Instrumen Optik III

Lensa Pembesar

Fungsi dan Komponen Lensa Pembesar

Lensa pembesar atau disebut juga lup (kaca pembesar) adalah alat optik yang terdiri dari sebuah lensa cembung (lensa konvergen) yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil sehingga tampak lebih besar dan jelas. Lensa pembesar ditemukan oleh seorang ilmuan muslim berkebangsaan arab yakni Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham.

Sistem Kerja Lensa Pembesar

Dalam kehidupan sehari-hari, terkadang kita menginginkan banyak detil dari benda kecil yang kita lihat, namun kemampuan mata normal tidak mampu untuk menjangkaunya. Besar dan banyaknya detil dari benda yang kita lihat, bergantung dari ukuran bayangan yang dibentuk pada retina. Ukuran bayangan pada retina ini bergantung pada sudut yang dibentuk oleh benda pada mata. Sebagai contoh, sebuah pensil yang dipegang pada jarak 30 cm dari mata tampak dua kali lebih tinggi dibandingkan dengan pensil yang dipegang pada jarak 60 cm.

Hal ini terjadi karena pada kasus pensil yang dipegang pada jarak 30 cm, sedut yang dibentuk oleh benda pada mata dua kali lebih besar dari pada besar sudut yang dibentuk pada posisi pensil 60 cm dari depan mata (Gambar 1 dan gambar 2). Dengan kata lain, untuk mendapatkan detil benda yang lebih banyak, dapat dilakukan dengan mendekatkan benda tersebut kemata agar terbentuk sudut yang lebih besar. Akan tetapi, terdapat keterbatasan dimana mata normal manusia hanya dapat berakomodasi maksimum pada titik dekatnya, yakni sekitar 25 cm. Maka digunakanlah lensa pembesar untuk mengatasi keterbatasan tersebut.

Dengan menggunakan lensa pembesar, ukuran semua benda dapat diperbesar untuk memungkinkan benda dibawa lebih dekat kemata dan dengan demikian akan memperbesar ukuran bayangan pada retina. Bayangan yang dihasilkan oleh lensa pembesar bersifat maya, tegak dan diperbesar.

Pada Gambar 1, benda dilihat pada titik dekat mata normal tanpa menggunakan bantuan lensa pembesar. Sedangkan pada Gambar 2, benda dilihat pada titik fokus atau sebelah dalamnya. Kemudian lensa konvergen membentuk bayangan maya, yang paling tidak harus berada 25 cm dari mata agar mata terfokus padanya. Jika dilakukan sebuah perbandingan antara keadaan pada Gambar 1 dan Gambar 2 maka akan terlihat bahwa sudut yang dibuat benda pada mata jauh lebih besar ketika menggunakan lensa pembesar

Didefinisikan suatu besaran fisika yaitu perbesaran angular atau daya perbesaran yang disimbolkan dengan M. Perbesaran angular adalah perbandingan sudut yang dibentuk oleh benda pada mata ketika menggunakan lensa, dengan sudut yang dibentuk oleh benda pada mata tanpa menggunakan bantuan lensa pada titik dekat N dari mata (N=25 cm untuk mata normal).

Secara matematis definisi tersebut dinyatakan dengan pernyataan berikut

Tinjauan Beberapa Kasus Pengamatan

1. Pengamatan Lensa Pembesar dengan Mata Tak Berakomodasi

Untuk mata yang tak berakomodasi yaitu ketika mata rileks (untuk ketegangan mata yang kecil), bayangan yang dibentuk lensa pembesar terletak dititik jauh. Untuk mata normal titik jauh tersebut adalah takhingga (p’= ). Agar bayangan terletak dititik jauh tersebut, maka benda harus diletakan dititik fokus (f)

Maka secara matematis perbesaran angular dapat diturunkan sebagai berikut

Dalam kasus ini, mata terfokus pada titik tak hingga dan semakin pendek panjang fokus lensa, maka semakin besar perbesarannya

2. Pengamatan Lensa Pembesar dengan Mata Berakomodasi Maksimum

Untuk mata yang berakomodasi maksimum yaitu ketika mata sangat dekat dengan lensa pembesar, bayangan benda yang terbentuk terletak dititik dekat mata (p’= -N). Maka jarak benda dinyatakan dengan

Pada kasus ini mata terfokus pada titik dekatnya dan perbesaran sedikit lebih besar dibandingkan ketika kondisi mata rileks. Perbesaran untuk lensa dapat diperbesar sedikit seperti ini dengan cara menggerakan lensa dan menyesuaikan mata sehingga terfokus pada bayangan di titik dekat mata.  Bagaimanapun kasusnya, perbesaran angular lensa pembesar tunggal sederhana hanya terbatas sampai 2 atau 3 kali. Hal ini dikarenakan adanya distorsi yang disebabkan oleh aberasi sferis. Aberasi sferis adalah peristiwa ketika berkas-berkas dari titik benda yang melewati bagian luar lensa dibawa kefokus dengan titik yang berbeda dari berkas yang melalui pusat lensa.

Contoh Soal

Lensa konvergen dengan panjang fokus 8 cm digunakan sebagai “lup tukang emas”, yang merupakan lensa pembesar. Perkirakan

(a) perbesaran ketika mata rileks, dan

(b) perbesaran jika mata terfokus pada titik dekatnya N = 25 cm.

Penyelesaian :

Diketahui : f = 8 cm dan N = 25 cm

Ditanyakan : M pada (a) Mata tak berakomodasi dan (b) Mata berakomodasi max.

Jawab :

sumber : UIN Sunan Gunung Djati Bandung