MAKALAH FISIKA SEKOLAH
PEMBIASAAN PADA LENSA
DI SUSUN OLEH :
Riska.S
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
UNIVERSITAS TADULAKO
2015
DESKRIPSI
Pada makalah ini, akan
membahas PEMBIASAN PADA LENSA. Dengan pokok bahasan yaitu pengertian pembiasan
dan hubungan dengan Hukum Descartes atau Hukum
Pembiasan.
.
STANDAR KOMPETENSI
Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik
DASAR KOMPETENSI
• Menganalisis perilaku cahaya
• Menggambarkan proses pembiasan
cahaya
• Menganalisis sifat suatu zat
optis
• Menganalisis proses pembentukan
bayangan satu benda secara kualitatif dan kuantitatif
INDIKATOR
• Mengidentifikasi sifat-sifat
cahaya
• Menjelaskan perbedaan pemantulan dan
pembiasan
• Menggambar sinar-sinar istimewa pada lensa
cembung dan cekung
• Menggambar pembentukan bayangan pada lensa cembung dan cekung
• Menghitung perbesaran bayangan pada lensa
TUJUAN
• Peserta didik dapat mengidentifikasi
sifat-sifat cahaya
• Peserta didik dapat menjelaskan
perbedaan pemantulan dan pembiasan
• Peserta didik dapat menggambar
sinar-sinar istimewa pada lensa cembung dan cekung
• Peserta didik dapat menggambar
pembentukan bayangan pada lensa cembung dan cekung
• Peserta didik dapat menghitung perbesaran bayangan pada lensa
MATERI
1.
Pengertian Lensa
Lensa adalah material transparan
(umumnya terbuat dari kaca atau plastik) yang memiliki dua permukaan ( salah
satu atau keduanya memiliki permukaan melengkung) sehingga dapat membelokkan
sinar yang melewatinya.Ada 2 jenis lensa yakni lensa
cembung dan lensa cekung.
Ciri-ciri suatu lensa cembung :
- bagian tengah lensa lebih tebal dibandingkan
bagian tepinya.
- bersifat mengumpulkan sinar.
- titik fokusnya bernilai positif.
Sementara ciri-ciri lensa
cekung :
· bagian tengah lensa lebih tipis dibandingkan bagian tepinya.
· bersifat menyebarkan sinar.
·
titik fokusnya bernilai
negatif.
Umumnya lengkung
permukaan lensa mengikuti persamaan lingkaran sehingga
letak titik fokus dapat ditentukan dengan mudah. Bayangan yang
tajam dapat diperoleh dengan mudah dengan lensa semacam ini.Lengkung
permukaan yang tidak mengikuti persamaan lingkaran tentu saja tetap dapat
membelokkan sinar; hanya saja letak titik fokusnya tidak menentu dan
akibatnya bayangan yang terbentuk tidak tajam. Atau Lensa merupakan benda bening yang
dibatasi oleh dua buah bidang lengkung. Dua bidang lengkung yang membatasi
lensa berbentuk silindris maupun bola. Lensa silindris bersifat
memusatkan cahaya dari sumber titik yang jauh pada suatu garis, sedangkan
lensa yang berbentuk bola yang melengkung ke segala arah memusatkan cahaya
dari sumber yang jauh pada suatu titik.
pembiasan
cahaya adalah pembelokan cahaya ketika
berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya.
Indeks bias mutlak suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruang
hampa dengan kecepatan cahaya di bahan tersebut. Indeks bias relatif merupakan
perbandingan indeks bias dua medium berbeda. Indeks bias relatif medium kedua
terhadap medium pertama adalah perbandingan indeks bias antara medium kedua
dengan indeks bias medium pertama. Pembiasan cahaya menyebabkan kedalaman semu
dan pemantulan sempurna.
Hukum Snellius adalah rumus matematika
yang memerikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau
gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda,
seperti udara dan gelas. Nama hukum ini diambil dari matematikawan Belanda
Willebrord Snellius, yang merupakan salah satu penemunya. Hukum ini juga
dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum Pembiasan.
Hukum Snellius I
Adapun bunyi Hukum Snellius I adalah
:
“Jika suatu cahaya melalui perbatasan
dua jenis zat cair, maka garis semula tersebut adalah garis sesudah sinar itu
membias dan garis normal dititik biasnya, ketiga garis tersebut terletak dalam
satu bidang datar.”
Hukum Snellius II
Adapun bunyi Hukum Snellius II adalah
:
“Perbandingan sinus sudut datang dengan
sinus sudut bias selalu konstan. Nilai konstanta dinamakan indeks bias(n).”
Hukum Snellius adalah rumus matematika yang meberikan hubungan antara
sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui
batas antara dua medium isotropik berbeda, seperti udara dan gelas. Nama hukum
ini diambil dari matematikawan Belanda Willebrord Snellius, yang merupakan salah satu
penemunya. Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum
Pembiasan.
Hukum ini menyebutkan bahwa nisbah
sinus sudut datang dan sudut bias adalah konstan, yang tergantung pada medium. Perumusan lain yang ekivalen
adalah nisbah sudut datang dan sudut bias sama dengan nisbah kecepatan cahaya pada kedua medium, yang sama dengan kebalikan nisbah indeks
bias.
Perumusan matematis hukum Snellius adalah
atau
atau
Hukum Snellius dapat digunakan untuk
menghitung sudut datang atau sudut bias, dan dalam eksperimen untuk menghitung indeks
bias
suatu bahan. Pada tahun 1637, René Descartes secara terpisah menggunakan argumen
heuristik kekekalan momentum dalam bentuk
sinus dalam tulisannya Discourse on Method untuk menjelaskan hukum ini. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang
lebih tinggi pada medium yang lebih padat karena cahaya adalah gelombang yang timbul akibat terusiknya plenum,
substansi kontinu yang membentuk alam semesta. Dalam bahasa Perancis, hukum Snellius disebut la
loi de Descartes atau loi de Snell-Descartes.
Sebelumnya, antara tahun 100 hingga
170 Ptolemeus dari Thebaid menemukan hubungan empiris sudut
bias yang hanya akurat pada sudut kecil.[1] Konsep hukum Snellius
pertama kali dijelaskan secara matematis dengan akurat pada tahun 984 oleh Ibn Sahl dari Baghdad dalam manuskripnya On Burning
Mirrors and Lenses[2][3]. Dengan konsep tersebut Ibn Sahl mampu membuat lensa yang dapat
memfokuskan cahaya tanpa aberasi geometri yang dikenal sebagai kanta asperik.
Manuskrip Ibn Sahl ditemukan oleh Thomas Harriot pada tahun 1602, [4] tetapi tidak dipublikasikan
walaupun ia bekerja dengan Johannes Keppler pada bidang ini.
Pada tahun 1678, dalam Traité de la Lumiere, Christiaan Huygens menjelaskan hukum Snellius
dari penurunan prinsip Huygens tentang sifat cahaya sebagai gelombang. Hukum Snellius dikatakan,
berlaku hanya pada medium isotropik atau "teratur"
pada kondisi cahaya monokromatik yang hanya mempunyai frekuensi tunggal, sehingga bersifat
reversibel.[5] Hukum Snellius dijabarkan
kembali dalam rasio sebagai berikut:
2.
Jenis-jenis lensa
Ada dua jenis lensa yaitu lensa cembumg dan lensa
cekung.
a. Lensa cembung
adalah lensa yang bagian tengah
lebih tebal daripada bagian tepinya. Sinar-sinar bias lensa cembung bersifat
mengumpul (konvergen).
lensa cembung digolongkan menjadi :
1. cembung rangkap (bikonveks)
2. cembung datar (plan-konveks)
3. cembung-cekung (konkaf-konvek)
Gambar : Lensa cembung bersifat mengumpulkan
sinar di satu bidang focus
Ada tiga
macam sinar istimewa pada lensa cembung :
1. Sinar datang sejajar
sumbu utama lensa, dibiaskan melalui titik fokus
2. Sinar datang melalui titik fokus lensa, dibiaskan sejajar sumbu
utama
3. Sinar datang melalui titik pusat lensa tidak dibiaskan
melainkan diteruskan
Penomoran ruang pada Lensa Tipis
Untuk lensa nomor ruang untuk benda dan nomor-ruang untuk
bayangan dibedakan. nomor ruang untuk benda menggunakan angka Romawi (I, II,
III, dan IV), sedangkan untuk ruang bayangan menggunakan angka Arab (1, 2, 3
dan 4) seperti pada gambar berikut ini:
Untuk ruang benda berlaku :
ruang I antara titik pusat optic (O) dan F2,
ruang II antara F2 dan 2F2
ruang III di sebelah kiri 2F2,
ruang IV benda (untuk benda maya) ada di belakang lensa.
Untuk ruang bayangan berlaku :
ruang 1 antara titik pusat optic (O) dan F1,
ruang 2 antara F1 dan 2F1
ruang 3 di sebelah kanan 2F1,
ruang 4 (untuk bayangan maya) ada di depan lensa.
Berlaku pula : R benda
+ R bayangan = 5
Melukis pembentukan bayangan pada lensa
Untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa tipis cukup
menggunakan minimal dua berkas sinar istimewa untuk mendapatkan titik bayangan.
Contoh melukis pembentukan bayangan.
Benda
berada di Ruang II
Sifat-sifat
bayangan yang terbentuk: Nyata, terbalik, diperbesa
b. Lensa cekung
adalah lensa yang bagian tengahnya
lebih tipis daripada begian tepinya. Sinar-sinar bias lensa cekung bersifat
memancar (divergen).
lensa cekung digolongkan menjadi :
1. cekung rangkap (bikonkaf)
2.cekung datar (plan-konkaf)
3. cekung-cembung (konveks-konkaf).
GAMBAR
Berkas sinar-sinar istimewa pada lensa cekung
Ada tiga macam sinar istimewa pada lensa cekung :
Gambar
. Sinar -sinar istimewa untuk Lensa Cekung
1.
Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan
seolah-olah berasal dari titik fokus.
2. Sinar datang
seolah-olah menuju titik fokus lensa di biaskan sejajar sumbu utama
3. Sinar
datang melalui titik pusat lensa tidak dibiaskan melainkan diteruskan.
Melukiskan
bayangan pada Lensa Cekung
Untuk
melukis pembentukan bayangan pada lensa tipis cukup menggunakan minimal dua
berkas sinar istimewa untuk mendapatkan titik bayangan.
Benda
di Ruang dua
Sifat-sifat
bayangan yang terbentuk: Maya, tegak, diperkecil
Untuk
memudahkan pembuatan diagram lensa digambar dengan garis lurus dan tanda di
atasnya, untuk lensa cembung di tulis (+) dan lensa cekung (–). Untuk Lensa
memiliki dua titik fokus.
3.
Pembiasan cahaya pada Lensa
a. Pembiasan Cahaya pada Lensa cembung
Ada tiga Sinar-sinar
istimewa pada pembiasan lensa cembung, yaitu
1. Sinar datang menuju lensa sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskan melalui
titik fokus aktif F1 lensa.
2. Sinar datang
melalui titik fokus pasif F2 lensa akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama
lensa.
3. Sinar datang menuju lensa melalui titik pusat optik lensa
akan diteruskan tanpa di biaskan.
sinar sinar istimewa pada lensa cembung
|
b. Pembiasan cahaya pada lensa cekung.
Ada tiga sinar-sinar istimewa pada pembiasan lensa cekung
yaitu :
1. Sinar dating menuju lensa sejajar
sumbu utama akan lensa dibiaskan seakan-akan dari titik fokus aktif F1 lensa.
2. Sinar dating menuju lensa
seakan-akan melalui titik fokus pasif F2 lensa akan dibiaskan sejajar sumbu
utama lensa.
3. Sinar datang menuju lensa melalui
titik pusat optic lensa akan di teruskan tanpa di biaskan.
RANGKUMAN
·
Lensa merupakan benda bening yang dibatasi oleh dua buah bidang
lengkung. Dua bidang lengkung yang membatasi lensa berbentuk silindris maupun
bola.
·
Ciri-ciri
suatu lensa cembung :
bagian tengah lensa lebih tebal dibandingkan bagian tepinya.
bersifat mengumpulkan sinar.
titik fokusnya bernilai positif.
·
ciri-ciri lensa
cekung :
bagian tengah lensa
lebih tipis dibandingkan bagian tepinya.
bersifat menyebarkan sinar.
titik fokusnya bernilai negatif.
·
Hukum Snellius adalah rumus matematika yang
memerikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau
gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda,
seperti udara dan gelas. Nama hukum ini diambil dari matematikawan Belanda
Willebrord Snellius, yang merupakan salah satu penemunya. Hukum ini juga
dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum Pembiasan.