Rangkuman, Soal Dan Pembahasan Cahaya Dan Alat Optik

Rangkuma Materi Cahaya dan Alat Optik

Pada belahan ini, Anda akan diajak untuk sanggup menerapkan konsep dan prinsip kerja alat-alat optik dengan cara menganalisis alat-alat optik secara kuantitatif serta menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari. Anda mempunyai kamera? Meskipun Anda tidak mempunyai kamera, tetapi setidaknya Anda niscaya pernah berhadapan dengan kamera, yakni ketika Anda difoto.

Pernahkah Anda bertanya, bagaimana kamera itu bekerja? Kamera merupakan salah satu alat optik. Dewasa ini, seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi, kualitas gambar yang dihasilkan kamera semakin baik. Hasil foto pun sanggup diolah lagi. 

Ketika Anda difoto dengan latar belakang rumah Anda, hal tersebut sanggup disulap menjadi berlatar belakang menara Pissa atau Istana Negara. Hal ini tidak terlepas dari berkembangnya kamera digital yang jadinya sanggup dibaca dan diolah dengan derma komputer.

Rangkuman Materi Cahaya dan Alat Optik

Pemantulan Cahaya

Hukum pemantulan (Hukum Snellius)
1. Sinar datang,sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar
2. Sudut tiba sama dengan sudut pantul

i = r

Pemantulan bayangan pada cermin datar

Sifat bayangan pada cermin datar :
1. Bayangan bersifat sama besar, maya dan tegak
2. Jarak bayangan ke cermin = jarak benda dari cermin
3. Bayangan tegak, dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya

a. Pemantulan pada cermin cekung (Concave)

Dikatakan cermin cekung jikalau sisi depan cermin melengkung ke dalam. Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar (Konvergen). Jarak fokus pada cermin cekung bernilai positif, korelasi fokus dengan jari-jari yaitu:

b. Pemantulan pada cermin cembung

Dikatakan cermin cembung jikalau sisi depan cermin melengkung keluar. Titik fokusnya (f) berada di sisi belakang cermin sehingga jark fokus cermin bertanda negatif. Hubungan antara titik fokus dengan jari-jari yaitu:

c. Cermin cembung bersifat membuatkan sinar (divergen)

Persamaan pada cermin cekung dan cembung

Keterangan :
f = titik fokus
s = jarak benda ke cermin
s’ = jarak bayangan ke cermin

Pembesaran cermin cekung dan cembung

Keterangan:
M = pembesaran bayangan
s = jarak benda ke cermin
s’ = jarak bayangan ke cermin
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan

Perjanjian tanda pada cermin lengkung

PEMBIASAN CAHAYA

Yaitu Pembelokan cahaya sebab perubahan kecepatan rambat dari suatu medium ke medium yang lain. Hukum pembiasan diantaranya:
1. Sinar datang, sinar bias dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar.

2. Persamaan Snellius yang menghubungkan sudut tiba dan sudut bias dinyatakan sebagai berikut:

n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂

Berlaku juga:

Keterangan:
n₁ = indeks bias medium 1
n₂ = indeks bias medium 2
v₁ = kecepatan cahaya di medium 1
v₂ = kecepatan cahaya di medium 2
_λ1 = Panjang gelombang di medium 1
_λ2 = Panjang gelombang di medium 2

Pembiasan pada lensa

Sama halnya pada cermin lengkung, berlaku juga:

Jika terdiri dari dua permukaan yang berbeda dan medium yang berbeda berlaku:

Keterangan:
n₂ = indeks bias lensa
n₁ = indeks bias medium
R₁ , R₂ = Jari-jari kelengkungan kedua permukaan lensa

Pembesaran cermin cekung dan cembung

Perjanjian tanda pada lensa

Kuat lensa

Yaitu kemampuan lensa cembung untuk mengumpulkan sinar atau kemampuan lensa cembung untuk memancarkan sinar, secara matematis di tulis:

Fokus lensa cembung bernilai positif

Fokus lensa cekung bernilai negatif

Alat Optik

mata

Beberapa cacat mata diantaranya:
a.miopi (rabun jauh)

yaitu kondisi mata yang tidak sanggup melihat dengan terang benda-benda yang letaknya jauh. Penderita miopi mempunyai titik erat lebih kecil daripada 25 cm tetapi titik jauhnya pada jarak tertentu. Lensa cekung digunakan untuk mengkoreksi rabun jauh. kekuatan lensa sanggup dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:
P = Kuat lensa
PP = titik jauh dari mata

b.hipermetropi (rabun dekat)

yaitu cacat mata dimana mata tidak sanggup melihat dengan terang benda-benda yang letaknya erat . penderita hipermetropi mempunyai titik erat lebih besar dari 25 cm dan titik jauh pada tak terhingga. Dapat ditolong dengan lensa cembung (positif).kekuatan lensa sanggup dirumuskan sebagai

Keterangan:
PR = titik erat dari mata
Sn = titik erat mata normal

c.presbiopi (mata tua)

yaitu cacat mata tanggapan berkurangnya daya fasilitas pada usia lanjut. Pada mata presbiopi,titik dekatnya lebih jauh daripada titik erat mata normal (titik erat > 25 cm) dan titik jauhnya lebih erat daripada titik jauh mata normal (titik jauh < ). Dapat ditolong dengan kacamata berlensa rangkap (kacamata bivokal).

d.astigmatisme

astigmatisme ialah cacat mata dimana kelengkungan selaput bening atau lensa mata tidak merata sehingga berkas sinar yang mengenai mata tidak sanggup terpusat dengan tepat . cacat mata astigmatisma tidak sanggup membedakan garis tegak dengan garis mendatar secara bersama-sama. Dapat ditolong dengan kacamata berlensa silinder.

lup (kaca pembesar)

Lup terdiri dari sebuah lensa cembung yang membentuk sebuah bayangan maya, tegak, dan diperbesar . lup digunakan untuk melihat benda-benda kecil semoga Nampak lebuh besar dan terang . Perbesaran pada lup ada 2 macam yakni:

1. Mata tanpa berakomodasi

2. Mata berakomodasi maksimum                   

Keterangan:
Sn = jarak titik erat mata
f = jarak fokus lensa

Mikroskop

Mikroskop ialah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda berukuran sangat kecil. Terdiri dari dua lensa cembung. Dua lensa cembung tersebut berada di erat mata dan di erat benda. Lensa cembung di erat benda dinamakan lensa obyektif, sedangkan lensa di erat mata dinamakan lensa okuler.

Bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif ialah nyata, terbalik, diperbesar. Adapun bayangan selesai yang dibuat oleh lensa okuler ialah maya, terbalik, dan diperbesar. Pengamatan mikroskop dibedakan dua jenis:

a. Berakomodasi maksimum

Perbesaran bayangan:

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
d= s’_ob + s_ok

b. Tanpa berakomodasi

Perbesaran bayangan:

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
d= s_ob^‘+ f_ok
keterangan:
M = perbesaran bayangan total
s^’_ob = jarak bayangan lensa obyektif (cm)
Sn = jarak titik erat mata pengamat (cm)

d = jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler (cm)
f_ok = focus lensa okuler (cm)
s_ok = jarak benda lensa okuler (cm)

Teropong

Teropong/teleskop digunakan untuk melihat benda yang sangat jauh semoga tampak lebih erat dan jelas. Terbagi menjadi dua macam, yaitu :

Teropong Bias
1. Teropong bintang

Teropong bintang digunakan untuk mengamati benda-benda di angkasa.

a. Tidak Berakomodasi

Perbesaran bayangan yang dihasilkan

Jarak antara lensa obyektif dan okuler sebagai berikut.
d= f_ob + f_ok

b. Berakomodasi maksimum

Perbesaran bayangan yang dihasilkan.

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
d= fob + sok

2. Teropong bumi

Untuk mengamati benda-benda yang berada di permukaan bumi
a. Tidak Berakomodasi

Perbesaran bayangan yang dihasilkan

Jarak antara lensa obyektif dan okuler sebagai berikut.
d= fob + 4f_p + f_ok

b. Berakomodasi maksimum

Pembesaran bayangan yang dihasilkan

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
d = f_ob + 4f_p + s_ok
keterangan:
f_p = jarak fokus lensa pembalik

Soal dan Pembahasan Cahaya dan Alat Optik

Soal No 1

Ayah Joko lupa membawa kacamata yang biasa digunakan untuk membaca koran sehingga ketika itu ia membaca koran dengan diletakkan sedikit lebih jauh dari jarak normal yaitu 50 cm. Perkirakan:
a) jenis kelainan mata yang terjadi pada ayah Joko
b) ukuran kacamata yang biasa digunakan ayah Joko
c) jenis lensa kacamata ayah Joko
d) panjang fokus lensa kacamata ayah Joko

Pembahasan

a) jenis kelainan mata yang terjadi pada ayah Joko
Jarak titik erat ayah joko bergeser menjauh dari titik erat normal yang berada pada kisaran 25 cm atau 30 cm sampai disimpulkan bahwa ia tidak bisa melihat terang pada jarak erat alias rabun erat atau hipermetrop

b) ukuran kacamata yang biasa digunakan ayah Joko
Ukuran kacamata ditentukan dengan rumus berikut:

P = ¹⁰⁰ / _PPN - ¹⁰⁰ / _PP

dimana
PP_N = titik erat normal dalam satuan cm, PP = titik erat penderita miopi dalam satuan cm

sehingga

P = ¹⁰⁰/₂₅ - ¹⁰⁰/₅₀
P = 4 - 2 = 2 dioptri = + 2 D

Catatan:
Jika PPN dan PP dinyatakan dalam satuan meter maka gunakan rumus berikut

P = ¹/ _PPN - ¹/ _PP

Hasil selesai haruslah sama dengan rumus sebelumnya!

c) jenis lensa kacamata ayah Joko
Jenis lensa kacamata yang digunakan ialah lensa positif atau lensa cembung.

d) panjang fokus lensa kacamata ayah Joko
Hubungan panjang fokus lensa (f) dengan berpengaruh lensa (P)
f = ¹/_P
f = ¹/₂ meter. Jika diubah ke cm P = 100/2 cm = 50 cm

Soal No. 2
Joko mempunyai penglihatan jauh yang lemah dengan titik jauhnya kurang lebih 5 meter. Perkirakan ukuran kacamata yang harus digunakan Joko, jenis lensa kacamatanya dan panjang fokus dari lensa kacamata tersebut!

Pembahasan
Si Joko termasuk penderita rabun jauh atau miopi, dimana titik jauh mata bergeser mendekat, ukuran kacamata yang digunakan ditentukan dengan rumus:

P = − ¹⁰⁰/_PR

dimana PR ialah titik jauh mata penderita dengan PR dinyatakan dalam centimeter atau

P = − ¹/_PR

dengan PR dinyatakan dalam satuan meter. Sehingga:

P = − ¹/_PR = − 1/5 = − 0,2 dioptri = − 0,2 D

Jenis kacamatanya ialah lensa cekung atau lensa negatif dengan jarak fokus
f = ¹/_P = ¹/_0,2 = 5 meter

Soal No. 3
Titik erat mata seseorang 200 cm di muka mata. Agar orang itu sanggup melihat pada jarak 25 cm, maka perlu kacamata berkekuatan....dioptri
A. 3,5
B. 0,2
C. -0,2
D. -0,4
E. -0,5
(Soal UMPTN 1995)

Pembahasan
Rabun dekat
P = 100/PP_N - 100/PP
P = 100/25 - 100/200 = 4 - 0,5 = 3,5 dioptri

NEXT PAGE : 1 2 3

Share this post