Contoh Soal Lensa Cembung dan Cekung Serta Pembahasannya

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.com)

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.com)

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.com)

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.***

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel