Soal soal tentang optika geometri dan fotometri 1. Sebutkan definisi dari optika geometri, cahaya, Jawaban : Optika geometri adalah cabang fisika yang mempelajari tentang cahaya, meliputi bagaimana terjadinya cahaya, perambatannya, pengukurannya, dan sifat-sifatnya. pengertian dari cahaya
Menurut Newton “
Cahaya terdiri dari partikel-partikel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan
sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi.
”
Menurut Huygens “
Cahaya adalah gelombang seperti bunyi. Perbedaannya hanya pada frekuensi dan panjan
gelombang saja.
”
2. Sebutkan jenis jenis dari pemantulan cahaya dan bunyi dari hukum pemantulan cahaya. Jawaban :
Pemantulan teratur Pemantulan yang arah sinar pantulannya sejajar dengan arah sinar datangnya.
Pemantulan baur Pemantulan yang arah sinar pantulannya tidak sejajar dengan arah sinar datangnya, akan tetapi dipantulkan sesuai tekstur permukannya.
Seorang ahli matematika berkebangsaan belanda yang bernama Willebrod Snellius (1591 – 1626) dalam penelitiannya ia berhasil menemukan hukum pemantulan cahaya yang berbunyi : -
Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
-
Sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul.
3. Sebutkan sifat sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar Jawaban : Sifat-sifat
Maya
Tegak
Sama besar
s = -s’
4. sebutkan sinar sinar istimewa dari cermin cekung. Jawaban : Sinar-sinar istimewa:
Jika sinar melalui pusat kelengkungan cermin m aka akan dipantulkan melalui titik itu lagi.
Jika sinar sejajar sumbu utama maka akan dipantulkan melalui titik fokus.
Jika sinar melalui titik fokus maka akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
5. sebutkan sifat sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin cekung jawaban : Bayangan dan sifatnya.
1. Jika benda berada di ruang III, bayangan berada di ruang II, sifat bayangannya nyata, terbalik, diperkecil 2. Jika benda berada di titik pusata, bayangan juga berada di titik pusat, sifat bayangannya nyat, terbalik, sama besar 3. Jika benda berada di ruang II, bayangan berada di ruang III, sifat bayangan nyata, terbalik, diperbesar 4. Jika benda berada di ruang I, bayangan berada di ruang IV, sifat bayangan maya, tegak, diperbesar 6.
Sebuah benda terletak 5 cm di depan sebuah cermin cekung yang berjari-jari 20 cm. Tentukan a. jarak bayangan b.
Perbesaran bayangan
c.
sifat-sifat bayangan!
Penyelesaian:
Diketahui : s = 5 cm
R = 20 cm maka f = 10 cm Ditanya : a. s’
b. M c. sifat-sifat bayangan Jawab:
a.
1 f
1 10 1 s' 1 s' 1 s'
1 s
1 5 1
10 1 20
1 s
1 s
'
'
1 5 2 10
1
sehingga
10
s’ =
10 cm
Jadi jarak bayangannya 10 cm
s'
10
2 kali
b.
M=
c.
Sifat-sifat bayangannya adalah : maya, tegak, diperbesar, di ruang IV.
s
5
7. Sebutkan sinar – sinar istimewa pada cermin cembung Jawaban : Sinar-sinar istimewa:
Jika sinar menuju titik fokus maka sinar dipantulkan sejajar sumbu utama.
Jika sinar sejajar sumbu utama maka akan dipantulkan seolaholah berasal dari titik fokus.
Jika sinar menuju pusat kelengkungan cermin, maka akan dipantulkan melalui jalannya semula.
8. Sebutkan bayangan yang dihasilkan dari c ermin cembung Jawaban: Sifat bayangannya adalah selalu maya, tegak dan diperkecil. 9. Sebutkan definisi dari pembiasan cahaya Jawaban : Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya saat melewati bidang batas dua medium tembus cahaya yang berbeda indeks biasnya. Pembiasan cahaya mempengaruhi penglihatan pengamat. Contoh yang jelas adalah bila sebatang tongkat yang sebagiannya tercelup di dalam kolam berisi air dan bening akan terlihat patah. 10. Sebutkan bunyi dari hukum pembiasaan snellius Jawaban : 1.
Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
2.
Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias dari suatu cah aya yang melewati dua medium yang berbeda merupakan suatu konstanta.
11. Sebutkan jenis jenis dari lensa cembung dag bagaimana sifat dari lensa cembung itu sendiri Jawaban :
1. Cembung cekung (konveks-konkaf) 2. Cembung datar (plan-konveks) 3. Cembung cembung (bikonveks) Dan sifatnya adalah konvergen atau mengumpulkan cahaya.
12. Cepat rambat cahaya di medium A besarnya 2 x 10 8 m/s. Bila cepat rambat cahaya di ruang hampa 3 x 10 8 m/s, berapakah indeks bias mutlak medium itu? Penyelesaian:
Diketahui : n1 = 1 8
v1 = 3 x 10 m/s 8
v2 = 2 x 10 m/s
Ditanya : n2 = ?
Jawab :
n2 n1
v1 v2
n2 = 1,5
13. Seberkas cahaya datang dari udara (nu = 1) ke dalam air (n a = 1,33) dengan sudut datang 30°. Tentukan besar sudut bias! Penyelesaian : Nu = 1
Diketahui :
na = 1,33 i = 30°
Ditanya : r = ? Jawab :
Berkas sinar berasal dari udara menuju air, berarti n 1 = nu = 1 dan n 2 = na =1,33. sin i sin r
sin 30
sin r
n1
0
sin r 0,5
n2
1,33 1
1,33
sin r =
0,5 1,33
r = 22,1°
8
14. Cepat rambat cahaya di dalam kaca 2,00 x 10 m/s dan cepat rambat cahaya di dalam air 8
2,25 x 10 m/s. Tentukan: a) indeks bias relatif air terhadap kaca b) indeks bias relatif kaca terhadap air
Penyelesaian: Diketahui :
8
vkaca = 2,00 x 10 m/s 8
vair = 2,25 x 10 m/s
Ditanya : a) nair-kaca .....? b) nkaca-air ....? Jawab :
=
a) nair-kaca
=
v kaca v air 2.00 x10
8
2,25 x10
8
= 0,89
8
15. Berkas sinar merambat di udara dengan kecepatan 3 x 10 m/s dan frekuensi 4,62 x 10 menuju permukaan air yang indeks biasnya
4 3
14
. Tentukan panjang gelombang cahaya:
a) saat berada di udara b) saat berada di air!
Penyelesaian: Diketahui :
8
c = 3 x 10 m/s f = 6 x 10
14
Hz
nu = n1 = 1 na = n2 =
4 3
a) λu = ?
Ditanya :
b) λa = ? Jawab :
a) c = λ .f λ u
-7
= 6,5 x10 m
Jadi, panjang gelombang cahaya di udara adalah b)
λ 1
-7
= 6,5 x 10 m.
Panjang gelombang cahaya di dalam air ( λ 2) bila panjang gelombang cahaya λ 1
-7
= 6,5 x 10 m
Hz
λ 2
-7
= 4,86 x 10 m.
16. Sebutkan definisi dari Fotometri Jawaban : adalah bagian dari optik yang mempelajari mengenai kuat cahaya (intensity) dan derajat penerangan (brightness). 17. Apakah yang dimaksud dengan fluks cahaya, kuat penerangan, iluminans. Jawaban : Fluks cahaya adalah Energi cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya per detik. Satuannya adalah Lumen. Kuat penerangan adalah banyaknya cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber titikpersatuan sudut ruang(luminous intensity). Simbolnya I dan satuannya candela (cd). Iluminans adalah fluks cahaya yang menyinari persatuan luas. Dalam teknik penerangan dinyatakan dalam lumen permeter kuadrat atau lux. 18. Kapan hukum kuadrat terbalik dipakai. Jawaban :
19. Sebutkan dan jelaskan satuan dari fluks cahaya ? Jawaban : Satuan fluks cahaya adalah lumen, didefinisikan sebagai berikut satu lumen adalah cahaya yang dipancarkan dari 1/16 ujung terbuka sumbu standar dan mengandung sudut ruang dari ste – radian. Perbandingan antara fluks cahaya dan fluks radian disebut efisiensi cahaya dan dinyatakan dengan lumen per watt. 20. Apakah yang dimaksud dengan intensitas cahaya Jawaban : Intensitas cahaya adalah arah kerucut di definisikan sebagai perbandingan fluks df dan fluks dΩ atau sebagai fluks cahaya yang dipancarkan persatuan sudut ruang.
