Pembahasan Soal UN IPA SMP/MTS 2018 Materi Optik

Soal UN IPA SMP/MTS 2018 No. 18
Benda terletak di depan lensa cembung seperti gambar.

Jika benda digeser 10 cm menjauh dari lensa, terbentuk bayangan bersifat ....

A. maya, tegak, lebih besar dari bayangan semula

B. maya, terbalik, lebih kecil dari bayangan semula

C. nyata, terbalik, lebih kecil dari bayangan semula

D. nyata, tegak, lebih besar dari bayangan semula

Pembahasan

Lensa adalah sebuah sistem optik yang memiliki dua permukaan pembias. Lensa yang paling sederhana memiliki dua permukaan lengkung yang sangat dekat satu sama lain sehingga jarak antara kedua pemukaan lengkung (ketebalan lensa) dapat diabaikan. Lensa yang sangat tipis ini disebut lensa tipis.

Persamaan umum untuk lensa persis seperti untuk cermin lengkung, yaitu

Panjang fokus (f)

f   = (15 cm . 20 cm)/(15 cm + 20 cm)
    = (300 cm/35 cm)
f   = 8,57 cm.

Benda berada di antara titik fokus dan jari-jari kelengkungan. Tanda positif dari jarak benda (s) atau jarak bayangan (s') menyatakan benda terletak di depan  lensa (benda nyata) atau bayangan terletak di belakang lensa (bayangan nyata). Bayangan nyata dibentuk dibentuk oleh perpotongan langsung sinar-sinar bias dibelakang lensa. Jadi, bayangan nyata selalu terletak di belakang lensa selalu terbalik.

Perbesaran bayangan yang terjadi pada lensa cembung tersebut adalah

Jika M negatif, berarti bayangan terbalik. Sebaliknya, M positif menandakan bayangannya tegak. Bayangan lebih kecil daripada bendanya (diperkecil) jika nilai mutlak dari M < 1, sama dengan bendanya jika nilai mutlak dari M = 1, dan lebih besar daripada bendanya (diperbesar) jika nilai mutlak dari M > 1.
Perbesaran linear (M) dapat dihitung
M = - (20 cm/15 cm)
M = - 1,33.
Harga M  bertanda negatif berarti bayangan itu terbalik dan bayangan lebih  besar (diperbesar) daripada bendanya.

Jika benda digeser 10 cm menjauh dari lensa, maka
jarak benda (s) = 15 cm + 10 cm = 25 cm.

Untuk menentukan jarak bayangan (s')

s' = (25 cm . 8,57 cm)/(25 cm - 8,57 cm)
   = (214,25 cm)/(16,43 cm)
s' = 13,04 cm.

Perbesaran linear (M) dapat dihitung
M = - (13,04 cm/25 cm)
M = - 0,52.
Harga M  bertanda negatif berarti bayangan itu adalah bayangan nyata, terbalik dan bayangan lebih kecil (diperkecil) daripada bendanya.
Jadi, jika benda digeser 10 cm menjauh dari lensa, terbentuk bayangan bersifat nyata, terbalik, lebih kecil dari bayangan semula. (C)


Soal UN IPA SMP/MTS 2018 No. 15
Perhatikan gambar pembentukan bayangan pada lensa cembung berikut!

Bila benda digeser 20 cm mendekati lensa, maka bayangan akhir bersifat ....
A. nyata dan lebih kecil dari bayangan awal
B. nyata dan lebih besar dari bayangan awal
C. maya dan lebih kecil dari bayangan awal
D. maya dan lebih besar dari bayangan awal

Pembahasan

Panjang fokus (f)

f   = (30 cm . 20 cm)/(30 cm + 20 cm)
    = (600 cm/50 cm)
f   = 12 cm.

Perbesaran linear (M) dapat dihitung
M = - (20 cm/30 cm)
M = - 2/3.
Harga M  bertanda negatif berarti bayangan itu terbalik dan bayangan lebih kecil (diperkecil) daripada bendanya.

Bila benda digeser 20 cm mendekati dari lensa, maka
jarak benda (s) = 30 cm - 20 cm = 10 cm.
Untuk menentukan jarak bayangan (s')

s' = (10 cm . 12 cm)/(10 cm - 12 cm)
   = (120 cm)/(- 2 cm)
s' = - 60 cm.
Benda berada di antara titik fokus dan jari-jari kelengkungan. Tanda negatif dari jarak benda (s) atau jarak bayangan (s') menyatakan benda terletak di belakang  lensa (benda maya) atau bayangan terletak di depan lensa (bayangan maya). Bayangan maya dibentuk dibentuk oleh perpotongan perpanjangan sinar-sinar bias di depan lensa. Bayangan maya selalu terletak di depan lensa selalu tegak.

Perbesaran linear (M) dapat dihitung
M = - (- 60 cm/10 cm)
M = 6.
Harga M  bertanda positif berarti bayangan itu adalah bayangan maya, tegak dan bayangan lebih besar (diperbesar) daripada bendanya.
Jadi, bila benda digeser 20 cm mendekati lensa, maka bayangan akhir bersifat maya dan lebih besar dari bayangan awal. (D)