Pelacak Sinar Optik (Optics Ray Tracer)

Simulasi interaktif untuk mempelajari pembiasan cahaya pada lensa cembung dan cekung. Eksplorasi bagaimana bentuk lensa, indeks bias, dan posisi objek memengaruhi pembentukan bayangan.

Parameter Lensa

Jenis Lensa
Kelengkungan (R): 120 px
Indeks Bias (n): 1.50
Posisi Objek: 200 px
Tinggi Objek: 60 px

Visualisasi & Tampilan

Jumlah Sinar
Tampilkan
Titik Fokus
Sumbu Optik
Kisi
Garis Normal
Pengukuran

Aksi

Jarak Fokus (f)
120 px
Jarak Bayangan (s')
- px
Perbesaran (M)
- px
Jenis Lensa
Cembung
Sifat Bayangan
-
Posisi Bayangan
-

Konsep Dasar Optik Geometri

Optik geometri mempelajari perilaku cahaya sebagai berkas sinar yang merambat dalam garis lurus. Ketika sinar cahaya melewati batas antara dua medium dengan kerapatan berbeda, terjadi pembiasan (refraksi) yang diatur oleh Hukum Snell.

n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂

Untuk lensa tipis, hubungan antara jarak benda (s), jarak bayangan (s'), dan jarak fokus (f) diberikan oleh persamaan lensa:

1/f = 1/s + 1/s'

Perbesaran bayangan (M) dihitung dengan:

M = h'/h = -s'/s

Jarak Fokus Lensa

Jarak fokus lensa dapat dihitung menggunakan Persamaan Pembuat Lensa (Lensmaker's Equation):

1/f = (n - 1) [1/R₁ - 1/R₂]

Di mana:

  • n = indeks bias bahan lensa
  • R₁ = jari-jari kelengkungan permukaan pertama
  • R₂ = jari-jari kelengkungan permukaan kedua

Untuk lensa cembung (konvergen):

  • R₁ positif, R₂ negatif
  • f positif
  • Mengumpulkan sinar cahaya

Untuk lensa cekung (divergen):

  • R₁ negatif, R₂ positif
  • f negatif
  • Menyebarkan sinar cahaya

Aplikasi dalam Kehidupan Nyata

Prinsip lensa memiliki banyak aplikasi penting:

  • Kacamata: Lensa cembung untuk rabun jauh (hipermetropi), lensa cekung untuk rabun dekat (miopi).
  • Kamera: Sistem lensa untuk memfokuskan cahaya dan membentuk bayangan pada sensor.
  • Mikroskop: Kombinasi lensa objektif dan okuler untuk memperbesar objek kecil.
  • Teleskop: Lensa objektif dengan fokus panjang untuk mengumpulkan cahaya dari objek jauh.
  • Proyektor: Lensa untuk memperbesar dan memproyeksikan gambar ke layar.

Contoh Soal

Sebuah lensa cembung memiliki jarak fokus 20 cm. Jika sebuah benda ditempatkan 30 cm di depan lensa, tentukan:

  1. Jarak bayangan
  2. Perbesaran bayangan
  3. Sifat bayangan

Penyelesaian

Diketahui:

  • f = +20 cm (lensa cembung)
  • s = 30 cm

1. Jarak bayangan:

1/f = 1/s + 1/s' → 1/20 = 1/30 + 1/s'
1/s' = 1/20 - 1/30 = (3-2)/60 = 1/60

s' = 60 cm

2. Perbesaran bayangan:

M = -s'/s = -60/30 = -2

3. Sifat bayangan:

  • s' positif → bayangan nyata
  • M negatif → bayangan terbalik
  • |M| > 1 → bayangan diperbesar