K. Aberasi Sferis

Apa yang sudah kita bicarakan tentang pembentukan bayangan pada lensa tipis sejauh ini adalah pembentukan bayangan oleh sinar-sinar paraksial atau sinar-sinar yang dekat dengan sumbu utama lensa sehingga bayangan yang terbentuk terkesan sangat jelas dan tajam. Pada kenyataannya, bayangan yang dibentuk oleh lensa tidak selalu tajam, bahkan bisa saja terlihat kabur (buram). Cacat bayangan seperti ini disebabkan oleh berkas sinar yang jauh dari sumbu utama tidak dibiaskan sebagaimana yang diharapkan. Berkas sinar sejajar yang jauh dari sumbu utama dibiaskan lensa tidak tepat di fokus utama, tetapi cenderung untuk mendekati pusat optik (Gambar). Semakin jauh dari sumbu utama, berkas sinar sejajar ini akan semakin mendekati pusat optik lensa. Cacat inilah yang disebut aberasi sferis.

Gambar 34. Aberasi sferis Berkas sinar sejajar yang jauh dari sumbu utama dibiaskan lensa tidak tepat di fokus utama, tetapi cenderung untuk mendekati pusat optik.

Selain aberasi sferis, dikenal juga beberapa cacat lensa yang lain seperti astigmatisme, distorsi dan aberasi kromatis. Astigmatisme adalah kelainan pembentukan bayangan dari suatu benda titik yang jauh dari sumbu utama. Bayangan dari benda titik tidak berupa titik, tetapi dapat berupa ellips, lingkaran atau garis. Distorsi atau kelengkungan medan terjadi bila bayangan dari suatu benda yang datar (pipih) yang jauh dan tidak terletak pada sumbu utama lensa tampak melengkung sedangkan aberasi kromatis terjadi bila berkas sinar polikromatik yang melewati lensa tidak hanya dibiaskan, tapi juga diuraikan warna-warni seperti warna pelangi. Setiap warna akan mempunyai titik fokus yang berbeda-beda dimana warna merah mempunyai fokus paling jauh dan warna ungu mempunyai fokus paling dekat ke pusat optik.

Sampai di sini selesai sudah uraian materi Kegiatan 3 yang juga merupakan kegiatan terakhir modul ini. Selanjutnya, silakan kerjakan tugas di bawah ini.


Kegiatan Laboratorium

Untuk menyelidiki jarak fokus dan sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung lakukanlah eksperimen berikut ini.

Keterangan:
1 = Bangku optik
2 = Lilin sebagai benda
3 = Lensa cembung
4 = Kertas putih sebagai layar

Aturlah posisi lensa dan lilin pada jarak tertentu (s). Pastikan bayangan lilin terbentuk di layar. Carilah bayangan api lilin yang tampak paling terang di layar lalu ukurlah jarak dari lilin ke layar yang merupakan jarak bayangan (s’). Amati pula bayangan api kecil pada layar, apakah tampak terbalik atau tegak, diperbesar atau diperkecil.
Lakukanlah langkah-langkah di atas berulang-ulang untuk jarak benda (s) yang berbeda-beda. Masukkan data yang Anda peroleh ke dalam tabel-tabel di bawah.

Tabel 2: Data Percobaan Lensa Cembung

No s(cm) s'(cm) + 1 2 3 4 5 6 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -   Rata-rata

Tentukanlah jarak fokus lensa dengan cara memasukkan harga rata-rata + pada kolom 6 tabel di atas ke dalam persamaan lensa tipis: = + .

Dari data tabel yang Anda dapatkan, selidiki pula kebenaran dalil Esbach tentang sifat-sifat bayangan pada lensa cembung.

Selanjutnya, buatlah grafik hubungan antara dan , menggunakan data pada tabel tersebut. Bila Anda benar, maka grafik yang akan Anda peroleh adalah seperti tampak pada gambar 35.

Gambar 35. Grafik hubungan antara dan , pada lensa cembung.