Bagaimana Lensa Bisa Membelokkan Cahaya?

Yo.......

Sudah lama nggak post sesuatu. Kali ini lagi ingin nge-post sesuatu tentang lensa. Well, saya nggak tahu mengapa jadinya kok malah jadi nge -post tentang ini. Sedikit curhat, saya pernah ditanya tentang ini saat presentasi kuliah. Dan pasti sudah ditebak apa yang anak kuliahan lakukan ketika ditanya saat presentasi.

Sebuah kaca mampu membelokkan cahaya. Mungkin terdengar aneh bagi sebagian orang. sedangkan sebagian lainnya merasa biasa saja karena itu memang yang terjadi di kehidupan sehari-hari. Pada tulisan ini, kami tidak akan menentukan itu penting atau tidak, Tapi bagi kami, itu masih relevan karena lensa adalah sesuatu yang kadang di temui di kehidupan sehari-hari. Memang tak sesering cermin, tapi keberadaannya juga cukup penting. Hal yang paling mudah untuk ditemukan adalah kacamata. Ya, kacamata adalah salah satu barang yang terdapat lensa di dalamnya. Bagaimana kacamata mengobati cacat mata? Kita takkan membahas itu disini. Tetapi lebih mengenai mekanisme yang sudah sejak dulu kita ketahui. Lensa cembung bersifat Konvergen dan Lensa cekung bersifat Divergen. Bagaimana bisa seperti itu?

Sebelum pembahasan serius, mari kita flasback kebelakang.

Pernah bermain dengan lensa pembesar? Lup? Suryakanta? Pasti sudah ya… Tunggu, apa? Belum? Silahkan cari sendiri di gugel tentang cara membuatnya dari lampu bohlam bekas karena saya tidak akan memberikan tutorialnya. Dan semoga itu bisa mengganti masa kecil yang belum pernah bermain kaca pembesar untuk membakar plastik/daun.

Oke lanjut..

Sekarang, bagaimana cahaya yang tadinya menyebar bisa menjadi fokus? Mungkin itu terbesit di beberapa orang yang pernah melihat atau menggunakannya. Dan jawaban formal yang diterima saat sekolah adalah karena lensa cembung bersifat konvergen.

Well, itu nggak salah..

Saya ingat saat SMP pernah menanyakan itu dan itulah jawaban dari guru saya. Mungkin guru saya sengaja nggak menjelaskan detailnya soalnya pasti kepala saya bisa langsung down kayak situs internet yang pengunjungnya over dari kapasitasnya.

Sebelumnya, saya ingin membahas mengenai pembiasan cahaya (Refraksi). Ya, itulah dasar untuk menjelaskan mengapa lensa bisa membiaskan cahaya.

Kita mulai dulu dengan gambar berikut

Pertama, mengapa cahaya- cahaya tersebut menuju fokus? Karena memang didesain seperti itu. Lensa cembung itu memang didesain untuk mengumpulkan berkas cahaya. Untuk apa? Kalau untuk menjawab itu akan sangat panjang… tapi silahkan lihat alat alat yang menggunakan prinsip lensa cembung seperti lup, mikroskop atau teleskop. Lihat sejarahnya dan latar belakang pembuatannya. Mungkin itu akan membantu.

Mengapa desain yang pipih menggelembung di tengah itu bisa memfokuskan cahaya?

Nah, itu dia yang akan coba dijawab melalui artikel ini.

Kita tahu bahwa sebuah sinar yang melewati medium yang berbeda kerapatannya dengan medium sebelumnya akan dibiaskan. Masalah sinar itu dibiaskan mendekati atau menjauhi garis normal itu tergantung pada kerapatan medium yang rambati oleh sinar tersebut. Untuk lebih jelasnya silakan lihat hukum Snellius I dan hukum Snellius II.

Lalu, ada yang disebut dengan Garis Normal dan Batas Bidang. Garis Normal adalah garis maya yang tegak lurus terhadap Batas Bidang. Sedangkan Batas Bidang itu sendiri artinya batas antara medium satu dengan medium lainnya yang dirambati cahaya.

Saya takkan membahas matematisnya mengenai sudut datang dan sudut bias, serta menghitung sudut datang dan sudut bias apabila kerapatan serta cepat rambat gelombang sinarnya diketahui. Yang perlu diketahui untuk bisa menjawab pertanyaan utama pada tulisan ini adalah

1. Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat akan dibiaskan kearah garis normal
2. Sinar datang dari medium lebih rapat ke medium yang kurang rapat akan  dibiaskan menjauhi garis normal

Oke, sampai disini dulu?

Pusing?

Sama…

Awalnya juga saya juga pusing.

Pusing menjawab pertanyaan diatas?

Tentu tidak.

Pusing menjawan pertanyaan lain tentunya.

Lanjut….

Nah, sekarang kita masuk pada sebuah benda yang akan sedikit mencerahkan. Benda itu adalah prisma. Ituloh, benda bening, transparan yang berbentuk prisma segitiga. Biasanya bahannya seperti kaca atau kalau Bahasa gaulnya beling. Bagi yang belum bisa membayangkannya, silahkan lihat gambar dibawah..

Oh… Itu toh…

Biasa aja kali….

Kita tidak akan membahas merah jingga kuning hijau biru dan nila dan ungu disini. Jadi, anggap saja cahaya yang digunakan adalah monokromatis. Apa itu? Silahkan cari di gugel.

Bercanda...

Cahaya Monokromatis artinya cahaya yang hanya terdiri dari gelombang dengan satu panjang gelombang. Lainnya adalah polikromatis. Artinya, cahaya yang terdiri dari lebih dari satu gelombang dengan panjang gelombang yang berbeda.

Sebuah sinar monokromatis merambat melalui udara. Kemudian sinar itu melewati sebuah prisma dan akhirnya kembali merambat melalui udara.

Nah, sekarang, lihat

Bagian 1. Sinar merambat dari medium kurang (Udara) rapat ke medium yang lebih rapat (Kaca). Maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.

Bagian 2.  Sinar merambat dari medium lebih rapat (Kaca) ke medium yang kurang rapat (Udara) sehingga sinar dibiaskan  menjauhi garis normal.

Nah, sekarang amati sinar sebelum melewati prisma dengan sinar seletah melewati prisma. Sinar itu seakan dibelokkan oleh prisma. Benar?

Nah, sekarang, bagaimana jika saya menyusun dua prisma seperti di bawah ini lalu terkena  dua sinar yang sejajar.

Mulai mendapatkan jawabannya?

Seharusnya sudah. Jika dilihat, bentuk prisma itu hampir mendekari lensa cembung bukan?

Itu juga menjelaskan mengapa lensa cekung menyebarkan cahaya.

Mungkin terbesit pertanyaan mengenai penjelasan diatas. “lalu, mengapa tidak gunakan saja prisma untuk membuat sebuah kacamata?”

Tentu tidak bisa.

Untuk lebih mudahnya, lihatlah gambar berikut

Nah, sepertinya penjelasan diatas cukup bisa menjawab pertanyaan besar di awal tadi.
Well, kami tidak tahu apakah lensa yang sekarang awalnya dari prisma. Penjelasan diatas hanya untuk memudahkan memahami alasan lensa dapat membelokkan cahaya. No more, no less. Dan juga, alasan menggunakan prisma tak lebih karena lebih mudah dipahami daripada yang lainnya. Hal ini disebabkan di sekolah, contoh yang banyak dipakai untuk menjelaskan pembiasan cahaya adalah prisma.

Oke seperti biasa, kami masih membuka kritik dan saran karena pada dasarnya kami yang menulis disini masih dalam tahap belajar. Sehingga akan sangat wajar jika masih ada cacat di sana – sini dalam tulisan ini.

Terima kasih..