Contoh Soal Pemanfaatan Alat Optik

Contoh Soal Pemanfaatan Alat Optik - Pada topik sebelumnya, kalian telah mengetahui bagian-bagian mata dan jalannya cahaya pada mata. Dalam topik ini, kalian akan mempelajari pemanfaatan alat optik.

Mari kalian ingat kembali bagian-bagian mata dan jalannya cahaya pada mata sebelum mempelajari pemanfaatan alat optik.

Lup

Lup disebut juga sebagai surya kanta atau kaca pembesar. Lup juga disebut sebagai mikroskop sederhana (simple microscope). Lup merupakan lensa positif tunggal dengan jarak fokus kecil dan berfungsi untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak jelas.Untuk mendapatkan bayangan benda yang sebesar-besarnya, benda harus diletakkan di ruang I (antara pusat lensa dan F) dari lup.Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, diperbesar, dan tegak. Perbesaran pada lup ada dua. Keduanya akan dijabarkan sebagai berikut.
1. Perbesaran anguler (sudut)

Keterangan
M = perbesaran anguler
β = sudut dengan lup
α = sudut tanpa lup

2. Perbesaran Linier
a. Untuk mata tak berakomodasi

Keterangan
M = perbesaran linier
sn = jarak baca normal
f = jarak fokus

b. Mata berakomodasi maksimum

Mikroskop

Mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk mengamati benda-benda renik (sangat kecil). Mikroskop terdiri atas dua lensa positif. Lensa yang dekat dengan benda dinamakan lensa objektif, sedangkan lensa yang dekat dengan mata dinamakan lensa okuler.
Untuk mata tidak berakomodasi, bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif harus diletakkan tepat pada fokus lensa okuler sehingga bayangan akhir di tempat tidak berhingga. Perbesaran bayangan untuk keadaan ini dapat ditentukan dengan menggunakan rumus:

Keterangan
sob = jarak benda terhadap lensa objektif
s’ob = jarak bayangan oleh lensa objektif
sn = jarak baca normal
fok = jarak fokus lensa okuler
M = perbesaran bayangan

Lukisan jalannya sinar pada mikroskop jika mata tak berakomodasi adalah

Untuk mata berakomodasi maksimum, bayangan yang dibentuk lensa objektif harus diletakkan di ruang I lensa okuler (antara pusat lensa dan fokus lensa). Perbesaran bayangan untuk keadaan ini dapat ditentukan dengan rumus berikut ini.

Keterangan
sob = jarak benda terhadap lensa objektif
s’ob = jarak bayangan oleh lensa objektif
sok = jarak benda (bayangan lensa objektif) terhadap lensa okuler
s’ok = jarak bayangan akhir terhadap lensa okuler
M = perbesaran bayangan

Lukisan jalannya sinar pada mikroskop untuk mata berakomodasi maksimum adalah

Panjang mikroskop adalah jarak antara lensa objektif sampai lensa okuler dan dirumuskan
d = s’ob + sok
Keterangan
s'ob = jarak bayangan benda oleh lensa objektif
sok = jarak benda (bayangan lensa objektif) terhadap lensa okuler
d = panjang mikroskop

Sifat bayangan akhir yang dibentuk oleh mikroskop adalah maya, diperbesar, dan terbalik.

Teropong atau Teleskop

Teropong adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda jauh agar tampak dekat dengan bayangan maya dan diperbesar. Jenis-jenis teropong adalah sebagai berikut.
1. Teropong bintang atau teropong astronomi
Teropong bintang dibedakan menjadi teropong bias dan teropong pantul. Teropong pantul menggunakan peristiwa pemantulan cermin cekung dan cermin datar.
2. Teropong bumi (teropong medan = teropong yojana)
Teropong bumi mirip dengan teropong bintang, tetapi dilengkapi dengan lensa pembalik untuk mendapatkan bayangan tegak. Perbesaran teropong bumi yang terjadi jika mata tidak berakomodasi:

Panjang teropong (jarak antarlensa) dapat dihitung berdasarkan persamaan:
L = Lob + 4fp + fok
Keterangan
fob = fokus lensa objektif
fok = fokus lensa okuler
fp = fokus lensa pembalik
M = perbesaran
L = panjang teropong
Skema jalannya sinar pada teropong bumi adalah sebagai berikut.

3. Teropong Panggung = Teropong Galilei
Teropong panggung menggunakan dua buah lensa, yaitu lensa objektik (cembung) dan lensa okuler (cekung). Lensa cekung berfungsi sebagai pembalik sehingga bayangan akhir tegak. Bayangan akhir yang terjadi bersifat tegak, terletak di titik tidak berhingga. Perbesaran bayangan pada teropong panggung untuk mata tak berakomodasi adalah

Panjang teropong dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan
L = fob – fok
Pembentukan bayangan teropong panggung adalah sebagai berikut.

Diaskop

Diaskop adalah alat yang digunakan untuk memproyeksikan bayangan nyata dari sebuah benda tembus cahaya pada sebuah layar. Pada proyeksi ini, sebuah benda diapositif misalnya benda AB dikenai cahaya yang sangat kuat setelah melewati lensa L1yang memfokuskan cahaya itu. Kemudian, oleh lensa L2 bayangan benda diperbesar, terbalik, dan nyata menempel pada layar. Letak lampu sebagai sumber cahaya harus tepat pada fokus cermin (reflektor) agar cahaya ke belakang akan diarahkan kembali ke depan. Jalannya sinar pada diaskop adalah sebagai berikut.

Periskop

Periskop adalah alat optik sejenis teropong yang biasanya dipasang pada kapal selam untuk melihat sesuatu di permukaan laut dari dalam kapal. Alat ini terdiri atas dua cermin datar yang diletakkan sedemikian rupa sehingga sinar datang yang jatuh padanya dipantulkan tegak lurus. Periskop ini juga dapat digunakan untuk melihat benda di balik tembok.

Kamera

Kamera adalah alat yang dapat digunakan untuk merekam bayangan yang dibentuk oleh cahaya tampak atau penyinaran elektromagnetik lain. Rekaman yang terjadi dapat dalam bentuk perubahan kimia, baik dalam cairan kimia (misal gambar foto) maupun sinyal elektrik (misal kamera televisi). Bagian-bagian dari kamera adalah sebagai berikut.
1. susunan lensa cembung (lensa positif).
2. di antara susunan itu terdapat diafragma yang dapat diatur lebarnya sehingga dapat meneruskan cahaya yang masuk.
3. oleh lensa tadi, cahaya diteruskan ke pelat film negatif.
Proses jalannya sinar adalah sebagai berikut. Lensa objektif berfungsi membentuk bayangan nyata, diperkecil, dan terbalik pada pelat peka cahaya. Untuk membentuk bayangan yang jernih dan terang, jarak bayangan s’ harus diatur dengan menggeser lensa ke dalam atau ke luar. Untuk mengatur cahaya digunakan diafragma. Pelat potret (film) yang berupa bidang kaca atau seluloid dilapisi gelatin dan perak bromida agar dihasilkan gambar negatif. Dengan mencetakkan gambar negatif ini pada kertas film (kertas peka), terbentuklah gambar positif. bagan sebuah kamera dapat digambarkan seperti berikut ini.

S1

Alat optik yang cara kerjanya mirip dengan mata adalah ….

S2

Periskop merupakan teropong yang terdiri dari ….

S3

Pada mikroskop, sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif jika benda berada di antara titik F dan 2F adalah ….

S4

Bayangan yang dihasilkan oleh lensa kamera adalah ….

S5

Fungsi teropong adalah untuk ….

S6

Sebuah teropong bumi mempunyai jarak fokus lensa objektif 40 cm dan lensa okuler 5 cm. Panjang teropong untuk mata tak berakomodasi adalah ....

S7

Peralatan optik yang membutuhkan gelatin dan perak bromida untuk membentuk bayangan posistif adalah....

S8

Sebuah mikroskop memiliki tabung dengan panjang 22 cm, fokus okuler 5 cm, dan fokus objektif 6 cm. Jika mata tak berakomodasi, letak benda terhadap lensa objektif adalah ….

S9

Teropong terestrial memiliki fokus lensa objektif 90 cm dan fokus lensa okuler 9 cm. Di antara kedua lensa tersebut disisipkan lensa pembalik dengan fokus 6 cm. Jika mata tidak berakomodasi, perbesaran bayangan yang terjadi adalah ….

S10

Panjang fokus suatu lensa kamera adalah 80 mm dan kamera ini diatur untuk memotret benda yang jauh. Jika kita ingin menggunakan kamera ini untuk memotret benda yang jaraknya 2 m dari kamera, maka jarak lensa dan film agar bayangan tetap terbentuk pada film tersebut adalah ….

Tentang: Contoh Soal IPA

Share:

Artikel Terkait