Lensa konvergen: ciri-ciri, jenis, dan latihan yang diselesaikan

Lensa konvergen adalah lensa yang tipis di tepi dan lebih tebal di bagian tengah nya. Akibatnya, mereka memusatkan (menyatukan) sinar cahaya yang jatuh pada mereka sejajar dengan sumbu utama pada satu titik. Titik ini disebut fokus, atau fokus bayangan, dan dilambangkan dengan huruf F. Lensa konvergen atau positif membentuk apa yang disebut bayangan nyata benda.

Contoh khas dari lensa konvergen adalah kaca pembesar. Namun, lensa jenis ini umum ditemukan di perangkat yang jauh lebih kompleks seperti mikroskop atau teleskop. Faktanya, mikroskop majemuk dasar adalah mikroskop yang terdiri dari dua lensa konvergen yang memiliki panjang fokus kecil. Lensa ini disebut objektif dan okuler.

Kaca pembesar, lensa konvergen.

Lensa konvergen digunakan dalam optik untuk kegunaan yang berbeda, meskipun mungkin yang paling terkenal adalah untuk memperbaiki cacat penglihatan. Dengan demikian, mereka diindikasikan untuk mengobati hiperopia, presbiopia dan juga beberapa jenis astigmatisme seperti astigmatisme hiperopia.

Ciri-ciri

Lensa konvergen. Chetvorno [CC0]

Lensa konvergen memiliki sejumlah ciri-ciri yang menentukan. Bagaimanapun, mungkin yang paling penting adalah yang telah kita bahas sebelumnya dalam definisinya. Dengan demikian, lensa konvergen dicirikan dengan membelokkan melalui fokus setiap sinar yang jatuh pada mereka dalam arah yang sejajar dengan sumbu utama.

Selanjutnya, secara timbal balik, setiap sinar datang yang melewati fokus dibiaskan sejajar dengan sumbu optik lensa.

Komponen lensa konvergen

Untuk mempelajarinya, penting untuk mengetahui unsur-unsur apa saja yang membentuk lensa pada umumnya dan lensa konvergen pada khususnya.

Secara umum, disebut pusat optik lensa ke titik di mana setiap sinar yang melewatinya tidak mengalami pembelokan.

Sumbu utama adalah garis yang menghubungkan pusat optik dan fokus utama, yang telah kita komentari, diwakili oleh huruf F.

Fokus utama adalah titik di mana semua sinar yang mengenai lensa sejajar dengan sumbu utama.

Panjang fokus adalah jarak antara pusat optik dan fokus.

Pusat kelengkungan didefinisikan sebagai pusat bola yang menciptakan lensa; Jari-jari kelengkungan adalah jari-jari bola yang membentuk lensa.

Dan akhirnya, bidang pusat lensa disebut bidang optik.

Pembentukan bayangan pada lensa konvergen

Berkenaan dengan pembentukan bayangan pada lensa konvergen, serangkaian aturan dasar harus diperhitungkan, yang dijelaskan di bawah ini.

Jika sinar mengenai lensa sejajar dengan sumbu, sinar yang muncul konvergen pada fokus bayangan. Sebaliknya, jika sinar datang melalui fokus benda, sinar datang dengan arah yang sejajar dengan sumbu. Akhirnya, sinar yang melewati pusat optik dibiaskan tanpa mengalami pembelokan apa pun.

Akibatnya, situasi berikut dapat terjadi pada lensa konvergen:

– Bahwa objek terletak terhadap bidang optik pada jarak yang lebih besar dari dua kali panjang fokus. Dalam hal ini bayangan yang dihasilkan adalah nyata, terbalik, dan lebih kecil dari bendanya.

– Bahwa benda terletak pada jarak dari bidang optik yang sama dengan dua kali panjang fokus. Bila ini terjadi, bayangan yang diperoleh adalah bayangan nyata, terbalik dan sama besar dengan bendanya.

– Bahwa benda berada pada jarak dari bidang optik antara satu kali dan dua kali jarak fokus. Kemudian, dihasilkan bayangan yang nyata, terbalik dan lebih besar dari benda aslinya.

– Bahwa benda terletak pada jarak dari bidang optik yang kurang dari panjang fokus. Dalam hal ini, bayangan akan menjadi maya, langsung, dan lebih besar dari benda.

Jenis-jenis lensa konvergen

Ada tiga jenis lensa konvergen: lensa bikonveks, lensa plano-cembung, dan lensa cekung-cembung.

Lensa bikonveks, seperti namanya, terdiri dari dua permukaan cembung. Bidang cembung, pada bagiannya, memiliki permukaan datar dan cembung. Dan akhirnya, lensa cembung cekung terdiri dari permukaan yang sedikit cekung dan cembung.

Perbedaan dengan lensa divergen

Lensa konvergen. Fir0002 (bicara) (Unggahan) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Lensa divergen, di sisi lain, berbeda dari lensa konvergen dalam hal ketebalan berkurang dari tepi ke tengah. Jadi, berbeda dengan apa yang terjadi dengan lensa konvergen, pada lensa jenis ini sinar cahaya yang datang sejajar dengan sumbu utama dipisahkan. Dengan cara ini, mereka membentuk apa yang disebut bayangan virtual benda.

Dalam optik, lensa divergen atau negatif, sebagaimana juga dikenal, digunakan terutama untuk mengoreksi miopia.

Persamaan Gauss lensa tipis dan perbesaran lensa

Secara umum, jenis lensa yang dipelajari adalah yang disebut lensa tipis. Ini didefinisikan sebagai mereka yang memiliki ketebalan kecil dibandingkan dengan jari-jari kelengkungan permukaan yang membatasi mereka.

Jenis lensa ini dapat dipelajari dengan persamaan Gaussian dan dengan persamaan yang memungkinkan menentukan perbesaran lensa.

Persamaan Gauss

Persamaan Gaussian untuk lensa tipis dapat digunakan untuk memecahkan banyak masalah dalam optik dasar. Oleh karena itu sangat penting. Ekspresinya adalah sebagai berikut:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Dimana 1 / f adalah apa yang disebut kekuatan lensa dan f adalah panjang fokus atau jarak dari pusat optik ke fokus F. Satuan ukuran kekuatan lensa adalah dioptri (D), di mana 1 D = 1m -1 . Untuk bagian mereka, p dan q masing-masing adalah jarak di mana suatu objek berada dan jarak di mana bayangannya diamati.

Perbesaran lensa

Perbesaran lateral lensa tipis diperoleh dengan persamaan berikut:

M = – q / p

Dimana M adalah perbesaran. Dari nilai kenaikan tersebut, dapat disimpulkan beberapa konsekuensi:

Ya | M | > 1, ukuran bayangan lebih besar dari bendanya

Ya | M | <1, ukuran bayangan lebih kecil dari benda

Jika M > 0, bayangan tepat dan berada pada sisi lensa yang sama dengan benda (bayangan maya)

Jika M < 0, bayangan terbalik dan pada sisi benda yang berlawanan (bayangan nyata)

Latihan diselesaikan

Sebuah benda terletak satu meter dari lensa cembung yang memiliki jarak fokus 0,5 meter. Akan seperti apa citra tubuh itu? Seberapa jauh jaraknya?

Kita memiliki data berikut: p = 1 m; f = 0,5 m.

Kita memasukkan nilai-nilai ini ke dalam persamaan Gaussian untuk lensa tipis:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Dan yang tersisa adalah:

1 / 0,5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q

Kita mengisolasi 1 / q

1 / q = 1

Untuk kemudian menghapus q dan mendapatkan:

q = 1

Dari sana, kita mengganti persamaan untuk perbesaran lensa:

M = – q / p = -1 / 1 = -1

Jadi, bayangan nyata karena q> 0, terbalik karena M <0 dan berukuran sama karena nilai mutlak M adalah 1. Akhirnya, bayangan berjarak satu meter dari fokus.

Referensi

  1. Cahaya (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 18 Maret 2019, dari es.wikipedia.org.
  2. Lekner, John (1987). Teori Pemantulan, Gelombang Elektromagnetik dan Partikel . Peloncat.
  3. Cahaya (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 20 Maret 2019, dari en.wikipedia.org.
  4. Lensa (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 17 Maret 2019, dari es.wikipedia.org.
  5. Lensa (optik). Di Wikipedia. Diakses pada 19 Maret 2019, dari en.wikipedia.org.
  6. Hecht, Eugene (2002). Optik (edisi ke-4). Addison Wesley.
  7. Tipler, Paul Allen (1994). Fisik. Edisi ke-3 . Barcelona: Saya terbalik.

Related Posts