Rangkuman Materi Pemantulan, Pembiasan Cahaya dan Alat Optik Kelas 11

Pemantulan Cahaya

Hukum pemantulan (Hukum Snellius)
1. Sinar datang,sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar
2. Sudut datang sama dengan sudut pantul

Pemantulan bayangan pada cermin datar

Sifat bayangan pada cermin datar :
1. Bayangan bersifat sama besar, maya dan tegak
2. Jarak bayangan ke cermin = jarak benda dari cermin
3. Bayangan tegak, dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya

Pemantulan pada cermin cekung (Concave)

Pemantulan pada cermin cembung

Cermin cembung bersifat menyebarkan sinar (divergen)

Persamaan pada cermin cekung dan cembung

Keterangan :
f = titik fokus
s = jarak benda ke cermin
s’ = jarak bayangan ke cermin

Pembesaran cermin cekung dan cembung

Keterangan:
M = pembesaran bayangan
s = jarak benda ke cermin
s’ = jarak bayangan ke cermin
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan

Perjanjian tanda pada cermin lengkung

PEMBIASAN CAHAYA

n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂

Berlaku juga:

Keterangan:
n₁ = indeks bias medium 1
n₂ = indeks bias medium 2
v₁ = kecepatan cahaya di medium 1
v₂ = kecepatan cahaya di medium 2
_λ1 = Panjang gelombang di medium 1
_λ2 = Panjang gelombang di medium 2

Pembiasan pada lensa

Keterangan:
n₂ = indeks bias lensa
n₁ = indeks bias medium
R₁ , R₂ = Jari-jari kelengkungan kedua permukaan lensa

Pembesaran cermin cekung dan cembung

Perjanjian tanda pada lensa

Kuat lensa

Fokus lensa cembung bernilai positif
Fokus lensa cekung bernilai negatif

Alat Optik

mata

yaitu kondisi mata yang tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh. Penderita miopi memiliki titik dekat lebih kecil daripada 25 cm tetapi titik jauhnya pada jarak tertentu. Lensa cekung digunakan untuk mengkoreksi rabun jauh. kekuatan lensa dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:
P = Kuat lensa
PR = titik jauh dari mata

yaitu cacat mata dimana mata tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat . penderita hipermetropi memiliki titik dekat lebih besar dari 25 cm dan titik jauh pada tak terhingga. Dapat ditolong dengan lensa cembung (positif).kekuatan lensa dapat dirumuskan sebagai

Keterangan:
PP = titik dekat dari mata
Sn = titik dekat mata normal

yaitu cacat mata akibat berkurangnya daya akomodasi pada usia lanjut. Pada mata presbiopi,titik dekatnya lebih jauh daripada titik dekat mata normal (titik dekat > 25 cm) dan titik jauhnya lebih dekat daripada titik jauh mata normal (titik jauh <~). Dapat ditolong dengan kacamata berlensa rangkap (kacamata bivokal).

astigmatisme adalah cacat mata dimana kelengkungan selaput bening atau lensa mata tidak merata sehingga berkas sinar yang mengenai mata tidak dapat terpusat dengan sempurna . cacat mata astigmatisma tidak dapat membedakan garis tegak dengan garis mendatar secara bersama-sama. Dapat ditolong dengan kacamata berlensa silinder.

lup (kaca pembesar)

Lup terdiri dari sebuah lensa cembung yang membentuk sebuah bayangan maya, tegak, dan diperbesar . lup digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar Nampak lebuh besar dan jelas . Perbesaran pada lup ada 2 macam yakni:
1. Mata tanpa berakomodasi

2. Mata berakomodasi maksimum

Keterangan:
Sn = jarak titik dekat mata
f = jarak fokus lensa

Mikroskop

Perbesaran bayangan:

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
d= s’_ob + s_ok

Perbesaran bayangan:

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
d= s_ob^‘+ f_ok
keterangan:
M = perbesaran bayangan total
s^’_ob = jarak bayangan lensa obyektif (cm)
Sn = jarak titik dekat mata pengamat (cm)
d = jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler (cm)
f_ok = focus lensa okuler (cm)
s_ok = jarak benda lensa okuler (cm)

Teropong

Perbesaran bayangan yang dihasilkan

Perbesaran bayangan yang dihasilkan.

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
d= fob + sok

Pembesaran bayangan yang dihasilkan

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler
d = f_ob + 4f_p + s_ok
keterangan:
f_p = jarak fokus lensa pembalik

1. 20 kali
2. 25 kali
3. 50 kali
4. 75 kali
5. 100 kali

PEMBAHASAN :
Diketahui :
s_ob=2,2 cm
f_ob=2,0 cm
d = 24,5 cm
Sn = 25 cm
Menentukan posisi bayangan benda

Menentukan fokus okuler dari jarak antar lensa :
d = s’_ob +f_ok
24,5-22 = f_ok
f_ok = 2,5 cm
Sehingga pembesarannya

Jawaban : E

1. Medium 1
2. Medium 2
3. Medium 3
4. Medium 4
5. Medium 5

PEMBAHASAN :
Jika pembiasan lebih dari satu medium berlaku

Dari rumus tersebut dapat diartikan semakin kecil sudut bias maka makin lambat kelajuan cahayanya. Dari gambar yang sudut biasnya paling kecil yaitu medium 4, maka medium 4 yang kelajuannya paling lambat
Jawaban : D

1. dibiaskan dengan sudut bias > 30^o
2. dibiaskan dengan sudut bias < 30^o
3. dipantulkan dan dibiaskan
4. dipantulkan sempurna
5. dipantulkan ke arah A

PEMBAHASAN :
Perhatikan gambar!

Diketahui
β = 30
i₁ = r₁ = 90^o
i₂ = 90 – (90 – β) = 30^o
n_udara = 1
n_prisma= 1,5
Menentukan r₂
Hukum snellius dalam pembiasan
n_prisma sin i₂ = n_udara sin r₂
1,5 sin 30^o = 1 sin r₂
sin r₂ = 3/4
r₂ = 48,59 atau r₂ > 30^o
Jawaban : A

1. 25 cm, tegak
2. 28 cm, terbalik
3. 30 cm, tegak
4. 30 cm, terbalik
5. 40 cm, tegak

PEMBAHASAN :
Diketahui :
R = 20 cm
S = 15 cm
menentukan f:
f = ½ R = ½ . 20 = 10 cm
menentukan letak bayangan dan sifatnya

posisi bayangan bernilai positif artinya dibelakang sehingga maya, tegak.
Jawaban : C

perhatikan gambar jalannya sinar pembentukan bayangan pada mikroskop berikut.

Jarak lensa obyektif dan lensa okuler dari mikroskop tersebut adalah…

1. 20 cm
2. 24 cm
3. 25 cm
4. 27 cm
5. 29 cm

PEMBAHASAN :
Diketahui dari gambar:
s_ob=2 cm
f_ob=1,8 cm
f_ok=6 cm
Menentukan jarak bayangan lensa obyektif

Menentukan jarak lensa obyektif dan lensa okuler
d= f_ok + s’_ob
d = 6 cm + 18 cm=24 cm
Jawaban : B

Gambar dibawah melukiskan peristiwa pembiasan sinar. Jika indeks bias medium I adalah 4/3, indeks bias medium II adalah 5/3 dan sinus sudut datang adalah 3⁄4, Maka nilai sinus sudut biasnya adalah ….

1. 3/5
2. 5/8
3. 4/5
4. 2/3
5. 8/9

PEMBAHASAN :
diketahui
n₁ = 4/3
n₂ = 5/3
sin θ₁ = 3/4
Hukum pembiasan
n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂

Jawaban : A

1. Maya,tegak, diperkecil
2. Maya, tegak, diperbesar
3. Nyata, tegak, diperkecil
4. Nyata, terbalik, diperbesar
5. Nyata, terbalik, diperkecil

PEMBAHASAN :
Perhatikan Gambar pembentukan bayangan pada cermin cekung jika benda ditempatkan pada jarak lebih kecil dari f

Dari gambar kita peroleh sifat bayangan adalah maya, tegak, diperbesar
Jawaban : B

1. 10 cm
2. 11,3 cm
3. 12,3 cm
4. 13,3 cm
5. 14 cm

PEMBAHASAN :
Diketahui:
n₁ = 1
n₂ = 1,5
R₁ = 10 cm
R₂ = 20 cm
Jika permukaannya berbeda dan berada dalam medium yang berbeda maka berlaku:

Jawaban : D

1. cermin datar
2. cermin cekung
3. cermin cembung
4. lensa positif
5. lensa negatif

PEMBAHASAN :
Dari keterangan soal diperoleh gambar berikut!

Lensa yang menghasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil dari suatu benda nyata yaitu lensa cembung
Jawaban : C

1. 1¼
2. 3 1/3
3. 5
4. 6
5. 9

PEMBAHASAN :
Diketahui:
M = 5x
s = 4 cm
Menentukan s’

maka s’ = M. s = 5.4 cm = 20 cm
menentukan fokus (f)
karena bayangan tegak maka s’ bertanda

Jawaban : D

Perhatikan gambar pembentukan bayangan pada tropong bintang

Jika pengamat tidak berakomodasi maka perbesaran bayangan adalah….

1. 1 kali
2. 3 kali
3. 4 kali
4. 8 kali
5. 11 kali

PEMBAHASAN :
Diketahui
f_ok = 3 cm
d = 15 cm
Menentukan fob
d = f_ob + f_ok
15 = f_ob + 3
f_ob = 12 cm
Menentukan perbesaran:

Jawaban : C

1. bayangan lensa obyektif 25 cm di belakang lensa
2. bayangan lensa obyektif tak hingga
3. bayangan lensa okuler tak hingga
4. bayangan okuler 25 cm didepan
5. bayangan lensa okuler 25 cm dibelakang

PEMBAHASAN :
Jika Mata normal menggunakan mikroskop dengan berakomodasi maksimum artinya:
• Bayangan yang dilihat merupakan bayangan maya yang dibentuk oleh okuler
• Karena berakomodasi maksimum maka bayangan berjarak 25 cm dari mata normal dan adanya pada lensa okuler
Jawaban : E

1. 5 cm
2. 10 cm
3. 15 cm
4. 20 cm
5. 40 cm

PEMBAHASAN :
Diketahui:
s’ = 20 cm (dibelakang lensa artinya nilainya positif)
P = 10 dioptri
Menentukan s

Jawaban :

1. 40 cm
2. 60 cm
3. 80 cm
4. 100 cm
5. 105 cm

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Tinggi badan = 120 cm
Maka panjang minimum cermin dapat dihitung sebagai berikut:
Panjang minimum cermin = 1/2 x tinggi badan
Panjang minimum cermin = 1/2 x 120 cm
Panjang minimum cermin = 60 cm
Jawaban : B

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
5. 5

PEMBAHASAN :
Diketahui:
θ = 60⁰
Maka jumlah bayanganbenda dapat dihitung sebagai berikut:
n = (360⁰ : 60⁰ ) – 1
n = 6 – 1
n = 5
Jawaban : E

1. Menggunakan lensa konvergen untuk memperbesar objek
2. Menggunakan lensa cembung untuk memperkecil objek
3. Menggunakan cermin konvergen untuk memperbesar objek
4. Menggunakan cermin cembung untuk memperkecil objek
5. Menggunakan cermin cekung untuk memperbesar objek

PEMBAHASAN :
Teleskop reflektor adalah teleskop yang menggunakan satu atau kombinasi dari cermin lengkung yang merefleksikan cahaya dan bayangan gambar.Teleskop reflektor menggunakan cermin konvergen (cermin parabolik) untuk memperbesar dan mengumpulkan cahaya dari objek yang sangat jauh.
Jawaban : C

1. 6 kali
2. 4 kali
3. 5,5 kali
4. 6,2 kali
5. 7 kali

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Panjang fokus lensa (f) = 5 cm
Titik dekat mata normal (N) = 25 cm
Maka perbesaran anguler lup dapat dihitung sebagai berikut:

M = 6 kali
Jawaban : A

Cahaya merambat dari udara ke kaca dengan cepat rambat cahaya 3 x 10⁸ m/s dan indeks bias kaca . Maka cepat rambat cahaya di kaca adalah …

1. 1 x 10⁸ m/s
2. 2 x 10⁸ m/s
3. 3 x 10⁸ m/s
4. 4 x 10⁸ m/s
5. 5 x 10⁸ m/s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
c = 3 x 10⁸ m/s
n_kaca =
Maka cepat rambat cahaya di kaca dapat dihitung sebagai berikut:


= 2 x 10⁸ m/s
Jawaban : B

1. 4 Dioptri
2. 5 Dioptri
3. 8 dioptri
4. 10 Dioptri
5. 15 Dioptri

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Lensa cembung = lensa positif, konvergen
f =10 cm
Maka kekuatan lensa dapat dihitung sebagai berikut:
P = 1 / f
P = 1 / 10
P = 0,1 cm → P = 10 m
Jawaban : D