7 Contoh Soal Lup atau Kaca Pembesar
1. Tinggi sebuah benda ketika diamati secara langsung dari titik dekat mata normal adalah 2 mm. Benda tersebut kemudian diamati menggunakan lup. Jika jarak benda di depan lup adalah 10 cm, berapa tinggi bayangan benda yang dibentuk oleh lup ? Titik dekat mata normal adalah 25 cm.
Pembahasan
Diketahui :
Tinggi benda (h) = 2 mm
Titik dekat mata normal (N) = 25 cm
Jarak benda (s) = 10 cm
Ditanya : Perbesaran sudut lup (M)
Jawab :
M = N / s
M = 25 cm / 10 cm
M = 2,5 kali
Tinggi bayangan benda yang dibentuk oleh lup adalah 2,5 x 2 mm = 5 mm.
2. Seseorang bermata normal menggunakan lup yang mempunyai panjang fokus 25 cm untuk membaca tulisan yang sangat kecil. Tentukan perbesaran sudut lup ketika : (a) mata berakomodasi maksimum, (b) mata berakomodasi minimum
Pembahasan
Diketahui :
Titik dekat mata (N) = 25 cm
Panjang fokus lup (f) = 25 cm (positif karena lup merupakan lensa cembung)
Jawab :
(a) Perbesaran sudut (M) lup ketika mata berakomodasi maksimum
Rumus perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi maksimum :
M = (N/f) + 1
M = (25 cm / 25 cm) + 1
M = 1 + 1
M = 2 kali
Apabila mata berakomodasi maksimum maka benda tampak dua kali lebih besar. Misalnya tinggi benda ketika diamati secara langsung dari titik dekat mata adalah 1 cm. Ketika diamati melalui lup di mana mata berakomodasi maksimum, tinggi bayangan benda adalah 2 x 1 cm = 2 cm.
(b) Perbesaran sudut (M) lup ketika mata berakomodasi minimum
Rumus perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi minimum :
M = N / f
M = (25 cm / 25 cm)
M = 1
M = 1 kali
Ukuran benda ketika diamati melalui lup di mana mata berakomodasi minimum, sama dengan ukuran benda ketika diamati secara langsung dari titik dekat mata.
3. Tinggi sebuah benda ketika diamati dari titik dekat mata normal adalah 1 cm. Hitunglah tinggi bayangan ketika diamati melalui lup yang mempunyai panjang fokus 10 cm pada saat : (a) mata berakomodasi maksimum, (b) mata berakomodasi minimum
Pembahasan
Diketahui :
Tinggi benda (h) = 1 cm
Panjang fokus lup (f) = 10 cm
Titik dekat mata normal (N) = 25 cm
Jawab :
(a) Tinggi bayangan benda pada saat mata berakomodasi maksimum
Rumus perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi maksimum :
M = (N/f) + 1
M = (25 cm / 10 cm) + 1
M = 2,5 + 1
M = 3,5 kali
Tinggi bayangan benda ketika diamati menggunakan lup pada saat mata berakomodasi maksimum = 3,5 x 1 cm = 3,5 cm
(b) Tinggi bayangan benda pada saat mata berakomodasi minimum
Rumus perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi minimum :
M = N/f
M = 25 cm / 10 cm
M = 2,5 kali
Tinggi bayangan benda ketika diamati menggunakan lup pada saat mata berakomodasi minimum = 2,5 x 1 cm = 2,5 cm
4. Seorang siswa menggunakan lup untuk mengamati benda. Pada saat mata siswa berakomodasi minimum, benda mengalami perbesaran sudut 5 kali. Bila titik dekat mata normal adalah 25 cm, berapa panjang fokus lup ?
Pembahasan
Diketahui :
Perbesaran sudut (M) = 5 kali
Titik dekat mata normal (N) = 25 cm
Ditanya : Panjang fokus lup
Jawab :
Rumus perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi minimum :
M = N/f
5 = 25 cm / f
f = 25 cm / 5
f = 5 cm
Panjang fokus lup adalah 5 cm.
5. Seekor nyamuk dilihat oleh seseorang dengan Lup berjarak fokus 15 cm. Jika jarak baca normal mata orang tersebut = 30 cm, maka perbesaran maksimum lup adalah…
A. 1,5 kali
B. 2,0 kali
C. 3,0 kali
D. 4,0 kali
E. 4,5 kali
Pembahasan
Diketahui :
Titik dekat mata normal (N) = 30 cm
Panjang fokus lup (f) = 15 cm (positif karena lup merupakan lensa cembung)
Ditanya : Perbesaran maksimum lup
Jawab :
Perbesaran maksimum terjadi ketika mata berakomodasi maksimum. Perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi maksimum :
M = (N/f) + 1
M = (30 cm / 15 cm) + 1
M = 2 + 1
M = 3 kali
Jawaban yang benar adalah C.
6. Sebuah lup dengan kekuatan 20 dioptri digunakan oleh pengamat yang mempunyai jarak baca normal 25 cm. Jika pengamatan dilakukan dengan mata tidak berakomodasi, maka perbesaran yang dihasilkan adalah…
A. 2 kali
B. 4 kali
C. 5 kali
D. 6 kali
E. 8 kali
Pembahasan
Diketahui :
Titik dekat mata normal (N) = 25 cm
Kekuatan lup (P) = 20 dioptri
Ditanya : Perbesaran minimum lup
Jawab :
Panjang fokus lup :
P = 1/f
20 = 1/f
f = 1/20 = 0,05 meter = 5 cm
Perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi minimum :
M = N / f
M = (25 cm / 5 cm)
M = 5 kali
Jawaban yang benar adalah C.
7. Apabila kita mengamati obyek menggunakan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka posisi obyek yang benar adalah…
Pembahasan
Akomodasi mata adalah penyetelan panjang fokus lensa mata. Agar dapat melihat dengan jelas suatu benda yang mempunyai jarak berbeda-beda ke mata, otot mata (otot siliari) mengubah kelengkungan lensa mata sehingga panjang fokus mata berubah. Perubahan panjang fokus lensa mata disesuaikan dengan jarak benda ke mata. Untuk melihat benda yang jaraknya jauh, otot mata rileks atau santai sehingga lensa mata menjadi tipis dan bayangan benda berada tepat di titik fokus (retina). Ketika otot mata rileks atau santai, mata berakomodasi minimum.
Sebaliknya agar dapat melihat benda yang jaraknya dekat, otot mata berkontraksi sehingga lensa mata menebal, panjang fokus menjadi lebih pendek dan bayangan benda berada di belakang titik fokus (retina). Jarak benda ke mata terdekat yang masih mampu difokuskan mata disebut titik dekat. Rata-rata manusia mempunyai titik dekat 25 cm. Ketika mata memfokuskan benda pada titik dekat (25 cm), mata berakomodasi maksimum.
Besar atau kecilnya ukuran suatu benda yang kita lihat bergantung pada sudut yang dibentuk benda pada mata. Benda yang jaraknyanya jauh membentuk sudut yang kecil pada mata sehingga benda kelihatannya kecil, walaupun ukuran sebenarnya besar. Sebaliknya benda yang jaraknya dekat dengan mata membentuk sudut yang lebih besar sehingga benda kelihatan lebih besar. Misalnya terdapat dua batu berukuran sama, salah satu batu berjarak 50 cm dari mata dan batu lain berjarak 100 cm dari mata. Ukuran batu sama tetapi karena jarak batu berbeda maka batu yang berjarak 50 cm dari mata mempunyai ukuran 2 kali lebih besar dari batu yang berjarak 100 cm dari mata. Apabila kita ingin melihat benda lebih jelas maka kita harus mendekatkan benda tersebut ke mata dan jarak terdekat di mana mata masih mampu melihat dengan jelas adalah 25 cm. Bagaimana jika setelah benda didekatkan dengan mata pada jarak 25 cm, mata masih tidak bisa melihatnya dengan jelas? Sebagai contoh, huruf yang ukurannya sangat kecil walaupun didekatkan hingga jarak 25 cm, mata tidak mampu melihatnya dengan jelas. Untuk mengatasi persoalan ini dibutuhkan kaca pembesar atau lup.
Lup atau pembesar sederhana sebenarnya tersusun dari dua lensa lensa cembung alias lensa konvergen pada kedua permukaannya. Lensa seperti ini dinamakan lensa cembung ganda. Lup memungkinkan kita meletakan benda lebih dekat ke mata kita sehingga membentuk sudut pandang yang lebih besar. Agar mata berakomodasi minimum atau mata dalam kondisi santai maka bayangan benda harus berada pada jarak tak berhingga. Hal ini dapat terjadi apabila benda berada tepat pada titik fokus lup, sebagaimana ditunjukkan pada jawaban C. Sebaliknya jika mata berakomodasi maksimum maka bayangan harus berada pada jarak paling dekat 25 cm dari mata. Hal ini dapat terjadi jika benda berada di sebelah dalam titik fokus lup, sebagaimana ditunjukkan pada jawaban D..
Jawaban yang benar adalah D.
Sumber soal:
Soal UN Fisika SMA/MA
