Pembahasan Fisika UN: Alat-alat Optik

Mikroskop

Pembahasan soal-soal Ujian Nasional (UN) SMA-IPA bidang studi Fisika dengan materi pembahasan Alat-alat Optik yang meliputi mikroskop dan teropong.

Soal Alat-alat Optik UN 2015

Jarak fokus lensa objektif sebuah mikroskop 2 cm dan okulernya 2,5 cm. Sebuah objek diletakkan sejauh 2,5 cm di depan lensa objektif. Apabila mikroskop digunakan dengan mata tak berakomodasi maka perbesaran mikroskop adalah ... (S_n = 25 cm).

A.    4 kali
B.   10 kali
C.   30 kali
D.   40 kali
E.   70 kali

Pembahasan

Diketahui:

jarak fokus objektif	:	fob = 2 cm
jarak fokus okuler	:	fok = 2,5 cm
jarak benda objektif	:	Sob = 2,5 cm

Jarak bayangan lensa objektif (S'_ob) dapat dicari dengan rumus

    S'_ob = 10

Perbesaran mikroskop tanpa akomodasi dirumuskan

       = 4 × 10
       = 40

Jadi, perbesaran mikroskop tersebut adalah 40 kali (D).

Soal Alat-alat Optik UN 2011

Amatilah diagram pembentukan bayangan oleh mikroskop berikut ini!

Jika berkas sinar yang keluar dari lensa okuler merupakan berkas sejajar dan mata yang mengamati berpenglihatan normal maka perbesaran mikroskop adalah ….

A.   10 kali
B.   18 kali
C.   22 kali
D.   30 kali
E.   50 kali

Pembahasan

Berdasarkan gambar diperoleh data: 

S_ob = 2,2 cm 
f_ob  = 2 cm 
f_ok  = 5 cm

Jarak bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif (S'_ob) adalah

           = 22

Berkas sinar yang keluar dari lensa okuler merupakan berkas sejajar dan mata yang mengamati berpenglihatan normal, berarti mikroskop tersebut digunakan tanpa akomodasi. Perbesaran mikroskop dengan mata tak berakomodasi dirumuskan

      = 10 × 5
      = 50

Jadi, perbesaran mikroskop tersebut untuk mata berpenglihatan normal adalah 50 kali (E).

Soal Alat-alat Optik UN 2012

Perhatikan gambar jalannya sinar pembentukan bayangan pada mikroskop berikut.

Jarak lensa objektif dan lensa okuler dari mikroskop tersebut adalah ….

A.   20 cm
B.   24 cm
C.   25 cm
D.   27 cm
E.   29 cm

Pembahasan

Berdasarkan gambar di atas diperoleh data: 

S_ob = 2 cm 
f_ob  = 1,8 cm 
f_ok  = 6 cm

Jarak bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif (S'_ob) adalah

           = 18

Perhatikan jarak lensa objektif dan okuler pada gambar berikut ini!

Berdasarkan gambar di atas, jarak lensa objektif dan okuler (d) untuk mata tak berakomodasi merupakan jumlah jarak bayangan lensa objektif dan jarak fokus lensa okuler. 

d = S'_ob + f_ok
   = 18 + 6
   = 24

Jadi, jarak lensa objektif dan okuler dari mikroskop tersebut adalah 24 cm (B).

Soal Alat-alat Optik UN 2013

Lintasan berkas sinar ketika melalui sistem optik teropong bintang ditunjukkan seperti gambar.

Berdasarkan gambar di atas, perbesaran bayangan untuk mata tidak berakomodasi adalah ....

A.   60 kali
B.   50 kali
C.   45 kali
D.   40 kali
E.   30 kali

Pembahasan

Mata tidak berakomodasi berarti bayangan terletak pada titik fokus. Untuk teropong bintang, titik fokus lensa objektif dan okuler letaknya berimpit.

Jarak fokus objektif diukur dari pusat lensa objektif ke titik fokus lensa objektif. Demikian juga untuk jarak fokus okuler, jarak fokusnya diukur dari pusat lensa okuler ke titik fokus lensa okuler. 

f_ob = 200 cm 
f_ok = 5 cm

Perbesaran teropong bintang dengan mata tak berakomodasi merupakan perbandingan antara jarak fokus lensa objektif terhadap jarak fokus lensa okuler.

      = 40

Jadi, perbesaran bayangan tanpa akomodasi untuk teropong bintang tersebut adalah 40 kali (D).

Soal Alat-alat Optik UN 2012 (2)

Perhatikan gambar pembentukan bayangan pada teropong berikut ini!

Panjang teropong 110 cm dan jarak fokus lensa objektif 1 m. Perbesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah ….

A.   20 kali
B.   15 kali
C.   10 kali
D.   8 kali
E.   5 kali

Pembahasan

Diketahui:

panjang teropong	:	d = 110 cm
jarak fokus objektif	:	fob = 100 cm

 
Panjang teropong untuk mata tak berakomodasi merupakan jumlah jarak fokus lensa objektif dan jarak fokus lensa okuler.

    d = f_ob + f_ok
110 = 100 + f_ok
  f_ok = 10

Perbesaran teropong tersebut adalah


      = 10

Jadi, perbesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah 10 kali (C).

Pembahasan soal Alat-alat Optik yang lain bisa dilihat di:
Pembahasan Fisika UN 2015 No. 20
Pembahasan Fisika UN 2016 No. 27
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 27
Pembahasan Fisika UN 2018 No. 30
Pembahasan Fisika UN 2019 No. 22

Simak juga, Pembahasan Fisika UN: Gelombang Elektromagnetik.

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.