Ringkasan materi dan pembahasan soal Un tentang alat-alat Optik

RINGKASAN MATERI DAN PEMBAHASAN SOAL UN TENTANG ALAT-ALAT OPTIK

Ringkasan materi dan pembahasan soal-soal ujian nasional fisika sma tentang alat-alat optik ini meliputi lup, mikroskop dan teropong. Jadi pada bahasan ini kita belajar tentang bagaimana menghitung pembesaran berakomodasi maksimum atau pembesaran tanpa akomodasi pada lup, mikroskop atau teropong.

LUP

Lup atau kaca pembesar adalah sebuah lensa cembung yang mempunyai titik fokus yang dekat dengan lensanya. Benda yang diperbesar terletak didalam titik fokus lup atau jarak benda ke lensa lup lebih kecil dibanding jarak titik fokus lup ke lensa lup.

Gambar diatas menunjukkan penggambaran bayangan pada lensa cembung lup. Yang terlihat oleh mata ketika menggunakan lup tersebut adalah bayangannya.

Untuk mata yang berakomodasi maksimum:

Mata dikatakan berakomodasi maksimum jika letak bayangan lup berada dititik dekat mata.
Untuk mata tidak berakomodasi:



Mata tidak berakomodasi jika letak bayangan di tak hingga.

Keterangan:

M = perbesaran bayangan lup

s_n = titik dekat mata (mata normal s_n = 25 cm)

f = fokus lensa lup (cm)

MIKROSKOP

Mikroskop adalah sebuah alat untuk melihat objek yang terlalu kecil untuk dilihat secara kasat mata.

Gambar diatas adalah penggambaran bayangan yang dibentuk mikroskop. Yang terlihat oleh mata ketika menggunakan mikroskop tersebut adalah bayangan 2.
Untuk mata berakomodasi maksimum:

Untuk mata tak berakomodasi:


Panjang mikroskop:

Keterangan:

M = perbesaran mikroskop

s_ob= jarak benda ke lensa objektif

s_ob’ = jarak bayangan 1 ke lensa objektif

s_n= titik dekat mata

f_ok= fokus okuler

d = panjang mikroskop

TELESKOP

Teleskop adalah alat yang digunakan melihat benda-benda langit.

Gambar diatas menunjukkan penggambaran bayangan pada teleskop. Pada teleskop bayangan yang dibentuk lensa objektif diletakkan tepat di titik fokus lensa okuler. Bayangan yang dibentuk lensa okuler diletakkan di tak hingga.

Perbesaran pada teleskop:

Panjang teleskop:


Keterangan:

M = perbesaran teleskop.

f_ob= fokus lensa objektif teleskop.

f_ok= fokus lensa okuler teleskop.

d = panjang teleskop.

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN ALAT-ALAT OPTIK

Nomor 1 (UN 2013)

Perhatikan gambar pembentukan bayangan pada teropong bintang.

Jika mata pengamat tidak berakomodasi, maka perbesaran bayangan adalah...

A. 1 kali

B. 3 kali

C. 4 kali

D. 8 kali

E. 11 kali

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu Fob

Fob = 15 cm - 3 cm = 12 cm

Menghitung perbesaran teropong

M = Fob / Fok = 12 cm / 3 cm = 4 kali

Jawaban: C

Nomor 2 ( UN 2013)

Dibawah ini pembentukan bayangan pada teropong bintang.

Perbesaran teropong untuk mata tak berakomodasi adalah...

A. 6 kali

B. 9 kali

C. 12 kali

D. 15 kali

E. 18 kali

Pembahasan

Perbesaran teropong

M = Fob / Fok = 150 cm / 10 cm = 15 kali

Jawaban: D

Nomor 3 (UN 2014)

Perhatikan gambar jalannya sinar pembentukan bayangan pada mikroskop berikut:

Jarak lensa objektif dengan lensa okuler dari mikroskop tersebut adalah...

A. 20 cm

B. 24 cm

C. 25 cm

D. 27 cm

E. 29 cm

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu Sob' dengan menggunakan rumus lensa.

Sob' = 18 cm

Menghitung jarak lensa objektif dengan okuler (d)

d = Sob' + Fok = 18 cm + 6 cm = 24 cm

Jawaban: B

Nomor 4

Jarak fokus lensa objektif dan lensa okuler sebuah mikroskop masing-masing 2 cm dan 5 cm, digunakan untuk melihat benda kecil yang terletak 2,5 cm dari lensa objektif. Jika pengamat bermata normal berakomodasi maksimum, maka perbesaran yang dihasilkan mikroskop adalah...
A. 20 kali
B. 24 kali
C. 25 kali
D. 50 kali
E. 54 kali

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu Sob'
Sob' = 10
Perbesaran mikroskop berakomodasi  maksimum adalah:

Jawaban: B

Nomor 5

Sebuah objek diletakkan pada jarak 1,5 cm dari lensa objektif mikroskop. Mikroskop memiliki jarak fokus lensa objektif dan okuler masing-masing 1 cm dan 6 cm. Jika mikroskop digunakan oleh pengamat yang memiliki titik dekat 30 cm secara akomodasi maksimum maka perbesaran bayangan yang dihasilkan adalah....
A. 10 kali
B. 12 kali
C. 18 kali
D. 20 kali
E. 25 kali

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu Sob'
Sob' = 3
Perbesaran mikroskop berakomodasi maksimum adalah:

Jawaban: B

Nomor 6

Perhatikan diagram pembentukan bayangan alat optik X.

Benda A diletakkan 6 cm dari lensa objektif. Jika jarak fokus lensa objektif dan okuler masing-masing 5 cm dan 10 cm (s_n = 30 cm). Maka perbesaran sudut bayangan yang terjadi adalah...

A.       10 kali

B.       12 kali

C.       15 kali

D.       18 kali

E.        20 kali

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu Sob'
Sob' = 30
Perbesaran mikroskop tanpa akomodasi adalah:

Jawaban: D

Nomor 7

Sebuah mikroskop memiliki jarak titik api objektif 2,0 cm. Sebuah benda diletakkan dibawah objektif pada jarak 2,2 cm. Panjang mikroskop 24,5 cm dan pengamat dilakukan tanpa akomodasi. Jika mata pengamat bermata normal maka perbesaran total mikroskop bernilai...
A. 20 kali
B. 25 kali
C. 50 kali
D. 75 kali
E. 100 kali

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu Sob'.

Sob' = 22
Menghitung fok
d = Sob' + fok
fok = d - Sob' = 24,5 cm - 22 cm = 2,5 cm
Perbesaran mikroskop tanpa akomodasi adalah:

Jawaban: E

Nomor 8

Dua lensa yang titik fokusnya masing-masing 1 cm dan 5 cm disusun membentuk mikroskop majemuk. Jika suatu benda diletakkan 1,1 cm didepan lensa pertama dan bayangan akhir diamati pada jarak 25 cm dari lensa kedua, maka jarak kedua lensa adalah...
A. 0,25 cm
B. 15,2 cm
C. 1,10 cm
D. 17,3 cm
E. 6,00 cm

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu Sob'.

Sob' = 11 cm
Menghitung Sok.

Sok' = 25/4 = 6,25 m
Menghitung jarak kedua lensa
d = Sob' + Sok = 11 cm + 6,25 cm = 17,25 cm
Jawaban: D

Nomor 9

Sebuah teropong diarahkan kebintang, menghasilkan perbesaran anguler 20 kali. Jika jarak fokus objektif 100 cm, maka jarak antara lensa objektif dengan lensa okuler (mata tak berakomodasi) adalah...
A. 120 cm
B. 105 cm
C. 100 cm
D. 90 cm
E. 80 cm

Pembahasan

Tentukan terlebih dahulu Fok
M = Fob / Fok
20 = 100 cm / Fok
Fok = 100 cm / 20 = 5 cm
Panjang teropong:
d = Fob + Fok = 100 cm + 5 cm = 105 cm
Jawaban: B

Nomor 10

Teropong bintang dengan perbesaran anguler 10 kali. Jika jarak titik api objektif 50 cm, maka panjang teropong...
A. 5 cm
B. 35 cm
C. 45 cm
D. 50 cm
E. 55 cm

Pembahasan

Tentukan terlebih dahulu Fok
M = Fob / Fok
10 = 50 cm / Fok
Fok = 50 cm / 10 = 5 cm
Panjang teropong:
d = Fob + Fok = 50 cm + 5 cm = 55 cm
Jawaban: E

Nomor 11

Lintasan berkas sinar ketika melalui sistem optik teropong bintang ditunjukkan seperti bintang.

Berdasarkan gambar diatas, perbesaran bayangan untuk mata tidak berakomodasi adalah...
A. 40 kali
B. 80 kali
C. 90 kali
D. 140 kali
E. 180 kali

Pembahasan

Perbesaran teleskop
M = Fob / Fok = 160 cm / 2 cm = 80 kali
Jawaban: B

Nomor 12

Sebuah teropong memiliki jarak lensa objektif dengan lensa okuler 120 cm dan fokus lensa objektifnya 110 cm. Perbesaran yang dihasilkan untuk mata tak berakomodasi adalah...
A. 12 kali
B. 11 kali
C. 10 kali
D. 9 kali
E. 8 kali

Pembahasan

Tentukan Fok terlebih dahulu.
d = Fob + Fok
Fok = d - Fob = 120 cm - 110 cm = 10 cm
Perbesaran teropong:
M = Fob / Fok = 110 cm / 10 cm = 11 kali
Jawaban: B

Nomor 13

Perhatikan gambar jalannya sinar pada teropong berikut.


Jika jarak lensa objektif dengan lensa okuler (d) 11 kali jarak fokus lensa okuler maka perbesaran yang dihasilkan teropong untuk mata tak berakomodasi adalah...
A. 10 kali
B. 16 kali
C. 21 kali
D. 30 kali
E. 50 kali

Pembahasan

Tentukan terlebih dahulu Fob
d = Fob + Fok
11 Fok = Fob + Fok
Fob = 11 Fok - Fok = 10 Fok
Perbesaran teropong
M = Fob / Fok = 10 Fok / Fok = 10
Jawaban: A

Soal latihan alat-alat optik

Nomor 1
Seorang yang berpenglihatan jauh tidak dapat melihat jelas benda yang berjarak lebih dekat dari 75 cm diukur dari mata. Kuat lensa kacamata yang memungkinkan ia dapat membaca dengan jelas pada jarak 25 cm adalah...
A. 1,67 D
B. 2,00 D
C. 2,67 D
D. 3,33 D
E. 3,67 D

Nomor 2
Seorang petugas pemilu mengamati keaslian kartu suara dengan menggunakan lup berkekuatan 10 D. Apabila orang itu memiliki titik dekat mata 30 cm dan ingin memperoleh pembesaran anguler maksimum maka kartu suara ditempatkan di depan lup pada jarak....
A. 5,5 cm
B. 6,5 cm
C. 7,5 cm
D. 8,5 cm
E. 9,5 cm

Nomor 3
Seorang siswa sedang mengamati kloroplas dengan mikroskop yang memiliki jarak fokus lensa objektif 2 cm dan jarak fokus lensa okuler 5 cm. Kloroplas yang diletakkan 2,2 cm dibawah lensa objektif, terlihat memiliki diameter 0,6 mm. Diameter kloroplas sebenarnya saat dilakukan pengamatan dengan akomodasi maksimum adalah...
A. 1 mikrometer
B. 4 mikrometer
C. 6 mikrometer
D. 10 mikrometer
E. 20 mikrometer

Nomor 4
Sebuah teropong bintang digunakan untuk mengamati gerhana matahari. Jarak fokus objektif dan okulernya berturut-turut adalah 70 cm dan 4 cm. Jika sudut diameter matahari dilihat dengan mata telanjang 0,5 derajat maka sudut diameter matahari yang dilihat dengan teropong adalah...
A. 0,50 derajat
B. 7,00 derajat
C. 8,75 derajat
D. 9,25 derajat
E. 9,75 derajat

Pembahasan soal alat optik Video Youtube

.
Topik: #Lup #Materi ujian nasional fisika #mikroskop #teropong