Contoh soal teleskop (teropong) bintang

9 Contoh Soal Teleskop (Teropong) Bintang

1. Suatu teropong bintang terdiri dari dua lensa cembung. Lensa cembung yang berjarak lebih jauh dari mata pengamat dinamakan lensa obyektif dan lensa cembung yang berjarak lebih dekat dengan mata pengamat dinamakan lensa okuler. Panjang fokus lensa obyektif adalah 400 cm dan panjang fokus lensa okuler adalah 20 cm. Jika mata pengamat normal dan berakomodasi minimum, tentukan :
a) perbesaran total teropong bintang (M),
b) jarak antara lensa obyektif dengan bayangan yang dihasilkan lensa oleh obyektif (sob’) ,
c) jarak antara bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif dengan lensa okuler (sok)
d) jarak antara kedua lensa cembung
Pembahasan
Diketahui :
Panjang fokus lensa obyektif (fob) = 400 cm
Panjang fokus lensa okuler (fok) = 20 cm
Mata berakomodasi minimum karenanya bayangan nyata yang dihasilkan oleh lensa obyektif berada tepat di titik fokus kedua lensa obyektif dan titik fokus pertama lensa okuler.
Jawab :
a) Perbesaran total teropong bintang (M)
Rumus perbesaran teropong bintang ketika mata berakomodasi minimum :
M = fob / fok
Perbesaran teropong bintang adalah :
M = 400 cm / 20 cm = 20 kali
Bayangan akhir bersifat maya dan terbalik. Bandingkan dengan penjelasan pada topik alat optik teropong bintang.

b) Jarak bayangan dari lensa obyektif (sob’)
Jika mata pengamat berakomodasi minimum maka jarak bayangan dari lensa obyektif (sob’) = panjang fokus lensa obyektif (fob) = 400 cm = 4 meter.
Bandingkan dengan penjelasan pada topik rumus alat optik teropong bintang.

c) Jarak “benda” dari lensa okuler (sok)
Apabila mata berakomodasi minimum maka jarak antara bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif dengan lensa okuler (sok) = panjang fokus lensa okuler (fok) = 20 cm = 0,2 meter.

d) Jarak antara kedua lensa cembung
Jarak antara kedua lensa cembung = panjang teropong bintang (l) = panjang fokus lensa obyektif (fob) + panjang fokus lensa okuler (fok) = 400 cm + 20 cm = 420 cm.

2. Seorang bermata normal menggunakan teropong bintang untuk mengamati sebuah obyek. Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler adalah 20 cm. Perbesaran total teropong bintang ketika mata berakomodasi minimum adalah 40 kali. Hitunglah panjang fokus lensa okuler (fok) dan panjang fokus lensa obyektif (fob)
Pembahasan
Diketahui :
Panjang teropong bintang (l) = 20 cm
Perbesaran total teropong bintang (M) = 40 kali
Jawab :
Bila mata berakomodasi minimum maka panjang fokus lensa okuler (fok) + panjang fokus lensa obyektif (fob) = panjang teropong bintang (l)
fok + fob = l
fob = l – fok
fob = 20 – fok —–> Persamaan 1

Rumus perbesaran total teropong bintang (M) :
M = fob / fok
fob = M fok
fob = 40 fok —–> Persamaan 2

Panjang fokus lensa okuler :
Gantikan fob pada persamaan 1 dengan fob pada persamaan 2 :
fob = 20 – fok
40 fok = 20 – fok
40 fok + fok = 20
41 fok = 20
fok = 20 cm / 41
fok = 0,5 cm
Panjang fokus lensa okuler adalah 0,5 cm.

Panjang fokus lensa obyektif :
fob = 20 – fok
fob = 20 – 0,5
fob = 19,5 cm

3. Perhatikan gambar!
Alat optik teropong - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 1Perbesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi berdasarkan gambar di atas adalah…

A. 14,5 kali
B. 12,5 kali
C. 11,5 kali
D. 10,5 kali
E. 9,5 kali

Pembahasan

Jika benda yang letaknya jauh dilihat langsung menggunakan mata maka benda tersebut tampak sangat kecil. Agar benda yang letaknya jauh dapat dilihat secara jelas maka digunakan alat bantu berupa teropong atau teleskop. Jadi fungsi teropong adalah memperbesar ukuran benda yang letaknya jauh sehingga dapat dilihat dengan jelas oleh mata.

Berdasarkan gambar di atas, alat optik teropong tersusun dari dua lensa cembung alias lensa konvergen. Teropong yang terdiri dari dua lensa konvergen merupakan teropong astronomi atau teropong bintang. Lensa yang berada lebih dekat dengan benda disebut lensa obyektif dan lensa yang berada lebih dekat dengan mata disebut lensa okuler. Lensa obyektif berfungsi untuk menghasilkan bayangan nyata di mana bayangan nyata tersebut dianggap sebagai benda oleh lensa okuler. Selanjutnya lensa okuler mempebesar bayangan tersebut. Bayangan yang dihasilkan oleh lensa okuler bersifat maya, terbalik dan diperbesar.  

Jika mata berakomodasi minimum atau mata dalam kondisi rileks  maka bayangan benda yang dihasilkan oleh lensa okuler berada pada jarak tak berhingga. Hal ini terjadi jika bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa obyektif dan dianggap sebagai benda oleh lensa okuler, berada pada titik fokus lensa obyektif dan titik fokus lensa okuler, sebagaimana ditunjukan pada gambar di atas. Panjang teropong = panjang fokus lensa obyektif (fob) + panjang fokus lensa okuler (fok).
Diketahui :
Panjang fokus lensa obyektif (fob) = 100 cm
Panjang fokus lensa okuler (fok) = 8 cm
Ditanya : Perbesaran teropong untuk mata tak berakomodasi (akomodasi minimum)
Jawab :
Perbesaran total teropong :
M = -fob / fok
M = -100 cm / 8 cm
M = -12,5 kali
Tanda negatif artinya bayangan akhir atau bayangan yang dibentuk lensa okuler bersifat terbalik.
Jawaban yang benar adalah B.

4. Lintasan berkas sinar ketika melalui sistem optik teropong bintang ditunjukkan seperti gambar.
Alat optik teropong - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 2Berdasarkan gambar di atas, perbesaran bayangan untuk mata tidak berakomodasi adalah…

A. 60 kali
B. 50 kali
C. 45 kali
D. 40 kali
E. 30 kali

Pembahasan
Diketahui :
Panjang fokus lensa obyektif (fob) = 200 cm
Panjang fokus lensa okuler (fok) = 5 cm
Ditanya : Perbesaran bayangan akhir untuk mata tidak berakomodasi
Jawab :
Perbesaran total teropong :
M = -fob / fok
M = -200 cm / 5 cm
M = -40 kali
Tanda negatif artinya bayangan terbalik.
Jawaban jawaban yang benar adalah D.

5. Perhatikan gambar jalannya sinar pada teropong berikut!
Alat optik teropong - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 3Jika jarak lensa obyektif dengan lensa okuler (d) besarnya 11 kali jarak fokus lensa okuler maka perbesaran yang dihasilkan teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah…
A. 10 kali
B. 16 kali
C. 21 kali
D. 30 kali
E. 50 kali
Pembahasan
Diketahui :
Jarak lensa obyektif dan lensa okuler = panjang teropong = 11 fok
Panjang fokus lensa okuler (fok) = fok
Panjang fokus lensa obyektif (fob) = panjang teropong – panjang fokus lensa okuler = 11 fok – fok = 10 fok  
Ditanya : Perbesaran teropong
Jawab :
M = -fob / fok
M = -10 fok / fok
M = -10 kali
Tanda negatif artinya bayangan terbalik.
Jawaban jawaban yang benar adalah A.

9. Pembahasan soal teropong 1Perhatikan gambar!

Perbesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi berdasarkan gambar di atas adalah…

A. 14,5 kali

B. 12,5 kali

C. 11,5 kali

D. 10,5 kali

E. 9,5 kali

Pembahasan

Jika benda yang letaknya jauh dilihat langsung menggunakan mata maka benda tersebut tampak sangat kecil. Agar benda yang letaknya jauh dapat dilihat secara jelas maka digunakan alat bantu berupa teropong atau teleskop. Jadi fungsi teropong adalah memperbesar ukuran bayangan benda yang letaknya jauh sehingga dapat dilihat dengan jelas oleh mata.

Berdasarkan gambar di atas, teropong tersusun dari dua lensa cembung alias lensa konvergen. Teropong yang terdiri dari dua lensa konvergen merupakan teropong astronomi atau teropong bintang. Lensa yang berada lebih dekat dengan benda disebut lensa obyektif dan lensa yang berada lebih dekat dengan mata disebut lensa okuler. Lensa obyektif berfungsi untuk menghasilkan bayangan nyata di mana bayangan nyata tersebut dianggap sebagai benda oleh lensa okuler. Selanjutnya lensa okuler mempebesar bayangan tersebut. Bayangan yang dihasilkan oleh lensa okuler bersifat maya, terbalik dan diperbesar.

Jika mata berakomodasi minimum atau mata dalam kondisi rileks maka bayangan benda yang dihasilkan oleh lensa okuler berada pada jarak tak berhingga. Hal ini terjadi jika bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa obyektif dan dianggap sebagai benda oleh lensa okuler, berada pada titik fokus lensa obyektif dan titik fokus lensa okuler, sebagaimana ditunjukan pada gambar di atas. Panjang teropong = panjang fokus lensa obyektif (fob) + panjang fokus lensa okuler (fok).

Diketahui :

Panjang fokus lensa obyektif (fob) = 100 cm

Panjang fokus lensa okuler (fok) = 8 cm

Ditanya : Perbesaran teropong untuk mata tak berakomodasi (akomodasi minimum)

Jawab :

Perbesaran total teropong :

M = -fob / fok

M = -100 cm / 8 cm

M = -12,5 kali

Tanda negatif artinya bayangan akhir atau bayangan yang dibentuk lensa okuler bersifat terbalik.

Jawaban yang benar adalah B.

7. Pembahasan soal teropong 2Lintasan berkas sinar ketika melalui sistem optik teropong bintang ditunjukkan seperti gambar.

Berdasarkan gambar di atas, perbesaran bayangan untuk mata tidak berakomodasi adalah…

A. 60 kali

B. 50 kali

C. 45 kali

D. 40 kali

E. 30 kali

Pembahasan

Diketahui :

Panjang fokus lensa obyektif (fob) = 200 cm

Panjang fokus lensa okuler (fok) = 5 cm

Ditanya : Perbesaran bayangan akhir untuk mata tidak berakomodasi

Jawab :

Perbesaran total teropong :

M = -fob / fok

M = -200 cm / 5 cm

M = -40 kali

Tanda negatif artinya bayangan terbalik.

Jawaban jawaban yang benar adalah D.

8. Pembahasan soal teropong 3Perhatikan gambar jalannya sinar pada teropong berikut!

Jika jarak lensa obyektif dengan lensa okuler (d) besarnya 11 kali jarak fokus lensa okuler maka perbesaran yang dihasilkan teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah…

A. 10 kali

B. 16 kali

C. 21 kali

D. 30 kali

E. 50 kali

Pembahasan

Diketahui :

Jarak lensa obyektif dan lensa okuler = panjang teropong = 11 fok

Panjang fokus lensa okuler (fok) = fok

Panjang fokus lensa obyektif (fob) = panjang teropong – panjang fokus lensa okuler = 11 fok – fok = 10 fok

Ditanya : Perbesaran teropong

Jawab :

M = -fob / fok

M = -10 fok / fok

M = -10 kali

Tanda negatif artinya bayangan terbalik.

Jawaban jawaban yang benar adalah A.

9. Lintasan berkas sinar ketika melalui sistem optik teropong astronomi ditunjukan seperti gambar.

Pembahasan soal teropong 4

Gambar ini menginformasikan bahwa….

Pembahasan soal teropong 5

Pembahasan

Diketahui :

Jarak antara lensa obyektif dan okuler (l) = 126 cm

Panjang fokus lensa okuler (fok) = 6 cm

Panjang fokus lensa obyektif (fob) = 120 cm

Ditanya : Perbesaran total bayangan

Jawab :

Bayangan akhir berdasarkan gambar di atas berjarak tak berhingga. Apabila bayangan akhir berjarak tak berhingga maka mata berakomodasi minimum (mata rileks.

Rumus perbesaran sudut total ketika mata berakomodasi minimum adalah :

M = mob Mok

Keterangan : M = perbesaran sudut total, mob = perbesaran linear oleh lensa obyektif, Mok = perbesaran sudut oleh lensa okuler.

Benda berjarak sangat jauh dari lensa obyektif sehingga perbesaran linear sangat kecil sehingga diabaikan. Yang digunakan dalam perhitungan hanya perbesaran sudut oleh okuler. Rumus perbesaran sudut oleh lensa okuler adalah :

Pembahasan soal teropong 6

Jawaban yang benar adalah B.

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA

Alexsander San Lohat

Sarjana Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Guru Fisika di SMAN 2 Nubatukan Lewoleba, Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.