Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT

30 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

FISIKA DASAR II (ABKC 5301)

MATERI AJAR OPTIKA GEOMETRI

Dosen Pebimbing : Misbah, M.Pd

Oleh : Riska Amelia (A1C514218)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BANJARMASIN

(2)

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan materi ajar ini. Materi ajar ini disusun untuk mempermudah pembelajaran mata kuliah fisika tentang “optika geometri”.

Dalam penyusunan materi ajar ini saya banyak mendapat bantuan dan bimbingan baik yang bersifat moril maupun materil dari berbagai pihak. Mudah-mudahan atas segala bantuan dan kebijakan yang telah diberikan kepada saya, mendapatkan imbalan yang berlipat ganda dari Allah SWT.

Saya berharap semoga materi ajar ini dapat bermanfaat bagi saya khususnya dan pembaca pada umumnya.

saya mohon maaf jika dalam penyusunan materi ajar ini terdapat banyak kekurangan dan kesalahan. Untuk itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun.

Banjarmasin, Desember 2015

(3)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...………...………...……... i

DAFTAR ISI ………...………... ii

TUJUAN PEMBELAJARAN...1

ISI MATERI...

KESIMPULAN...

LATIHAN SOAL ESSAY...

KUNCI JAWABAN...

DAPTAR PUSTAKA...

(4)

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa di harapkan mampu memahami prinsip optika geometri dan mampu menganalisis cahaya sebagai sinar serta penerapannya dalam alat-alat optik sederhana.

ISI MATERI A. Optika Geometris

Optika geometris yaitu pendekatan yang menekankan bahwa cahaya merupakan gelombang yang merambat ke segala arah dimana muka-muka gelombang membentuk garis-garis yang disebut sebagai sinar sehingga dapat berrefleksi dan berrefraksi.

(Zainuddin, :30)

B. Refleksi Cahaya dan Refraksi Cahaya

1. Refleksi / Pemantulan Cahaya

Cahaya selalu merambat lurus seperti yang terlihat manakala cahaya matahari menerobos dedaunan. Sehingga cahaya yang merambat digambarkan sebagai garis lurus berarah yang disebut sinar cahaya, sedangkan berkas cahayaterdiri dari beberapa garis berarah. Berkas cahaya bisa parallel z, divergen (menyebar) atau konvergen (mengumpul).

Seorang ahli matematika berkebangsaan belanda yang bernama Willebrod Snellius (1591 – 1626) dalam penelitiannya ia berhasil menemukan hukum pemantulan cahaya yang berbunyi :

a. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

b. Sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul.

Secara garis besar pemantulan cahaya terbagi menjadi dua yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur (pemantulan difus). Pemantulan teratur terjadi jika berkas sinar sejajar jatuh pada permukaan halus

sehingga berkas sinar tersebut akan dipantulkan sejajar dan searah,

(5)

yang kasar sehingga sinar tersebut akan dipantulkan ke segala arah. Akibat pemantulan baur ini manusia dapat melihat benda dari berbagai arah.

2. Refraksi /Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya saat melewati bidang batas dua medium tembus cahaya yang berbeda indeks biasnya. Pembiasan cahaya mempengaruhi penglihatan pengamat. Contohnya Ketika kamu sedang minum es pernahkah kamu

memperhatikan sedotan yang ada pada gelas es ? Sedotan tersebut akan terlihat patah setelah melalui batas antara udara dan air. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa pembiasan atau refraksi cahaya. Bagaimana sebenarnya peristiwa ini terjadi?

Kecepatan merambat cahaya pada tiap-tiap medium berbeda-beda tergantung pada kerapatan medium tersebut. Perbandingan perbedaan kecepatan rambat cahaya ini selanjutnya disebut sebagai indeks bias. Dalam dunia optik dikenal ada dua macam indeks bias yaitu indeks bias mutlak dan indeks bias relatif. Indeks bias mutlak adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di medium tersebut

nmedium=c

v

Keterangan: nmedium : indeks bias mutlak medium

c : cepat rambat cahaya di ruang hampa

v : cepat rambat cahaya di suatu medium

Indeks bias mutlak medium yaitu indeks bias medium saat berkas cahaya dari ruang hampa melewati medium tersebut. Indek bias mutlak suatu medium dituliskan nmedium. Indeks bias mutlak kaca dituliskan nkaca, indeks bias mutlak air dituliskan nair dan seterusnya. Oleh karena c selalu lebih besar dari pada v maka indeks bias suatu medium selalu lebih dari satu nmedium>1.

Indeks bias relatif adalah perbandingan indeks bias suatu medium terhadap indeks bias medium yang lain.

n12=n1

n2 atau n21=

n2 n1

Keterangan: n12 : indeks bias relatif medium 1 terhadap medium 2

(6)

n1 : indeks bias mutlak medium 1

n2 : indeks bias mutlak medium 2

C. Hukum Refleksi Cahaya dan Huhum Refraksi Cahaya

1. Hukum Refleksi Cahaya

Menurut Pierre Femat “ Sinar cahaya yang menjalar dari satu titik ke titik lainnya akan melalui lintasan dengan waktu tempuh

minimum”.

a. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Datar

Untuk melukis bayangan pada cermin datar menggunakan hukum pemantulan cahaya. Misalkan saja Anda hendak menentukan bayangan benda O sebagaimana terlihat pada gambar 2. Sinar datang dari O ke cermin membentuk sudut datang (i) , di titik tersebut ada garis normal tegak yang lurus permukaan cermin. Dengan bantuan busur derajat, ukurlah besar sudut datang (i) yakni sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal. Ukurlah sudut pantul (r) yaitu sudut antara garis normal dan sinar pantul yang besarnya sama dengan sudut datang. Posisi bayangan dapat ditentukan dengan memperpanjang sinar pantul D melalui C hingga ke O' yang berpotongan dengan garis OO' melalui B.

b. Pembentukan bayangan oleh cermin cekung

Untuk menggambarkan bagaimana terbentuknya bayangan pada cermin cekung dapat menggunakan bantuan sinar-sinar istimewa, dengan demikian lukisan bayangan akan dapat kita lukis dengan mudah. Sinar-sinaar istimewa inipun tetap berdasarkan hukum pemantulan cahaya

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung adalah sebagai berikut:

(7)

1. Sinar yang datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus (F).

2. Sinar yang datang melalui titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

3. Sinar-sinar yang datang melalui pusat kelengkungan ( C ) akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan tersebut.

Contoh bayangan pada cermin cekung

 Benda berada di ruang I

Gambar 3 Sinar yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan cermin cekung melalui titik fokus

Gambar 4. Sinar yang melalui fokus akan dipantulkan cermin cekung sejajar sumbu utama

Gambar 5. Sinar yang melewati titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan cermin cekung melewati titik tersebut.

(8)

 Benda berada di titik fokus

 Benda berada di ruang II

 Benda berada di titik pusat kelengkungan cermin (titikC)

Gambar 7. Benda AB tepat di titik fokus maka sinar-sinar yang datang dari benda dipantulkan oleh cermin cekung sejajar sumbu utama sehingga tidak terbentuk bayangan, atau sering juga dikatakan bahwa bayangan benda berada di jauh tak terhingga.

Gambar 8. Benda AB berada di ruang II cermin cekung akan menghasilkan bayangan di ruang III. sifat bayangan yang terbentuk nyata, terbalik dan diperbesar

(9)

 Benda berada di ruang III

c. Pembentukan Bayangan Oleh Cermin Cembung

Sama halnya dengan cermin cekung, pada cermin cembung juga mempunyai tiga macam sinar istimewa. Karena jarak fokus dan pusat kelengkungan cermin cembung berada di belakang cermin maka ketiga sinar istimewa pada cermin cembung tersebut adalah :

1. Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus (F).

2. Sinar yang datang menuju titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

3. Sinar-sinar yang menuju titik pusat kelengkungan ( C ) akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.

Gambar 11. Sinar yang datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari titik fokus

Gambar 12. Sinar yang datang seolah-olah menuju fokus akan di pantulkan sejajar sumbu utama

Gambar 13. Sinar yang datang menuju pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali melalui sinar itu juga.

(10)

Contoh bayangan pada cermin cembung

Seperti halnya pada cermin cekung, melukis bayangan pada cermin cembung juga diperlukan minimal dua sinar istimewa. Karena depan cermin adalah ruang IV maka berapapun jarak benda nyata dari cermin tetap berada di ruang IV . Dengan demikian bayangan yang terbentuk berada di ruang I cermin cembung dan bersifat maya, diperkecil.

Itulah sebabnya bayangan yang terlihat di dalam kaca spion dari benda-benda nyata di depan kaca spion tampak mengecil dan spion mampu mengamati ruang yang lebih luas.

Hubungan antara Jarak Benda, Jarak Fokus dan Jarak Bayangan

Hubungan antara jarak benda (s), jarak fokus (f) dan jarak bayangan (s’) pada cermin cekung dapat ditentukan dengan bantuan geometric

Perhatikan perbandingan-perbandingan geometri dan trigonometri dari gambar 17 tersebut di atas. Jarak AB ke O adalah jarak benda (s), jarak A’B’ ke cermin adalah jarak bayangan (s’) dan jarak F ke O adalah jaraak fokus (f). Pada gambar tersebut tampak bahwa segitiga GFO dan A'B'F sebangun sehingga berlaku,

Substitusikan kedua persamaan sehingga diperoleh persamaan

Gambar 15. Hubungan antara jarak benda (s), jarak bayangan (s’), dan jarak fokus (f) dalam ukuran geometri.

(11)

s' s=

s'-f f ,

gunakan perkalian silang sehingga, s’.f = s.s’ – s.f

Bagilah semua ruas dengan ss'f, akhirnya diperoleh : 1 dituliskan dalam bentuk sebagai berikut

2

Dalam menggunakan persamaan tersebut perlu diperhatikan kesepakatan tanda yang telah disepakati bersama yaitu :

a. Jarak benda s bernilai positif (+) jika benda nyata terletak di depan cermin.

Jarak benda s bernilai negatif (-) jika benda maya terletak di belakang cermin.

b. Jarak bayangan s’ bernilai positif (+) jika bayangan nyata di depan cermin. dibentuk oleh cermin lengkung berbeda-beda sesuai dengan letak benda tersebut terhadap cermin. Untuk mengetahui perbesaran linier pada pembentukan bayangan pada cermin lengkung maka dapat dibandingkan tinggi bayangan h’ dengan tinggi benda h atau jarak bayangan terhadap cermin s’ dengan jarak benda terhadap cermin s.

M

=|

h'

h

|=|

s'

s

|

Keterangan : M : perbesaran linier

h’ : tinggi bayangan

h : tinggi benda

s’ : jarak bayangan terhadap cermin

s : jarak benda terhadap cermin

(12)

0<M<1 maka bayangan yang dibentuk akan lebih kecil dari bendanya.

2. Hukum Refraksi Cahaya

Menurut Pierre Femat “ Sinar cahaya yang menjalar dari satu titik ke titik lainnya akan melalui lintasan dengan waktu tempuh minimum”.

Setiap medium memiliki indeks bias yang berbeda-beda, karena perbedaan indeks bias inilah maka jika ada seberkas sinar yang melalui dua medium yang berbeda kerapatannya maka berkas sinar tersebut akan dibiaskan. Pada tahun 1621 Snellius, seorang fisikawan berkebangsaan Belanda melakukan serangkaian percobaan untuk menyelidiki hubungan antara sudut datang (i) dan sudut bias (r). Hukum pembiasan Snellius berbunyi:

1. Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

2. Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias dari suatu cahaya yang melewati dua medium yang berbeda merupakan suatu konstanta.

sini

sinr= n2 n1

Menurut teori muka gelombang rambatan cahaya dapat digambarkan sebagai muka gelombang yang tegak lurus arah rambatan dan muka gelombang itu membelok saat menembus bidang batas medium 1 dan medium 2 seperti diperlihatkan gambar 18.

Cahaya datang dengan sudut i dan dibiaskan dengan sudut r. Cepat rambat cahaya di medium 1 adalah v1 dan di

medium 2 adalah v2. Waktu

(13)

Gambar 16. Muka gelombang pada pembiasan cahaya dari medium1 ke medium 2.

Pada segitiga ABD berlaku persamaan trigonometri sebagai

AD . Bila kedua persamaan dibandingkan akan diperoleh

sini

sinr= v1 v2

Pada peristiwa pembelokan cahaya dari medium 1 ke medium 2 ini besaran frekuensi cahaya tetap atau tidak mengalami perubahan.

Sehingga berlaku persamaan pembiasan

v1 : cepat rambat cahaya di medium 1 v2 : cepat rambat cahaya di medium 2 λ1 : panjang gelombang cahaya di medium 1 λ2 : panjang gelombang cahaya di medium 2

(14)

cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal, sebaliknya bila cahaya merambat dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat akan dibiaskan menjauhi garis normal.

D. Alat Optik 1. Kamera

Untuk merekam gambar suatu obyek, tempat, atau peristiwa orang biasanya menggunakan kamera. Bagian-bagian pada kamera sangat mirip dengan mata. Lensa kamera sama fungsinya dengan lensa mata yang berfungsi untuk memfokuskan bayangan, diafragma kamera sama fungsinya dengan pupil yang berfungsi sebagai pengatur cahaya yang masuk, film pada kamera sama fungsinya dengan retina pada mata. Perbedaan yang ada hanya pada cara memfokuskan bayangan. Pada lensa mata punya daya akomodasi untuk mencembung dan memipihkan lensa tetapi kalau pada kamera untuk dapat memfokuskan bayangan lensa harus diubah-ubah jaraknya terhadap film.

Bagian-bagian penting dari kamera adalah:

a. Diagfragma berfungsi, mengatur banyak sedikitnya cahya yang masuk ke lensa.

b. Lensa, berfungsi membiaskan cahaya.

c. Shutter, berfungsi meindungi film dari cahya luar. Shutter membuka bersamaan dengan tombol on ditekan.

d. Film berfungsi sebagai tempat terbentuknya bayangan.

Perhatikan diagram pembiasan cahaya pada kamera berikut ini.

Gambar 17. sinar merambat dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal, sudut r < i

2F F O

(15)

Gambar 19. Pembiasan cahaya pada mata miopi (rabun jauh)

Semua benda yang teramati terletak di ruang III yaitu berjarak lebih besar dari 2 F.

Sifat-sifat bayangan akhir kamera pada film.

a. Nyata

b. Terbalik

c. Diperbesar

d. Diruang II

Pada kamera berlaku rumus lensa,

1

Kekuatan lensa dirumuskan sebagai berikut :

p

=

1

f

, satuannya m-1 atau dioptri. 2. Mata

Mata normal (Emetropi) adalah mata yang dalam keadaan istirahat tidak berakomodasi bayangan jatuh tepat pada retina dan memiliki titik dekat 25 cm, serta titik jauh tak terhingga ().

Mata dinyatakan cacat biasanya karena berkurangnya daya akomodasi mata atau kelainan bentuk mata. Seseorang yang mengalami kelainan atau ketidak normalan pada daya akomodasi matanya misalkan tidak bisa melihat jauh, tidak bisa melihat dekat atau tidak mampu membedakan garis lurus maka orang tersebut dikatakan mengalami cacat mata atau ametropi. Cacat mata semacam ini dapat ditolong dengan menggunakan kaca mata, lensa kontak ataupun dengan jalan operasi. a. Rabun Jauh (Miopi)

Seseorang yang menderita rabun jauh atau dikatakan berpenglihatan dekat (terang dekat) biasanya memiliki titik jauh yang terbatas sedangkan titik dekatnya tidak berubah. Hal ini terjadi karena lensa mata kurang mampu memipih sebagaimana mestimya sehingga sinar-sinar sejajar yang berasal dari benda jauh akan berpotongan di depan retina.

(16)

Rabun Dekat

Gambar 20. Pembiasan cahaya pada mata hipermetropi (rabun dekat) Berkas cahaya berpotongan di depan retina

Agar dapat melihat normal orang yang mengalami cacat mata ini dapat ditolong dengan menggunakan kaca mata berlensa negatif (divergen) dengan kekuatan lensa sebesar

P

=−

100

f

1

f

=

1 S+

1 S '

1

f

=

1 ~+

1

−PR , dimana f ( satuan cm.)

atau

P

=−

1

f

, f ( satuan meter.) P : kekuatan lensa (Dioptri)

S = ~ ,

PR : titik jauh mata (cm) , S’ = -PR

b. Rabun dekat

(17)

Berkas cahaya berpotongan di belakang retina

Agar dapat melihat normal kembali maka penderita cacat mata ini dapat ditolong dengan menggunakan kaca mata berlensa positif (konvergen) dengan kekuatan lensa sebesar

P

=−

100

f

, f dalam cm

atau

P

=

1

f

; dimana f dalam satuan m.

Untuk menentukan nilai f dapat dihitung dengan rumus lensa

1

f

=

1 S+

1 S '

1

f

=

1 s+

1

−PP

Keterangan :

P: kekuatan lensa (dioptri)

s: jarak titik dekat mata rata-rata orang normal (25cm) atau jarak benda yang diinginkan

PP: jarak titik dekat mata orang yang cacat (cm) S’ = -PP

c. Astigmatisme

(18)

Penderita cacat mata ini dapat ditolong dengan bantuan kacamata silindris sehingga dapat membentuk bayangan yang jelas pada bagian retinanya.

d. Mata Tua (Presbiopi)

Seiring bertambahnya umur kemampuan mata seseorang untuk mencembung dan memipihkan lensa mata semakin berkurang. Oleh karena itu, letak titik dekat maupun titik jauh mata akan bergeser pula. Titik dekat presbiopi lebih besar dari 25 cm dan titik jauh presbiopi berada pada jarak tertentu, sehingga orang tersebut tidak bisa melihat dengan jelas baik pada jarak dekat atupun pada jarak yang jauh.

Penderita cacat mata ini dapat ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap atau kacamata

bifokal ( kacamata dua fokus)

3. Kaca pembesar

4. Alat optik yang paling sederhana adalah lup atau kaca pembesar (magnifying glass). Lup terdiri dari sebuah lensa cembung yang biasa digunakan untuk memperbesar benda-benda kecil sehingga tampak menjadi besar dan lebih jelas.

Lup terdiri dari sebuah lensa cembung. Gunanya untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar dan jelas.

Dalam penggunaan

lup seseorang

harus

menempatkan benda yang akan dilihat pada

ruang satu (antara lensa dan fokus lensa) sehingga akan dihasilkan bayangan yang diperbesar dan maya.

Sifat bayangan pada lup adalah sebagai berikut.

 maya,

(19)

 diperbesar,

 di ruang IV

Perbesaran yang dihasilkan oleh lup adalah perbesaran anguler atau perbesaran sudut yang besarnya secara umum di tuliskan dalam

5. Teleskop atau teropong

Untuk dapat melihat benda-benda yang agak jauh dan agar terlihat jelas, seperti pemandangan gunung, laut kita dapat menggunakan teropong, sedangkan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh, seperti bintang, bulan kita menggunakan teleskop. Berbagai contoh teropong adalah teropong panggung, teropong bumi

Teleskop atau alat untuk mengamati benda-benda yang jauh biasanya terdiri dari :

 Sebuah lensa (+), sebagai lensa okuler , yaitu lensa yang dekat dengan mata.

 Sebuah lensa (+), sebagai lensa obyektif, yaitu lensa yang menghadap obyek

Ciri teleskop jarak fokus obyektif  jarak fokus okuler . fob  f0k

a. Teropong Bintang

Teropong bintang mempergunakan dua lensa cembung / positif yaitu :

 lensa obyektif

 lensa okuler

Benda yang diamati terletak jauh tak terhingga, sehingga bayangan jatuh pada fokus obyektif.

(20)

Gambar 21. Pembiasan cahaya pada teropong bintang dengan lensa mata tidak berakomodasi -Mata tak berakomodasi

Bintang, sebagai benda terletak jauh tak terhingga s0b= ~ bayangan dari lensa obyektif di fob. Titik fokus okuler berimpit dengan fokus obyektif. Bayangan dari obyektif sebagi benda pada lensa okuler.

Jadi sok = fob dan sob = fob dan sok = fok serta s1ok= ~ Rumus perbesaran bayangan adalah sebagai berikut.

M =

fob fok

Panjang teleskop = jarak antara obyektif dan okuler d = s1

0b + s0k atau d = f0b + f0k Perhatikan diagram berikut ini.

Sifat bayangan akhir pada teropong bintang untuk mata tidak berakomodasi adalah:

 maya,

 terbalik,

 diperbesar,

(21)

Gambar 22: Pembiasan cahaya pada teropong bintang untuk lensa mata berakomodasi Benda pada jarak jauh sekali s0b= ~ , sehingga bayangan lensa

obyektif terletak pada titik fokus obyektif sehingga s0b = f0b. Bayangan tersebut sebagai benda lensa okuler . Jadi benda lensa okuler di ruang I lensa okuler. s0k = di ruang I. Bayangan okuler di ruang IV lensa okuler atau s1

0k=  PP

Rumus perbesaran bayangan adalah sebagai berikut.

M =

fob sok

Panjang teleskop = jarak antara obyektif dan okuler d = s1

0b + s0k atau

d = f0b + s0k

Perhatikan diagram pembiasan cahaya berikut ini.

Sifat bayangan akhir pada teropong bintang untuk mata berakomodasi adalah:

 maya,

 terbalik,

(22)

Gambar 23. Mikroskop

Gambar 24. Pembiasan cahaya pada mikroskop  di ruang IV okuler

-Teropong Bumi

Prinsip dari teropong ini sama dengan teropong bintang, perbedaannya terletak pada bayangan terakhirnya (yaitu tegak). Untuk itu harus dipasang lensa pembalik.

Oleh karena itu, teropong ini terdiri dari 3 buah lensa yaitu : - lensa obyektif : terdiri dari lensa positif

- lensa cembung : berfungsi sebagai lensa pembalik (terletak antara lensa obyektif dan lensa okuler) - lensa okuler : terdiri dari lensa positif dan berfungsi sebagai lup

6. mikroskop

Untuk melihat benda-benda yang sangat kecil atau renik tidak cukup hanya dengan lup saja. Untuk itu dalam penelitiannya Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723) menemukan sebuah alat yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda renik yang disebut dengan mikroskop.

Sebuah mikroskop terdiri atas susunan dua buah lensa cembung. Lensa cembung yang dekat dengan denda yang diamati disebut dengan lensa obyektif, sedangkan lensa yang dekat dengan mata disebut dengan lensa okuler. Jarak fokus lensa okuler dibuat lebih besar daripada lensa obyektifnya.

Bagaimanakah cara kerja mikroskop ? Ketika melakukan pengamatang dengan menggunakan mikroskop maka benda harus diletakkan di antara fob dan 2fob (fob <sob<fob). Bayangan

yang dibentuk oleh lensa obyektif selanjutnya dipandang sebagai benda okuler dan terletak antara titik optik lensa okuler

O dan fokus okuler fok

(23)

Gambar 25: Pembiasan cahaya pada mikroskop

2Fob Fob O

2Fob Fob

Ob

Ok

Fok

2Fok

O Fok

Sebuah mikroskop selalu memiliki jarak fokus okuler (fok) yang lebih besar dari pada jarak fokus obyektif ( fob)

Jadi, fok  fob

Perhatikan diagram pembiasan cahaya pada mikroskop sebagai berikut.

Semua benda yang diamati pada mikroskop terletak di ruang II lensa obyektif yaitu untuk membentuk bayangan di ruang III lensa obyektif setelah dibiaskan oleh lensa obyektif. Bayangan ini dianggap benda oleh lensa okuler dan terletak di ruang I lensa okuler. Akhirnya bayangan akhir terbentuk di ruang IV lensa okuler setelah mengalami pembiasan lensa okuler.

Sifat bayangan akhir pada mikroskop adalah:

 maya,

 terbalik,

 diperbesar,

(24)

Perbesaran lensa obyektif adalah perbesaran linier lensa positif yang besarnya dinyatakan sebagai

Mob=h'ob hob=

−s'ob

sob

Keterangan :

h’ob : tinggi bayangan obyektif hob : tinggi benda obyektif s’ob : jarak bayangan obyektif sob : jarak benda obyaktif Mob : perbesaran lensa obyektif

Perbesaran lensa okuler mikroskop (Mok) sama seperti perbesaran

lup. perbesaran totalnya adalah

M

tot

=

M

ob

.

M

ok

Sedangkan untuk jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop adalah d yang besarnya sebagai berikut.

LATIHAN SOAL ESSAY

1. Sebuah cermin cekung mempunyai titik fokus 15 cm. Titik pusat kelengkungan cermin adalah

2. Sebuah benda terletak 5 cm di depan sebuah cermin cekung yang berjari-jari 20 cm. Tentukan

a. jarak bayangan? b. Perbesaran bayangan? c. sifat-sifat bayangannya?

3. Sebuah benda diletakkan 25 cm didepan cermin cekung yang mempunyai jarak focus 10 cm. Besar jarak bayangan dan perbesaran benda adalah . . .

4. Berkas sinar datang dari intan ke udara. Bila indeks bias intan = 2,4 dan indeks bias udara = 1 tentukan sudut kritis pada intan!

5. cahaya datang dari udara (nu = 1) ke dalam air (na = 1,33) dengan sudut datang 30°. Tentukan besar sudut bias?

6. Sebuah lensa plan konveks dengan jari-jari 100 cm dan indeks bias 3/2. Sebuah benda terletak di depan lensa dan dibentuk bayangan nyata dengan perbesaran 2 kali, tentukan letak benda di depan lensa tersebut ?

(25)

8. Seseorang memiliki titik jauh 200 cm. Berapakah kekuatan lensa kaca mata orang tersebut agar ia dapat melihat dengan normal.

9. Titik dekat mata seseorang terletak pada jarak 120 cm di depan mata. Untuk melihat dengan jelas suatu benda yang terletak 30 cm di depan mata, berapakah kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai orang tersebut?

10. Seseorang penderita rabun dekat (hipermetropi) mempunyai titik dekat 50 cm. Berapa kuat lensa kaca mata yang harus digunakan agar:

a. ia dapat membaca pada jarak normal.

b. Ia dapat melihat dengan jelas benda yang berjarak 30 cm di depan mata

KUNCI JAWABAN

1. Sebuah cermin cekung mempunyai titik fokus 15 cm. Titik pusat kelengkungan cermin adalah

Penyelesaian:

Diketahui : f=15 cm Ditanya : R?

Jawab :

R

=

2

f

R

=

2

x

15

cm

=

30

cm

2. Sebuah benda terletak 5 cm di depan sebuah cermin cekung yang berjari-jari 20 cm. Tentukan

a. jarak bayangan b. Perbesaran bayangan c. sifat-sifat bayangan! Penyelesaian:

Diketahui : s = 5 cm

R = 20 cm maka f = 10 cm Ditanya :

a. s’ b. M

(26)

c.

Jadi jarak bayangannya 10 cm

b. M = s'

s= 10

5 =2 kali

c. Sifat-sifat bayangannya adalah : maya, te tegak, diperbesar, di ruang IV.

3. Sebuah benda diletakkan 25 cm didepan cermin cekung yang mempunyai jarak focus 10 cm. Besar jarak bayangan dan perbesaran benda adalah Penyelesaian :

4. Berkas sinar datang dari intan ke udara. Bila indeks bias intan = 2,4 dan indeks bias udara = 1 tentukan sudut kritis pada intan!

Penyelesaian:

(27)

n2 = 1 datang 30°. Tentukan besar sudut bias?

Penyelesaian :

6. Sebuah lensa plan konveks dengan jari-jari 100 cm dan indeks bias 3/2. Sebuah benda terletak di depan lensa dan dibentuk bayangan nyata dengan perbesaran 2 kali, tentukan letak benda di depan lensa tersebut ?

(28)

= 50 + (50/2)

= 60 cm

7. Cepat rambat cahaya di medium A besarnya 2 x 108 m/s. Bila cepat rambat cahaya di ruang hampa 3 x 108 m/s, berapakah indeks bias mutlak medium itu?

8. Seseorang memiliki titik jauh 200 cm. Berapakah kekuatan lensa kaca mata orang tersebut agar ia dapat melihat dengan normal.

Penyelesaian :

Diketahui: PR= (titik jauh) = 200 cm, S = ~ , S’ = - PR = -200 Ditanya : P = ….dioptri

(29)

9. Titik dekat mata seseorang terletak pada jarak 120 cm di depan mata. Untuk melihat dengan jelas suatu benda yang terletak 30 cm di depan mata, berapakah kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai orang tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui: Titik dekat mata (sn) = 120 cm

Tujuan melihat benda pada 30 cm

Ditanya :

P

lensa ?

10. Seseorang penderita rabun dekat (hipermetropi) mempunyai titik dekat 50 cm. Berapa kuat lensa kaca mata yang harus digunakan agar:

a. ia dapat membaca pada jarak normal.

(30)

1

Zainuddin,1999.Dasar –Dasar Gelombang dan Optika. Universitas Lambung Mangkurat: Banjarmasin.

Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid II. Jakarta: Penerbit Erlangga

Figur

Gambar  3  Sinar  yang  sejajarsumbu  utama  akan  dipantulkancermin cekung melalui titik fokus
Gambar 3 Sinar yang sejajarsumbu utama akan dipantulkancermin cekung melalui titik fokus . View in document p.7
Gambar 7. Benda AB tepat di titik fokus maka
Gambar 7 Benda AB tepat di titik fokus maka. View in document p.8
Gambar 13. Sinar yang datangmenuju  pusat  kelengkunganakan  dipantulkan  kembalimelalui sinar itu juga.
Gambar 13 Sinar yang datangmenuju pusat kelengkunganakan dipantulkan kembalimelalui sinar itu juga . View in document p.9
Gambar 15. Hubungan antara jarak
Gambar 15 Hubungan antara jarak. View in document p.10
Gambar
Gambar . View in document p.10
Gambar  17.  sinar  merambat  darimedium kurang rapat ke medium lebihrapat akan dibiaskan mendekati garisnormal, sudut r < i
Gambar 17 sinar merambat darimedium kurang rapat ke medium lebihrapat akan dibiaskan mendekati garisnormal sudut r i. View in document p.14
Gambar 20.  Pembiasan cahaya pada mata hipermetropi (rabun dekat)
Gambar 20 Pembiasan cahaya pada mata hipermetropi rabun dekat . View in document p.16
Gambar 21. Pembiasan cahaya pada teropong bintang dengan lensa mata tidak berakomodasi
Gambar 21 Pembiasan cahaya pada teropong bintang dengan lensa mata tidak berakomodasi. View in document p.20
Gambar 22: Pembiasan cahaya pada teropong bintang untuk lensa mata berakomodasi
Gambar 22 Pembiasan cahaya pada teropong bintang untuk lensa mata berakomodasi. View in document p.21
Gambar 24. Pembiasan cahaya pada mikroskop
Gambar 24 Pembiasan cahaya pada mikroskop. View in document p.22
Gambar 23. Mikroskop
Gambar 23 Mikroskop. View in document p.22
Gambar 25: Pembiasan cahaya pada mikroskop
Gambar 25 Pembiasan cahaya pada mikroskop. View in document p.23

Referensi

Memperbarui...