fisika

Rumus Lensa Fisika dan Contoh Soal serta Pembahasannya

Nadya Christie

Apr 13, 2022 — 6 min read

Hai Sobat Zenius, gue mau ngajak elo semua, nih, buat membahas rumus lensa Fisika, jenis-jenisnya, beserta contoh soal yang bisa elo pelajari.

Sebelum masuk ke pembahasannya, gue mau ngajak elo tebak-tebakan, nih! Apa persamaan dari mata, kamera, dan teleskop?

Kamera lensa — Sumber: Dominika Roseclay dari Pexels

Teleskop lensa — Sumber: Lucas Pezeta dari Pexels

Yap, betul sekali! Ketiga hal tersebut sama-sama mempunyai lensa. Hmm kira-kira maksudnya gimana, ya?

Baiklah, dalam artikel ini gue akan menjelaskan kepada elo semua secara detail mulai dari rumus lensa Fisika hingga contoh soal dan pembahasannya.

Apa Itu Lensa?

Eits, jangan terburu-buru dulu. Sebelum membahas lebih lanjut, mari kita bahas sekilas mengenai pengertian dari lensa.

Lensa adalah material yang dapat memfokuskan atau menyebarkan gelombang. Gelombang yang difokuskan atau disebarkan oleh lensa itu ada apa aja, sih?

Nah, buat elo yang belum tahu, gelombang-gelombang tersebut yaitu cahaya, akustik, dan juga elektron.

Jenis-Jenis Lensa

Pada umumnya, jenis-jenis lensa itu ada tiga, yaitu lensa cembung, lensa cekung, dan lensa datar (planar).

Lensa Cembung

Lensa cembung atau konveks memiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:

Memiliki bentuk lengkung rata ke bagian luar, dengan bagian tengah yang lebih tebal daripada bagian sisinya.
Bersifat memfokuskan cahaya yang datang atau converging lens.

Lensa kombinasi pada lensa cembung

Bentuk-Bentuk Lensa Cembung (Dok. Zenius).

Lensa cembung ganda atau bikonveks.
Lensa cembung datar atau plankonveks.
Lensa cembung (meniskus) cekung atau konkaf-konveks.

Gimana sih, sifat-sifat sinar istimewa yang datang pada lensa cembung?

Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibelokkan menuju titik fokus.
Sinar yang datang melewati titik fokus akan dibelokkan sejajar dengan sumbu utama.
Sinar yang datang melewati titik pusat lensa akan diteruskan.

Sinar istimewa pada Lensa Cembung (Dok. Zenius).

Pemanfaatan Lensa Cembung

Pada kaca pembesar atau lup.
Sebagai lensa objektif dan okuler pada teropong.
Digunakan untuk kacamata para penderita rabun dekat (hipermetropi).

Lensa Cekung

Lensa cekung atau konkaf memiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:

Memiliki bentuk permukaan yang melengkung ke dalam pada kedua sisinya, dengan bagian tengah lensa lebih tipis daripada bagian luarnya.
Bersifat menyebarkan cahaya atau diverging lens.

Lensa kombinasi pada lensa cekung

Bentuk-Bentuk Lensa Cekung (Dok. Zenius).

Lensa cekung ganda atau bikonkaf.
Lensa cekung datar atau plankonkaf.
Lensa cekung (meniskus) cembung atau konveks-konkaf.

Sifat-sifat sinar istimewa yang datang pada lensa cekung

Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibelokkan secara seolah-olah dari titik fokus.
Sinar yang datang melewati titik fokus akan dibelokkan sejajar dengan sumbu utama.
Sinar yang datang melewati titik pusat lensa akan diteruskan.

Penerapan Lensa Cekung

Sebagai lensa pembalik pada teropong.
Digunakan untuk kacamata para penderita rabun jauh (miopi).

Dalil Esbach

Oh iya, Sob. Pada lensa cembung dan cekung, juga berlaku Dalil Esbach, yang menjelaskan bahwa

Jumlah nomor ruang antara benda dan bayangan itu ada 5 buah.
Berlaku bagi benda yang bersifat nyata dan tegak, yaitu ketika bayangan jatuh di belakang lensa. Sementara untuk bayangan yang jatuh di depan lensa akan bersifat maya dan tegak.
Bayangan akan mengalami perbesaran apabila nomor ruangan bayangan > nomor ruang benda. Dengan catatan, Angka Romawi menunjukkan nomor ruang benda, sedangkan Angka Latin menunjukkan nomor ruang bayangan.

Rumus Lensa Fisika

Rumus Fokus Lensa

Fokus lensa sendiri merupakan kemampuan suatu lensa untuk memfokuskan atau menyebarkan cahaya. Fokus lensa memiliki sifat-sifat sebagai berikut

Dipengaruhi oleh jari-jari kelengkungan, perbandingan indeks bias lensa, serta medium lensa.
Ketebalan lensa akan semakin menipis ketika fokus lensa semakin besar, juga berlaku sebaliknya.

Untuk persamaan matematis dari fokus lensa, bisa ditulis kayak gini, Sob

$\frac{1}{f} = (\frac{n_{L}}{n_{m}}-1)(\frac{1}{R_{1}})$

Keterangan:

f = Fokus lensa

$n_{L}$ = Indeks bias lensa

$n_{m}$ = Indeks bias medium

R = Jari-jari kelengkungan lensa. Dengan catatan, (+) berlaku untuk lensa cembung dan (-) berlaku untuk lensa cekung.

Rumus Kekuatan Lensa

* $P = \frac{1}{f}$ * $P = \frac{100}{f}$

Keterangan:

P = Kuat lensa (Dioptri)

f = Fokus lensa

Dengan catatan:

Elo bisa menggunakan persamaan rumus pertama untuk menghitung dalam satuan meter.
Elo bisa menggunakan persamaan rumus kedua untuk menghitung dalam satuan sentimeter.
Pada lensa cembung, akan berlaku f(+) -> P(+).
Pada lensa cekung, akan berlaku f(-) -> P(-).

Rumus Perbesaran

Pada lensa cembung, akan berlaku rumus berikut

$M = \frac{h'}{h} = \frac{s'}{s}$

Pada lensa cekung, akan berlaku rumus berikut

$M = \frac{h'}{h} = \frac{-s'}{s}$

Keterangan:

M = Perbesaran

h = Tinggi benda

h’ = Tinggi bayangan

s = Jarak benda

s’ = Jarak bayangan

Rumus Mencari Jarak Bayangan

Pada lensa cembung, akan berlaku rumus berikut

$\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s^{'}}$

Sementara pada lensa cekung, akan berlaku rumus berikut

$-\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s^{'}}$

Keterangan:

f = Fokus lensa

s = Jarak benda

s’ = Jarak bayangan

Contoh Soal Lensa Fisika dan Pembahasan

Nah, setelah berjibaku dengan materi-materi di atas, mari kita uji pemahaman melalui contoh soal lensa cembung SMP kelas 8 dan juga lensa cekung.

Contoh Soal 1

Diketahui sebuah benda dengan tinggi 4 cm berdiri tegak 20 cm di depan sebuah lensa cembung yang memiliki jarak fokus 10 cm. Hitunglah letak bayangannya!

Pembahasan:

a). s = 20 cm

f = +10 cm

h = 4 cm

b). $\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s^{'}}$

1/10 = 1/20 + 1/s’

1/s’ = 1/10 – 1/20

1/s’ = 2/20 – 1/20

1/s’ = 1/20

s’ = 20

Jadi, letak bayangan dari benda berada pada jarak 20 cm di belakang lensa cembung tersebut.

Contoh Soal 2

Diketahui sebuah lensa konkaf memiliki fokus sebesar 40 cm, maka berapakah besar kekuatan lensanya?

Pembahasan:

a). f = -40 cm

f = -0,4 meter

b). P = 1/f

P = 1/-0,4

P = -2,5 Dioptri

Jadi, besar kekuatan lensa dari cermin konkaf tersebut adalah -2,5 Dioptri.

***

Demikian penjelasan singkat dari gue mengenai materi rumus lensa Fisika, baik cekung ataupun cembung beserta contoh soal dan pembahasannya.

Bagaimana menurut elo? Susah nggak materi yang satu ini?

Kalau Sobat Zenius masih belum paham 100%, elo masih bisa, kok, belajar dari video pembelajaran yang dibawakan oleh tutor Zenius.

Di sana, elo bakal dijelaskan secara detail! Nggak cuman itu, elo juga bakalan dapet contoh soal yang menunjang proses pembelajaran elo.

Cara aksesnya gampang banget! Elo tinggal klik banner di bawah ini dan cari materi pelajaran yang ingin elo dalami dengan mengetikkannya di kolom pencarian.

Sebelum itu, jangan lupa login akun Zenius dulu, ya! Kalau belum daftarkan di sini sekarang juga!