MK LISTRIK MAGNET IAIN Walisongo Semarang

BAB II : PEMBIASAN CAHAYA
II.1. Pembiasan Pada Lensa
Alat optik sederhana yg paling penting adalah lensa tipis. Ada beberapa bentuk
lensa :
a. konvergen : cembung cembung, cembung datar, cembung cekung
b. divergen : cekung-cekung, cekung datar, cekung cembung
II.2. Lensa Cembung/ Konvergen (lensa positif)
Berkas sinar yg sejajar sumbu lensa akan dibiaskan pada satu titik yg dinamakan
sebagai titik fokus. Kriteria ini dpt dipenuhi lensa sangat tipis. Berarti, titik fokus
lensa bisa ditemukan dgn menentukan titik dimana berkas-berkas cahaya matahari
dibentuk menjadi bayangan yg tajam. Jarak titik fokus dari pusat lensa disebut
jarak fokus.
Keterangan :
s = jarak benda
s’ = jarak bayangan
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan
∆FI’I dan ∆ FBA adalah sama karena sudut
AFB dan sudut IFI’ sama besar, sehingga
h' s ' f
(2.1)

h
f
Karena panjang AB = h, ∆ OAO’ sama dengan ∆ IAI’, maka :
h' s '

h s
Kita samakan persamaan (2.1) dan (2.2) pada ruas kanannya, didapat :
s ' f s '

f
s
: s’
s ' f
s'

f .s '
s .s '
(2.2)
s'
f
s'


s'. f s'. f s.s'
1 1 1
 
f s' s
(2.3)
Persamaan lensa konvergen (lensa cembung).
II.3. Lensa Cekung/ Divergen (Lensa Negatif)
Berkas sinar sejajar sumbu lensa akan dibiaskan
menyebar, perpanjangan dari sinar bias yg
menyebar tsb akan bertemu di satu titik. Titik
tersebut dinamakan sebagai titik fokus.
Dari gambar disamping bahwa ∆ IAI’ dan ∆ OAO’
adalah sama karena sudutnya sama besar. Maka
OO’ = AB = h.
h' s '

h s
(2.4)
h' f  s'

h
f
(2.5)
Kita samakan ruas kanan persamaan (2.4) dan (2.5) kemudian dibagi dgn s’, didapat :
f  s' s'

f
s
: s’
f  s'
s'

f .s '
s .s '
f
s'
s'


s'. f s'. f s.s'
1
1
1


s' f
s
Persamaan lensa divergen (lensa cekung).
(2.6)
Sifat sinar pada lensa cembung dan lensa cekung adalah sama dengan sifat sinar pada
cermin cembung dan cermin cekung.
Kekuatan lensa adalah kebalikan dari panjang fokusnya.
P
1
f
(2.7)
Kekuatan lensa untuk lensa cembung adalah positif, maka disebut sebagai lensa
positif dan lensa cekung adalah negatif, maka disebut sebagai lensa negatif (karena
jari-jarin kelengkungannya bernilai negatif).
Perbesaran pada lensa sama dengan perbesaran pada cermin :
m
h'
s'

h
s
(2.8)
II.4. Persamaan Pembuat Lensa
Berkas sinar sejajar sumbu lensa
dibiaskan pada bidang permukaan lensa
di A1 dan dibiaskan pada permukaan
belakang pada A2. Berkas ini kemudian
melewati F (fokus). Titik A1 pada
ketinggian h1 di atas sum≈bu dan A2
ketinggian h2. C1 dan C2 adalah pusat
kelengkungan kedua permukaan lensa.
C1A1 = R1 dan C2A2 = R2, dengan
menganggap lensa sangat tipis dan
Sudut-sudut antara berkas jg sangat kecil, maka h1 ≈ h2ndan sinus dan tangen semua
sudutakan sama dengan sudut-sudut itu sendiri. Sebagai contoh : sin θ1 ≈ tan θ1 = θ1.
Pendekatan Hukum Snellius :
θ1 = nθ2
n = indeks bias kaca yg dikeliling udara (n = 1)
θ4 = nθ3
h1
h2
h2
1 

 
R1
R2
f
Jika jarak F ke lensa dianggap sangat tipis adalah f, sudut γ didefinisikan :
  3
Jika sudut dilihat lebih seksama :
  1 2
Hal ini dpt dilihat dgn menggambarkan garis horisontal kekiri dari titik A2, yg
membagi sudut
1
berarti :
4    
Kemdian dgabung semua persamaan ini :
  3
4
 
  (1 2)   1  2
n
n n
atau
h2
h2
h 2 h1
h1




R 2 nR 2 nf
R1 nR 1
Karena lensa tipis h1 ≈ h2, maka :
1
1
1
 ( n  1)(

)
f
R1 R 2
(2.9)