Kumpulan Pola Soal Alat Optik Fisika Dan Pembahasan Lengkap

Alat optik ialah alat yang bekerja menurut prinsip cahaya. Alat optik membuat hidup insan lebih praktis dan berarti. Kita sanggup menikmati keindahan alam semesta, mengawetkan saat-saat terindah pada lembaran foto, atau bahkan sanggup membuat sehelai rambut di kepala menjadi terlihat sebesar lengan. Dapatkah kalian sebut nama alat optik yang kegunaannya ibarat yang sudah disebutkan tersebut?

Dalam fisika, alat optik berbagai jenisnya di antaranya yaitu kacamata, kamera, lup (kaca pembesar), mikroskop, teropong atau teleskop dan bahkan mata juga termasuk dalam kategori alat optik. Nah, pada peluang kali ini akan disajikan kumpulan pola soal wacana alat optik fisika dan pembahasannya super lengkap. Untuk itu, silahkan kalian pelajari baik-baik. Selamat berguru dan semoga sanggup paham.

misal Soal wacana Mata

Jika lensa mata dianggap sferis bola dengan jarak permukaan depan lensa dengan retina 3 cm, hitunglah:

■ Kuat lensa mata normal ketika mata melihat benda yang jauh sekali (mata tidak berakomodasi) dan ketika melihat benda pada jarak 25 cm (mata berkomodasi maksimum).

■ Perubahan kekuatan lensa mata dari tidak berakomodasi hingga berakomodasi maksimum.

Penyelesaian:

Diketahui:

s' = 3 cm

s =

Ditanyakan: besar lengan berkuasa lensa mata normal ketika tidak berakomodasi dan ketika berakomodasi maksimum serta perubah kekuatan lensa.

Jawab:

■ Kuat lensa mata normal

Pada ketika mata tidak berakomodasi (s =  )

1/f = 1/s + 1/s’

⇒ 1/f = (1/ ) + (1/3)

⇒ 1/f = 0 + 1/3

⇒ 1/f = 1/3

⇒ f = 3 cm = 0,03 m

melaluiataubersamaini demikian, daya lensa untuk mata tidak berakomodasi yaitu sebagai diberikut.

P = 1/f

⇒ P = 1/0,03

⇒ P = 33,3 dioptri

Pada ketika mata berakomodasi (s = 25 cm)

1/f = 1/s + 1/s’

⇒ 1/f = (1/25) + (1/3)

⇒ 1/f = (3 + 25)/75

⇒ 1/f = 28/75

⇒ f = 75/28

⇒ f = 2,7 cm = 0,027

melaluiataubersamaini demikian, daya lensa untuk mata berakomodasi yaitu sebagai diberikut.

P = 1/f

⇒ P = 1/0,027

⇒ P = 37,03 dioptri

Jadi, besar lengan berkuasa mata normal pada ketika tidak berakomodasi yaitu 33,3 dioptri dan pada ketika mata berakomodasi yaitu 37,,03 dioptri.

■ Perubahan kekuatan lensa

∆P = 33,3 – 37,03 = −4 dioptri

Jadi, perubahan kekuatan lensa adalah −4 dioptri

misal Soal wacana Cacat Mata

1. Yulisa yang menderita rabun bersahabat mempunyai titik bersahabat 50 cm. Jika ingin membaca dengan jarak normal (25 cm), maka berapa kekuatan lensa kacamata yang harus digunakan Reni?

Penyelesaian:

Diketahui:

s = 25 cm

s’ = -50 cm (tanda negatif menawarkan bayangan bersifat maya, di depan lensa)

Ditanyakan: P = …?

Jawab:

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/25 – 1/50

1/f = 2/50 – 1/50

1/f = 1/50

f = 50 cm = 0,5 m

P = 1/f = 1/0,5 = 2 dioptri

Jadi, kekuatan lensa kacamata yang harus digunakan Yulisa yaitu 2 dioptri.

2. Seseorang tidak sanggup melihat benda jauh tak hingga dengan jelas. Kemudian beliau memeriksakan diri ke dokter mata. Untuk mengatasi kelemahan itu beliau didiberi masukan oleh dokternya untuk menggunakan beling mata dengan kekuatan -1/3 dioptri. Berapakah titik jauh mata orang tersebut.

Penyelesaian:

s = 

P = -1/3 D

s’ = -PR

Titik jauh s’ = -PR sanggup ditentukan dengan menggunakan persamaan (2) yaitu sebagai diberikut.

P = 100/s + 100/s’

-1/3 = (100/ ) − 100/PR

-1/3 = 0 − 100/PR

-1/3 = -100/PR

PR = -100 × (-3)

PR = 300 cm

Jadi, titik jauh mata orang tersebut yaitu 300 cm.

3. Seorang kakek penderita presbiopi mempunyai titik bersahabat 75 cm dan titik jauh 300 cm. Agar ia sanggup melihat benda yang bersahabat (seperti mata normal) dan sanggup melihat benda jauh, berapakah jarak serius lensa bifokal dan besar lengan berkuasa lensa kacamata yang harus digunakan kakek tersebut?

Jawab:

Kacamata bifokal tersusun atas dua lensa bab atas lensa negatif (cekung) semoga sanggup melihat jauh dan bab bawah lensa kasatmata (cembung) semoga sanggup membaca normal.

■ Untuk sanggup melihat jauh, s =   dan s’ = -300 cm

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = (1/ ) – 1/300

1/f = -1/300

f = -300 cm = -3 m

P = 1/f

P = 1/(-3) = -0,33 dioptri

Jadi, untuk sanggup melihat benda jauh digunakan kacamata dengan jarak serius 3 m dan kekuata lensa -0,33 dioptri.

■ Untuk sanggup melihat dekat, s = 25 dan s’ = -75 cm

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/25 – 1/75

1/f = 3/75 – 1/75

1/f = 2/75

f = 75/2

f = 37,5 cm = 0,375 m

P = 1/f

P = 1/0,375 = 2,67 dioptri

Jadi, untuk sanggup melihat benda bersahabat digunakan kacamata dengan jarak serius 0,375 m dan kekuata lensa 2,67 dioptri.

misal Soal wacana Kacamata

1. Agong tidak sanggup melihat dengan terperinci benda-benda yang berjarak di bawah 40 cm. Ia ditawari kawannya kacamata minus 1 dioptri. Jika kalian menjadi Agong, apakah kalian akan mendapatkan usulan tersebut? Berapakah kekuatan kacamata yang harus digunakan Agong semoga sanggup melihat benda secara normal?

Penyelesaian:

Diketahui: PP = sn = 40 cm

Ditanyakan: P

Jawab:

Karena Agong tidak sanggup melihat bersahabat (mengalami rabun dekat) maka kacamata yang harus digunakan yaitu kacamata berlensa positif. Kaprikornus usulan mitra Agong tidak sanggup menolong. Kekuatan kacamata yang harus digunakan sanggup dicari dengan persamaan:

P	=	4	−	100
				sn

P	=	4	−	100
				40

P

=

1,5 D

Jadi, kacamata yang harus digunakan Agong yaitu kacamata kasatmata (plus) dengan kekuatan 1,5 dioptri (+1,5).

2. Aminah ingin membelikan kacamata untuk kawannya yang spesialuntuk sanggup melihat benda terjauh pada jarak 3 meter. Jenis kacamata apakah yang harus dibeli Aminah?

Penyelesaian:

Diketahui: mata miopi dengan PR = 3 m

Ditanyakan: jenis kacamata yang sesuai

Jawab:

Untuk memilih kacamata yang sesuai, berarti kita menghitung kekuatan kacamata dengan rumus sebagai diberikut:

P	=	−	1
			PR

P	=	−	1	D
			3

Jadi, kacamata yang sesuai yaitu kacamata negatif dengan kekuatan −1/3 dioptri.

misal Soal wacana Kamera

1. Sebuah kamera mempunyai titik api 80 mm, awalnya digunakan untuk mengambil gambar benda yang cukup jauh. Kemudian, kamera digunakan untuk mengambil gambar sebuah benda yang jaraknya 2 m dari lensa. Tentukan ke mana dan berapa jauh lensa kamera harus digeser.

Jawab:

f = 80 mm = 0,08 m

■ keadaan mula-mula s =  , maka

1/s1 + 1/s1’ = 1/f

1/ + 1/s1’ = 1/0,08

1/s1’ = 1/0,08

s1’ = 0,08 m

■ keadaan simpulan s2 = 2 m, maka

1/s2 + 1/s2’ = 1/f

1/2 + 1/s2’ = 1/0,08

1/s2’ = 1/0,08 – 1/2

1/s2’ = 100/8 – 1/2

1/s2’ = 100 – 4/8

1/s2’ = 96/8

s2’ = 8/96 = 0,0833 m

■ besar pergeseran lensa kamera yaitu sebagai diberikut.

d = s2’ – s1’

d = 0,0833 – 0,08

d = 0,0033 m

d = 3,3 mm

Oleh alasannya s2’ > s1’ maka d > 0, artinya lensa kamera harus digeser menjauhi film.

2. Jarak serius lensa sebuah kamera yaitu 50 mm. Kamera tersebut diatur untuk memseriuskan bayangan benda pada jauh tak terhingga. Berapa jauh lensa kamera harus digeser semoga sanggup memseriuskan bayangan benda yang terletak pada jarak 2,5 m?

Jawab:

Ketika digunakan untuk memseriuskan benda yang letak dan posisinya jauh di tak terhingga, bayangan benda tersebut akan sempurna berada di titik serius lensa. melaluiataubersamaini kata lain, s' = f = 50 mm. Ketika jarak benda ke lensa, s = 2,5 m = 2.500 mm, bayangannya yaitu sebagai diberikut.

1/s + 1/s’ = 1/f

1/2.500 + 1/s’ = 1/50

1/s’ = 1/50 – 1/2.500

1/s’ = 50 – 1/2.500

1/s’ = 49/2.500

s' = 2.500/49

s’ = 51,02 mm

melaluiataubersamaini demikian, lensa harus digeser sejauh 51,02 mm – 50 mm = 1,02 mm.

misal Soal wacana Lup (Kaca Pembesar)

1. Seorang tukang arloji bermata normal menggunakan lup yang berkekuatan 10 dioptri. Tentukanlah jarak benda ke lup dan perbemasukan anguler lup jikalau mata tukang arloji berakomodasi maksimum!

Penyelesaian:

Diketahui:

s’ = −sn = −25 cm (mata normal)

P = 10 dioptri → f  = 1/P = 1/10 = 0,1 m = 10 cm

Ditanyakan: s dan M untuk mata berakomodasi maksimum.

Jawab:

■ Menentukan jarak benda (s) ke lup

Untuk memilih jarak bayangan benda atau s dari lup, maka kita gunakan persamaan yang berlaku pada lensa cembung, yaitu sebagai diberikut.

1	=	1	+	1
f		s		s'

1	=	1	+	1
10		s		−25

1	=	1	+	1
s		10		25

1	=	5 + 2
s		50

1	=	7
s		50

s	=	50	= 71/7
		7

Jadi jarak benda ke lup yaitu 71/7 cm.

■ Menentukan perbemasukan anguler lup

Perbemasukan sudut lup untuk penerapan dengan mata berakomodasi maksimum sanggup dihitung dengan menggunakan rumus diberikut.

M	=	sn	+ 1
		f

M	=	25 cm	+ 1
		10 cm

M = 2,5 + 1 = 3,5

Jadi, perbemasukan anguler lup untuk mata berakomodasi maksimum yaitu 3,5 kali.

2. Sebuah lup berserius 5 cm digunakan untuk mengamati benda yang panjangnya 4 mm. tentukanlah panjang bayangan benda apabila mata tidak berakomodasi!

Penyelesaian:

Diketahui:

sn = 25 cm

f = 5 cm

h = 4 mm = 0,4 cm

Ditanyakan: h’ untuk mata tidak berakomodasi

Jawab:

Untuk memilih panjang bayangan (h’), pertama kita hitung lampau perbemasukan anguler lup untuk mata tidak berakomodasi yaitu sebagai diberikut.

M	=	sn
		f

M	=	25 cm
		5 cm

M = 5 kali

Selanjutnya, panjang bayangan kita tentukan dengan menggunakan rumus perbemasukan bayangan pada lensa cembung, yaitu sebagai diberikut.

M	=	h'
		h

h' = M × h

h’ = 5 × 0,4

h’ = 2

Jadi, panjang bayangan ketika menggunakan lup untuk keadaan mata berakomodasi maksimum yaitu 2 cm.

3. Seseorang mengamati sebuah benda dengan menggunakan lup berkekuatan 10 dioptri. Apabila titik bersahabat mata orang tersebut yaitu 25 cm, berapakah perbemasukan lup itu jikalau mata berakomodasi pada jarak 50 cm?

Penyelesaian:

Diketahui:

PP = 25 cm

P = 10 dioptri → 1/f = 10, maka f = 0,1 m = 10 cm

x = 50 cm

Ditanyakan: Manguler ketika mata berakomodasi pada jarak 50 cm.

Jawab:

Perbemasukan anguler lup dihitung untuk mata berakomodasi pada jarak 50 cm dihitung dengan menggunakan persamaan diberikut.

Manguler	=	PP	+	PP
		f		x

Manguler	=	25	+	25
		10		50

M = 2,5 + 0,5 = 3

Jadi, perbemasukan anguler lup untuk penerapan mata berakomodasi pada jarak 50 cm yaitu 3 kali.

misal Soal wacana Mikroskop

1. Sebuah mikroskop mempunyai lensa adil dengan jarak serius 2 cm dan lensa okuler dengan jarak serius 6 cm. Jika jarak antarlensa 26 cm, hitunglah perbemasukan total mikroskop pada ketika mata berakomodasi maksimum.

Penyelesaian:

Diketahui:

fob = 2 cm

L = 26 cm

fok = 6 cm

Ditanyakan: M untuk mata berakomodasi maksimum

Jawab:

Pertama, kita hitung terlebih lampau jarak benda oleh lensa okuler (sok). Perbemasukan pada ketika mata berakomodasi maksimum, mata dianggap normal (s’ok = −25 cm). melaluiataubersamaini menggunakan rumus pada lensa cembung, maka:

1	=	1	+	1
fok		sok		s’ok

1	=	1	−	1
sok		fok		s’ok

1	=	s’ok − fok
sok		fok s’ok

sok	=	fok s’ok
		s’ok − fok

sok	=	(6 cm)(−25 cm)
		(−25 cm) – (6 cm)

sok	=	−150 cm
		−31 cm

sok

=

4,84 cm

Kedua, kita tentukan jarak bayangan oleh lensa adil (s’ob). Berdasarkan rumus panjang mikroskop, maka kita peroleh besar s’ob yaitu sebagai diberikut.

L = s’ob + sok

26 cm = s’ob + 4,84 cm

s’ob = 26 cm – 4,84 cm

s’ob = 21,16 cm

ketiga, kita tentukan jarak benda oleh lensa adil (sob). melaluiataubersamaini menggunakan rumus lensa tipis, maka kita peroleh:

1	=	1	+	1
fob		sob		s’ob

1	=	1	−	1
sob		fob		s’ob

1	=	s’ob − fob
sob		fob s’ob

sob	=	fob s’ob
		s’ob − fob

sob	=	(2 cm)(21,16 cm)
		(21,16 cm) – (2 cm)

sob	=	42,32 cm
		19,16 cm

sob

=

2,2 cm

Dari hasil perhitungan-perhitungan di atas, maka perbemasukan lensa adil (Mob) dan perbemasukan lensa okuler (Mok) yaitu sebagai diberikut.

Mob	=	s'ob	=	21,16 cm	= 9,6 kali
		sob		2,2 cm

Mok	=	sn	+ 1	=	25 cm	+ 1	5,17 kali
		fok			6 cm

Jadi, perbemasukan total mikroskop pada ketika mata berakomodasi maksimum yaitu sebagai diberikut.

M = mob × mok

M = 9,6 × 5,17

M = 49,6 kali

2. Sebuah mikroskop disusun dari dua lensa positif. Lensa adil dan lensa okuler masing-masing mempunyai jarak serius 3 cm dan 10 cm. Jika sebuah benda ditempatkan 3,5 cm di depan lensa adil maka tentukan perbemasukan dan panjang mikroskop untuk mata tidak berakomodasi.

Penyelesaian:

Diketahui:

fob = 3 cm

fok = 10 cm

sob = 3,5 cm

Dari sob dan fob dapat ditentukan jarak bayangan lensa adil yaitu sebagai diberikut.

1	=	1	−	1
s'ob		fob		sob

1	=	1	−	1
s'ob		3		3,5

1	=	7 – 6
s'ob		21

s'ob	=	21	= 21
		1

Jadi, jarak bayangan oleh lensa adilnya yaitu s’ob = 21 cm

Ditanya: M dan L mikroskop untuk mata tidak berakomodasi

Jawab:

Pada ketika mata tidak berakomodasi, maka perbemasukan total mikroskop sanggup dicari dengan menggunakan rumus sebagai diberikut.

M	=	s'ob	×	sn
		sob		fok

M	=	21	×	25
		3,5		10

M	=	525	=15
		35

Dan panjang mikroskop pada mata tidak berakomodasi dihitung dengan menggunakan persamaan (5) yaitu sebagai diberikut.

L = s’ob + fok

L = 21 + 10 = 31 cm

melaluiataubersamaini demikian kita peroleh perbemasukan total mikroskop dan panjang mikroskop untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi yaitu berturut-turut 15 kali dan 31 cm.

misal Soal wacana Teropong Bintang (Astronomi)

Sebuah teropong bintang yang jarak serius lensa adilnya 50 cm diarahkan ke sentra bulan. Jika mata tidak berakomodasi diperoleh perbemasukan 10 kali. Maka tentukanlah jarak serius lensa okuler dan panjanag tubus teropong!

Penyelesaian:

Diketahui:

fob = 50 cm

M = 10x

Ditanyakan: fok dan d

Jawab:

Karena mata tidak berakomodasi, maka perbemasukan teropong bintang memenuhi persamaan diberikut.

M	=	fob
		fok

10	=	50
		fok

fok	=	50
		10

fok = 5 cm

Untuk mata tidak berakomodasi, panjang tubus teropong sanggup dihitung dengan menggunakan persamaan diberikut.

d = fob + fok

⇒ d = 50 cm + 5 cm

⇒ d = 55 cm

melaluiataubersamaini demikian, jarak serius lensa okuler dan panjang tubus teropong bintang tersebut berturut-turut yaitu 5 cm dan 55 cm.

misal Soal wacana Teropong Bumi (Medan)

Sebuah teropong Bumi dengan jarak serius lensa adil, pembalik dan okuler berturut-turut 80 cm, 5 cm dan 20 cm. Teropong ini digunakan untuk melihat benda jauh oleh orang bermata normal dengan berakomodasi maksimum. Tentukanlah perbemasukan sudut dan panjang tubusnya.

Penyelesaian:

Diketahui:

fob = 80 cm

fp = 5 cm

fok = 20 cm

s’ok = titik bersahabat mata normal = -25 cm

Ditanyakan: M dan d

Jawab:

Karena mata berakomodasi maksimum, maka perbemasukan sudut teropong Bumi sanggup kita cari menggunakan persamaan diberikut.

M	=	fob
		sok

Oleh alasannya jarak benda pada lensa okuler (sok) belum diketahui, maka kita tentukan lampau menggunakan persamaan yang berlaku pada lensa yaitu sebagai diberikut.

1	+	1	=	1
sok		s'ok		fok

1	+	1	=	1
sok		-25		20

1	=	1	+	1
sok		20		25

1	=	5 + 4
sok		100

1	=	9
sok		100

sok	=	100	= 11,1 cm
		9

melaluiataubersamaini demikian, perbemasukan sudutnya adalah:

M	=	fob
		sok

M	=	80	= 7,2 kali
		11,1

Dan panjang tubus teropong sanggup kita tentukan dengan menggunakan persamaan diberikut.

d = fob + 4fp + sok

⇒ d = 80 cm + 4(5) cm + 11,1 cm

⇒ d = 80 cm + 20 cm + 11,1 cm = 111,1 cm

Jadi, perbemasukan sudut dan panjang teropong Bumi tersebut yaitu 7,2 kali dan 111,1 cm.

misal Soal wacana Teropong Panggung (Galileo)

1. Sebuah teropong panggung dengan jarak serius lensa adil dan okulernya berturut-turut yaitu 50 cm dan 5 cm. Teropong tersebut digunakan untuk melihat bintang oleh orang yang bermata normal tanpa berakomodasi. Tentukanlah perbemasukan sudut dan panjang tubusnya.

Penyelesaian:
Diketahui:

fob = 50 cm

fok = −5 cm

Ditanyakan: M dan d

Jawab:

■ Untuk penerapan dengan mata tanpa akomodasi, perbemasukan sudut teropong panggung sanggup dihitung dengan menggunakan rumus diberikut.

M	=	fob
		fok

M	=	50
		−5

M

=

10

Jadi, perbemasukan sudutnya yaitu 10 kali.

■ Panjang teropong dihitung dengan rumus diberikut.

d = fob + fok

d = 50 + (−5)

d = 45

Jadi, panjang tubung teropong panggung tersebut yaitu 45 cm.

2. Sebuah teleskop Galilei yang mempunyai perbemasukan anguler 16 kali dan mempunyai jarak serius adil 160 cm, digunakan untuk mengusut sebuah benda yang terletak sangat jauh. Hitunglah panjang teleskop Galilei ini apabil pada ketika pengamatan, mata pengamat tidak berakomodasi.

Penyelesaian:

Diketahui:

M = 16 kali

fob = 160 cm

ditanyakan: d … ?

Jawab:
Karena mata dalam keadaan tidak berakomodasi, maka rumus perbemasukan anguler teleskop yaitu sebagai diberikut.

M	=	fob
		fok

16	=	160
		fok

fok	=	160
		16

fok

=

10

Karena lensa okuler teropong panggung yaitu lensa cekung, maka jarak seriusnya berharga negatif yaitu:

fok = −10 cm

melaluiataubersamaini demikian, panjang teropong tersebut yaitu sebagai diberikut.

d = fob + fok

d = 160 + (–10)

d = 150

jadi, panjang teleskop Galilei yaitu 150 cm atau 1,5 m.

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :