Bayangan Benda pada Lensa Cembung

Pembahasan secara konseptual tentang cahaya sudah selesai, sekarang tiba saatnya untuk menerapkan konsep yang sudah dipelajari untuk memahami fenomena yang ada di alam. Para siswa kita tentu sudah mengenal apa yang disebut LOUP, sebuah lensa cembung yang sering digunakan sebagai kaca pembesar. Apakah semua benda yang dilihat menggunakan loup akan kelihatan lebih besar ukurannya dibandingkan benda aselinya? Mari kita kaji secara detil agar kita lebih memahaminya. Pertama kita buat pengertian dulu dari benda-benda yang kita akan gunakan dalam pengkajian ini. Kita akan memerlukan sumber cahaya, loup/lensa cembung, dudukan lensa, kertas putih, dan penggaris. Sumber cahaya yang kita gunakan adalah lilin. lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh kelengkungan. Apabila lensa kita memiliki kelengkungan keluar (tepi lensa lebih tipis dari bagian tengah lensa) disebut lensa cembung atau lensa positif. Kertas putih akan difungsikan sebagai layar untuk menangkap bayangan yang terbentuk. Penggaris dipergunakan untuk mengukur jarak benda dan jarak bayangan dari pusat lensa. Sebagaimana kita ketahui bahwa cahaya yang melewati lensa akan dibelokkan. Pembelokan cahaya pada lensa dapat digambarkan secara imajiner sederhana dalam sebuah sketsa. Dari sekian banyak sinar yang ada dalam cahaya akan kita ambil 3 sinar istimewa seperti yang nampak pada Gambar 1 berikut ini. Sumber gambar: dokumentasi pribadi Ada 3 cara perjalanan sinar yang melalui sebuah lensa positip/cembung, yaitu sinar yang datang sejajar sumbu utama dibelokkan melalui titik fokus (F). Sinar yang datang melalui titik fokus akan dibelokkan sejajar sumbu utama. Sedangkan sinar yang datang melalui titik pusat lensa tidak dibelokkan (diteruskan).  Untuk memudahkan kita menggambar, maka kita buat sendiri daerah/ruang-ruang pada lensa, yaitu ruang 1, 2, dan 3. Pemberian ruang ini untuk memudahkan kita memastikan posisi benda terhadap lensa. Pada kesempatan ini kita akan menggambarkan semua bayangan dari benda pada lensa cembung pada semua posisi. 1. Benda berada di ruang 1, artinya benda terletak antara lensa dengan titik api. Jarak titik api dari lensa ditentukan dari 1/2 jari-jari kelengkungan lensa (1/2 R).  Gambar bayangan dari benda yang terdapat di ruang 1 adalah sebagai berikut:

13695345971911582312

Sumber gambar: dokumen pribadi. Para tukang reparasi arloji menggunakan konsep ini untuk melihat komponen arloji yang ukurannya kecil. Arloji akan diletakkan di ruang 1 agar bayangan yang terbentuk dapat lebih besar. Demikian pula para manula akan menggunakan loup untuk membaca informasi yang ditulis dengan huruf yang berukuran kecil, maka bahan bacaan harus diletakkan di ruang 1 atau antara lensa dengan titik fokus. 2. Bambar bayangan bila benda di ruang 2. Ruang 2 adalah daerah antara titik fokus lensa (F) dengan jari-jari lensa (R). Gambar bayangannya adalah:

1369534805302201969

Sumber gambar: dokumen pribadi 3. Benda berada di ruang 3. Ruang 3 terletak setelah jari-jari kelengkungan lensan  (R). Gambar bayangan yang terbentuk adalah:

13695349401678966937

Sumber gambar: dokumen pribadi 4. Benda terletak pada titik fokus (F), maka gambar bayangan yang terjadi adalah:

1369535055603014210

Sumber gambar: dokumen pribadi 5. Benda terletak di titik R, maka gambaran bayangannya adalah:

13695351591117608764

Sumber gambar: dokumen pribadi 6. Benda berada di jarak tak terhingga, misalnya matahari, maka gambaran bayangannya adalah: [caption id="attachment_245430" align="aligncenter" width="300" caption="Benda di jarak tak hingga"]

13695353271488809175

[/caption] Sumber gambar: dokumen pribadi. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa bila benda berada pada jarak tak hingga maka bayangannya akan terbentuk pada titik fokus. Itulah sebabnya cahaya matahari dapat digunakan untuk menjadi sumber api bila pada titik fokus lensa cembung  diletakkan benda yang mudah terbakar. Ternyata bayangan yang terbentuk pada lensa cembung tidak sama dan tergantung dari posisi benda terhadap lensa. Karakter bayangan yang terbentuk adalah spesifik untuk setiap posisi. Oleh karena itu bila ada pertanyaan pada ulangan atau ujian, bagaimana sifat bayangan yang terbentuk pada lensa cembung? tidak ada jawabannya karena semua tergantung dari posisi benda terhadap lensa. Beda posisi benda beda pula sifat bayangan yang dibentuk. Demikian penerapan dari cahaya merambat lurus, cahaya akan dibiaskan bila melalui benda yang kerapatannya berbeda dan  ternyata bayangan yang dihasilkan sangat membantu kita untuk mengatasi masalah yang berkaitan dengan cahaya. Apabila ada ketidak jelasan dalam penggambaran ini mohon dimaafkan. Bagi yang memiliki metode yang lebih sederhana dan lebih jelas silakan di share di sini untuk membantu bapak dan ibu guru SD mengajari anak-anak kita.  Selamat berbarya dan sukses selalu.