Contoh soal dan pembahasan alat optik-mikroskop, materi fisika SMA kelas 10 SMA, jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif dan lensa okuler, perbesaran bayangan yang dihasilkan mikroskop, panjang mikroskop (jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler) dengan berbagai cara pengamatan diantaranya pengamatan dengan menggunakan mata berakomodasi maksimum, mata tidak berakomodasi dan pengamatan yang dilakukan dengan mata berakomodasi pada jarak tertentu.
Soal
Perhatikan gambar pembentukan bayangan pada mikroskop di bawah ini!
Soal
Perhatikan gambar pembentukan bayangan pada mikroskop di bawah ini!
Dengan asumsi titik dekat mata normal adalah 30 cm, tentukan:
1) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
2) perbesaran lensa obyektif mikroskop
3) perbesaran sudut oleh lensa okuler mikroskop
4) perbesaran total mikroskop
5) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
1) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
2) perbesaran lensa obyektif mikroskop
3) perbesaran sudut oleh lensa okuler mikroskop
4) perbesaran total mikroskop
5) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
Jika pengamat berganti cara pengamatan dari mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi maksimum, tentukan:
6) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
7) perbesaran oleh lensa obyektif mikroskop
8) perbesaran oleh lensa okuler mikroskop
9) perbesaran total mikroskop
10) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
11) panjang dan arah pergeseran yang harus disetelkan pada mikroskop dari posisi mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi maksimum
Jika mata pengamat berganti lagi cara pengamatan menjadi berakomodasi pada jarak 25 cm, tentukan:
12) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
13) perbesaran lensa obyektif mikroskop
14) perbesaran (sudut) oleh lensa okuler mikroskop
15) perbesaran total mikroskop
16) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
17) panjang dan arah pergeseran yang harus dilakukan pada mikroskop dari posisi mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi pada jarak 25 cm
Sumber soal : Fisikastudycenter.com-Modifikasi soal UN Fisika 2008
Diskusi Soal
Ambil datanya dulu dari gambar pada soal di atas:
Jarak benda lensa obyektif → Sob = 2,2 cm
Panjang fokus lensa obyektif → fob = 2 cm
Panjang fokus lensa okuler → fok = 8 cm
Cara pengamatan → mata tidak berakomodasi, terlihat dari sinar sejajar yang masuk ke mata, artinya jarak bayangan akhir sangatlah jauh
1) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
Gunakan rumus lensa seperti biasa:
2) perbesaran lensa obyektif mikroskop
Perbesaran lensa obyektif (perbesaran linier) adalah membagi jarak bayangan dengan jarak bendanya, disini diambil nilai positifnya saja,
3) perbesaran (sudut) oleh lensa okuler mikroskop
Lensa okuler berfungsi sebagai kaca pembesar, sehingga gunakan rumus lup untuk mata tidak berakomodasi,
4) perbesaran total mikroskop
Kalikan perbesaran obyektif dan perbesaran okuler,
5) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop atau biasa disebut panjang mikroskop atau dengan istilah lain panjang tubus adalah jarak bayangan lensa obyektif ditambah jarak benda lensa okuler. Jika mata tidak berakomodasi, maka jarak benda lensa okuler sama dengan jarak fokus lensa okuler = 8 cm, cara mendapatkannya seperti nomor 10, hanya S'ok diisi dengan tak berhingga (PR, punctum remotum, titik jauh mata normal).
Pengamat berganti cara pengamatan dari mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi maksimum (gambar jalannya sinar-sinar pada soal tidak dipakai lagi!):
6) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
Jarak bayangan tidak berubah tetap sama seperti nomor 1.
7) perbesaran oleh lensa obyektif mikroskop
Juga tidak berubah seperti nomor 2.
8) perbesaran oleh lensa okuler mikroskop
Gunakan rumus lup untuk mata berakomodasi maksimum.
9) perbesaran total mikroskop
Kalikan Mob dan Mok
10) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
Yang harus dicari adalah S'ob sudah ada, yaitu 22 cm dan jarak benda okuler Sok, setelah ketemu masukkan rumus d.
Catatan: Mata berakomodasi maksimum berarti meletakkan bayangan okuler di titik dekat mata, tambahkan tanda minus, karena bayangannya adalah bayangan maya, S'ok = − PP = − 30 cm
11) panjang dan arah pergeseran yang harus disetelkan pada mikroskop dari posisi mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi maksimum
Pajang mula-mula (saat mata tidak berakomodasi) adalah 30 cm, sekarang menjadi 28,32 cm, lebih pendek dengan demikian pergeserannya adalah
Δ d = 30 − 28,32 = 1,68 cm arahnya ke dalam (memendekkan mikroskop)
Mata pengamat berganti lagi cara pengamatan menjadi berakomodasi pada jarak 25 cm (Diagram jalannya sinar-sinar pada soal tidak terpakai lagi!!):
12) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
Jarak bayangan obyektif tidak berubah, seperti nomor 1.
13) perbesaran lensa obyektif mikroskop
Perbesaran obyektif tidak berubah, seperti nomor 2.
Jarak benda lensa obyektif → Sob = 2,2 cm
Panjang fokus lensa obyektif → fob = 2 cm
Panjang fokus lensa okuler → fok = 8 cm
Cara pengamatan → mata tidak berakomodasi, terlihat dari sinar sejajar yang masuk ke mata, artinya jarak bayangan akhir sangatlah jauh
1) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
Gunakan rumus lensa seperti biasa:
2) perbesaran lensa obyektif mikroskop
Perbesaran lensa obyektif (perbesaran linier) adalah membagi jarak bayangan dengan jarak bendanya, disini diambil nilai positifnya saja,
3) perbesaran (sudut) oleh lensa okuler mikroskop
Lensa okuler berfungsi sebagai kaca pembesar, sehingga gunakan rumus lup untuk mata tidak berakomodasi,
4) perbesaran total mikroskop
Kalikan perbesaran obyektif dan perbesaran okuler,
5) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop atau biasa disebut panjang mikroskop atau dengan istilah lain panjang tubus adalah jarak bayangan lensa obyektif ditambah jarak benda lensa okuler. Jika mata tidak berakomodasi, maka jarak benda lensa okuler sama dengan jarak fokus lensa okuler = 8 cm, cara mendapatkannya seperti nomor 10, hanya S'ok diisi dengan tak berhingga (PR, punctum remotum, titik jauh mata normal).
Pengamat berganti cara pengamatan dari mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi maksimum (gambar jalannya sinar-sinar pada soal tidak dipakai lagi!):
6) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
Jarak bayangan tidak berubah tetap sama seperti nomor 1.
7) perbesaran oleh lensa obyektif mikroskop
Juga tidak berubah seperti nomor 2.
8) perbesaran oleh lensa okuler mikroskop
Gunakan rumus lup untuk mata berakomodasi maksimum.
9) perbesaran total mikroskop
Kalikan Mob dan Mok
10) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
Yang harus dicari adalah S'ob sudah ada, yaitu 22 cm dan jarak benda okuler Sok, setelah ketemu masukkan rumus d.
Catatan: Mata berakomodasi maksimum berarti meletakkan bayangan okuler di titik dekat mata, tambahkan tanda minus, karena bayangannya adalah bayangan maya, S'ok = − PP = − 30 cm
11) panjang dan arah pergeseran yang harus disetelkan pada mikroskop dari posisi mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi maksimum
Pajang mula-mula (saat mata tidak berakomodasi) adalah 30 cm, sekarang menjadi 28,32 cm, lebih pendek dengan demikian pergeserannya adalah
Δ d = 30 − 28,32 = 1,68 cm arahnya ke dalam (memendekkan mikroskop)
Mata pengamat berganti lagi cara pengamatan menjadi berakomodasi pada jarak 25 cm (Diagram jalannya sinar-sinar pada soal tidak terpakai lagi!!):
12) jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif mikroskop
Jarak bayangan obyektif tidak berubah, seperti nomor 1.
13) perbesaran lensa obyektif mikroskop
Perbesaran obyektif tidak berubah, seperti nomor 2.
14) perbesaran (sudut) oleh lensa okuler mikroskop
Gunakan rumus lup untuk mata berakomodasi pada jarak x = 25 cm
15) perbesaran total mikroskop
16) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
Cari Sok terlebih dahulu; taruh nilai S'ok = − X = −25 cm
17) panjang dan arah pergeseran yang harus dilakukan pada mikroskop dari posisi mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi pada jarak X = 25 cm
Pajang mula-mula (saat mata tidak berakomodasi) adalah 30 cm, sekarang menjadi 28,06 cm, lebih pendek dengan demikian pergeserannya adalah
Δ d = 30 − 28,06 = 1.94 cm arahnya ke dalam (memendekkan mikroskop)
Soal No. 18
Sebuah mikroskop memiliki jarak titik api obyektif 2,0 cm. Sebuah benda diletakkan di bawah obyektif pada jarak 2,2 cm. Panjang mikroskop 24,5 cm dan pengamat dilakukan tanpa akomodasi. Jika pengamat bermata normal maka perbesaran total mikroskop bernilai...
A. 20 kali
B. 25 kali
C. 50 kali
D. 75 kali
E. 100 kali
(Dari soal Ebtanas 2001)
Pembahasan
Data dari soal adalah:
fob = 2 cm
sob = 2,2 cm
d = 24,5 cm
Mata Tidak Berakomodasi
M =.....
Menentukan jarak bayangan obyektif
Menentukan panjang fokus lensa okuler untuk mata tidak berkomodasi:
d = s'ob + fok
24,5 = 22 + fok
fok = 24,5 − 22 = 2,5 cm
Sehingga perbesaran mikroskop:
Catatan:
PP = punctum proximum = titik dekat mata
Sebagian literature menggunakan istilah Sn untuk PP.
Gunakan rumus lup untuk mata berakomodasi pada jarak x = 25 cm
15) perbesaran total mikroskop
16) jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler mikroskop
Cari Sok terlebih dahulu; taruh nilai S'ok = − X = −25 cm
17) panjang dan arah pergeseran yang harus dilakukan pada mikroskop dari posisi mata tidak berakomodasi menjadi mata berakomodasi pada jarak X = 25 cm
Pajang mula-mula (saat mata tidak berakomodasi) adalah 30 cm, sekarang menjadi 28,06 cm, lebih pendek dengan demikian pergeserannya adalah
Δ d = 30 − 28,06 = 1.94 cm arahnya ke dalam (memendekkan mikroskop)
Soal No. 18
Sebuah mikroskop memiliki jarak titik api obyektif 2,0 cm. Sebuah benda diletakkan di bawah obyektif pada jarak 2,2 cm. Panjang mikroskop 24,5 cm dan pengamat dilakukan tanpa akomodasi. Jika pengamat bermata normal maka perbesaran total mikroskop bernilai...
A. 20 kali
B. 25 kali
C. 50 kali
D. 75 kali
E. 100 kali
(Dari soal Ebtanas 2001)
Pembahasan
Data dari soal adalah:
fob = 2 cm
sob = 2,2 cm
d = 24,5 cm
Mata Tidak Berakomodasi
M =.....
Menentukan jarak bayangan obyektif
Menentukan panjang fokus lensa okuler untuk mata tidak berkomodasi:
d = s'ob + fok
24,5 = 22 + fok
fok = 24,5 − 22 = 2,5 cm
Sehingga perbesaran mikroskop:
Catatan:
PP = punctum proximum = titik dekat mata
Sebagian literature menggunakan istilah Sn untuk PP.
