Gelombang Sferis pada Cermin sferis Permukaan sferis atau dikenal sebagai cermin lengkung terdiri atas cermin cekung (konkaf) dan cermin cembung (konveks).

2.3.1. Pemantulan pada Cermin cekung (konkaf) Cahaya yang menyebar (diverge) dari benda nyata dan jatuh pada cermin cekung akan dipantulkan mengumpul (konverge) kembali untuk membentuk bayangan. Daerah di depan cermin tempat sinar datang berasal dinamakan daerah nyata atau sisi R (real) dan daerah di belakang cermin dinamakan daerah maya atau sisi V (virtual), karena tidak ada cahaya dalam daerah ini.Berdasarkan kondisi tersebut maka dibuat perjanjian sebagai berikut : 1. Benda dikatakan nyata jika berada di depan cermin cekung . Jarak benda ke cermin cekung sebut saja S harus positif. Sebaliknya benda dikatakan maya jika berada di belakang cermin cekung. Jarak benda ke cermin S harus negatif. 2. Bayangan dikatakan nyata jika berada di depan cermin cekung. Jarak bayangan ke cermin cekung sebut saja S harus positif. Sebaliknya bayangan dikatakan maya jika berada di belakang cermin cekung. Jarak bayangan ke cermin cekung S harus negatif. 3. Jari-jari kelengkungan cermin cekung sebut saja R bertanda positif karena titik pusat kelengkungan cermin cekung berada pada daerah nyata.

Daerah nyata dibagi menjadi 3 bagian yaitu: Jarak antara cermin ke titik fokus dinamakan ruang I Jarak antara titik fokus ke titik pusat kelengkungan cermin dinamakan ruang II Jarak yang lebih besar dari titik pusat kelengkungan cermin dinamakan ruang III

Untuk menggambarkan bayangan dari suatu benda pada cermin cekung digunakan aturan berikut: 1. Sinar datang sejajar jari-jari kelengkungan cermin yang melewati benda dipantulkan menuju titik fokus cermin cekung. 2. Sinar datang menuju titik fokus yang melewati benda dipantulkan sejajar jari-jari kelengkungan cermin. 3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin yang melewati benda dipantulkan kembali ke titik pusat kelengkungan tersebut.

Berdasarkan aturan tersebut maka : jika benda nyata dan membentuk bayangan nyata maka bayangan yang terbentuk selalu terbalik jika benda nyata dan membentuk bayangan maya maka bayangan yang terbentuk selalu tegak.

Berikut beberapa contoh gambaran benda dalam berbagai ruang dengan bayangannya pada cermin cekung :

a. Benda di ruang III membentuk bayangan di ruang II lebih kecil, nyata dan terbalik. b. Benda di ruang II membentuk bayangan di ruang III lebih besar , nyata dan terbalik.c. Benda di ruang I membentuk bayangan di ruang IV lebih besar, maya dan tegak.

Untuk menentukan jarak bayangan digunakan persamaan berikut:

dimana: S = Jarak benda ke cermin S = Jarak bayangan ke cermin f = Jarak titik fokus cermin R = Jarak pusat kelengkungan / jari-jari kelengkungan

2.3.2. Pemantulan pada Cermin Cembung (konveks) Cahaya yang menyebar (diverge) dari benda nyata dan jatuh pada cermin cembung akan dipantulkan menyebar (diverge) kembali dan kepanjangan sinar-sinar pantul pada daerah virtual akan membentuk bayangan. Seperti halnya pada cermin cekung, pada cermin cembung juga berlaku perjanjian yang sama. Hanya saja jari-jari kelengkungan cermin cembung bertanda negatif karena pusat kelengkungan cermin cembung berada pada daerah maya. Untuk menggambarkan bayangan dari suatu benda pada cermin cembung digunakan aturan sebagai berikut:

1. Sinar datang sejajar jari-jari kelengkungan yang melewati benda dipantulkan kembali ke daerah nyata searah dengan garis yang menghubungkan titik fokus dengan titik pantulan. Dengan kata lain sinar pantul merupakan kepanjangan dari sinar yang seolah-olah berasal dari titik fokus menuju titik pantul. 2. Sinar datang yang melewati suatu benda menuju / berarah ke titik fokus cermin cembung dipantulkan sejajar jari-jari kelengkungan. 3. Sinar datang yang melewati benda menuju / berarah ke titik pusat kelengkungan cermin cembung dipantulkan kembali dalam arah semula. Dengan kata lain sinar pantul merupakan kepanjangan dari sinar yang seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan cermin cembung menuju titik pantul.

Berdasarkan aturan tersebut maka benda nyata akan selalu membentuk bayangan yang bersifat maya, tegak dan diperkecil. Berikut gambaran benda dan bayangannya pada cermin cembung:Dari gambar di atas terlihat bahwa perpotongan kepanjangan sinar-sinar pantul pada daerah maya akan membentuk bayangan maya, tegak dan diperkecil. Untuk menentukan jarak bayangan pada cermin cembung digunakan persamaan (9.1) dengan perjanjian sebagai berikut : 1. Benda dikatakan nyata jika berada di depan cermin cembung. Jarak benda ke cermin cembung sebut saja S harus positif, sebaliknya benda dikatakan maya jika berada di belakang cermin cembung. Jarak benda ke cermin S harus negatif. 2. Bayangan dikatakan nyata jika berada di depan cermin cembung. Jarak bayangan ke cermin cembung sebut saja S harus positif, sebaliknya bayangan dikatakan maya jika berada di belakang cermin. Jarak bayangan ke cermin S harus negatif. 3. Jari-jari kelengkungan cermin cembung sebut saja R bertanda negatif karena titik pusat kelengkungan cermin cembung berada pada daerah maya.

2.4. Pembiasan pada permukaan refraktor Pembiasan pada permukaan refraktor yang dimaksud di sini adalah pembiasan pada satu bidang batas dari 2 medium. Permukaan refraktor bisa berupa bidang datar atau bidang sferis/ lengkung.

2.4.1. Pembiasan pada permukaan cekung Pendefinisian daerah nyata dan daerah maya pada permukaan cekung sama seperti pada permukaan cembung dan berlaku perjanjian tanda sebagai berikut : 1. Jarak bayangan S bertanda positif jika bayangan terletak pada daerah nyata (sisi R), yaitu daerah dimana sinar bias berada. Sebaliknya jarak bayangan S bertanda negatif jika bayangan terletak pada daerah maya (sisi V), yaitu daerah dimana sinar datang berasal. 2. Jari-jari kelengkungan permukaan cekung didefinisikan bertanda negatif karena titik pusat kelengkungannya berada pada daerah maya (sisi V), yaitu daerah dimana sinar datang berasal.

2.4.2. Pembiasan pada permukaan cembung Pada peristiwa pembiasan, cahaya yang menumbuk permukaan akan diteruskan menembus permukaan refraktor sehingga daerah medium kedua tempat cahaya dibiaskan selalu dilalui cahaya. Oleh karena itu pada peristiwa pembiasan daerah ini didefinisikan sebagai daerah nyata bagi bayangan. Sebaliknya jika bayangan terletak di daerah dimana sinar datang berasal maka bayangan didefinisikan berada dalam daerah maya

Berdasarkan pada definisi daerah nyata dan maya seperti itu maka dibuat perjanjian tanda sebagai berikut : 1. Jarak bayangan S bertanda positif jika bayangan terletak pada daerah nyata (sisi R), yaitu daerah dimana sinar bias berada. Sebaliknya bayangan S bertanda negatif jika bayangan terletak pada daerah maya (sisi V), yaitu daerah dimana senar datang berada. 2. Jari-jari kelengkungan permukaan cembung didefinisikan bertanda positif karena titik pusat kelengkungannya berada dalam daerah nyata (sisi R), yaitu daerah dimana sinar bias berada.

Untuk menentukan jarak bayangan dari benda pada permukaan cembung digunakan persamaan sebagai berikut :dimana : n1 = indeks bias medium 1 tempat sinar datang berasal n2 = indeks bias medium 2 tempat sinar bias berada S = jarak benda ke bidang batas S = jarak bayangan ke bidang batas R = jari-jari kelengkungan permukaan cembung

Cara menggambarkan bayangan pada permukaan cembung adalah sebagai berikut : Ambil dua buah sinar datang yang melalui benda. Masing-masing sinar datang yang menumbuk permukaan cembung dibiaskan pada medium berikutnya dengan sudut bias masing-masing dihitung terhadap garis normal yang merupakan jari-jari kelengkungan pada titik tumbuk sinar datang tersebut. Titik potong kedua sinar bias tersebut akan membentuk bayangan pada medium dimana sinar dibiaskan. Berikut gambaran pembiasan tersebut :2.5.Lensa Tipis Lensa tipis adalah lensa yang ketebalannya dapat diabaikan sehingga pengukuran jarak titik fokus dilakukan dari satu titik yakni pusat lensa (vertex). Mari kita bandingkan perbedaan antara lensa tipis (Gambar 1) dan lensa tebal (Gambar 2). Gambar 1. Suatu lensa tipisGambar 2. Suatu lensa tebalKita mulai dari lensa tebal terlebih dahulu. Lensa tebal memiliki ketebalan lensa - jarak yang mesti dilalui sinar ketika bergerak dari permukaan 1 ke permukaan 2 - yang dalam pembentukan bayangan tak dapat diabaikan. Acuan untuk pengukuran jarak f1 (titik fokus 1) berbeda dengan acuan untuk f2 (titik fokus 2). f1 diukur dari bidang utama 1 (first principal plane) dan f2 diukur dari bidang utama 2 ( second principal plane). Jarak antara kedua bidang utama tersebut mesti diperhitungkan dalam penentuan bayangan.Sementara lensa tipis memiliki bidang utama 1 dan 2 yang berimpit sehingga hanya ada 1 bidang utama untuk lensa tipis. Konsekuensinya pengukuran jarak titik fokus mengacu pada bidang yang sama atau titik yang sama yaitu pusat lensa (vertex). Pada lensa tipis ketebalan lensa diabaikan sehingga tidak perlu dipertimbangkan dalam penentuan bayangan.Rumus seperti :dan rumus pembuat lensa :hanya berlaku untuk lensa tipis karena rumus-rumus di atas diturunkan dengan asumsi lensa yang digunakan adalah lensa tipis.