Home › Fisika kelas X › lup › mikroskop › teropong › Materi dan pembahasan soal alat-alat optik
Pada postingan ini kita membahas contoh soal lup dan penyelesaiannya. Saya yakin kalian tahu semua apa itu lup. Lup atau biasa disebut kaca pembesar adalah alat optik yang berguna untuk memerbesar ukuran benda.
Jadi dengan menggunakan lup, benda dengan ukuran kecil akan kelihata lebih besar. Lalu mengapa bisa begitu?. Jawabannya adalah karena didalam lup terdapat sebuah lensa yang yaitu lensa cembung.
Jadi lensa cembung inilah yang membuat ukuran benda terlihat lebih besar. Namun perlu diingat, yang diperbesar oleh lup ini hanyalah bayangannya. Sedangkan ukuran benda akan tetap.
Perbesaran bayangan yang dilakukan oleh lup disebut perbesaran anguler. Rumus perbesaran anguler pada lup ada 2 yaitu untuk mata berakomodasi maksimum dan mata tidak berakomodasi. Rumus perbesaran anguler lup mata berakomodasi maksimum dan mata tidak berakomodasi sebagai berikut.
Rumus lup mata berakomodasi maksimum :→ M = + 1 Rumus lup mata tidak berakomodasi
→ M =
Besaran Sn menyatakan titik dekat mata dan f = fokus lensa lup.
Contoh soal lup mata berakomodasi maksimum
Contoh soal 1
Sebuah lup mempunyai lensa dengan panjang fokus 10 cm. Hitunglah perbesaran anguler lup untuk mata normal berakomodasi maksimum.
Penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui Sn = 25 cm (mata normal) dan f = 10 cm. Jadi perbesaran anguler lup sebagai berikut:
→ M = + 1→ M = + 1 = 2,5 + 1 = 3,5
Jadi perbesaran anguler lup = 3,5 kali.
Contoh soal 2
Seseorang bermata normal menggunakan sebuah lup untuk mengamati benda kecil. Benda kecil tersebut diletakkan pada jarak 5 cm dari lup. Hitunglah perbesaran anguler lup jika mata berakomodasi maksimum.
Penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui Sn = 25 cm sehingga letak bayangan s’ = – 25 cm (karena berakomodasi maksimum), dan s = 5 cm. Selanjutnya untuk menjawab soal ini hitung terlebih dahulu fokus lup dengan menggunakan rumus lensa sebagai berikut:
→ = +→ = +
→ = =
→ f =
Jadi perbesaran anguler lup:
→ M = + 1→ M = + 1 = 4 + 1 = 5 kali.
Contoh soal 3
Seseorang dengan titik dekat mata 40 cm menggunakan lup untuk mengamati benda kecil. Jika dalam keadaan berakomodasi maksimum perbesaran yang dihasilkan adalah 4 kali, maka hitunglah kekuatan lup.
Penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini tentukan terlebih dahulu fokus lensa lup dengan cara:
→ M = + 1→ 4 = + 1
→ = 4 – 1 = 3
→ f = cm = → cm
- M = Sn/f + 1.
- 4 = 40/f + 1.
- 40/f = 4 – 1 = 3.
- f = 40/3 cm = 0,4/3 m.
Jadi kekuatan lensa lup:
→ p = =→ p = = 7,5 Dioptri
Contoh soal 4
Seseorang yang titik dekatnya 30 cm melihat benda dengan menggunakan kaca pembesar sehingga bayangan yang dilihatnya 5 kali besar benda. Jika orang tersebut melihat dengan mata berakomodasi maksimum, hitunglah jarak fokus lensa kaca pembesar.
Penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui M = 5 kali, s’ = 30 cm dan yang ditanya f. Cara mencari fokus lensa sebagai berikut:
→ M = + 1→ 5 = + 1
→ = 5 – 1 = 4
→ f = = 7,5 cm
Contoh soal 5
Seorang petugas pemilu mengamati keaslian kartu suara dengan menggunakan lup 10 Dioptri. Apabila orang itu memiliki titik dekat 30 cm dan ingin memperoleh perbesaran maksimum, maka hitunglah jarak kartu suara terhadap lup.
Penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui p = 10 D dan s’ = 30 cm dan besaran yang ditanya adalah s.
→ p = atau f =f = = 0,1 m = 10 cm
→ = +
→ = +
→ = –
→ = =
→ s = = 15 cm
Contoh soal lup mata tidak berakomodasi
Contoh soal 1
Seseorang menggunakan lup dengan kekuatan 10 Dioptri dan bayangan yang dihasilkan diperbesar 5 kali. Hitunglah titik dekat orang jika mata tidak berakomodasi.
Penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini hitung terlebih dahulu fokus lensa dengan menggunakan rumus:
→ p =→ f = = = 0,1 m = 10 cm
Selanjutnya kita hitung titik dekat mata dengan menggunakan rumus:
→ M =→ Sn = M . f = 5 . 10 = 50 cm
Contoh soal 2
Sebuah lup mempunyai kekuatan 20 dioptri. Hitunglah perbesaran yang dihasilkan untuk mata normal tidak berakomodasi.
Penyelesaian soal
Hitung terlebih dahulu fokus lensa:
→ f = = = 0,05 m = 5 cmJadi perbesaran bayangan yang dihasilkan lup:
→ M =→ M = = 5 kali
Lup adalah lensa positif yang digunakan untuk mengamati benda-benda yang cukup kecil, namun bukan untuk benda yang sangat kecil. Contoh penggunaan lup adalah untuk mengamati tulisan nama jalan pada peta yang tercetak sangat kecil atau melihat komponen jam tangan dengan ukuran sangat kecil. Penggunaan lup dapat membantu melihat benda yang cukup kecil dengan lebih baik dari pada dengan mata tanpa bantu alat optik sama sekali. Kondisi ini dikarenakan pembentukan bayangan pada lup dapat menghasilkan bayangan benda yang lebih besar.
Besar bayangan benda yang akan tampak dan seberapa detail bentuk bentuk benda yang dapat dilihat bergantung pada ukuran bayangan yang terbentuk pada retina mata. Pembentukan bayangan pada lup dipengaruhi oleh sudut yang dibentuk anatra benda dan mata. Besar sudut antara benda dan mata ditentukan oleh jarak benda yang di amati ke lensa yang digunakan.
Bagaimana pembentukan bayangan pada Lup? Berapakah perbesaran yang dapat dihasilkan oleh lup? Sobat idschool dapat mencari tahu lebih banyak melalui ulasan di bawah.
Proses Pembentukan Bayangan pada Lup
Proses pembentukan bayangan pada lup sama dengan proses pembentukan bayangan pada lensa positif (lensa cembung). Di mana bayangan yang akan dihasilkan bergantung di mana ruang letak benda berada. Benda yang terletak pada ruang II memiliki akan berbeda pada benda yang terletak ruang I.
Ada tiga ruang di depan lensa cembung yang dibatasi oleh titik pusat lensa (O), titik fokus lensa (f), dan jari-jari kelengkungan lensa (R = 2f). Untuk banyak ruang di belakang lensa cembung terdiri dari satu buah ruang. Bagian depan lensa merupakan bagian yang terdapat sinar datang mengenai lensa. Bagian belakang lensa adalah bagian lensa yang dekat dengan mata pengamat. Lensa cembung memiliki ruang yang berbeda untuk benda dan bayangan.
Pembagian ruang pada lensa cembung secara lebih jelas dapat dilihat seperti gambar di bawah.
Proses pembentukan bayangan pada lup melibatkan jalannya berkas sinar istimewa pada lensa cembung. Ada tiga sinar istimewa berbeda pada lensa cempung berdasarkan arah datangnya sinar.
3 berkas sinar istimewa pada lensa cembung:
- Pertama: sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui fokus utama
- Kedua: sinar datang melalui fokus utama lensa dibiaskan sejajar sumbu utama
- Ketiga: sinar datang melalui pusat optik diteruskan tanpa dibiaskan
Perpotongan dua dari tiga sinar istimewa yang mengenai benda dan lensa cembung akan menghasilkan bayangan. Berdasarkan letak benda akan diperoleh lima kemungkinan sifat bayang benda yang akan terbentuk. Kelima proses pembentukan bayangan benda pada lup berdasarkan lima letak benda dapat dilihat seperti berikut.
Benda di depan lup pada ruang I:
Letak Benda di depan lup pada titik fokus:
Benda di depan lup pada ruang II:
Letak Benda di depan lup pada pusat kelengkungan lensa (R=2f):
Benda di depan lup pada ruang III:
Baca Juga: Lensa Cembung
Rumus Perbesaran yang Dihasilkan oleh Lup
Lup adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda atau tulisan yang kecil sehingga terlihat lebih besar. Bayangan yang dihasilkan lup sama halnya denga bayangan pada lensa cembung. Hal ini dikarenakan lup merupakan alat optik yang menggunakan lensa cembung. Selain itu sebagai lup, pemanfaat lensa cembung dalam kehidupan sehari – hari ditemukan pada periskop, slide proyektor, episkop, proyektor bioskop dan lainnya.
Rumus yang bermanfaat pada perhitungan dalam materi lup sama dengan rumus pada lensa cembung. Beberapa rumus yang berlaku diberikan seperti berikut.
Keterangan:
- f : jarak fokus (cm)
- s : jarak benda (cm)
- s’ : jarak bayangan (cm)
- M : perbesaran bayangan lensa cembung
- h : tinggi benda lensa cembung (cm)
- h’ : tinggi bayangan lensa cembung (cm)
- P : kekuatan lensa cembung (dioptri)
Benda yang diamati menggunakan lup dibedakan menjadi dua kondisi. Kedua kondisi tersebut adalah pengamatan menggunakan lup dengan mata berakomodasi dan mata berakomodasi tidak maksimum.
Mata Berakomodasi Maksimum
Pengamatan menggunakan lup dengan mata berakomodasi maksimum terjadi saat mata melihat bayangan maya pada jarak titik dekat mata (Sn). Kondisi tersebut terjadi pada benda yang diamati terletak antara titik fokus dan optik lensa (ruang I).
Perbandingan sudut lihat dengan tanpa menggunakan lup (α) dan menggunakan lup (β) disebut perbesaran anguler (M). Perbandingan antara β dan α untuk besar kedua sudut yang kecil adalah perbandingan tangen sudutnya. Persamaan perbesaran anguler pada lup dapat dihitung menggunakan rumus seperti berikut.
Soal: Berapakah perbesaran anguler lup yang memiliki fokus 4 cm dengan mata berakomodasi maksimum?
Diketahui:
- f = 4 cm
- Sn = 25 cm (mata normal)
- mata berakomodasi
Ditanya: perbesaran aguler yang dihasilkan pada mata berakomodasi maksimum (M)
Jawab:
M = Sn/f + 1M = 25/4 + 1= 6,25 + 1
= 7,25 kali