Sebelum tahun 1590-an, lensa sederhana sejak zaman Romawi dan Viking memungkinkan perbesaran terbatas dan kacamata sederhana. Zacharias Jansen dan ayahnya menggabungkan lensa dari kaca pembesar sederhana untuk membuat mikroskop dan, dari sana, mikroskop dan teleskop mengubah dunia. Memahami panjang fokus lensa sangat penting untuk menggabungkan kekuatan mereka.
Jenis Lensa
Ada dua tipe dasar lensa: cembung dan cekung. Lensa cembung lebih tebal di tengah daripada di tepi dan menyebabkan sinar cahaya menyatu ke suatu titik. Lensa cekung lebih tebal di bagian tepi daripada di tengah dan menyebabkan sinar cahaya menyimpang.
Lensa cembung dan cekung memiliki konfigurasi yang berbeda. Lensa plano-cembung datar di satu sisi dan cembung di sisi lain sementara lensa bi-cembung (juga disebut cembung ganda) cembung di kedua sisi. Lensa cekung plano datar di satu sisi dan cekung di sisi lain sedangkan lensa bi-cekung (atau cekung ganda) cekung di kedua sisi.
Gabungan lensa cekung dan cembung yang disebut lensa cekung-cembung lebih sering disebut lensa meniskus positif (konvergen). Lensa ini cembung di satu sisi dengan permukaan cekung di sisi lain, dan jari-jari di sisi cekung lebih besar dari jari-jari sisi cembung.
Lensa cembung dan cekung gabungan yang disebut lensa cembung-cekung lebih sering disebut lensa meniskus negatif (divergen). Lensa ini, seperti lensa cekung-cembung, memiliki sisi cekung dan sisi cembung, tetapi jari-jari pada permukaan cekung lebih kecil daripada jari-jari pada sisi cembung.
Fisika Panjang Fokus
Jarak fokus lensafadalah jarak lensa ke titik fokusF. Sinar cahaya (berfrekuensi tunggal) berjalan sejajar dengan sumbu optik lensa cembung atau cembung-cembung akan bertemu di titik fokus.
Sebuah lensa cembung mengumpulkan sinar sejajar ke titik fokus dengan panjang fokus positif. Karena cahaya melewati lensa, jarak bayangan positif (dan bayangan nyata) berada pada sisi lensa yang berlawanan dari objek. Gambar akan terbalik (atas-bawah) relatif terhadap gambar sebenarnya.
Lensa cekung menghamburkan sinar sejajar dari titik fokus, memiliki panjang fokus negatif dan hanya membentuk bayangan maya yang lebih kecil. Jarak bayangan negatif membentuk bayangan maya pada sisi lensa yang sama dengan benda. Gambar akan diorientasikan ke arah yang sama (sisi kanan atas) seperti gambar aslinya, hanya saja lebih kecil.
Rumus Panjang Fokus
Menemukan panjang fokus menggunakan rumus panjang fokus dan membutuhkan mengetahui jarak dari objek asli ke lensakamudan jarak lensa ke bayanganv. Rumus lensa mengatakan bahwa kebalikan dari jarak dari objek ditambah jarak ke bayangan sama dengan kebalikan dari jarak fokusf. Persamaan, secara matematis, ditulis:
\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{f}
Kadang-kadang persamaan panjang fokus ditulis sebagai:
\frac{1}{o}+\frac{1}{i}=\frac{1}{f}
dimanaHaimengacu pada jarak dari objek ke lensa,sayamengacu pada jarak dari lensa ke bayangan danfadalah panjang fokus.
Jarak diukur dari objek atau bayangan ke kutub lensa.
Contoh Panjang Fokus
Untuk menemukan panjang fokus lensa, ukur jarak dan masukkan angka ke dalam rumus panjang fokus. Pastikan semua pengukuran menggunakan sistem pengukuran yang sama.
Contoh 1: Jarak yang diukur dari lensa ke benda adalah 20 cm dan dari lensa ke bayangan adalah 5 cm. Menyelesaikan rumus panjang fokus menghasilkan:
\frac{1}{20}+\frac{1}{5}=\frac{1}{f} \\ \text{or}\; \frac{1}{20}+\frac{4}{20}=\frac{5}{20} \\ \text{Mengurangi jumlah menghasilkan }\frac{5}{20}=\frac{1} {4}
Oleh karena itu, panjang fokusnya adalah 4 sentimeter.
Contoh 2: Jarak yang diukur dari lensa ke benda adalah 10 cm dan jarak dari lensa ke bayangan adalah 5 cm. Persamaan panjang fokus menunjukkan:
\frac{1}{10}+\frac{1}{5}=\frac{1}{f} \\ \text{Lalu}\; \frac{1}{10}+\frac{2}{10}=\frac{3}{10}
Mengurangi ini memberikan:
\frac{3}{10}=\frac{1}{3.33}
Oleh karena itu, panjang fokus lensa adalah 3,33 sentimeter.