LENSA KONVERGEN: KARAKTERISTIK, JENIS DAN LATIHAN YANG DISELESAIKAN - FISIK - 2025

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

Contoh tipikal lensa konvergen adalah kaca pembesar. Namun, biasanya lensa jenis ini 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 obyektif dan okuler.

Kaca pembesar, lensa konvergen.

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

karakteristik

Lensa konvergen. Chetvorno

Lensa konvergen memiliki sejumlah karakteristik yang menentukannya. Bagaimanapun, mungkin yang paling penting adalah yang telah kita tingkatkan dalam definisinya. Jadi, lensa konvergen dicirikan dengan membelokkan melalui fokus setiap sinar yang jatuh padanya ke arah yang sejajar dengan sumbu utama.

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

Elemen lensa yang menyatu

Untuk studinya, penting untuk mengetahui elemen apa yang membentuk lensa secara umum dan lensa konvergen pada khususnya.

Secara umum disebut pusat optik sebuah lensa dimana setiap sinar yang melewatinya tidak mengalami defleksi apapun.

Sumbu utama adalah garis yang menghubungkan pusat optik dan fokus utama, yang telah kami 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 menjadi jari-jari dari bola yang memunculkan lensa.

Dan terakhir, bidang pusat lensa disebut bidang optik.

Pembentukan gambar dalam lensa konvergen

Untuk membentuk gambar dalam lensa konvergen, serangkaian aturan dasar harus diperhitungkan, yang dijelaskan di bawah ini.

Jika sorotan mengenai lensa sejajar dengan sumbu, sinar yang muncul menyatu pada fokus gambar. Sebaliknya, jika sinar datang melewati fokus objek, sinar tersebut muncul dengan arah sejajar sumbu. Akhirnya, sinar yang melewati pusat optik dibiaskan tanpa mengalami defleksi apa pun.

Akibatnya, situasi berikut dapat terjadi pada lensa konvergen:

- Bahwa objek terletak sehubungan dengan bidang optik pada jarak yang lebih dari dua kali panjang fokus. Artinya, bayangan yang dihasilkan adalah nyata, terbalik dan lebih kecil dari objeknya.

- Bahwa objek terletak pada jarak dari bidang optik yang sama dengan dua kali panjang fokus. Bila hal ini terjadi maka bayangan yang didapat adalah bayangan nyata, terbalik dan ukurannya sama dengan benda.

- Bahwa objek berada pada jarak dari bidang optik antara sekali dan dua kali panjang fokus. Kemudian dihasilkan gambar yang nyata, terbalik dan lebih besar dari objek aslinya.

- Bahwa objek terletak pada jarak dari bidang optik yang kurang dari panjang fokus. Dalam hal ini, gambar akan menjadi virtual, langsung, dan lebih besar dari objek.

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. Sedangkan plano-cembung memiliki permukaan yang datar dan cembung. Dan terakhir, lensa cembung cekung terdiri dari permukaan yang agak cekung dan cembung.

Beda dengan lensa divergen

Lensa konvergen. Fir0002 (bicara) (Unggahan)

Sebaliknya, lensa divergen berbeda dari lensa konvergen dalam hal ketebalannya menurun dari tepi ke tengah. Jadi, berlawanan dengan apa yang terjadi dengan lensa konvergen, pada jenis lensa ini, sinar cahaya yang sejajar dengan sumbu utama dipisahkan. Dengan cara ini, mereka membentuk apa yang disebut gambar virtual dari objek.

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

Persamaan gaussian lensa tipis dan perbesaran lensa

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

Lensa jenis ini dapat dipelajari dengan persamaan Gaussian dan dengan persamaan yang memungkinkan penentuan perbesaran lensa.

Persamaan Gauss

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

1 / f = 1 / p + 1 / q

Dimana 1 / f itulah yang disebut kekuatan sebuah lensa dan f adalah panjang fokus atau jarak dari pusat optik ke fokus F. Satuan ukuran daya sebuah lensa adalah diopter (D), dimana 1 D = 1 m ^-1 . Untuk bagiannya, p dan q masing-masing adalah jarak di mana sebuah benda berada dan jarak di mana bayangannya diamati.

Perbesaran lensa

Perbesaran lateral lensa tipis diperoleh dengan ekspresi berikut:

M = - q / p

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

Jika -M-> 1, ukuran gambar lebih besar dari objek

Jika -M- <1, ukuran gambar lebih kecil dari ukuran objek

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

Jika M <0 maka bayangan dibalik dan pada sisi berlawanan dari benda (bayangan nyata)

Latihan diselesaikan

Sebuah benda terletak satu meter dari lensa konvergen, yang memiliki panjang fokus 0,5 meter. Seperti apa citra tubuh itu? Seberapa jauh jaraknya?

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

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

1 / f = 1 / p + 1 / q

Dan sisa-sisa berikut ini:

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

Kami mengisolasi 1 / q

1 / q = 1

Untuk kemudian menghapus q dan mendapatkan:

q = 1

Karenanya, kami mengganti persamaan untuk perbesaran lensa:

M = - q / p = -1 / 1 = -1

Oleh karena itu, bayangan menjadi nyata karena q> 0, terbalik karena M <0 dan berukuran sama karena nilai absolut M adalah 1. Terakhir, bayangan berjarak satu meter dari fokus.

Referensi

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