Mengungkap Pembentukan Bayangan: Keajaiban Lensa dan Cermin dalam Optika Geometris
Mengungkap Dunia visual kita sangat bergantung pada kemampuan lensa dan cermin dalam memanipulasi cahaya untuk membentuk bayangan. Bidang optika geometris mempelajari bagaimana cahaya merambat sebagai garis lurus (sinar cahaya) dan bagaimana sinar-sinar ini dibelokkan atau dipantulkan oleh permukaan optik untuk menghasilkan bayangan yang kita lihat dalam berbagai alat, mulai dari kacamata hingga teleskop.
Mengungkap Lensa adalah benda transparan yang dibatasi oleh dua permukaan lengkung (atau satu lengkung dan satu datar) yang membiasakan cahaya. Terdapat dua jenis utama lensa:
- Lensa Cembung (Konvergen): Lebih tebal di bagian tengah dan menipis di bagian tepi. Lensa ini mengumpulkan (memfokuskan) sinar cahaya yang sejajar setelah melewatinya, membentuk bayangan nyata atau maya tergantung pada posisi objek. Aplikasi lensa cembung meliputi kaca pembesar, lensa kamera, dan lensa mata.
- Lensa Cekung (Divergen): Lebih tipis di bagian tengah dan lebih tebal di bagian tepi. Lensa ini menyebarkan sinar cahaya yang sejajar setelah melewatinya dan selalu membentuk bayangan maya, tegak, dan diperkecil. Lensa cekung digunakan pada kacamata untuk mengatasi rabun jauh.
Pembentukan bayangan oleh lensa dapat dianalisis menggunakan diagram sinar istimewa, yang mengikuti aturan pembiasan cahaya saat melewati lensa. Posisi, ukuran, dan sifat bayangan (nyata/maya, tegak/terbalik, diperbesar/diperkecil) dapat ditentukan menggunakan persamaan lensa tipis:
f1=so1+si1
dan perbesaran (M) :
M=−sosi=hohi
di mana f adalah jarak fokus lensa, so adalah jarak objek, si adalah jarak bayangan, ho adalah tinggi objek, dan hi adalah tinggi bayangan.
Cermin adalah permukaan yang memantulkan sebagian besar cahaya yang mengenainya. Terdapat tiga jenis utama cermin yang sering dipelajari dalam optika geometris:
- Cermin Datar: Memantulkan cahaya secara teratur dan membentuk bayangan maya, tegak, dan sama besar dengan objek. Contohnya adalah cermin rias.
- Cermin Cekung: Permukaan pantulnya melengkung ke dalam. Cermin ini dapat membentuk bayangan nyata atau maya tergantung pada posisi objek. Cermin cekung digunakan pada lampu sorot, teleskop pemantul, dan cermin rias pembesar.
- Cermin Cembung: Permukaan pantulnya melengkung ke luar. Cermin ini selalu membentuk bayangan maya, tegak, dan diperkecil. Cermin cembung digunakan sebagai kaca spion kendaraan untuk memberikan pandangan yang lebih luas.