Cermin dan Lensa – Cembung dan Cekung

by

Cermin

Cermin adalah benda yg dibentuk untuk memantulkan cahaya (reflektor) & mencerminkan bayangan. Sisi pada cermin mampu pula dibuat melengkung cembung ataupun cekung.

Cermin berlainan dgn lensa. Hanya satu sisi pada cermin yg memiliki fungsi untuk memantulkan cahaya yakni segi tampang cermin, sedangkan pada sisi belakang cermin tak dilema apapun bentuknya karena cahaya memang tak melewati cermin.

Lihat pula materi Wargamasyarakat.org lainnya:

Rangkaian Listrik

Tata Surya

Pada materi ini akan dibahas dua tipe cermin menurut bentuk tampang cermin yaitu cermin cembung & cermin cekung.

Cermin Cembung

Cermin cembung memiliki wajah cermin berupa cembung keluar seperti setengah bola. Cermin cembung berfungsi untuk memantulkan & kemudian berbagi cahaya yg tiba. Cermin cembung (konveks) biasa disebut cermin negatif karena bersifat mengembangkan sinar cahaya (divergen).

Titik konsentrasi cermin cembung berada dibelakang cermin sehingga bersifat maya & bernilai negatif.

cermin cekung & bayangan

Perhatikan gambar diatas, terdapat tiga sinar istimewa pada cermin cembung, yaitu:

  1. setiap sinar datang yg sejajar dgn sumbu utama akan dipantulkan seperti berasal dr titik konsentrasi di belakang lensa.

  2. setiap sinar tiba yg menuju titik konsentrasi di belakang lensa akan dipantulkan menjadi sejajar dgn sumbu utama.

  3. setiap sinar datang yg menuju titik sentra cermin (R) akan dipantulkan kembali dr R yang merupakan jari-jari kelengkungan cermin.

Contoh pemanfaatan cermin cembung yakni pada kaca spion kendaraan sehingga dapat melihat dr arah yg lebih lebar & pada cermin yg diletakkan di belokan jalan untuk menghindari kecelakaan.

Cermin Cekung

Cermin cekung memiliki paras cermin berupa cekungan kedalam seperti wajan penggorengan. Cermin cekung berfungsi untuk memantulkan & kemudian memfokuskan cahaya yg datang. Cermin cekung (konkaf) umumdisebut cermin positif karena bersifat memfokuskan sinar cahaya (konvergen).

Titik konsentrasi cermin cekung berada didepan cermin sehingga bersifat real & bernilai positif.

cermin cekung & bayangan

Perhatikan gambar diatas, terdapat tiga sinar istimewa pada cermin cekung, yakni:

  1. setiap sinar tiba yg sejajar dgn sumbu utama akan dipantulkan munujui titik konsentrasi di depan lensa.

  2. setiap sinar tiba yg menuju titik konsentrasi di depan lensa akan dipantulkan menjadi sejajar dgn sumbu utama.

  3. setiap sinar datang yg menuju titik pusat cermin (R) akan dipantulkan kembali dr R yg merupakan jari-jari kelengkungan cermin.

Contoh pemanfaatan cermin cekung adalah sebagai kolektorsinar matahari pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) & selaku pemantul pada setiap lampu sorot/senter sehingga cahaya yg dihasilkan tak menyebar.

Lensa

Lensa adalah suatu benda transparan yg memiliki dua sisi lengkungan berupa cembung ataupun cekung. Lensa berfungsi untuk membiaskan atau meneruskan cahaya (refaktor). Lensa umumnya terbuat dr beling ataupun plastik. Pada bahan ini akan dibahas dua tipe lensa berdasarkan bentuk/geometri lensa yaitu lensa cembung & lensa cekung.

Lensa Cembung (Konveks)

Lensa cembung berfungsi untuk memfokuskan cahaya yg tiba. Lensa cembung (konveks) umumdisebut lensa positif. Disebut positif alasannya adalah dapat memfokuskan cahaya (konvergen). Terdapat tiga macam lensa cembung menurut geometri di kedua sisinya, yakni:

  • cembung cembung (bikonveks)

  • cembung datar (planokonveks)

  • cembung cekung (konkaf-konveks)

lensa cembung bikonveks planokonveks konkaf konveks

 

lensa positif

Perhatikan gambar diatas, titik dimana semua sinar berpotongan menuju satu titik disebut sebagai titik fokus (F1). f merupakan jarak titik fokus ke lensa & selalu bernilai positif (kanan). F1 merupakan titik fokus sejati & F2 merupakan titik fokus maya.

tiga sinar istimewa pada lensa cembung

Terdapat tiga sinar istimewa pada lensa cembung (amati gambar diatas), yaitu:

  1. setiap sinar datang yg sejajar dgn sumbu utama akan dibiaskan menuju titik konsentrasi sejati (F1) di belakang lensa.

  2. setiap sinar tiba yg lewat titik fokus maya (F2) di depan lensa akan dibiaskan menjadi sejajar dgn sumbu utama.

  3. setiap sinar tiba yg lewat titik sentra lensa akan diteruskan tanpa pembiasan.

Contoh pemanfaatan lensa cembung yakni digunakan untuk penderita rabun erat atau hipermetropi, kaca pembesar, lensa pada teropong, lensa pada mikroskop, lensa periskop, lensa proyektor, & lain sebagainya.

Lensa Cekung (Konkaf)

Lensa cekung berfungsi untuk berbagi cahaya yg tiba. Lensa cekung (konkaf) pula disebut selaku lensa negatif. Disebut negatif alasannya adalah mampu mengembangkan cahaya (divergen). Terdapat tiga macam lensa cekung berdasarkan geometri di kedua sisinya, yakni:

  • cekung cekung (bikonkaf)

  • cekung datar (planokonkaf)

  • cekung cembung (konveks -konkaf)

lensa cekung bikonkaf planokonkaf konveks konkaf

 

lensa negatif

Perhatikan gambar diatas, kalau semua sinar yg menyebar di tarik garis seolah-olah berasal dr satu titik yg disebut sebagai titik konsentrasi maya (F2). f merupakan jarak titik konsentrasi maya ke lensa & senantiasa bernilai negatif (kiri). F2 merupakan titik konsentrasi aktif yg bersifat maya & F1 merupakan titik konsentrasi pasif.

tiga sinar istimewa pada lensa cekung

Terdapat tiga sinar istimewa pada lensa cekung (amati gambar diatas), yaitu:

  1. setiap sinar datang yg sejajar dgn sumbu utama akan dibiaskan seakan-akan berasal dr titik fokus maya (F2) di depan lensa.

  2. setiap sinar tiba yg menuju titik fokus pasif (F1) di belakang lensa akan dibiaskan menjadi sejajar dgn sumbu utama.

  3. setiap sinar tiba yg melalui titik pusat lensa akan diteruskan tanpa pembiasan.

Contoh pemanfaatan lensa cekung yaitu dipakai untuk penderita rabun jauh atau miopi untuk memfokuskan cahaya yg masuk ke mata.

Contoh Soal Cermin & Lensa + Pembahasan

Contoh Soal 1

Titik fokus sebuah cermin berada 56 cm dibelakang cermin. Apakah tipe cermin tersebut & berapa jari-jari kelengkungan cermin tersebut?

  1. a) Cermin cembung dgn jari-jari kelengkungan 112 cm.

  2. b) Cermin cembung dgn jari-jari kelengkungan 28 cm.

  3. c) Cermin cekung dgn jari-jari kelengkungan 112 cm.

  4. d) Cermin cekung dgn jari-jari kelengkungan 28 cm.

Solusi:

Karena  bayangan jatuh dibelakang cermin, maka yg dimaksud adalah cermin cembung.

Besar jari-jari kelengkungan cermin bernilai dua kali panjang titik fokusnya sehingga:

R = 2f = 2 (56 cm) = 112 cm.

Maka, balasan yg benar yaitu A.

Contoh Soal 2

Manakah dr pernyataan dibawah ini yg mendeskripsikan bayangan yg dihasilkan lensa cekung?

  1. a) Nyata, tegak, & bayangan tereduksi.

  2. b) Maya, tegak, & bayangan tereduksi.

  3. c) Nyata, terbalik, & bayangan diperbesar.

  4. d) Maya, terbalik, & bayangan diperbesar.

Solusi:

Sesuai dgn sifat-sifat lensa cekung: bayangan yg terbentuk yaitu maya alasannya adalah titik fokusnya bersifat maya, bayangan tegak karena sinar tak difokuskan tapi disebarkan, sebab sinar disebarkan maka bayangan akan tereduksi.

Maka, jawaban yg benar yaitu B.

Contoh Soal 3

Sebuah lensa memiliki panjak titik konsentrasi sejauh -5 m. Berapa kekuatan lensa & tipe lensa tersebut?

  1. a) 0,5 D, lensa cembung.

  2. b) -0,5 D, lensa cembung.

  3. c) 0,5 D, lensa cekung.

  4. d) -0,5 D, lensa cekung.

Solusi:

Karena titik konsentrasi bernilai negatif, maka yg dimaksud yaitu lensa cekung. Kekuatan lensa dicari dgn menggunakan rumus:

M = \frac 1 f = 1 / (-5 cm) = - 0,5 D

Maka, jawaban yg benar yaitu D.

Artikel: Cermin Cembung/Cekung & Lensa Cembung/Cekung

Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FT UI

Materi Wargamasyarakat.org yang lain:

  1. Energi Potensial & Energi Kinetik

  2. Listrik Statis

  3. Dioda

  Rumus Perbesaran Angular Teropong Panggung/Tonil/Galilei