Alat Optik

nambah wawasan : 

 

Alat-alat Optik

1. Mata

Anatomi mata

Mata manusia merupakan perlengkapan anatomi yang cukup kompleks ,yang mendemonstrasikan arsitektur luar biasa yang indah dari anggota tubuh. Subhanallah. Seperti sebuah kamera, mata mampu membiaskan cahaya dan menghasilkan bayangan yang terfokus yang dapat merangsang respon syaraf dan mampu untuk melihat. Mata bersifat sebagai sebuah bola mata yang tak tembus cahaya berisi cairan seperti air.

Bagian depan bola mata adalah lapisan transparan terbuka  dikenal sebagai kornea. Kornea adalah membran tipis yang mempunyai indeks bias mendekati 1,38. Kornea mempunyai manfaat ganda sebagai pelindung mata dan pembias cahaya pada saat masuk ke mata. Setelah cahaya melalui kornea, sebagian   dari cahaya ini melewati suatu bagian yang dapat terbuka yang dikenal dengan pupil. Ternyata sebagai bagian nyata dari anatomi mata, pupil selalu membuka. Pupil adalah bagian berwarna hitam ditengah-tengah bola mata. Pupil terlihat hitam karena dibentuk oleh kenyataan bahwa cahaya yang memenuhi pupil yang masuk ke mata ,diserap pada retina (dan di tempat lain) dan tidak keluar meninggalkan mata. Sehingga, ketika kamu melihat pupil yang terbuka di orang lain, tidak ada cahaya yang masuk pupil orang tersebut dan datang ke matamu, selanjutnya ,pupil akan muncul berwarna hitam. Seperti celah di kamera, ukuran dari bukaan pupil  dapat disesuaikan oleh iris. Iris adalah bagian mata  yang berwarna – untuk sebagian orang berwarna biru  dan berwarna  coklat untuk sebagian yang lain ; bagian ini adalah sebuah diafragma yang mampu menambah dan mengurangi ukuran bukaan mata.            Dalam situasi cahaya terang, iris akan membesar untuk mengurangi ukuran pupil dan mendekati jumlah cahaya yang masuk mata ; dan dalam situasi cahaya yang suram,iris mengatur ukurannya juga sesuai ukuran terbesar pupil dan menambah jumlah cahaya yang masuk mata.  Cahaya yang melalui bukaan pupil,akan masuk ke kristal lensa. Kristal lensa ini terbuat dari serat,material seperti jelli yang mempunyai indeks bias 1,44. Berbeda dengan lensa kamera, lensa mata mampu merubah bentuknya dan menerima setelan yang cocok proses penglihatan. Lensa mata terikat pada otot ciliary. Otot ini mengendur dan mengencang dalam rangka merubah bentuk lensa. Dengan penyesuaian yang hati-hati, otot ciliary membantu mata dalam tugas yang kritis untuk menghasilkan sebuah bayangan di belakang bola mata. Permukaan dalam mata dikenal sebagai retina.  Retina berisi batang dan kerucut yang melayani perintah dari pendeteksian intensitas dan frekuensi dari cahaya yang datang. Mata orang dewasa sangat khas dilengkapi dengan 120 juta batang yang mendeteksi intensitas cahaya dan 6 juta kerucut yang mendeteksi frekuensi cahaya. Batang dan kerucut mengirim impuls/denyutan dari syaraf ke otak. Impuls syaraf berjalan melalui sebuah jaringan sel-sel syaraf; terdapat sekitar satu juta cabang kecil syaraf dari batang dan kerucut menuju otak.Jaringan dari sel-sel syaraf ini terikat bersama membentuk sel optik pada bagian paling belakang dari mata.Masing-masing  bagian mata berperan sebagai sebuah bagian yang jelas sehingga  memungkinkan manusia untuk melihat. Tujuan akhir dari setiap anatomi ini bertujuan agar manusia dapat memfokuskan bayangan pada belakang retina. 

Penemuan dan Pembentukan Bayangan

    Sebelumnya kamu telah mempelajari bahwa mata terdiri atas kornea (membran terluar yang tipis), sebuah lensa yang berdempetan dengan otot ciliary (otot yang mengikat lensa mata), dan sebuah retina (permukaan  dalam yang dilengkapi  dengan sel-sel syaraf). Keempat bagian dari mata ini merupakan alat paling utama dalam menghasilkan bayangan yang dapat ditangkap oleh otak. Untuk memfasilitasi kemampuan melihat, masing-masing bagian harus memungkinkan mata untuk membiaskan cahaya sehingga menghasilkan bayangan pada retina. Untuk kebanyakan orang ,hal ini merupakan kejutan ketika menemui kenyataan bahwa lensa mata tidak berada dimana pembiasan berkas cahaya datang menempati tempatnya.      

 

    Pembiasan kebanyakan terjadi di kornea. Kornea merupakan lapisan luar dari bola mata yang memiliki indeks bias 1,38. Indeks bias kornea besarnya sangat berbeda dibandingkan dengan indeks bias udara disekitarnya. Perbedaan dalam kerapatan optik antara udara  dengan materi kornea dengan kenyataan bahwa kornea mempunyai bentuk lensa konvergen, memberi penjelasan tentang kemampuan kerja kornea pada pembiasan berkas cahaya yang datang. Kristal lensa mampu mengubah bentuknya sesuai dengan otot ciliary. Hal ini menyebabkan perubahan kecil dalam sejumlah tonjolan kornea sesuai dengan penyetelan yang baik beberapa refraksi tambahan yang terjadi ketika cahaya melalui material lensa.  Bentuk yang menonjol dari kornea menyebabkan kornea membiaskan cahaya dalam sebuah bentuk yang sama dengan lensa bikonveks. Panjang fokus dari sistem lensa kornea disesuaikan dengan jumlah konstraksi (atau relaksasi) dari otot ciliary dan bentuk yang dihasilkan oleh lensa. Secara umum, panjang fokusnya mendekati 1,8 cm. Lokasi bayangan, ukuran, dan jenisnya tergantung pada lokasi benda relatif terhadap titik fokus dan titik 2F dari sistem lensa. Karena benda ditempati di titik dalam ruang lebih dari 2 panjang fokus dari “lensa”, bayangannya akan terletak disuatu tempat antara titik fokus dari “lensa” dan titik 2F.  Bayangannya akan terbalik, diperkecil, dan nyata. Sungguh sangat baik, sistem lensa kornea menghasilkan sebuah bayangan dari benda pada permukaan retina; proses melalui kejadian ini dikenal sebagai daya akomodasi. Untungnya, bayangannya adalah bayangan yang nyata – dibentuk melalui berkas cahaya konvergen yang nyata pada suatu titik dalam ruangan. Penglihatan bergantung pada stimulus/rangsangan dari syaraf impuls oleh berkas cahaya photon , hanya bayangan nyata yang mampu  dihasilkan oleh setiap rangsangan. Akhirnya, pengurangan dalam ukuran dari bayangan memenuhi seluruh bayangan menuju gambar yang bagus pada retina. Kenyataannya bayangan akan terbalik ,penampakannya tidak masalah, otak kita akan menjadikan/ membiasakan diri melihat bayangan seperti yang sesungguhnya, dan diterjemahkan sesuai sinyal yang datang sebagai bentuk aslinya di sebelah kanan benda.

         Ada dua  prinsip yang penting menyangkut kemampuan mata untuk melihat benda  baik yang dekat dan yang jauh. Pertama, jarak antara pengamat dan benda akan berpengaruh lebih besar terhadap ukuran bayangan ( ketinggian dan lebar dari bentuk bayangan pada retina) dan kualitas bayangan. Objek yang dilihat secara dekat menghasilkan bayangan yang lebih besar dari biasanya. Setiap bayangan akan memiliki tipe menyebar melewati seluruh retina dan tetap pada kelipatannya akan diperpanjang diluar yang paling ekstrim dari retina. Sehingga, dimensi penuh dari orang yang tingginya 6 kaki tidak akan terlihat jika orang tersebut berdiri 1 meter jauhnya dari mata ( kecuali kalau bola mata berputar dalam kantongnya). Sementara itu, bayangan penuh dari orang yang sama dapat dengan mudah dilihat kalau berdiri 100 meter jauhnya dari mata. Dalam hal ini, kuantitas bayangannya menjadi kecil di ruang belakang retina.  Kekurangannya bagaimanapun ,yaitu bayangan yang rinci akan hilang karena menyesuaikan pengurangan ukuran bayangan. Akibat dari bayangan yang dirangsang bagian kecil dari sel syaraf, beberapa perincian bayangan akan hilang karena sel tersebut gagal menyediakan rangsangan yang cukup untuk memperkenankan otak agar dapat melihatnya. Untuk setiap jarak benda, bayangan kecil yang terbentuk menjadi mustahil untuk dilihat jelas sehingga  penerbangan seseorang menjadi terbuka.   Kedua, perubahan jarak antara pengamat dengan benda menyebabkan masalah yang potensial untuk mata manusia. Benda diletakkan pada jarak yang berubah dari sistem lensa dengan panjang fokus tetap, menghasilkan bayangan dengan jarak yang berubah dari lensa.  Namun , mata harus selalu menghasilkan bayangan di retina – sebuah lokasi yang selalu berjarak sama dari kornea. Mata tidak akan dapat menghasilkan perubahan pada jarak bayangan. Lalu, bagaimana mata selalu memfokuskan bayangan dengan  s_bayangan  tanpa memperhatikan kenyataan bahwa s_benda berbeda ?  Bagaimana sebuah benda yang jauhnya 100 m  dapat difokuskan pada jarak yang sama dari sistem lensa-kornea seperti benda yang jaraknya 1 meter ?  Jawabannya :  Sistem lensa-kornea  dapat mengubah panjang fokusnya. Otot ciliary mata siap untuk berkontraksi dan rileks, sehingga mengubah bentuk lensa. Keadaan untuk memenuhi mata agar mengubah panjang panjang fokusnya ,menyebabkan pembentukan bayangan benda yang pas, dengan jarak dekat dan jarak jauh. Proses ini dikenal sebagai akomodasi. Batas ekstrim dari akomadasi ini dinamakan titik jauh (punctum remotum) dan titik dekat (punctum proximum) penglihatan. Titik jauh mata normal terletak di jauh tak terhingga. Sedangkan titik dekat mata dapat kamu lihat pada tabel berikut :

Umur (tahun)	Titik Dekat (cm)
10 20 30 40 50 60	7 10 14 22 40 200

Dari tabel terlihat bahwa makin lanjut umur seseorang, makin jauh titik dekatnya. Bertambah jauh letak titik dekat seseorang akibat umur ini disebut prebyopi. Sebetulnya ini bukan cacat mata, karena dapat terjadi pada semua mata normal.

 

 

Cacat Penglihatan.

Rabun Jauh (myopia)

Rabun jauh (myopia) adalah efek cacat mata yang hampir menimpa 30 persen populasi masyarakat Indonesia. Sudah menjadi hal yang umum penyakit ini terjadi pada anak usia sekolah. Karena mata terus tumbuh selama usia sekolah, penyakit rabun jauh umumnya berkembang sebelum usia 20 tahun.

Seseorang yang terkena myopia mempunyai masalah penglihatan pada jarak dekat. Pada myopia ,pusat kornea lebih tipis.Kornea yang tipis memperbaiki penglihatan yang kabur dari myopia, sehingga memperlemah penglihatan dekat mata yang terlalu kuat. Berkas cahaya yang masuk mata terlalu dibiaskan, dan dikumpulkan di depan retina, yang merupakan titik fokus normalnya. Setelah mengalami penekanan, cahaya menyebar kembali, menjadi terhambur, dalam selang waktu tertentu sampai di retina, menyebabkan penglihatan yang buram.

 

Presbyopia

    Sesuai dengan umur kita, jaringan tubuh kita mulai kehilangan elastisitas. Maka, pada saat lensa mata kehilangan elastisitasnya, mata mulai kehilangan sebagian kemampuan untuk merubah fokusnya  untuk jarak yang berbeda.Kehilangan kemampuan ini secara bertahap. Jauh sebelum kita  menjadi sadar bahwa melihat jarak dekat menjadi bertambah sulit, lensa mata kita mulai kehilangan kemampuannya untuk menipis dan menebal. Hanya disaat kehilangan elastisitas penglihatan kita bisa rusak pada derajat yang tampak ,barulah kita menyadarinya. Prebyopia biasanya menjadi terasa di awal  sampai pertengahan umur empat puluhan, dan karena efek dari presbyopi berlanjut sehingga mengubah kemampuan lensa kristal untuk memfokuskan dengan tepat menjadi bertambah buruk. Presbyopi adalah bagian alamiah dari proses bertambahnya umur mata. Ini bukan penyakit dan tidak menurun.

Hyperopia (Rabun Dekat)

Rabun dekat atau hyperopia atau hypermetropi, secara medis merupakan kondisi penglihatan dimana jarak benda biasanya terlihat jelas, namun ketika mata  berakomodasi hasilnya tidak terfokus. Dalam kasus yang ringan, matamu mampu mengimbanginya tanpa lensa tambahan. Kondisi ini dapat terjadi pada usia anak, berbeda dengan presbyopi yang terjadi pada usia lanjut. Seseorang yang berpenyakit hyperopia mampu melihat benda pada jarak tertentu, tapi memiliki masalah dengan objek objek yang dekat, seperti buku atau surat kabar. Banyak orang tidak didianogsa hyperopia tanpa pengujian mata yang sempurna. Penyakit ini terjadi karena bola mata terlalu pendek atau kornea mempunyai kelengkungan yang kecil, sehingga cahaya yang masuk ke mata tidak difokuskan secara betul. Kornea dan lensa bekerja bersama-sama untuk memfokuskan bayangan dari dunia nyata di belakang mata (retina). Jika sebuah bayangan keluar dari fokus, hal ini merupakan pembawaan (ciri khas) karena bentuk keseluruhan mata yang tidak betul atau kornea yang kelengkungannya tidak tepat. Jika hal ini terjadi, bayangan visual akan difokuskan di belakang retina.

 

Astigmatisma.

    Astigmatisma bukan penyakit, tapi dari kondisi penglihatan yang nyata ,umumnya menjadi penyakit  yang nyata. Banyak orang berada pada tingkatan astigmatisma. Astigmatisma terjadi ketika permukaan depan mata (kornea) berbentuk tidak beraturan yang diabaikan, menghasilkan penglihatan yang buram pada seluruh jarak.

Penyebab dari bentuk yang tak beraturan ini belum jelas. Dalam beberapa kasus, terjadi karena turunan atau hasil dari suatu  faktor seperti tekanan kelopak mata pada kornea, postur yang kurang baik atau penggunaan yang luas dari mata untuk kerja yang tertutup.Orang yang mengalami astigmatisma berat selalu melihat dengan  buram atau rusak. 

Koreksi untuk cacat mata

CONTOH 4

Titik dekat mata seseorang100 cm di depan mata. Bagaimanakah bentuk lensa yang harus digunakan orang tersebut dan berapa panjang fokus lensa tersebut, agar ia dapat melihat jelas sebuah benda 25 cm di depan matanya ?

 

SOLUSI

Karena s_o = + 25 cm dan s_i = - 100 cm , maka dengan menggunakan rumus lensa cembung diperoleh :

Jadi lensa itu harus lensa konvergen dengan jarak fokus 33,3 cm.

Alat Pembesar Sederhana

Alat pembesar sederhana (kita sering mengatakannya dengan kaca pembesar) mencapai perbesaran sudut dengan  cara meletakkan objek lebih dekat ke mata ,dibandingkan dengan fokus pada mata normal. Standar jarak fokus terdekat diambil 25 cm, dan perbesaran sudut dinyatakan seperti penjelasan berikut.          

   

 

 

Ketelitian dari kaca pembesar /suryakanta membentuk aturan dari alat ini, namun banyak elemen yang menyebabkan aberasi dan memberikan bayangan yang lebih tajam. Kombinasi lensa dimanfaatkan untuk membuat bayangan dengan kualitas tinggi yang digunakan untuk lensa okuler (lensa di dekat mata pengamat)  

 

Mikroskop

Mikroskop pada dasarnya terbuat dari dua buah lensa konvergen.  Satu alasan penggunaan dua lensa adalah untuk memudahkan memperoleh perbesaran yang lebih besar lagi. Jika kamu menginginkan perbesaran total 35, untuk mudahnya ,kamu dapat menggunakan satu lensa untuk memperbesar dengan faktor 5, dan lensa kedua dengan faktor 7.  Ini umumnya akan lebih mudah dilakukan daripada menggunakan perbesaran dengan faktor 35 dari sebuah lensa. 

 Rangkaian mikroskop diperlihatkan pada gambar di bawah,sepanjang diagram sinar diperlihatkan bagaimana lensa pertama membentuk bayangan nyata. Bayangan ini merupakan benda/objek untuk lensa kedua, dan bayangan yang dibentuk oleh lensa kedua adalah sebuah bayangan yang akan kamu lihat ketika kamu menggunakan mikroskop.           

 

Catatan, bahwa bayangan akhir maya, dan terbalik bila dibandingkan dengan benda asli. Hal ini benar-benar terjadi untuk beberapa jenis mikroskop dan teleskop, dimana bayangan yang dihasilkan terbalik terhadap bendanya.           

Contoh pemakaian mikroskop 

Marilah kita gunakan diagram cahaya pada mikroskop dan mengerjakan persoalan secara berurutan. Parameter yang kita butuhkan misalnya adalah : 

s_objektif  = 7,0 mm                      h_objektif = 1,0 mm

f_objektif = 4,5 mm                       f_okuler = 10,0 mm

jarak antara dua lensa = 20 mm

Untuk mencari jarak bayangan yang dibentuk lensa objektif, gunakan persamaan lensa, atur kembali  pada :

s_i = s_of / (s_o – f) = (7) (4,5) / (2,5) = 12,6 mm

Besar bayangan pada lensa objektif adalah :

m_o = - s_i / s_o = - 12,6 / 7,0 = - 1,8

Jadi tinggi bayangan adalah – 1,8 x 1,0 = - 1,8 mm

Bayangan tersebut merupakan objek untuk lensa kedua, dan jarak benda dapat dihitung :

s_o = 20 – 12,6 = 7,4 mm

Bayangannya, dalam kasus ini maya, terletak pada jarak :

s_i = s_of / (s_o – f) = (7,4) (10) / (-2,6) = - 28,5 mm

Perbesaran untuk lensa okuler adalah :

m_ok = - s_i / s_o = 28,5 / 7,4 = 3,85

Jadi tinggi dari bayangan akhir adalah – 1,8 mm x 3,85 = - 6,9 mm

Perbesaran total dari sistem dua lensa adalah :

m = m_ob x m_ok = - 1,8 x 3,85 = - 6,9.

Ini sama dengan  tinggi akhir dibagi tinggi benda, cobalah. Catatan, dengan menggunakan  perjanjian tanda, bayangan akhir adalah maya, dan terbalik terhadap benda. Hal ini konsisten dengan diagram cahayanya.

Untuk mempermudah persoalan yang menggunakan mikroskop, kamu dapat menggunakan rumus berikut  (cobalah kamu turunkan sendiri) :

Dengan    m = perbesaran mikroskop

                s_ob = jarak benda ke lensa objektif

                s’_ob = jarak bayangan ke lensa objektif

                s_n = jarak baca normal (titik dekat)

                s_ok = jarak benda ke lensa okuler

               s^’_ok = jarak bayangan ke lensa okuler

               f_ok = jarak fokus lensa okuler

Teleskop Astronomi

Teleskop Astronomi menggunakan dua buah lensa positif : lensa objektif yang membentuk bayangan pada jarak objek di panjang fokusnya ,dan lensa okuler, yang berfungsi sebagai pembesar sederhana/kaca pembesar ,untuk melihat bayangan yang dibentuk objektif. Panjangnya sama dengan jumlah panjang fokus objektif dan lensa okuler, dan perbesaran angulernya adalah – f_ob / f_ok , yang memberikan bayangan maya.

            Teleskop astronomi dapat digunakan untuk pandangan bola bumi, namun dengan melihat bayangan yang terbalik ini merupakan gangguan yang pasti.. Melihat bintang yang terbalik ,tidak masalah. Gangguan lain untuk meneliti permukaan bola bumi adalah panjang teleskop astronomi yang sama dengan panjang fokus objektif dan lensa okuler yang dekat mata. Teleskop terpendek dengan pandangan berdiri tegak lurus dikenal sebagai teleskop Galileo.

 

Teleskop Galileo

Teleskop Galileo atau teleskop Bumi menggunakan lensa objektif positif dan lensa okuler negatif. Teleskop ini memberikan bayangan tegak dan lebih pendek dibandingkan dengan teleskop astronomi dengan kuat yang sama. Perbesaran sudutnya adalah  - f_ob/f_ok.                     

Bayangan di bawah memperlihatkan berkas sinar sejajar dari dua sinar laser helium- neon yang melewati sebuah teleskop Galileo yang dibuat sebuah lensa objektif dengan f = 30 cm dan sebuah okuler dengan f = - 10 cm.

Dengan lensa ditempatkan 20 cm = panjang f_ob+ f_ok , berkas sinar masuk yang  sejajar menyebabkan sinar sejajar lagi oleh lensa okuler dekat pengamat, lalu memberikan  bayangan di tak berhingga. Hal ini memperlihatkan salah satu kegunaan teleskop Galileo.Teleskop ini berguna sebagai kolimator yang membutuhkan berkas yang lebih luas dari cahaya sejajar dan mengurangi ukuran berkas itu, mempertahankan sinar yang sejajar. Perbesaran anguler dari teleskop Galileo itu adalah 3. Berkas sinar laser helium-neon dibuat tampak dengan suatu semprotan asap buatan.                    

CEK KOMPETENSI

1.        Sebuah kaca pembesar yang memiliki jarak fokus 6 cm dimanfaatkan untuk mengamati sebuah benda pada jarak baca 25 cm. Hitunglah jarak bayangan benda dari lup dan berapa perbesaran yang terjadi ?

Sebuah mikroskop mempunyai objektif yang panjang fokusnya 10 mm dan panjang fokus okulernya 25 mm. Berapakah panjang mikroskop dan berapa 1.        perbesaran yang terjadi bila benda berada pada jarak 10,5 mm dari objektif ,sedangkan mata berakomodasi maksimum ?

 

3.  

Gambar di samping  memperlihatkan anatomi dari mata manusia, dalam ukuran dua kali lipat. Carilah jari-jari kelengkungan permukaan luar kornea dengan mengukurnya melalui gambar tersebut, lalu turunkan panjang gelombang antara udara – kornea ,dimana seluruh cahaya terbentuk. Kamu akan membutuhkan alasan fisikal untuk memodifikasi persamaan lensa untuk kasus tersebut dimana hanya ada satu permukaan pembiasan. Anggap bahwa indeks bias kornea sama dengan indeks bias air.

 

4. Mata Sarah  mampu  melihat benda pada jarak 5,0 cm. Sarah menggunakan kaca pembesar yang panjang fokusnya 3,0 cm pada ketinggian 2,0 cm di atas bidang datar.

(a) Tentukan jarak bayangan , dan hitunglah perbesarannya.

(b) Tanpa menggunakan kaca pembesar , dari jarak berapa Sarah dapat melihat dengan jelas  ? Berapa perbesarannya ?

 (c) Hitung pula perbesaran sudutnya !

Kegiatan

Alat dan bahan : 

Bangku Optik

Lensa, panjang fokus terpanjang ,yang tersedia

Lensa, panjang fokus 50 mm

Tujuan :

Membuat Teleskop.

Mengukur perbesaran sudut, dan membandingkannya dengan teori.

 Pembiasan pada teleskop.

            Cahaya datang dari benda ,pertama bertemu dengan lensa yang relatif tipis,disebut lensa objektif. Bayangan nyata selanjutnya terbentuk, tapi apa yang kamu lihat adalah bayangan dari bayangan lain, yang dibentuk oleh lensa okuler. Garis hitam adalah dua berkas sinar yang dua-duanya datang dari titik yang sama pada langit, karena benda yang diamati sangat jauh, berkas cahaya ini cenderung sejajar.Garis terputus-putus datang dari beberapa titik. Sudutnya dibesarkan untuk memperlihatkan perbesaran sudut, dan karena itu, berkas cahaya yang jelas tidak masuk ke mata orang yang melihat.

Lakukan percobaan sesuai kondisi peralatan yang ada di sekolah, rancang eksperimenmu, berikut data dalam tabelnya, presentasikan hasilnya. 

EVALUASI

Oke guys, sekarang kita harus latihan,kerjakan sebisanya dulu, hasil sih urusan belakangan,lain kali kita bahas. Insya Allah...

Pilihlah jawaban yang tepat!

1.      Salah satu sifat cahaya adalah dapat merambat pada suatu daerah hampa (vakum). Ini dikarenakan cahaya merupakan ...

     a. gelombang transversal

     b. gelombang longitudinal

     c. gelombang mekanik

     d. gelombang elektromagnetik

2.      Setiap benda yang memancarkan cahaya disebut…

      a. Benda gelap                             c. Benda baur

      b. Sumber cahaya                         d. Bneda bening

3.      Di bawah ini yang bukan merupakan sifat-sifat cahaya adalah ...

a. merambat lurus

b. dapat dipantulkan dan dibiaskan

c. memerlukan medium perambatan

d. dipancarkan dalam bentuk radiasi

4.      Cepat rambat gelombang cahaya adalah…..m/s

       a. 3 x 10^-18                                        c. 3 x 10

       b. 3 x 10⁸                                            d. 3 x 10^-8

5.      Contoh benda baur adalah….

     a. Air jernih                    c. Es

     b. Kayu                          d. Kaca

6.      Pemantulan yang tidak teratur disebut pemantulan..

      a. Acak                                         c. Baur

      b. Teratur                                       d. Tak teratur

7.     Perhatikan gambar pemantulan berikut ...

 

 

 

 

      Yang termasuk pemantulan baur ditunjukkan oleh gambar ...

a. 1 dan 2                          c. 2 dan 3

b. 1 dan 3                          d. 3 dan 4

8.      Sifat dari cermin cembung adalah divergen, yang artinya ...

     a. meneruskan cahaya yang datang padanya

     b. menyebarkan cahaya yang datang padanya

     c. memfokuskan cahaya yang datang padanya

     d. membiaskan cahaya yang datang padanya

9.      Penguraian cahaya matahari menjadi warna-warna cahaya pembentuknya disebut…..cahaya

            a. Diraksi                                       c. Refleksi

            b. Dispersi                                    d. Refraksi

10.  Perubahan arah sinar saat melewati dua medium transparan yang kerapatannya berbeda disebut ……….cahaya

        a. Penyerapan                    c. Diteruskan

        b. Pembiasaan                   d. Pemantulan

11.    Gambar berikut ini yang menunjukkan arah pembiasan dari udara menuju air adalah ...

 

 

 

 

 

 

 

  

12.    Berikut yang tidak termasuk sifat cahaya adalah..

 a. Tidak dapat merambat tanpa medium

 b. Dapat dipantulkan

  c. Dapat dibiaskan

  d. Termasuk gelombang elektromagnetik

13.    Lensa yang ketebalan bagian tengahnya lebih kecil daripada bagian ujung-ujungnya disebut lensa…  

       a. Cembung                                              c. Cekung-cekung

       b. Cekung                                                 d. Bikonveks

14.    Mata dapat melihat sebuah benda apabila terbentuk bayangan......

a. Sejati, tegak diretina                c. Maya, terbalik diretina

b. Sejati, trbalik diretina               d. Maya tegak diretina

15.    Lensa pada alat-alat optik yang fungsinya membentuk bayangan dinamakan.....

       a. Lensa positif                                         c. Lensa negatif

       b. Lensa objektif                                      d. Lensa okuler

16.    Mata seseorang yang dipergunakan untuk melihat benda yang dekat , ternyata menghasilkan bayangan di belakang selaput jala. Keadaan mata tersebut termasuk......

a. Mata normal                             c. Mata hipermetropi

b. Mata miopi                                           d. Mata presbiopi

17.    Penderita rabun jauh dapat ditolong oleh kaca mata berlensa.....

a. Cekung                                                 c. Cembung

b. Cekung dan cembung                          d. bifokal

18.    Bayangan yang dibentuk kamera pada film adalah.....

a. Nyata, terbalik, diperkecil                    c. Maya ,tegak , diperkecil

b. Nyata ,tegak, diperkecil                       d. Maya , terbalik, diperkecil

19.    Untuk membentuk gambar yang baik pada kamera diperlukan alat yang dapat mengumpulkan cahaya. Alat manakah yang tepat untuk keperluan itu?

a. Cermin cekung                         c. Cermin cembung

b. Lensa cekung                           d. Lensa cembung

 

20.    Sebuah benda terletak pada jarak 10 cm di depan sebuah cermin cekung yang memiliki panjang fokus 7,5 cm. Bila tinggi benda tersebut adalah 2 cm, maka tinggi dan sifat bayangannya adalah...

  a. 6 cm dan nyata                                     c. 6 cm dan maya

  b. 30 cm dan nyata                                   d. 30 cm dan maya

21.    Benda yang dilihat menggunakan lup dengan mata tidak berakomodasi berada....

  a. Di antara O dan F                                 c. Di antara F dan 2F

  b. Tepat di F                                             d. Pada jarak lebih dari 2F

22.    Untuk melihat sebuah benda dengan lup, benda diletakkan di antara F  dan O agar diperoleh bayangan....

       a. Sejati yang diperbesar              c. Semu yang diperbesar

       b. Sejati yang diperkecil               d. Semu yang diperkecil

23.    Pernyataan berikut ini yang tidak sesuai untuk mata normal adalah ...

a.     Titik dekat mata berada pada jarak 25 cm

b.    Mata berada dalam keadaan tidak berakomodasi ketika melihat benda pada jarak tak hingga.

c.     Titik punctum remontum mata berada pada jarak 1 meter.

d.   Mata berada dalam keadaan berakomodasi maksimum ketika melihat benda pada jarak titik dekat mata.

24. Bayangan akhir yang dihasilkan mikroskop adalah....

     a. Maya, terbalik, dan lebih besar   c. Nyata, terbalik, dan lebih besar

     b. Maya, terbalik, dan lebih kecil   d. Nyata, terbalik, dan lebih kecil

25. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif mikroskop bersifat....

     a. Nyata, tegak, diperbesar                         c. Maya, tegak, diperbesar

     b. Nyata, terbalik, dierbesar                       d. Maya, terbalik, diperbesar

26. Pernyataan berikut benar tentang mikroskop, kecuali....

     a. Lensa okuler berfungsi sebagai lup

     b. Benda diletakkan diantara F dan 2F lensa objektif

     c. Fokus okuler berhimpit dengan fokus objektif

     d. Bayangan akhir bersifat maya, terbalik,diperbesar

27. Bayangan akhir yang terbentuk pada teropong bintang adalah....

      a. Maya, terbalik, kelihatan lebih dekat

      b. Maya, tegak, kelihatan lebih dekat

      c. Nyata, terbalik, kelihatan lebih besar

      d. Nyata, tegak, kelihatan lebih besar

28. Kemampuan mata untuk menebalkan dan menipis disebut......

a. Daya akomodasi                        c. Daya lensa

b. Daya optik                                d. Daya tangkap

29. Seorang menggunakan kaca mata yang berlensa berkekuatan -2 dioptri. Jarak fokus lensa

      kacamata yang dipakai oleh orang tersebut adalah....

a. -50cm                                        c. -25 cm

b. -0,5 cm                                      d. 0,5 cm

30. Pengamatan benda dengan lup agar mata tidak cepat lelah, maka benda harus berada di.....

a. Antara O dan F                         c. Antara F dan 2F

b. Titik F                           d. Lebih dari 2F

 

Isilah dengan jawaban yang tepat!

1. Ketika cahaya mengenai permukaan yang datar dan licin, cahaya akan dipantulkan secara ………, atau dinamakan ……………...

2.      Adakalanya cahaya dipantulkan oleh permukaan yang kasar, atau biasanya dinamakan pemantulan ………………

3.      Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama cermin cekung dipantulkan melalui …

4.      Sinar yang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan seolah-olah keluar dari ………

5.      Pada cermin cekung. benda yang terletak di antara titik fokus (F) dan titik pusat optik (O) akan menghasilkan bayangan dengan 3 sifat, yaitu: …….., ………, dan ………

6.      Pembiasan cahaya merupakan peristiwa ………..cahaya ketika merambat dari suatu medium ke medium lain yang memiliki indeks bias yang berbeda.

7.      Bagian depan bola mata adalah lapisan transparan terbuka  dikenal sebagai..........

8.      Seseorang yang terkena myopia mempunyai masalah penglihatan pada jarak………..

9.      Mikroskop pada dasarnya terbuat dari dua buah lensa..................

10.  Teleskop terpendek dengan pandangan berdiri tegak lurus dikenal sebagai teleskop.....

 

Jawablah secara singkat dan benar!

1.      Sebuah benda bergetar, jumlah getaran yang dilakukan dalam 15 sekon adalah 75 kali. Tentukan:

      a. frekuensi getarannya

      b. periode getarannya

2.      Sebutkan 5 contoh gelombang elektromagnetik!

3.      Sebuah benda yang berada 15 cm di depan sebuah cermin cekung membentuk bayangan nyata 30 cm di depan cermin. Berapakah jari-jari kelengkungan cermin?

4.      Bila sebuah benda diletakkan di antara 2 cermin datar yang membentuk sudut 45° satu sama lain, maka berapakah jumlah bayangan benda yang terbentuk?

5.      Dua cermin datar membentuk 5 buah bayangan dari sebuah benda di antara 2 cermin

      yang berhadapan tersebut. Berapa sudut antara kedua cermin tersebut?

6.      Seorang anak dapat melihat seluruh tubuhnya melalui cermin vertikal di depannya. Jika tinggi cermin datar di depannya ½ m, maka berapakah tinggi anak itu?

7.      Cahaya merambat dari udara ke gelas (indeks bias = 3/2). Berapa cepat rambat cahaya dalam gelas?

8.      Cahaya merambat dari udara ke dalam air (indeks bias = 4/3). Jika panjang gelombang cahaya di udara 5000 Ǻ, berapa panjang gelombang cahaya dalam air?

9.      Sebutkan 4 macam cacat mata!

10.  Jelaskan cara kerja mikroskop dan gambarkan jalannya sinar hingga terbentuk bayangan!

Kapasitas Listrik

Bentuk kapasitor

Berdasarkan bentuknya kapasitor ada 3 jenis : 

• Kapasitor keping sejajar
• Kapasitor bola
• Kapasitor silindrik

Fungsi kapasitor :

• Untuk menyimpan muatan atau energi listrik
• Sebagai variabel salam menentukan panjang gelombang radio
• Pencegah terjadinya loncatan listrik pada rangkaian yang menggunakan kumparan pada saat arus listrik diputuskan

Kapasitas kapasitor

adalah perbandingan tetap antara muatan Q pada salah satu penghantar terhadap beda potensial V antara kedua ujung penghantar itu

C = Q/V

Karena C konstan, maka

• jika Q besar , maka V besar pula
• jika Q kecil, maka V kecil pula

Satuan kapasitas kapasitor

C = Coulomb/volt  = farad

Kapasitas kapasitor pada dua keping sejajar

Bahan dielektrik terbuat dari bahan isolator, seperti kertas, kayu,plastik,kaca, dsb. Harga K ≥ 1 (untuk udara K = 1).

Susunan Kapasitor

Susunan Seri

Beberapa kapasitor yang disusun seri, masing-masing kapasitor memiliki muatan yang sama, maka muatan totalnya sama dengan muatan satu kapasitor

Susunan Paralel

Beberapa kapasitor disusun paralel,masing-masing kapasitor mempunyai beda potensial yang sama, maka beda potensial totalnya sama dengan gabungan seluruh kapasitor.

Energi dalam kapasitor

Apabila muatan Q dipindahkan dari satu keping ke keping lainnya, akan dibutuhkan usaha atau energi. Maka berlaku : 

Contoh Soal :

1. Pada tabung pelucutan yang hampa udara, beda potensial antara Anoda dan Katoda adalah V. Kecepatan elektron lepas dari katoda menuju anoda dan waktu lepasnya dianggap nol, massa elektron = m dan muatan satu elektron = - e. Coba turunkan rumus kecepatan elektron pas ketika menumbuk anoda !

2. Tiga buah kapasitor yang nilainya 4 μF, 6 μF, dan 12 μF dirangkai secara seri lalu ujung-ujungnya dihubungkan dengan sumber tegangan 90 volt, berapakah beda potensial pada kapasitor 12 μF ?

3.Besar kapasitas pengganti dari susunan kapasitor yang ditunjukkan pada gambar adalah :

 

Jawab :

4. Tiga buah kapasitor pada gambar  C₁ = 2 μF,C₂ = 3 μF, C₃ = 1μF. Jika  V_AB = 12 volt, hitunglah muatan pada C₁ dan C₂ !

Jawab : 

iklan
                                                                                                                                                                                                                                                                                                

Latihan Listrik + Jawaban.

 Lihat dulu teorinya  disini

1. Dua muatan listrik A dan B masing-masing bermuatan  +2 coulomb dan - 2 coulomb, diantara  AB terdapat muatan di C yang besarnya + 2 coulomb juga. Bila AC : BC = 1 : 2 dan gaya yang bekerja di C 45 x 10¹¹ N . Coba guys.. hitung jarak AB !

Jawabnya : 

2. Dua muatan listrik berada di udara ( lihat gambarnya guys). Berapa kuat medan listrik di titik P dan kemana ya arahnya ?

iklan dulu

3. Jika muatan-muatan berikut Q₁ = Q₃ = 5 μC dan Q₂ = 40 μC dan r = 2 meter. Coba hitung gaya yang dialami muatan Q₂ !

Soal jawab Energi Gado-gado

 1. A skier stands at A, at the top of the ski-jump,as shown in figure. He moves from A to B and takes off for his jump at B.

a. If his mass is 80 kg, calculate the change in his gravitational potential energy between A and B.

b. If 75% of this energy becomes kinetic energy of the skier at B, calculate the kinetic energy of the skier at B, and the speed at which he arrives at B.

Solusinya guys :

Jadi jawabnya 48 kJ dan 20V2 m/s. Cukup jelas ya..

2. Sebuah troli kecil ditempatkan seperti pada gambar berikut. 

di bagian atas di V, troli turun dengan mulus secara beraturan, dimana WXY lurus horizontal. Massa troli 0,40 kg.

(a) Berapa energi potensial troli di V relatif terhadap W?

(b) Setelah bergerak, berapa laju troli pada saat sampai di W? (abaikan gesekan udara yang bekerja pada troli)

(c) Dalam sedetik troli menabrak troli lain yang sedang diam yang massanya 0.40 kg juga di X,kedua troli bergerak menempel bersama-sama.Ternyata kombinasi troli ini mencapai Y dengan energi yang cukup. Coba kamu hitung energi yang hilang ketika tumbukan, apa yang terjadi dengan energi ini ?

Jawab :  

ntar dilanjut lagi...istirahah dulu

Soal jawab Energi (2)

 Energi Kinetik

1. Dua benda A dan B  dengan m_A = 2 m_B bergerak dengan kecepatan v_{A =} 1/2  v_B,berapa perbandingan energi kinetik A terhadap energi kinetik B ?

a. 1: 1           b. 1 : 2         

c. 1 : 4          d. 2 : 1

2. Perhatikan gambar bus dan sedan yang sedang berjalan di tol cipularang berikut ini.

Kalau massa bus 10.000 kg dan massa sedan 500 kg,berapakah perbandingan energi kinetik bus dan energi kinetik sedan ?

Solusi :

Soal dan Jawaban Energi (1)

 Energi Potensial

1. Sebuah batu yang massanya 0,5 kg jatuh dari ketinggian 8m diatas lantai rumahmu. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², coba hitung energi potensial batu itu pada ketinggian 2 m dari permukaan lantai rumahmu.

a. 10 J        b. 20 J        c. 40 J        d. 80 J

 

Jawabnya 

a. 10 J

2. Buah sirsak massa 0,5 kg, tingginya 6 m di atas tanah kebun.Jika percepatan gravitasi 10 m/s², maka energi potensial buah sirsak itu adalah...

a. 3J        b. 30J        c .6J        d. 60J

Jawabnya

b.30J

3. Dua kotak A dan B mempunyai hubungan massa m_A = 2 m_B ,sedangkan ketinggiannya m_A = 2 m_B , h_A = 1/2 h_B dari permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi 10 m/s²,maka berapakah perbandingan energi potensial kotak A dengan kotak B ?

a. 1 : 1

b. 1 : 2

c. 2 : 1

d. 1 : 4

Jawab : 

 

4. A machine is able to lift 200 kg of bricks vertically up to a height 0f 30 m above the ground in 50 s. What is the power of the machine? 

a. 0.12 kW

b. 1.2 kW

c. 6.0 kW

d. 300 kw

(sekali-kali kita lihat soal dari sebrang ya bro...jawabannya kita pake Bahasa Indonesia aja yea...)

Solusinya gays :

jadi jawabannya b. 1,2 kiloWatt