Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan kuantitatif. Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari

Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan kuantitatif

Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan

sehari-hari Mikroskop merupakan salah satu

penemuan teknologi dalam bidang optik yang memungkinkan manusia

bisa melihat dan mengamati mikro organisme yang ukurannya sangat kecil. Penemuan ini mendorong

bidang kedokteran untuk menyelidiki perilaku virus dan menemukan obat dari berbagai

penyakit yang disebabkan oleh virus tersebut.

A. Mata

Mata manusia mempunyai cairan bening yang dapat berfungsi seperti lensa positif. Lensa mata dapat berubah-ubah jarak fokusnya. Kemampuan mata merubah jarak fokus lensa mata disebut daya akomodasi. Perubahan jarak fokus ini menyesuaikan dengan posisi benda yang dilihat, agar bayangan yang dihasilkan tepat jatuh di retina.

Mata Manusia

Saat mata melihat jauh otot yang mengatur kecembungan lensa mata sangat rileks dan bentuk lensa mata sangat pipih.

Keadaan mata saat otot mata sangat rileks disebut mata tanpa berakomodasi. Sebaiknya ketika melihat dekat, otot mata berkontraksi dan lensa mata sangat cembung. Keadaan mata dimana otot mata berkontraksi paling kuat disebut mata berakomodasi maksimum.

1. Titik Jauh dan Titik Dekat Mata

Saat tidak berakomodasi, mata manusia normal dapat melihat benda jauh tak terhingga (∞). Jarak terjauh yang masih dapat dilihat oleh mata tanpa berakomodasi disebut punctum remotum. Jarak ini disebut juga dengan istilah titik jauh mata.

Semakin bertambah usia titik jauh mata akan berkurang.

A. Mata melihat jauh, tanpa akomodasi

B. Mata melihat dekat, berakomodasi maskimum Benda Bayangan

Benda Bayangan

Pernahkah kalian membuat foto dengan menggunakan kamera analog? Saat membidik objek benda yang berbeda kadangkala kita harus mengatur fokus kamera, karena bayangan yang terlihat tidak jelas (blur). Proses mengatur fokus lensa kamera agar agar memperoleh bayangan yang jelas ini, hampir sama dengan pengaturan lensa mata agar bayangan tepat jatuh di retina.

Saat bayangan benda jatuh di depan atau di belakang retina syaraf mata tidak dapat mendeteksi bayangan benda dengan jelas.

Akibatnya kesan benda yang kita lihat menjadi kabur (blur). Sebaliknya saat bayangan benda jatuh tepat di retina, syaraf mata dapat memberi kesan penglihatan yang jelas.

Kornea

Pupil

Lensa mata Syaraf

penglihatan Retina

Otot mata

Jari-jari lensa cembung mempengaruhi letak titik fokusnya. Dapatkah kalian menjelaskan perbedaannya?

Saat berakomodasi maskimum, mata normal manusia dapat melihat jelas pada jarak 25 cm.

Jarak terdekat yang masih dapat dilihat jelas oleh mata saat berakomodasi maksimum disebut punctum proximum. Jarak ini disebut titik dekat mata atau sering juga disebut jarak baca. Seiring dengan pertambahan usia titik dekat mata akan semakin menjauh.

2. Cacat Mata

Rabun jauh dan rabun dekat adalah cacat mata karena pengaruh daya akomodasi yang semakin menurun. Rabun jauh (miopi) adalah cacat mata dimana penderita dapat melihat benda dekat, tetapi tidak bisa melihat benda yang letaknya jauh. Penderita miopi memiliki keterbatasan dalam melihat jauh. Hal ini terjadi karena saat melihat jauh lensa mata tidak benar-benar memipih, sehingga bayangan jatuh di depan retina. Penderita rabun jauh dapat ditolong dengan menggunakan kacamata lensa negatif.

Rabun jauh, bayangan jatuh di depan retina

Rabun dekat (hipermetropi) adalah cacat mata dimana penderita dapat melihat benda jauh, tetapi tidak dapat melihat benda-benda yang jaraknya dekat. Titik terdekat mata penderita hipermetropi melebihi titik dekat mata normal. Hal ini terjadi karena saat melihat dekat, lensa mata masih terlalu pipih sehingga bayangan jatuh di belakang retina. Penderita rabun dekat ditolong dengan menggunakan kacamata lensa positif agar dapat membaca normal.

Rabun Dekat, bayangan jatuh di belakang retina

Selain kedua cacat mata di atas, cacat mata yang lain adalah mata tua. Mata tua memiliki titik jauh pada jarak tertentu dan titik dekatnya melebihi jarak baca normal. Penderita mata tua ditolong dengan kacamata yang memiliki lensa posititf dan negatif. Tabel berikut ini menunjukkan perbandingan titik dekat dan titik jauh mata dari berbagai cacat mata dan mata normal.

Keadaan Mata Letak titik Dekat Letak Titik Jauh Lensa Kacamata untuk Menolong

Mata Normal 25 cm Jauh tak hingga (∞) -

Rabun Jauh 25 cm Jarak tertentu Lensa negatif

Rabun Dekat Lebih dari 25 cm Jauh tak hingga (∞) Lensa Positif Mata Tua Lebih dari 25 cm Jarak tertentu Lensa negatif dan positif

Benda jauh

Bayangan

Benda dekat

Bayangan

3. Kuat Lensa Kacamata

Dengan mengetahui letak titik jauh dan titik dekat penderita cacat mata, maka kita bisa menentukan kekuatan lensa yang diperlukan oleh penderita cacat mata. Secara matematis kuat lensa dirumuskan:

P = ¹⁰⁰ 𝑓 Keterangan:

P: kuat lensa (dioptri)

f : jarak fokus lensa (dinyatakan dalam cm)

Selain itu persamaan untuk lensa tipis, seperti yang telah kalian pelajari saat di bangku SMP adalah sebagai berikut:

1

𝑓

=

¹_𝑆

+

_𝑆′¹

Ketrangan:

f : jarak fokus lensa S : jarak benda ke lensa S’: jarak bayangan ke lensa Contoh Soal:

1. Anto menderita rabun jauh. Anto hanya bisa melihat benda dengan jelas pada jarak paling jauh 4 meter di depannya. Berapa kuat lensa yang harus digunakan Anto?

Penyelesaian:

Jarak terjauh yang dapat dilihat adalah 4 meter = 400 cm, agar dapat melihat benda jauh tak hingga maka bayangan oleh kacamata harus berada di depan lensa sejauh 400 cm. Jadi dapat diketahui bahwa:

S = ∞

S’ = - 400 cm (bayangan di depan lensa bernilai negatif)

Langkah pertama adalah menghitung fokus lensa yang diperlukan yaitu:

1

𝑓

=

¹_𝑆 + ¹ 𝑆′

=

_∞¹ + ¹

−400 𝑐𝑚

=

^{0 +} _{− 400 𝑐𝑚}¹

=

_{− 400 𝑐𝑚}¹

Maka dapat di simpulkan bahwa nilai fokus lensa f = - 400 cm.

Bukalah kembali buku pelajaran IPA kalian saat di bangku SMP/MTs.

Yang diperlu diperhatikan saat menyelesaikan soal tentang lensa adalah sebagai berikut:

 Fokus lensa cembung bernilai positif (+), sebaliknya fokus lensa cekung bernilai negatif (-).

 Jarak bayangan di belakang lensa adalah (+), sebaliknya jarak bayangan di depan lensa adalah (-).

Langkah berikutnya adalah menghitung kuat lensa dengan persamaan sebagai berikut:

P = ¹⁰⁰ 𝑓 = ¹⁰⁰

− 400

=

- 0,25

Jadi Anto memerlukan kacamata lensa negatif dengan kuat lensa – 0,25 dioptri.

2. Dewi menderita rabun dekat dan harus menggunakana kacamata dengan kuat lensa + 2 dioptri untuk membaca normal. Berapa titik dekat Dewi?

Penyelesaian:

Kuat lensa adalah + 2 D untuk membaca dengan jarak baca normal 25 cm. Jadi dapat diketahui bahwa:

P = 2 D S = 25 cm

Langkah pertama adalah menentukan fokus lensa yang digunakan oleh Dewi dengan menggunakan persamaan:

P = ¹⁰⁰ 𝑓 2 = ¹⁰⁰

𝑓 maka fokus lensa adalah f = 50 cm, jadi Dewi menggunakan kacamata positif dengan jarak fokus 50 cm.

Langkah selanjutnya adalah mencari titik dekat Dewi yang dianalogikan sama dengan jarak bayangan yang jatuh di depan lensa saat Dewi membaca dengan jarak baca normal 25 cm.

1

𝑓

=

¹_𝑆 ⁺ _𝑆′¹

1

𝑆′

=

¹_𝑓 ^{- 1}_𝑆

=

_{50 𝑐𝑚}¹ - ¹

25 𝑐𝑚

=

_{50 𝑐𝑚}¹⁻²

=

_{50 𝑐𝑚}⁻¹ jadi jarak bayangan adalah S’ = - 50 cm.

Artinya lensa yang digunakan Dewi mampu menghasilkan bayangan pada jarak 50 cm di depan lensa. Jadi titik dekat Dewi adalah 50 cm.

B. Kamera

Prinsip kerja kamera analog menggunakan lensa sabagai komponen utama agar dihasilkan bayangan yang tajam pada plat film. Untuk memahami prinsip kamera mari lakukan kegiatan berikut ini.

Sediakan alat dan bahan sebagai berikut:

1. Lampu senter 2. Gelas kaca bening 3. Pensil

4. Kertas Karton putih 5. Air jernih secukupnya Langkah percobaan:

1. Potong karton putih menjadi dua bagian sama besar.

2. Buat lubang dengan ukuran kurang lebih sebesar diameter pensil pada salah satu potongan karton dan jadikan potongan yang lain sebagai layar.

3. Isikan air jernih ke dalam gelas.

4. Susunlah alat-alat dengan tata urutan letak adalah senter, gelas, karton berlubang dan karton sebagai layar seperti gambar di atas.

5. Letakkan pensil dengan posisi melintang diantara gelas dan lampu senter.

6. Nyalakan lampu senter dan atur letak gelas serta letak layar sampai diperoleh bayangan pensil yang jelas pada layar.

7. Amati dan terangkan bayangan pensil yang muncul di layar.

Apa yang kalian lakukan pada kegiatan di atas, dapat menerangkan prinsip kerja kamera.

Kamera memiliki bagian utama yaitu lensa positif yang berfungsi menajamkan gambar agar jatuh tepat di plat film. Layar pada kegiatan percobaan di atas identik dengan plat film yang berfungsi menangkap gambar. Sedangkan gelas berisi air pada percobaan di atas, identik dengan lensa positif kamera. Bagian-bagian kamera dapat digambarkan seperti berikut.

Benda

Bayangan Plat film

Lensa Positif

Shutter

Pada saat pengambilan foto, shutter membuka dalam waktu yang sangat singkat. Hal ini menyebabkan cahaya pantul dari objek yang sudah difokuskan oleh lensa mengenai plat film.

Plat film terbuat dari seluloid yang dilapisi dengan gelatin dan perak bromide yang sangat peka terhadap cahaya. Jejak cahaya pantul dalam plat film membentuk pencitraan objek dalam format film negatif yang dapat diolah dan dicetak dalam bentuk foto.

Pada era sekarang ini, peran kamera manual seperti di atas digantikan dengan kamera digital. Kamera digital lebih praktis digunakan karena tidak perlu proses mencuci film untuk memperoleh hasil photografi yang baik. Bahkan kamera digital dapat terhubung langsung dengan printer sehingga pengguna bisa mencetak langsung photo yang diambil.

Pada dasarnya kamera digital memiliki prinsip kerja yang sama dengan kamera manual.

Kamera membutuhkan lensa positif untuk memfokuskan objek yang hendak difoto. Hanya saja kamera digital tidak menggunakan plat film. Fungsi plat film dalam kamera digital diganti dengan sebuah sensor yang disebut CCD (Charge Coupled Device) yaitu sebuah sensor yang merubah cahaya menjadi sinyal listrik yang dapat diubah menjadi format digital. Untuk merubahnya sinyal listrik dari CCD menjadi format digital diperlukan komponen yang disebut ADC (Analog to Digital Converter).

1. Tedy menderita rabun dekat. Titik dekat Tedy adalah 60 cm.

a. Dapatkah Tedy melihat jelas benda yang ber jarak 40 cm?

b. Agar Tedy dapat membaca normal pada jarak 25 cm berapa kuat lensa kacamata yang dibutuhkan?

2. Untuk membaca normal bu Dinta mengenakan kacamata baca + 2,5 dioptri.

a. Berapa jarak fokus lensa kacamata bu Dinta?

b. Dapatkah bu Dinta melihat jelas objek yang berjarak 50 cm darinya? Jelaskan jawabanmu.

3. Rina dapat meilhat jelas benda yang jaraknya tidak lebih dari 20 meter darinya. Terangkan cacat mata apa yang di derita Rina? Tentukan jenis dan kuat lensa kacamata yang harus dikenakan Rina untuk melihat normal?

4. Boby membutuhkan kacamata – ¹₈ dioptri untuk melihat benda jauh tak hingga. Berilah alasan yang logis, dapatkah Boby melihat dengan jelas papan tulis yang berjarak 5 meter darinya?

5. Sebuah kamera memfokuskan objek yang sangat jauh letaknya dengan lensa yang memiliki jarak titik api 40 mm. Berapa jauh lensa kamera harus digeser agar dapat memfokuskan bayangan benda yang terletak pada jarak 2 m di depan kamera?

C. Lup

Lup disebut juga kaca pembesar karena dapat membantu manusia melihat benda-benda yang berukuran kecil. Tukang reparasi jam menggunakan lup untuk melihat bagian-bagian jam yang susah diamati dengan mata langsung.

Lup memilik bagian utama yang terbuat dari lensa positif. Sifat bayangan benda yang dihasilkan oleh lup adalah maya, tegak dan diperbesar. Untuk memperoleh bayangan dengan sifat-sifat tersebut, maka letak benda yang dilihat dengan lup adalah diantara pusat lensa dan titik apinya. Bila pengamatan dilakukan dalam waktu yang lama, sebaiknya letak benda tepat berada di fokus lensa. Saat benda di titik api lensa, bayangan akan berada di tempat yang sangat jauh, sehingga mata pengamat dalam keadaan rilek tanpa akomodasi.

Gambar di atas menunjukkan skema pengamatan benda secara langsung dan dengan bantuan lup saat mata tanpa berakomodasi. Perbesaran angular benda saat diamati langsung adalah .

Sedangkan perbesaran angular benda saat diamati dengan lup adalah . Bila tinggi benda diketahui h, maka nilai tan = _𝑆𝑛^ℎ dan tan =^ℎ_𝑓 .

Perbesaran angular yang dilakukan oleh lup adalah:

M = ^{𝑡𝑎𝑛𝛽}

𝑡𝑎𝑛𝛼=

ℎ 𝑓 ℎ 𝑆𝑛

= ^ℎ

𝑓 x ^𝑆𝑛

ℎ = ^𝑆𝑛

𝑓

Bingkai

Lensa positif

Tangkai lup Skrup pengendali





Bayangan benda di jauh tak hingga

Jarak baca normal = Sn = 25 cm

f Kunjungi laman:

http://physics.tutorvista.com /light/optical-

instruments.html

Jadi perbesaran angular oleh lup saat mata tidak berakomodasi adalah sebagai berikut:

M = ^𝑆𝑛 𝑓 Keterangan:

M : Perbesaran lup saat mata tidak berakomodasi Sn : jarak baca normal (cm)

f : fokus lensa lup (cm)

Pada saat mata berakomodasi maksimum, perbesarn lup dirumuskan:

M = ^𝑆𝑛 𝑓 + 1

D. Mikroskop

Untuk melihat benda yang ukurannya sangat kecil seperti mikro organisme, tidak bisa dilakukan dengan lup. Untuk mengamati mikro organisme dibutuhkan alat yang mampu memperbesar benda puluhan kali lipat yaitu mikroskop. Komponen utama mikoskop adalah dua buah lensa positif. Bayangan akhir benda pada mikroskop diperbesar sebanyak dua kali, oleh karena itu mikroskop memiliki perbesaran yang lebih tinggi dibandingkan dengan lup.

Lensa yang dekat dengan mata pengamat disebut lensa okuler. Lensa okuler memiliki sifat yang sama dengan lup. Rumus perbesaran yang dilakukan oleh lensa okuler sama dengan rumus perbesaran lup.

Untuk mata tidak berakomodasi perbesaran okuler adalah:

Mokuler = _𝑓^𝑆𝑛

𝑜𝑘

Sedangkan saat mata berakomodasi maksimum perbesaran okuler adalah:

Mokuler = _𝑓^𝑆𝑛

𝑜𝑘 + 1

Lensa mikroskop yang dekat dengan objek disebut lensa objektif. Perbesaran lensa objektif dirumsukan:

Mobjektif = ^{ℎ′𝑜𝑏}

ℎ_𝑜𝑏 = ^{𝑆′𝑜𝑏}

𝑆_𝑜𝑏

Sedangkan perbesaran total mikroskop adalah:

Mtotal = Mokuler x Mobjektif Lensa

okuler

Lensa objektif

Objek yang diamati

Cermin pengatur cahaya

Diagram pengamatan dengan mikroskop dimana mata tidak berakomodasi ditunjukkan oleh gambar sebagai berikut:

Pada gambar di atas, panjang mikroskop dirumuskan:

d = S’ob + Sok

Karena bayangan oleh lensa objektif jatuh tepat di titik fokus lensa okuler maka Sok = fok,

sehingga panjang mikroskop dapat dirumuskan:

d = S’ob + fok

Contoh Soal:

Sebuah mikroskop memiliki jarak fokus lensa objektif dan okuler masing-masing adalah 2 cm dan 5 mm. Sebuah benda diletakkan pada jarak 3 cm dari lensa objektif sehingga pengamat dapat melihat bayangan benda tanpa berakomodasi. Tentukan perbesaran total yang dialami oleh benda tersebut.

Penyelesaian:

fob = 2 cm fok = 5 cm Sob = 3 cm

Sn = 25 cm (dianggap mata normal)

Untuk menentukan perbesaran total dihitung dulu perbesaran oleh lensa okuler sesuai dengan rumus lup saat mata tidak berakomodasi:

Mok = ^𝑆𝑛

𝑓_𝑜𝑘 = ^{25 𝑐𝑚}_{5 𝑐𝑚} = 5 kali

Jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

1 𝑓_𝑜𝑏 = ¹

𝑆_𝑜𝑏 + ¹

𝑆′_𝑜𝑏 sehingga berlaku persamaan:

Lensa

objektif Lensa

okuler

Bayangan oleh okuler di jauh tak hingga

fob fok

Panjang mikroskop = d = S’ob + fok

Benda yang diamati

1 𝑆′_𝑜𝑏 = ¹

𝑓_𝑜𝑏 - ¹

𝑆_𝑜𝑏

= _{2 𝑐𝑚}¹

-

_{3 𝑐𝑚}¹ =_{6 𝑐𝑚}³⁻² = _{6 𝑐𝑚}¹ maka nilai S’ob = 6 cm.

Perbesaran oleh lensa objektif adalah Mob = ^{𝑆′𝑜𝑏}

𝑆_𝑜𝑏 =^{6 𝑐𝑚}

3 𝑐𝑚

=

2 kali.

Perbesaran total benda oleh mikroskop adalah:

Mtotal = Mokuler x Mobjektif

= 5 x 2 = 10 kali.

E. Teropong

Teropong dibedakan menjadi dua yaitu teropong bintang dan teropong bumi. Teropong bintang digunakan untuk mengamati benda-benda luar angkasa. Teropong bintang memiliki dua buah lensa yaitu lensa objektif dan lensa okuler.

Letak lensa okuler dekat dengan mata pengamat.

Lensa objektif teropong bintang menerima pantulan cahaya dari luar angkasa yang jaraknya sangat jauh. Cahaya dari tempat yang sangat jauh tersebut akan dibiaskan melalui titik fokus lensa objektif. Pengamatan astronomi memerlukan waktu yang sangat lama, oleh karena itu agar tidak cepat lelah, mata pengamat diatur rilek tanpa berakomodasi. Agar mata pengamat rilek, maka bayangan lensa objektif teropong jatuh tepat di fokus okuler. Jadi pada teropong bintang titik fokus lensa objektif dan okuler berhimpit dalam satu titik.

Panjang teropong bintang adalah d = S’ob + Sok, karena S’ob = fob

dan Sok = fok, maka panjang teropong dapat dirumuskan:

d = fob + fok Pada tahun 1608 cikal bakal

teropong pertama kali disampaikan oleh seorang tukang kaca mata berkebangsaan Belanda bernama Lippershey Hans.

Ia menggunakan dua buah lensa yang disatukan untuk melihat benda-benda yang letaknya sangat jauh.

Galileo Galilei melakukan modifikasi temuan tersebut sehingga tercipta teropong astronomi untuk mengamati benda-benda luar angkasa.

Bayangan oleh okuler di jauh tak hingga Lensa

objektif

Lensa okuler fob

fok

Panjang teropong d = S’ob + Sok

Perbesaran bayangan oleh teropong dirumuskan:

M = ^𝑓𝑜𝑏

𝑓_𝑜𝑘

Sifat bayangan akhir yang dibentuk oleh teropong bintang adalah maya, diperbesar dan terbalik dari benda aslinya. Sifat bayangan benda yang terbalik tersebut akan terasa aneh bila digunakan untuk melihat benda-benda yang ada dipermukaan bumi. Teropong bumi dilengkapi dengan lensa pembalik agar bayangan akhir yang dihasilkan tegak seperti benda aslinya.

Pada teropong bumi sebuah lensa positif diletakkan di antara lensa objektif dan okuler. Lensa ini disebut lensa pembalik, berfungsi membalik bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif.

Diagram dari teropong bumi saat mata pengamat tidak berakomodasi adalah sebagai berikut:

Pada teropong bumi bayangan oleh lensa objektif tepat berada di fokus objektif yang berhimpit dengan jarak dua kali fokus lensa pembalik. Oleh lensa pembalik ini bayangan lensa objektif dibalik pada jarak dua kali fokus lensa pembalik yang berhimpit dengan fokus lensa okuler.

Panjang teropong bumi saat pengamatan mata tidak berakomodasi adalah:

d = fob + 4fp + fok

Perbesaran bayangan oleh teropong bumi pada keadaan ini adalah:

M = ^𝑓𝑜𝑏

𝑓_𝑜𝑘

Mata pengguna teropong bumi akan berakomodasi maksimum bila bayangan yang dibentuk oleh lensa pembalik jatuh di antara pusat dan fokus lensa okuler. Saat mata pengamat berakomodasi maksimum, panjang dan perbesaran bayangan teropong dirumuskan sebagai berikut:

d = fob + 4fp + Sok

M = ^𝑓𝑜𝑏

𝑆_𝑜𝑘 Indonesia memiliki wahana

teropong bintang Bosscha yang berada di Lembang, Bandung. Teropong ini dibangun atas inisiatif dari Joan Goerge Gijsbertus Voute.

Bayangan oleh okuler di jauh tak hingga Lensa

objektif

Lensa okuler Lensa

pembalik 2fp

fob fp

2fp

fok

fob 4fp fok

1. Tersedia tiga buah lensa positif dengan jarak fokus masing-masing 4 cm, 40 cm dan 2 m.

Lensa manakah yang cocok digunakan sebagai kaca pembesar untuk membaca koran?

Berilah penjelasan secukupnya pada jawabanmu.

2. Sebuah lup digunakan oleh mata normal tanpa akomodasi dapat menghasilkan perbesaran bayangan benda sebesar 10 kali.

a. Berapakah jarak fokus lup tersebut?

b. Berapa jarak benda dari lup saat itu?

3. Jarak fokus lensa objektif dan okuler sebuah mikroskop masing-masing adalah 2 mm dan 10 cm. Mikroskop tersebut digunakan untuk mengamati benda yang diletakkan pada jarak 3 mm dari lensa objektik. Pengamat dilakukan tanpa akomodasi.

a. Berapa perbesaran benda yang diamati?

b. Hitung panjang mikroskop saat itu.

4. Budi mengamati objek dalam preparat yang diletakkan 4 cm di bawah lensa objektif mikroskop. Titik dekat Budi adalah 30 cm dalam kondisi mata berakomodasi maksimum.

Jarak fokus lensa objektif dan okuler masing, masing adalah 3 cm dan 5 cm.

a. Berapa perbesaran bayangan objek tersebut?

b. Hitung jarak antara kedua lensa mikroskop saat itu.

5. Dengan ditemukannya teropong, benda-benda luar angkasa dapat terdeteksi dengan baik.

Jelaskan mengapa pengamatan benda-benda tersebut dilakukan dalam kondisi mata pengamat berakomodasi minimum.

6. Johan menemukan dua buah lensa positif dengan jarak fokus 4 cm dan 20 cm. Johan hendak membuat sebuah teropong dengan kedua lensa itu.

a. Berilah alasanmu, lensa yang manakah yang cocok sebagai okuler teropong?

b. Berapa panjang teropong yang dibuat Johan?

c. Tentukan perbesaran bayangan benda bila dilihat dengan teropong Johan.

7. Jarak titik fokus lensa objektif, okuler dan pembalik teropong bumi masing-masing adalah 50 cm, 5 cm dan 10 mm. Tentukan perbesaran bayangan benda dan panjang teropong bumi tersebut, bila pengamatan dilakukan tanpa akomodasi.

8. Teropong bumi memiliki panjang 120 cm saat digunakan untuk mengamati benda dengan kondisi mata berakomodasi maksimum. Jarak fokus lensa objektif, pembalik dan okuler teropong tersebut adalah 100 cm, 15 cm dan 10 cm. Hitung perbesaran bayangan benda yang diamati dengan teropong bumi itu.

Aspek Kognitif: Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan kuantitatif serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Bagian 1: Soal pilihan Ganda

1. Perhatikan diagram mata manusia berikut.

Bagian mata manusia yang berfungsi memfokuskan cahaya dan mengatur intensitas cahaya yang masuk ke mata ditandai dengan angka….

a. 1 dan 2 b. 1 dan 3 c. 2 dan 1 d. 2 dan 3 e. 3 dan 4

2. Perhatikan pernyataan berikut ini:

1) Lensa mata terlalu pipih sehingga bayangan jatuh di belakang retina.

2) Lensa mata terlalu cembung sehingga bayangan jatuh di depan retina.

3) Untuk melihat normal ditolong dengan kacamata lensa (+).

4) Untuk melihat normal ditolong dengan kacamata lensa (-).

5) Untuk melihat normal ditolong dengan kacamata lensa (+) dan (-).

Pernyataan yang benar tentang rabun dekat adalah….

a. 1 dan 3 b. 1 dan 4 c. 2 dan 3 d. 2 dan 4 e. 2 dan 5

3. Titik dekat mata seseorang adalah 60 cm. Agar dapat membaca normal, maka kuat lensa dari kacamata yang dikenakan adalah….

a. -2¹₃ b. - ³₇ c. + ³₇ d. +2¹₃ e. +2²₃

4. Untuk melihat normal Reni harus mengenakan kacamata dengan kuat lensa – ¹₃ dioptri. Hal ini berarti Reni memiliki jarak titik….

a. jauh 3 meter b. dekat 3 meter c. jauh 0,33 meter d. dekat 0,33 meter e. jauh 0,11 meter

5. Perhatikan diagram kamera berikut ini:

Bagian yang berfungsi memfokuskan cahaya dan menangkap bayangan adalah….

a. 1 dan 2 b. 1 dan 3 c. 2 dan 1 d. 2 dan 3 e. 3 dan 4

1 2

4 3

1

3 2

4

6. Prinsip kerja kamera hampir sama dengan mata. Bagian kamera yang prinsip kerjanya identik dengan retina mata adalah….

a. lensa b. diafragma c. shutter d. plat film e. lampu blitz

7. Sebuah kamera analog memiliki lensa dengan fokus 8 cm. Kamera tersebut diatur untuk melihat benda yang sangat jauh. Agar kamera bisa menangkap objek yang berjarak 2 meter di depannya dengan jelas, maka lensa kamera harus digeser….

a. 0,33 cm mendekati plat film b. 0,33 cm menjauhi plat film c. 8,33 cm mendekati plat film d. 8,33 menjauhi plat film e. 12,3 mendekati plat film

8. Bayangan benda mampu diperbesar 11 kali oleh lup dengan mata normal yang berakomodasi maksimum. Jarak fokus lup yang digunakan adalah….

a. 2,0 cm b. 2,5 cm c. 4,0 cm d. 5,0 cm e. 5,5 cm

9. Sifat bayangan benda yang dihasilkan oleh lup adalah….

a. maya, tegak, diperbesar b. maya, terbalik, diperbesar c. nyata, tegak, diperbesar d. nyata, terbalik, diperbesar e. nyata, tegak, dipertajam

10. Bila O dan F adalah pusat dan titik fokus lup, maka letak objek saat dilihat dengan menggunakan lup yang tepat adalah….

a. antara O dan F b. antara O dan 2F c. antara F dan 2F d. antara F dan 2 F e. lebih dari 2F

11. Sebuah lup membiaskan cahaya matahari tepat pada jarak 4 cm di depannya. Lup tersebut digunakan untuk membaca dimana mata tanpa berakomodasi. Perbesaran bayangan yang dihasilkan lup adalah….

a. 0,25 kali b. 4,25 kali c. 5,25 kali d. 6,25 kali e. 7,25 kali

12. Bila dibandingkan benda aslinya, maka sifat bayangan akhir yang dibentuk oleh mikroskop adalah….

a. maya, tegak, diperbesar b. maya, terbalik, diperbesar c. nyata, tegak, diperbesar d. nyata, terbalik, diperbesar e. nyata, tegak, dipertajam

13. Perhatikan gambar mikroskop berikut.

Bagian mikroskop yang berfungsi mengatur pencahayaan dan membentuk bayangan nyata adalah….

a. 1 dan 2 b. 1 dan 3 c. 2 dan 1 d. 2 dan 3 e. 3 dan 4

14. Titik fokus lensa objektif dan okuler mikroskop adalah 4 cm dan 8 cm.

Sebuah objek diletakkan 6 cm di bawah lensa objektif dan diamati oleh seorang siswa tanpa berakomodasi. Jarak lensa objektif dan okuler saat itu adalah….

a. 12 cm b. 16 cm c. 20 cm d. 24 cm e. 30 cm

1

2

3

4

15. Sebuah mikroskop mempunyai lensa objektif dan okuler dengan jarak fokus masing-masing adalah 3 cm dan 10 cm.

Sebuah preparat diletakkan 4 cm di bawah lensa objektif. Preparat tersebut diamati dengan mata berakomodasi maksimum. Perbesaran bayangan yang dihasilkan oleh mikroskop adalah….

a. 2,5 kali b. 3,0 kali c. 3,5 kali d. 7,5 kali e. 10,5 kali

16. Perhatikan pernyataan berikut ini:

1) Lensa okuler membentuk bayangan nyata dan diperbesar.

2) Agar dalam pengamatan mata tidak cepat lelah, maka bayangan oleh lensa objektif tepat berada di titik fokus okuler.

3) Lensa objektif membentuk bayangan maya dan terbalik.

4) Cermin cekung pada mikroskop berfungsi untuk mengatur pencahayaan.

5) Lensa objektif memantulkan cahaya dari preparat.

Pernyataan di atas yang benar tentang mikroskop adalah….

a. 1 dan 3 b. 1 dan 4 c. 2 dan 3 d. 2 dan 4 e. 2 dan 5

17. Sebuah teropong bintang memiliki lensa objektif dan okuler dengan jarak titik api masing-masing 4,2 meter dan 5 cm.

Perbesaran benda langit bila diamati dengan teropong tersbeut adalah….

a. 21 kali b. 36 kali c. 84 kali d. 92 kali e. 425 kali

18. Teropong bintang dengan fokus lensa okuler 20 cm mampu memperbesar benda langit sampai 30 kali. Panjang teropong tersebut adalah….

a. 6,0 meter b. 6,2 meter c. 6,3 meter d. 8,3 meter e. 8,4 meter

19. Bila dibandingkan dengan bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif, maka bayangan yang dihasilkan oleh lensa pembalik teropong bumi adalah….

a. terbalik dan diperbesar b. terbalik dan sama besar c. tegak dan diperbesar d. tegak dan sama besar e. tegak dan diperkecil

20. Dengan mata berakomodasi maksimum, teropong bumi mampu memperbesar bayangan 10 kali. Bila fokus lensa objektif dan pembalik masing-masing adalah 25 cm dan 6 cm, maka panjang teropong adalah….

a. 26,5 cm b. 27,5 cm c. 33,5 cm d. 51,5 cm e. 64,0 cm

Bagian 2: Uraian

1. Saat kita duduk lama dan mengerjakan sesuatu dengan komputer, mata kita akan terasa lelah. Kita harus keluar ruangan dan melihat pemandangan jauh untuk mengurangi kelelahan mata. Terangkan mengapa melihat pemandangan jauh bisa membantu mengurangi kelelahan mata.

2. Sebuah kamera digunakan untuk mengambil foto sebuah objek. Lensa kamera dengan titik api 3,6 cm berhasil memfokuskan objek tepat di plat film yang berjarak 4,0 cm di belakang lensa. Hitung jarak objek dari lensa kamera.

3. Johan memakai kacamata dengan kuat lensa - ¹₂ dioptri. Dapatkan Johan melihat benda 2 meter di depannya dengan jelas tanpa mengenakan kacamata tersebut? Berilah penjelasan logis secukupnya pada jawabanmu.

4. Seorang kakek harus mengenakan kacamata dengan dua jenis lensa sekaligus untuk membaca dan melihat jauh. Ukuran kuat lensa kakek tersebut adalah + 2¹₂ dioptri dan – 1¹₄ dioptri. Tentukan titik dekat dan jauh kakek.

5. Sebuah mikrsokop memiliki lensa objektif dan okuler dengan jarak fokus masing-masing 12 cm dan 5 cm. Bila dikehendaki terbentuk bayangan dengan perbesaran 15 kali saat mata pengamat tidak berakomodasi, dimanakah benda harus diletakkan? Berapakah panjang mikroskop saat itu?

6. Teropong bintang memiliki lensa okuler 15 cm mampu menghasilkan perbesaran benda langit sebesar 12 kali.

a. Tentukan jarak fokus lensa objektif teropong.

b. Hitunglah panjang teropong.

7. Jelaskan mengapa diperlukan lensa pembalik pada teropong bumi. Terangkan bagaimana cara kerja lensa pembalik tersebut.

Aspek Psikomotor: Merencanakan dan melaksanakan percobaan titik berat dan keseimbangan benda tegar.

Penilaian Projek Tujuan:

Menyajikan rancangan dan membuat teropong bumi.

Alat dan bahan:

1. Tiga buah lensa cembung dengan jarak fokus yang berbeda.

2. Gunting 3. Plastisin.

4. Karton.

5. Isolasi.

Langkah kerja:

1. Bentuklah kelompok yang terdiri dari 3 – 4 siswa.

2. Dengan alat dan bahan yang disediakan, buatlah rancangan teropong bumi.

3. Tulis rancangan yang kamu buat dan konsultasikan dengan guru sebelum kalian mulai membuat teropong berdasarkan rancangan tadi.

4. Buatlah teropong bumi sesuai dengan rancangan yang telah dibuat.

5. Ujilah teropong Anda untuk melihat benda-benda jauh di permukaan bumi.

Aspek Afektif: Menunjukkan perilaku ilmiah kreatif, rasa ingin tahu dan peduli lingkungan sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi.

Penilaian Sikap

Saat melakukan kerja kelompok tunjukkan kreativitas, rasa ingin tahu dan kepedulian terhadap lingkungan sebagai bagian dari kegiatan pembiasan yang bercirikan sains.