Nā nīnau hoʻohālike o nā mea hana optical

12 Contoh soal Alat Optik

Cermin Cekung

1. Bayangan yang terbentuk oleh cermin cekung dari sebuah benda setinggi h yang ditempatkan pada jarak lebih kecil dari f (f = jarak fokus cermin) bersifat …

A. maya, tegak, diperkecil

B. maya, tegak, diperbesar

C. nyata, tegak, diperkecil

D. nyata terbalik, diperbesar

E. nyata, terbalik, diperkecil

Pahana

Berikut ini contoh pembentukan bayangan seusia dengan soal di atas. Berdasarkan gambar ini, sifat bayangan adalah maya, tegak dan diperbesar. Jawaban yang benar adalah B.

2. Jika benda diletakkan pada pertengahan di antara titik api dan permukaan cermin cekung, maka bayangan yang terbentuk :

(1) diperbesar dua kali

(2) tegak

(3) mempunyai jarak bayangan = jarak fokus

(4) maya

ʻO ka ʻōlelo kūpono…

A. 1, 2 dan 3

B. 1 a me 3

C. 1 a me 4

D. hanya 4

E. semua benar

Pahana

Andaikan jarak titik api atau panjang fokus (f) = 20 cm dan jarak benda (s) = 10 cm, seperti gambar di bawah.

a) Ka mamao o ke aka

1/f = 1/s + 1/s'

1/20 = 1/10 + 1/s’

1/20 – 1/10 = 1/s’

1/20 – 2/20 = 1/s’

-1/20 = 1/s’

s’ = -20 cm

Jarak bayangan bertanda negatif artinya bayangan bersifat maya. Bayangan maya karena tidak dilewati cahaya. Pada gambar ditandai dengan garis putus-putus.

b) Hoʻonui ʻia o ke kiʻi

M = -s'/s = -(-20)/10 = 20/10 = 2 manawa

Perbesaran bayangan bertanda positif artinya bayangan tegak. Bayangan diperbesar 2 kali.

Sifat bayangan berdasarkan gambar dan hasil perhitungan di atas adalah :

1. Diperbesar 2 kali

2. Tegak

3. Jarak bayangan = jarak fokus = 20 cm

4. Bersifat maya

ʻO ka pane pololei ʻo E.

Cermin Cembung

3. Sebuah cermin cembung ditempatkan di tikungan jalan. Ketika terdapat benda yang jaraknya 2 m dari cermin, tinggi bayangan yang terbentuk 1/16 kali tinggi benda. Jarak fokus cermin adalah…

A. 2/15 m

B. 2/17 m

C. 5/8 m

D. 15/2 m

E. 17/2 m

Pahana

Ua ʻike ʻia:

Ka mamao o ka mea (s) = 2 mika

Hoʻonui kiʻi (M) = 1/16 manawa

Ua nīnau ʻia: Jarak fokus cermin cembung

Pane:

Terlebih dahulu hitung jarak bayangan (s’) :

Jarak bayangan adalah – 1/8 meter. Tanda negatif artinya bayangan tersebut bersifat maya.

Jarak fokus cermin cembung (f) :

Tanda negatif artinya fokus cermin cembung bersifat maya.

ʻO A ka pane pololei.

4. Bayangan yang terbentuk oleh cermin cembung dan sebuah benda yang tingginya h yang ditempatkan di depan cermin bersifat …

A. nyata, tegak, diperbesar

B. maya, tegak, diperbesar

C. nyata, tegak, diperkecil

D. nyata, terbalik, diperbesar

E. maya, tegak, diperkecil

Pahana

Berdasarkan gambar di samping, sifat bayangan adalah maya, tegak, diperkecil.

ʻO ka pane pololei ʻo E.

Lensa Cembung

5. Dari grafik lensa cembung di atas, perbesaran bayangan pada 1/s = 3 adalah …

A. 1,5 mau manawa

B. 2 mau manawa

C. 3 mau manawa

D. 4 mau manawa

E. 6 mau manawa

Pahana

Ua ʻike ʻia:

1/s = 3 cm^-1, s = 1/3 cm

1/s’ = 1 cm^-1, s’ = 1/1 cm = 1 cm

Ua nīnau ʻia: Hoʻonui kiʻi (M)

Pane:

Hoʻonui kiʻi:

M = s’ : s

M = 1 cm : 1/3 cm

M = 1 cm x 3/1 cm

M = 3 kali

ʻO C ka pane pololei.

Lensa Cekung

6. Seberkas cahaya sejajar dijatuhkan pada sebuah lensa cekung. Pada lensa berkas cahaya tersebut mengalami…

A. pembiasan sehingga sinar menyebar

B. pemantulan sehingga sinar menyebar

C. pembiasan sehingga sinar mengumpul

D. pemantulan sehingga sinar mengumpul

E. pembiasan tetapi sinarnya tetap sejajar

Pahana

Cermin dapat memantulkan cahaya sedangkan lensa dapat membiaskan cahaya.

Lensa cekung bersifat menyebarkan cahaya sehingga disebut juga sebagai lensa divergen.

ʻO A ka pane pololei.

Loot

7. Sebuah lensa berjarak fokus 5 cm digunakan sebagai lup. Jika mata normal menggunakan lup tersebut dengan berakomodasi maksimum, maka perbesaran anguler lup adalah …

A. 3 mau manawa

B. 4 mau manawa

C. 5 mau manawa

D. 6 mau manawa

E. 8 mau manawa

Pahana

Ua ʻike ʻia:

Panjang fokus lensa (f) = 5 cm

Kokoke i ke kiko o ka maka maʻamau (N) = 25 kenimika

Ua nīnau ʻia: Perbesaran anguler lup

Pane:

Jika mata berakomodasi maksimum maka jarak bayangan yang dihasilkan oleh lup sama dengan titik dekat mata normal. Rumus perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi maksimum :

ʻO D ka pane pololei.

Cacat Mata

8. Seseorang bermata hipermetropi supaya dapat melihat dengan normal harus menggunakan kacamata yang kuat lensanya +2 dioptri. Maka jarak terdekat yang dapat dilihat orang tersebut tanpa kacamata adalah …

A. 2,5 kenimika

B. 15 kenimika

C. 50 kenimika

D. 60 kenimika

E. 100 kenimika

Pahana

Ua ʻike ʻia:

Kuat lensa (P) = +2 dioptri

Ua nīnau ʻia: Jarak terdekat yang dapat dilihat orang tersebut tanpa kaca mata

Pane:

Lensa cekung atau cembung ?

He maikaʻi ka mana o ka lens, no laila ʻo ka lens i hoʻohana ʻia he lens maikaʻi, ʻo ia hoʻi he lens convex, ʻo ia hoʻi he lens convergent.

Berapa panjang fokus lensa tersebut ?

P = 1/f

2 = 1/f

f = 1/ 2 = 0,5 mika = 50 kenimika

ʻO 50 kenimika ka lōʻihi o ke kikowaena o kahi aniani convex.

Rabun jauh atau rabun dekat ?

Jika lensa yang digunakan adalah lensa cembung maka rabun dekat.

Berapa jarak terdekat yang dapat dilihat oleh mata tanpa kacamata ?

Titik dekat mata normal adalah 25 cm. Agar mata dapat melihat benda pada jarak 25 cm sebagaimana mata normal, lensa harus membentuk bayangan pada jarak x cm di depan lensa. Bayangan berada di depan lensa cembung sehingga bayangan tegak dan maya. Bayangan bersifat maya karenanya jarak bayangan (s’) bertanda negatif.

-1/s' = 1/f – 1/s

-1/s’ = 1/50 – 1/25 = 1/50-2/50 = -1/50

-s' = -50/1 = -50 kenimika = -0,50 mika

s' = 50 kenimika = 0,5 mika

Jarak terdekat yang dapat dilihat oleh mata penderita rabun dekat adalah 50 cm. Jarak terdekat untuk mata normal adalah 25 cm.

ʻO C ka pane pololei.

Nā aniani maka

9. Seorang penderita presbiopi memiliki titik dekat 50 cm, hendak membaca pada jarak baca normal, maka ia memerlukan kacamata berkekuatan …

A. -2 dioptri

B. -1/2 dioptri

C. + 1/2 dioptri

D. +2 dioptri

E. +4 dioptri

Pahana

Titik dekat mata normal adalah 25 cm dan penderita memiliki titik dekat 50 cm. Jadi orang itu sulit melihat titik dekat alias rabun dekat. Rabun dekat dapat diatas menggunakan lensa cembung, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah.

Agar benda yang diamati berjarak 25 cm di depan mata, lensa harus membentuk bayangan pada jarak 50 cm di depan mata dan lensa. Bayangan harus berada di depan mata agar bisa dilihat sehingga bayangan tegak dan bersifat maya.

Ua ʻike ʻia :

Ka mamao o ka mea (s) = 25 kenimika

Ka mamao o ke kiʻi (s') = -50 kenimika (maikaʻi ʻole no ka mea he virtual)

Ua nīnau ʻia : Panjang fokus (f) kacamata dan kekuatan lensa (P)

Pane :

1/f = 1/s + 1/s'

1/f = 1/25 + 1/-50

1/f = 2/50 – 1/50

1/f = 1/50

f = 50/1 = 50 cm = 0,5 meter

ʻO ka lōʻihi o ke kikowaena maikaʻi, ʻo ia hoʻi, he aniani convex ka aniani i hoʻohana ʻia.

P = 1/f = 1/0,5 = +2 Dioptri

Kekuatan atau daya lensa adalah +2 D. Tanda positif artinya lensa yang digunakan adalah lensa cembung.

ʻO D ka pane pololei.

microscope

10. Sebuah mikroskop mempunyai lensa obyektif dan okuler yang jarak fokusnya masing-masing 0,9 cm dan 5 cm. Seseorang memasang preparat 10 mm di depan lensa obyektif untuk diamati melalui lensa okuler tanpa akomodasi. Bila obyek preparat mempunyai panjang 0,5 mm dan jarak baca normal orang tersebut 25 cm, maka panjang obyek tersebut akan terlihat menjadi …

A. 7,5 mm

B. 10 mm

C. 12,5 mm

D. 15 mm

E. 20 mm

Pahana

Ua ʻike ʻia:

Jarak fokus lensa obyektif (f_ob) = 0,9 cm = 9 mm

Jarak fokus lensa okuler (f_ok) = 5 cm = 50 mm

ʻO ka mamao o ka mea mai ke aniani pahuhopu (s_ob) = 10 mm

Panjang benda (h) = 0,5 mm

Titik dekat mata normal (N) = 25 cm = 250 mm

Ua nīnau ʻia: Panjang bayangan (h’)

Pane:

Pengamatan tanpa akomodasi sama dengan pengamatan dengan akomodasi minimum, di mana mata rileks ketika mengamati bayangan yang berjarak tak berhingga.

Terlebih dahulu hitung jarak bayangan dari lensa obyektif. Lensa obyektif merupakan lensa cembung sehingga digunakan rumus lensa cembung :

1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob = 1/9 – 1/10 = 10/90 – 9/90 = 1/90

s_ob‘ = 90/1 = 90 mm

Perbesaran total mikroskop ketika mata berakomodasi minimum atau ketika bayangan berada pada jarak tak berhingga dihitung menggunakan rumus :

Panjang bayangan = panjang benda x perbesaran total = (0,5 mm)(45) = 22,5 milimeter.

11. Sebuah mikroskop memiliki jarak titik api obyektif 2,0 cm. Sebuah benda diletakkan di bawah obyektif pada jarak 2,2 cm. Panjang mikroskop 24,5 cm dan pengamat dilakukan tanpa akomodasi. Jika pengamat bermata normal maka perbesaran total mikroskop bernilai…

A. 20 mau manawa

B. 25 mau manawa

C. 50 mau manawa

D. 75 mau manawa

E. 100 mau manawa

Pahana

Ua ʻike ʻia:

ʻO ka lōʻihi o ke kikowaena o ka lens objective (f_ob) = 2,0 kenimika

Jarak benda di depan lensa obyektif (s_ob) = 2,2 kenimika

Panjang mikroskop (l) = 24,5 cm

Kokoke i ke kiko o ka maka maʻamau (N) = 25 kenimika

Pengamatan tanpa akomodasi

Ua nīnau ʻia: Perbesaran total mikroskop (M)

Pane:

Mata berakomodasi minimum ketika bayangan berjarak tak berhingga, sebagaimana tampak seperti gambar di samping.

Rumus perbesaran total mikroskop ketika mata berakomodasi minimum :

ʻIkepili:

M = perbesaran total

l = panjang mikroskop = jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler = panjang fokus lensa okuler + jarak bayangan dari lensa obyektif (s_ob‘) = f_ok + s_ob'

ʻO ka mamao o ke kiʻi mai ke aniani pahuhopu (s_ob') :

1/f_ob = 1/s_ob + 1/s_ob'

1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob = 1/2 – 1/2,2 = 2,2/4,4 – 2/4,4 = 0,2/4,4

s_ob‘ = 22

Jarak bayangan dari lensa obyektif adalah 22 cm.

ʻO ka lōʻihi o ke kikowaena o ka lens eyepiece (f_ok):

l = f_ok + s_ob'

f_ok = l – s_ob‘ = 24,5 – 22 = 2,5 cm

Perbesaran total mikroskop (M) :

ʻO ka pane pololei ʻo E.

12. Seorang siswa (Sn = 25 cm) melakukan percobaan menggunakan mikroskop, dengan data seperti diagram berikut. Perbesaran mikroskop adalah…

A. 30 mau manawa

B. 36 mau manawa

C. 40 mau manawa

D. 46 mau manawa

E. 50 mau manawa

Pahana

Ua ʻike ʻia:

Kokoke i ke kiko o ka maka maʻamau (N) = 25 kenimika

Ka mamao o ka mea (s)_ob) = 1,2 kenimika

Panjang fokus obyektif (f_ob) = 1 kenimika

ʻO ka lōʻihi o ke kikowaena o ka lens eyepiece (f_ok) = 5 kenimika

Jarak antara lensa obyektif dan okuler = 10 cm

Ua nīnau ʻia: Perbesaran mikroskop

Pane:

Jika bayangan akhir berjarak tak berhingga maka mata berakomodasi minimum, sebaliknya bila bayangan berjarak berhingga maka mata berakomodasi maksimum. Bayangan akhir pada gambar di atas menunjukkan bayangan berjarak berhingga sehingga mata berakomodasi maksimum.

Rumus perbesaran mikroskop ketika mata berakomodasi maksimum :

Pembahasan soal mikroskop

Nā Binoculars

Pembahasan soal teropong

13. Perhatikan gambar jalannya sinar pembentukan bayangan pada mikroskop berikut :
Jarak lensa obyektif dan lensa okuler dari mikroskop tersebut adalah….

A. 20 kenimika
B. 24 kenimika
C. 25 kenimika
D. 27 kenimika
E. 29 kenimika

Pahana

Ua ʻike ʻia:
ʻO ka mamao o ka mea mai ke aniani pahuhopu (s_ob) = 2 kenimika
ʻO ka lōʻihi o ke kikowaena o ka lens objective (f_ob) = 1,8 kenimika
ʻO ka mamao o ke kiʻi maoli mai ka lens eyepiece (s_ok) = 6 kenimika
ʻO ka lōʻihi o ke kikowaena o ka lens eyepiece (f_ok) = 6 kenimika
Ditanya : Jarak lensa obyektif dan lensa okuler (panjang tabung mikroskop)
Pane:

E nānā i ke kiʻi ma luna. Ke noho ka maka ma ka palena iki, ʻo ke kiʻi hope loa i hana ʻia e ka lens eyepiece ma ka palena ʻole. I mea e hiki ai i ke kiʻi hope loa i hana ʻia e ka lens eyepiece ma ka palena ʻole, pono ke kiʻi maoli i hana ʻia e ka lens objective ma ke kiko kikowaena o ka lens eyepiece. No laila, ʻo ka mamao ma waena o ka lens objective a me ka lens eyepiece (l) = ka mamao o ke kiʻi maoli mai ka lens objective (s)_ob') + ka lōʻihi o ke kikowaena o ka lens eyepiece (f_ok).

ʻO ka mamao o ke kiʻi maoli mai ke aniani pahuhopu (s_ob') :
1 / s_ob + 1/s_ob' = 1/f_ob
1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob
1 / s_ob' = 1/1,8 – 1/2
1 / s_ob' = 10/18 – 9/18 = 1/18
s_ob' = 18 kenimika

Ka mamao ma waena o ka lens objective a me ka lens ocular (ka lōʻihi o ka paipu microscope):
l = s_ob' + f_ok
l = 18 kenimika + 6 kenimika
l = 24 kenimika
ʻO ka pane pololei ʻo B.

Puna nīnau:

Nā Nīnau Hoʻokolohua Lahui no ke Kino no ke Kula Kiʻekiʻe/Kula Kiʻekiʻe ʻOihana

Nā nīnau hoʻohālike e pili ana i nā mea hana maka optical
Seseorang bermata normal pada mulanya melihat obyek berjarak 500 meter. Beberapa saat kemudian orang tersebut melihat obyek berjarak 1 meter. Jarak antara kornea dan retina mata dianggap sama dengan jarak bayangan yakni sekira 2,5 cm. Hitunglah :
(a) Panjang fokus dan kekuatan lensa mata ketika memfokus obyek berjarak 500 meter
(b) Panjang fokus dan kekuatan lensa mata ketika memfokus obyek berjarak 1 meter
(c) Perubahan panjang fokus lensa mata ketika pemfokusan beralih dari 500 meter ke 1 meter
Pahana
Ua ʻike ʻia:
Jarak obyek 1 (s₁) = 500 meter = 50.000 cm
Jarak obyek 2 (s₂) = 1 meter = 100 cm
Ka mamao o ke aka (s') = 2,5 kenimika
Pane:
(a) Panjang fokus dan kekuatan lensa mata ketika mata memfokus obyek berjarak 500 meter
Panjang fokus (f) lensa mata dihitung menggunakan rumus lensa cembung :
1/f₁ = 1/s₁ + 1/s’ = 1/50.000 + 1/2,5 = 1/50.000 + 20.000/50.000 = 20.001/50.000
f₁ = 50.000/20.001 = 2,499875 kenimika
f₁ = 0,02499875 mika
Kekuatan lensa mata :
P₁ = 1/f₁ = 1/0,02499875 = 40,0 Dioptri

(b) Panjang fokus dan kekuatan lensa mata ketika mata memfokus obyek berjarak 1 meter
Panjang fokus (f) lensa mata :
1/f₂ = 1/s₂ + 1/s’ = 1/100 + 1/2,5 = 1/100 + 40/100 = 41/100
f₂ = 100/41 = 2,439024 kenimika
f₂ = 0,02439024 mika
Kekuatan lensa mata :
P₂ = 1/f₂ = 1/0,02439024 = 41,0 Dioptri

(c) Perubahan panjang fokus dan kekuatan lensa mata ketika pemfokusan beralih dari 500 meter ke 1 meter
Perubahan panjang fokus lensa mata = f₁ - f₂ = 0,02499875 – 0,02439024 = 0,00060851 meter
Perubahan kekuatan lensa mata = 41,0 – 40,0 = 1,0 Dioptri

Berdasarkan pembahasan soal di atas disimpulkan :
– Panjang fokus lensa mata lebih besar ketika mata mengamati obyek berjarak jauh dan panjang fokus lensa mata lebih kecil ketika mata mengamati obyek berjarak dekat
– Kekuatan lensa mata lebih besar ketika mata mengamati obyek berjarak dekat dan kekuatan lensa mata lebih kecil ketika mata mengamati obyek berjarak jauh. Jadi jika jarak obyek semakin dekat maka kekuatan lensa mata semakin besar.

Pembahasan soal lebih lengkap bisa dipelajari pada tulisan mengenai contoh soal alat optik mata

Contoh soal kacamata
Pembahasan soal lebih lengkap bisa dipelajari pada tulisan mengenai contoh soal alat optik kacamata

Contoh soal lensa kontak
Pembahasan soal lebih lengkap bisa dipelajari pada tulisan mengenai contoh soal alat optik lensa kontak

Laʻana o kahi nīnau aniani hoʻonui a aniani hoʻonui paha
Suatu tulisan berukuran sangat kecil sehingga tidak bisa terbaca. Seseorang membaca tulisan menggunakan lup ketika mata berakomodasi minimum, perbesaran sudut lup adalah 5 x. Berapa panjang fokus lup tersebut ?
Pahana
Ua ʻike ʻia:
Kokoke i ke kiko o ka maka maʻamau (N) = 25 kenimika
Perbesaran sudut lup (M) = 5 x
Ua nīnau ʻia: Panjang fokus lup (f)
Pane:
Rumus perbesaran sudut lup ketika mata berakomodasi maksimum :
M = (N/f) + 1
5 = (25 cm / f) + 1
5 – 1 = 25 cm / f
4 = 25 kenimika / f
f = 25 kenimika / 4
f = 6,25 kenimika
Panjang fokus lup adalah 6,25 cm. Panjang fokus lup bertanda positif karena lup menggunakan aniani ʻōpuʻu alias lensa positif.

Pembahasan soal lebih lengkap bisa dipelajari pada tulisan mengenai contoh soal lup atau kaca pembesar

Contoh soal mikroskop
Seseorang bermata normal mengamati obyek menggunakan mikroskop. Panjang fokus lensa obyektif adalah 20 mm dan panjang fokus lensa okuler adalah 30 mm. Jika bayangan nyata yang dihasilkan lensa obyektif berjarak 10 cm, hitunglah perbesaran sudut mikroskop ketika diamati mata berakomodasi minimum.
Pahana
Ua ʻike ʻia:
ʻO ka lōʻihi o ke kikowaena o ka lens objective (f_ob) = 20 mm
ʻO ka lōʻihi o ke kikowaena o ka lens eyepiece (f_ok) = 30 mm
Jarak bayangan lensa obyektif (s_ob’) = 10 cm = 100 mm
Jarak titik dekat mata normal (N) = 25 cm = 250 mm
Ua nīnau ʻia: Perbesaran sudut mikroskop ketika diamati mata berakomodasi minimum
Pane:
Rumus perbesaran sudut total mikroskop ketika mata berakomodasi minimum :

Perbesaran sudut total (M) mikroskop ketika mata berakomodasi minimum adalah sekira 42,0 x.

Pembahasan soal lebih lengkap bisa dipelajari pada tulisan mengenai contoh soal mikroskop cahaya

Contoh soal teleskop bintang
Pembahasan soal lebih lengkap bisa dipelajari pada tulisan mengenai contoh soal teleskop bintang

Nā nīnau hoʻohālike e pili ana i nā mea hana optical kāmela
Pembahasan soal lebih lengkap bisa dipelajari pada tulisan mengenai contoh soal alat optik kamera