Contoh soal alat optik kamera

2 Contoh soal alat optik kamera

1. Suatu kamera analog berlensa tunggal mempunyai panjang fokus 10 cm. Pada mulanya kamera disetel untuk memotret obyek berjarak tak berhingga. Jika seseorang hendak menggunakan kamera untuk memotret obyek berjarak 5 meter, hitunglah :
(a) Jarak antara film dan lensa ketika kamera disetel untuk memotret obyek berjarak tak berhingga,
(b) Jarak antara film dan lensa ketika kamera disetel untuk memotret obyek berjarak 100 meter,
(c) Perubahan posisi lensa dari setelan tak berhingga ke setelan 100 meter. Lensa digerakkan menjauhi film atau mendekati film ?
Pembahasan
Diketahui :
Panjang fokus lensa (f) = 10 cm = 100 mm
Jawab :
(a) Jarak antara film dan lensa ketika kamera disetel untuk memotret obyek berjarak tak berhingga
Jarak antara lensa dan film = jarak bayangan (s’)
Obyek berjarak tak berhingga artinya jarak obyek (s) adalah tak berhingga
Ketika kamera disetel untuk memotret obyek, jarak antara lensa dan film diatur sedemikian agar berkas cahaya dari obyek difokuskan oleh lensa hingga membentuk bayangan tepat pada film.
Pada topik lensa cembung telah dijelaskan bahwa jika jarak obyek (s) = tak berhingga maka jarak bayangan (s’) = panjang fokus (f) lensa.
Jarak antara lensa dan film = jarak bayangan (s’) = panjang fokus (f) lensa = 100 milimeter.

(b) Jarak antara film dan lensa ketika kamera disetel untuk memotret obyek berjarak 5 meter
Jarak obyek (s) = 5 m = 5000 mm
Panjang fokus lensa (f) = 100 mm

Jarak antara film dan lensa = jarak bayangan, dihitung menggunakan rumus lensa cembung karena lensa kamera merupakan lensa cembung :
1/s’ = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s’ = 5000/49 = 102 milimeter

(c) Perubahan posisi lensa dari setelan tak berhingga ke setelan 100 meter
Ketika disetel untuk memotret obyek berjarak tak berhingga, jarak antara lensa dan film adalah 100 milimeter. Ketika disetel untuk memotret obyek berjarak 5 meter, jarak antara lensa dan film adalah 102 milimeter. Dengan demikian, perubahan jarak lensa dari film adalah 102 mm – 100 mm = 2 mm.

Lensa digerakkan menjauhi film atau mendekati film ? Tentu saja lensa digerakkan menjauhi film karena pada setelan tak berhingga, jarak antara lensa dan film = panjang fokus lensa. Bila lensa digerakkan mendekati film maka jarak antara lensa dan film lebih kecil dari 100 mm.

2. Dua lensa cembung, masing-masing mempunyai panjang fokus 40 mm dan 20 mm. Kedua lensa digunakan pada kamera analog untuk memotret suatu obyek berjarak 10 meter. Tentukan :
(a) Jarak antara film dan lensa berpanjang fokus 40 mm ketika kamera disetel untuk memotret obyek. Hitung juga perbesaran linear.
(b) Jarak antara film dan lensa berpanjang fokus 20 mm ketika kamera disetel untuk memotret obyek. Hitung juga perbesaran linear.
Pembahasan
Diketahui :
Panjang fokus lensa cembung 1 (f₁) = 40 mm
Panjang fokus lensa cembung 2 (f₂) = 20 mm
Jarak obyek (s) = 10 m = 10.000 mm
Jawab :
(a) Jarak antara film dan lensa berpanjang fokus 40 mm ketika kamera disetel untuk memotret obyek
Jarak antara film dan lensa = jarak bayangan (s’), dihitung menggunakan rumus lensa cembung karena lensa kamera merupakan lensa cembung :
1/s’ = 1/f – 1/s = 1/40 – 1/10.000 = 250/10.000 – 1/10.000 = 249/10.000
s’ = 10.000/249 = 40,2 mm

Perbesaran linear (m) :
m = s’/s = 40,2/10.000 = 0,004 kali

(b) Jarak antara film dan lensa berpanjang fokus 20 mm ketika kamera disetel untuk memotret obyek
Jarak antara film dan lensa = jarak bayangan (s’), dihitung menggunakan rumus lensa cembung karena lensa kamera merupakan lensa cembung :
1/s’ = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/10.000 = 500/10.000 – 1/10.000 = 499/10.000
s’ = 10.000/499 = 20,0 mm

Perbesaran linear (m) :
m = 20,0/10.000 = 0,002 kali

Bandingkan perbesaran linear pada perhitungan ini dengan perhitungan sebelumnya. Berdasarkan kedua perbesaran linear tersebut disimpulkan bahwa perbesaran linear semakin besar apabila panjang fokus lensa semakin besar. Untuk itu, pemilihan lensa kamera juga perlu memperhatikan panjang fokus lensa kamera tersebut. Untuk obyek berjarak jauh sebaiknya digunakan lensa yang mempunyai panjang fokus besar agar bayangan yang dihasilkan oleh lensa dan terekam pada film mempunyai ukuran lebih besar.

Jika kita memotret obyek berjarak jauh menggunakan kamera berlensa zoom maka kita memperbesar ukuran bayangan yang terbentuk pada kamera dengan cara mengubah lensa dan menggunakan lensa yang mempunyai panjang fokus besar. Kita bisa mengubah lensa karena lenza zoom tersusun dari banyak lensa yang mempunyai panjang fokus berbeda.

Apabila kita memotret obyek berjarak jauh menggunakan kamera berlensa tunggal maka lebih baik kita menggunakan lensa yang mempunyai panjang fokus besar. Lensa ini mempunyai bentuk lebih pipih.