pada cermin, cembung (negatif)
maupun cekung (positif), yang menerapkan konsep pemantulan sinar.
Nah,
sebelum membahas contoh soal lensa cembung dan cekung akan diuraikan secara
singkat konsep lensa cembung dan cekung serta rumus pokok yang digunakan dalam
pembahasan soal.
A.Materi dasar lensa
1.Lensa cembung
Lensa
cembung akan membiaskan cahaya sehingga terbentuk berkas cahaya mengumpul (konvergen).
Bayangan benda yang dibentuk oleh lensa cembung tergantung pada posisi letak
benda terhadap lensa.
Bayangan
yang terbentuk bersifat nyata akan selalu terbalik terhadap bendanya.
Namun
jika terbentuk bayangan semu (maya) akan selalu tegak terhadap bendanya.
Hubungan
jarak benda (s), jarak bayangan (s’) dan jarak fokus (f) ditulis dalam bentuk rumus:
1/f
= 1/s + 1/s atau 2/R = 1/s + 1/s’
dimana R = jari-jari lensa cembung.
Sedangkan
perbesaran bayangan (M) diperoleh melalui perbandingan tinggi bayangan (h’)
dengan tinggi benda (h) atau perbandingan jarak bayangan (s’) dengan jarak
benda (s). Ditulis dengan persamaan:
M =
|h’/h| atau M = |s’/s| (| = tanda nilai mutlak)
Kekuatan
lensa cembung (P) tergantung pada jarak fokus (f). Jika jarak fokus lensa
semakin kecil maka kekuatan lensa semakin besar. Jarak fokus berbanding
terbalik dengan kekuatan lensa atau ditulis dengan rumus;
P = 1/f
(satuannya Dioptri) dalam meter.
2.Lensa cekung
Lensa
cekung bersifat menyebarkan/memancarkan sinar (divergen) sehingga sifat bayangan yang
dibentuk oleh lensa cekung bersifat maya (semu), tegak, diperkecil.
Selain itu bayangan selalu di depan lensa antara titik pusat lensa dan fokus aktif (F1).
Jarak bayangan benda pasti lebih kecil daripada jarak bendanya dan jarak bayangan selalu bertanda negatif (-) sehingga disebut lensa negatif.
Nah, rumus yang digunakan pada lensa cembung juga digunakan pada lensa cekung, yaitu:
1/f = 1/s + 1/s’.atau 2/R = 1/s + 1/s’
dimana R = jari-jari lensa cekung
M = |h’/h| atau M = |s’/s| (| = tanda nilai mutlak)
P = 1/f (satuannya Dioptri)
B.Contoh soal dan pembahasan
1.Sebuah benda dengan tinggi 6 cm diletakkan 20 cm di depan lensa cembung yang berjarak fokus 12 cm. Tentukan :
a.Jarak bayangan
b.Tinggi bayangan
c.Perbesaran bayangan
d.Sifat bayangan
e.Lukisan pembentukan bayangan
Pembahasan
-Diketahui :
h = 6 cm
s = 20 cm
f = 12 cm
-Ditanya :
a.s’ = ?
b.h’ =?
c.M =?
d.Sifat bayangan
e.Lukisan pembentukan bayangan
-Penyelesaian:
a.Jarak bayangan (s’)
1/f = 1/s + 1/s’
1/12 = 1/20 + 1/s’
1/s’ = 1/12 – 1/20
1/s’ = 5/60 – 3/60
1/s’ = 2/60
s' = 60/2
s’ = 30
Jadi jarak bayangan benda (s’) = 30 cm
b.Tinggi bayangan (h’)
h'/h = s’/s
h’ = (s’/s) × h
h’ = (30/20) × 6
h’ = 180/20
h’ = 9
Maka tinggi bayangan (h’) = 9 cm.
c.Perbesaran bayangan (M)
M = |s’/s|
M = |30 /20|
M = |1,5|
Jadi, Perbesaran bayangan (M) = 1,5 kali
d.Sifat-sifat bayangan pada lensa cembung:
-Nyata
-Terbalik
-Diperbesar
e.Lukisan pembentukan bayangan
Ilustrasi gambar (Matrapendidikan.id)
Simak juga : Cara Menentukan Jarak dan Sifat Bayangan Benda
2.Lensa cembung
memiliki titik fokus 10 cm. Tentukan kekuatan lensa tersebut....
Pembahasan
-Diketahui:
Lensa cembung = lensa
positif, konvergen
f = 10 cm
-Ditanya:
P =..?
-Penyelesaikan:
P =1/f
P = 1/10
f = 0,1 cm
f = 10 m
Jadi kekuatan lensa (M) = 10 Dioptri.
3.Benda
tegak setinggi 3 cm diletakkan pada jarak 10 cm di depan lensa cekung Jika jarak fokus lensa cekung 6 cm. Tentukan:
a.Jarak
bayangan
b.Tinggi
bayangan
c.Perbesaran
bayangan beda
d.Sifat
bayangan
e.Lukisan
pembentukan bayangan.
Pembahasan
-Diketahui
:
h = 3 cm
s = 10 cm
f = -6 cm
-Ditanya :
a.s’ = ?
b.h’ =?
c.M =?
d.Sifat bayangan
e.Lukisan pembentukan
bayangan
-Penyelesaian:
a.Jarak bayangan (s’)
1/f = 1/s + 1/s’
-1/6 = 1/10 + 1/s’
1/s’ = - 1/6 – 1/10
1/s’ = - 5/30 – 3/30
1/s’ = -8/30
s' = -30/8
s’ = -3,75
Jadi jarak bayangan benda (s’) = -3,75 cm
b.Tinggi bayangan
(h’)
h'/h = s’/s
h’ = (s’/s) × h
h’ = (3,75/10) × 3
h’ = 11,25/10
h’ = 1,125
Maka tinggi bayangan
(h’) = 1,125 cm.
c.Perbesaran bayangan
(M)
M = |s’/s|
M = |3,75 /10|
M = |0,375|
Jadi, Perbesaran bayangan (M) = 0,375 kali
d.Sifat-sifat
bayangan pada lensa cembung:
-Maya
-Tegak
-Diperkecil
e.Lukisan pembentukan
bayangan pada lensa cekung adalah :
Ilustrasi gambar (Matrapendidikan.d)
4.Lensa cekung berkekuatan 2,5 dioptri. Berapakah jarak fokus lensa
terbut?
Pembahasan
-Diketahui:
Lensa cekung = lensa
negatif, divergen
P = -2,5 Dioptri
-Ditanya:
f =..?
-Penyelesaikan:
P =1/f
-2,5 = 1/f
-2,5 x f = 1
f =-1/2,5
f = -10 /25
f=- 0,4
Jadi jarak fokus lensa
(f) = -0,40 cm atau -40 m.
Semoga contoh soal lensa cembung dan cekung serta pembahasannya di atas bermanfaat terutama bagi guru maupun siswa di SMP/MTs.***