Lensa cekung

Lensa cekung adalah jenis lensa yang memiliki permukaan melengkung ke dalam dan bagian tengahnya lebih tipis dibandingkan tepinya. Lensa ini termasuk dalam kelompok lensa divergen, yang berfungsi untuk menyebarkan cahaya yang melewati permukaannya. Ketika sinar cahaya sejajar melewati lensa cekung, sinar tersebut akan dibelokkan keluar sehingga tampak berasal dari satu titik fokus yang terletak di sisi yang sama dengan sumber cahaya. Lensa cekung banyak digunakan dalam berbagai aplikasi optik, terutama untuk mengoreksi penglihatan pada orang yang mengalami rabun jauh.

Karakteristik

Lensa cekung memiliki ciri-ciri fisik yang membedakannya dari jenis lensa lainnya, seperti lensa cembung. Bentuknya menyerupai dua permukaan melengkung yang bertemu di bagian tipis tengah. Permukaan ini dapat berbentuk cekung pada kedua sisi (bikonkaf) atau salah satu sisi saja (plano-cekung). Karakteristik utama dari lensa cekung adalah kemampuannya untuk memproduksi citra maya, tegak, dan lebih kecil dibandingkan objek sebenarnya.

Prinsip kerja

Prinsip kerja lensa cekung didasarkan pada pembiasan cahaya. Ketika sinar cahaya sejajar mengenai permukaan lensa cekung, lensa akan membelokkan sinar tersebut menjauh dari sumbu utama. Garis perpanjangan sinar yang telah dibelokkan akan bertemu di titik fokus maya di depan lensa. Proses ini terjadi karena cahaya berubah arah saat melewati medium dengan indeks bias yang berbeda.

Jenis-jenis lensa cekung

Secara umum, lensa cekung dapat dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan bentuk permukaannya:

Bikonkaf: kedua permukaan lensa berbentuk cekung.
Plano-cekung: satu permukaan datar dan satu permukaan cekung.
Meniskus negatif: salah satu permukaan cembung dan permukaan lainnya cekung, namun lebih dominan cekung.

Pembentukan bayangan

Bayangan yang dihasilkan oleh lensa cekung memiliki sifat-sifat tertentu. Bayangan yang terbentuk selalu bersifat maya, tegak, dan lebih kecil daripada ukuran asli objek. Hal ini disebabkan oleh sifat divergen sinar yang keluar dari lensa cekung. Bayangan maya tidak dapat ditangkap pada layar, tetapi dapat dilihat secara langsung melalui lensa.

Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari

Lensa cekung memiliki berbagai penerapan praktis, di antaranya:

Sebagai kacamata untuk penderita miopia atau rabun jauh.
Pada alat optik seperti kamera dan teropong khusus yang membutuhkan pengaturan fokus tertentu.
Dalam sistem laser dan perangkat optik untuk menyebarkan berkas cahaya.

Penggunaan dalam koreksi penglihatan

Penggunaan lensa cekung sangat penting dalam bidang optometri dan oftalmologi. Pada penderita rabun jauh, bayangan objek jatuh di depan retina, sehingga diperlukan lensa cekung untuk memindahkan titik fokus ke retina agar penglihatan menjadi jelas. Lensa cekung akan menyebarkan cahaya sebelum masuk ke mata, sehingga fokus terbentuk tepat pada retina.

Perbedaan dengan lensa cembung

Lensa cembung adalah kebalikan dari lensa cekung. Lensa cembung bersifat konvergen, mengumpulkan sinar cahaya menuju titik fokus nyata, sedangkan lensa cekung menyebarkan sinar. Dari segi bentuk, lensa cembung lebih tebal di bagian tengah, sedangkan lensa cekung lebih tipis di bagian tengah. Perbedaan ini sangat memengaruhi penggunaan kedua jenis lensa dalam berbagai alat optik.

Rumus dan perhitungan

Dalam kajian optika, sifat lensa cekung dapat dianalisis menggunakan persamaan lensa tipis: $\frac{1}{f} = \frac{1}{s_{o}} + \frac{1}{s_{i}}$ dengan keterangan:

$f$ = jarak fokus lensa,
$s_{o}$ = jarak benda terhadap lensa,
$s_{i}$ = jarak bayangan terhadap lensa.

Pada lensa cekung, nilai $f$ bernilai negatif karena lensa ini bersifat divergen, sehingga bayangan yang terbentuk selalu bersifat maya, tegak, dan diperkecil.

Sejarah penggunaan

Penggunaan lensa cekung telah dikenal sejak zaman kuno, meskipun lebih umum digunakan setelah perkembangan mikroskop dan teleskop. Pada abad ke-16 dan 17, lensa cekung mulai digunakan dalam kacamata untuk mengoreksi rabun jauh. Perkembangan teknologi pembuatan kaca memungkinkan produksi lensa dengan presisi tinggi.

Pembuatan lensa cekung

Lensa cekung dibuat dari bahan seperti kaca optik atau plastik khusus yang memiliki indeks bias tertentu. Proses pembuatannya meliputi pemotongan, penghalusan, dan pelapisan permukaan untuk mengurangi pantulan cahaya. Teknologi modern juga memungkinkan pembuatan lensa cekung dengan bentuk dan ukuran yang sangat presisi menggunakan mesin CNC.

Perkembangan teknologi

Dalam perkembangan teknologi optik modern, lensa cekung digunakan tidak hanya untuk koreksi penglihatan tetapi juga dalam berbagai perangkat ilmiah. Misalnya, dalam sistem laser untuk memperluas berkas cahaya, dalam proyektor, dan dalam instrumen pengukuran jarak optik. Penggunaan lensa cekung terus berkembang seiring kemajuan dalam fisika optik dan rekayasa material.