Teknokiper.com - Pembahasan contoh soal tentang cahaya dan alat optik untuk tingkat sekolah menengah pertama. Contoh soal cahaya dan alat optik ini disusun dalam bentuk pilihan berganda dilengkapai dengan pembahasan dan dirancang sedemikian berdasarkan beberapa subtopik yang paling sering keluar dalam kajian cahaya dan alat optik. Beberapa subtopik yang akan dibahas antara lain pengertian dan sifat cahaya, proses melihat, hukum pemantulan cahaya Snellius, pemantulan cahaya dan pembentukn bayangan pada cermin datar, pembentukan cahaya pada cermin cekung dan cermin cembung, rumus dasar untuk cermin, penggunaan cermin cekung dan cermin cembung, pembiasan cahaya, pembentukan cahaya pada lensa cekung dan lensa cembung, dan kekuatan lensa.
A. Terjadi pembiasan cahaya
B. Benda berukuran besar
C. Benda berada di tempat terang
D. Berkas cahaya dipantulkan ke mata
Pembahasan :
Berdasarkan ada tidaknya cahaya pada benda, benda dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu benda sumber cahaya dan benda gelap. Sumber cahaya adalah benda yang memiliki sumber cahaya sendiri seperti matahari, lilin, lampu, dan sebagainya.
Benda gelap adalah semua benda yang tidak memiliki sumber cahaya sendiri misalnya pensil, buku, pot, kursi, meja, dan sebagainya. Benda gelap dapat kita lihat karena sebagian sinar dari sumber cahaya seperti lampu atau cahaya matahari yang mengenai benda dipantulkan masuk ke mata.
Contoh 2 : Sifat Bayangan Pada Cermin Datar
Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah ....
A. Maya, tegak, diperbesar
B. Maya, tegak, menghadap terbalik dengan benda
C. Nyata, terbalik, sama besar
D. Nyata, tegak, menghadap terbalik
Pembahasan :
Berikut beberapa sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin datar:
1). Maya (berada di belakang cermin)
2). Sama besar dengan benda
3). Menghadap terbalik dengan benda
4). Tegak
5). Jarak banyangan sama dengan jarak benda.
Jadi, sifat bayangan yang terbentuk pada cermin datar yang ada pada opsi jawaban adalah maya, tegak, dan mengahadap terbalik dengan benda (kiri jadi kanan).
Gambar di atas memperlihatkan pembentukan bayangan dari benda AB pada sebuah cermin. Berdasarkan gambar di atas, sifat bayangan yang terbentuk adalah ....
A. Nyata, tegak, diperbesar
B. Nyata, tegak, diperkecil
C. Maya, tegak, diperkecil
D. Maya, terbalik, diperkecil
Pembahasan :
Cermin yang digunakan pada soal adalah cermin cembung. Berdasarkan gambar di atas dapat kita lihat bahwa bayangan yang terbentuk lebih kecil daripada bendanya dan tegak terhadap bendanya. Perlu diingat bahwa untuk sembarang posisi, bayangan yang terbentuk pada cermin cembung selalu maya, tegak, dan diperkecil.
Contoh 4 : Hukum Pemnatulan Cahaya Snellius
Perhatikan diagaram di bawah ini!
Diagram di atas menunjukkan pemantulan suatu berkas cahaya pada sebuah cermin datar. Jika sudut antara sinar datang dan sinar pantul adalah seperti terlihat pada gambar, maka besar sudut datangnya adalah ....
A. 84o
B. 42o
C. 36o
D. 24o
Pembahasan :
Terdapat dua poin penting dalam hukum pemantulan cahaya, yaitu:
1). Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang.
2). Besar sudut pantul sama dengan besar sudut datang (r = i)
Garis normal adalah garis yang berada di antara sinar datang dan sinar pantul. Garis normal merupakan garis tegak lurus terhadap permukaan cermin. Pada gambar terlihat jumlah sudut antara sinar pantul dan sinar datang, maka berlaku persamaan :
⇒ i + r = 84o
⇒ i + i = 84o
⇒ 2i = 84o
⇒ i = 42o
A. 1000 detik
B. 500 detik
C. 250 detik
D. 100 detik
Pembahasan :
Cahaya adalah radiasi yang merambat lurus dan merupakan gelombang elektromagnetik yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Cahaya merambat tegak lurus terhadap arah getaran sehingga tergolong gelombang transversal.
Kecepatan cahaya adalah 3 x 108 m/s, sehingga:
Dik : v = 3 x 108 m/s, s = 300.000.000 km = 3 x 1011 m
Dit : t = ... ?
⇒ v = s/t
⇒ t = s/v
⇒ t = 1 x 103
⇒ t = 1000 detik
Contoh 6 : Tinggi Minimum Cermin
Seorang murid yang tingginya 1,5 meter berdiri di depan sebuah cermin datar vertikal. Agar dapat melihat bayangan seluruh tubuhnya, maka tinggi minimum cermin tersebut harus sama dengan ....
A. 80 cm
B. 75 cm
C. 70 cm
D. 50 cm
Pembahasan :
Untuk melihat bayangan tubuh seluruhnya dari kepala hingga kaki, maka tinggi minimum cermin datar yang digunakan harus memenuhi persamaan berikut:
⇒ Tinggi minimum cermin = ½ tinggi badan
⇒ Tinggi minimum cermin = ½ x 1,5 m
⇒ Tinggi minimum cermin = 0,75 m
⇒ Tinggi minimum cermin = 75 cm.
A. 24 cm
B. 20 cm
C. 12 cm
D. 10 cm
Pembahasan :
Cermin cekung adalah cermin positif sehingga nilai jarak fokusnya positif.
Dik : f = 6 cm, s = 8 cm
Dit : s' = ... ?
Berdasarkan persamaan untuk cermin:
⇒ 1/s' = 1/6 - 1/8
⇒ 1/s' = (4 - 3)/24
⇒ 1/s' = 1/24
⇒ s' = 24 cm
Contoh 8 : Pembiasan Cahaya
Jika indeks bias benzena adalah 1,5 maka cepat rambat cahaya di dalam benzena adalah ....
A. 4 x 108 m/s
B. 3 x 108 m/s
C. 2 x 108 m/s
D. 1,5 x 108 m/s
Pembahasan :
Mialkan : u = udara, b = benzena, v = kecepatan, n = indeks bias.
Dik : nu = 1, nb = 1,5, vu = 3 x 108 m/s
Dit : vb = ... ?
Cepat rambat cahaya di benzena:
⇒ nb . vb = nu . vu
⇒ 1,5 vb = 1 . 3 x 108
⇒ vb = (3 x 108)/1,5
⇒ vb = 2 x 108 m/s
A. Maya, terbalik, dipekecil
B. Maya, tegak, diperbesar
C. Nyata, terbalik, diperbesar
D. Nyata, tega, diperkecil
Pembahasan :
Jika dilihat berdasarkan pembagian ruang pada lensa, posisi di antara F dan 2F digolongkan sebagai ruang II. Rumus penentuan letak bayangan adalah sebagai berikut:
⇒ Ruang benda + Ruang bayangan = 5
⇒ Ruang bayangan = 5 - Ruang benda
Jika benda diletakkan di ruang II, maka bayangannya berada pada:
⇒ Ruang bayangan = 5 - 2
⇒ Ruang bayangan = 3
Bayangan yang terbentuk berada di ruang III. Ruang III terletak di sebelah kanan 2F di belakang lensa. Sifat bayangan yang terbentuk pada ruang ini adalah nyata, terbalik, diperbesar, dan di belakang lensa.
Contoh 10 : Kekuatan Lensa
Jika sebuah lensa cembung memiliki jarak titik api 40 cm, maka kekuatan lensa tersebut adalah ....
A. 2 Dioptri
B. 2,5 Dioptri
C. 4 Dioptri
D. 5 Dioptri
Pembahasan :
Dik : f = 40 cm = 0,4 m
Dit : P = ... ?
Kekuatan Lensa:
⇒ P = 1/f
⇒ P = 1/0,4
⇒ P = 2,5 D
Contoh 1 : Proses Melihat
Sebuah benda dapat terlihat oleh mata kita karena ....A. Terjadi pembiasan cahaya
B. Benda berukuran besar
C. Benda berada di tempat terang
D. Berkas cahaya dipantulkan ke mata
Pembahasan :
Berdasarkan ada tidaknya cahaya pada benda, benda dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu benda sumber cahaya dan benda gelap. Sumber cahaya adalah benda yang memiliki sumber cahaya sendiri seperti matahari, lilin, lampu, dan sebagainya.
Benda gelap adalah semua benda yang tidak memiliki sumber cahaya sendiri misalnya pensil, buku, pot, kursi, meja, dan sebagainya. Benda gelap dapat kita lihat karena sebagian sinar dari sumber cahaya seperti lampu atau cahaya matahari yang mengenai benda dipantulkan masuk ke mata.
Jawaban : D
Contoh 2 : Sifat Bayangan Pada Cermin Datar
Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah ....
A. Maya, tegak, diperbesar
B. Maya, tegak, menghadap terbalik dengan benda
C. Nyata, terbalik, sama besar
D. Nyata, tegak, menghadap terbalik
Pembahasan :
Berikut beberapa sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin datar:
1). Maya (berada di belakang cermin)
2). Sama besar dengan benda
3). Menghadap terbalik dengan benda
4). Tegak
5). Jarak banyangan sama dengan jarak benda.
Jadi, sifat bayangan yang terbentuk pada cermin datar yang ada pada opsi jawaban adalah maya, tegak, dan mengahadap terbalik dengan benda (kiri jadi kanan).
Jawaban : A
Contoh 3 : Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cembung
Perhatikan gambar di bawah ini!Gambar di atas memperlihatkan pembentukan bayangan dari benda AB pada sebuah cermin. Berdasarkan gambar di atas, sifat bayangan yang terbentuk adalah ....
A. Nyata, tegak, diperbesar
B. Nyata, tegak, diperkecil
C. Maya, tegak, diperkecil
D. Maya, terbalik, diperkecil
Pembahasan :
Cermin yang digunakan pada soal adalah cermin cembung. Berdasarkan gambar di atas dapat kita lihat bahwa bayangan yang terbentuk lebih kecil daripada bendanya dan tegak terhadap bendanya. Perlu diingat bahwa untuk sembarang posisi, bayangan yang terbentuk pada cermin cembung selalu maya, tegak, dan diperkecil.
Jawaban : C
Contoh 4 : Hukum Pemnatulan Cahaya Snellius
Perhatikan diagaram di bawah ini!
Diagram di atas menunjukkan pemantulan suatu berkas cahaya pada sebuah cermin datar. Jika sudut antara sinar datang dan sinar pantul adalah seperti terlihat pada gambar, maka besar sudut datangnya adalah ....
A. 84o
B. 42o
C. 36o
D. 24o
Pembahasan :
Terdapat dua poin penting dalam hukum pemantulan cahaya, yaitu:
1). Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang.
2). Besar sudut pantul sama dengan besar sudut datang (r = i)
Garis normal adalah garis yang berada di antara sinar datang dan sinar pantul. Garis normal merupakan garis tegak lurus terhadap permukaan cermin. Pada gambar terlihat jumlah sudut antara sinar pantul dan sinar datang, maka berlaku persamaan :
⇒ i + r = 84o
⇒ i + i = 84o
⇒ 2i = 84o
⇒ i = 42o
Jawaban : B
Contoh 5 : Sifat dan Kecepatan Cahaya
Waktu yang dibutuhkan oleh cahaya untuk menempuh jarak sejauh 300.000.000 kilometer adalah ....A. 1000 detik
B. 500 detik
C. 250 detik
D. 100 detik
Pembahasan :
Cahaya adalah radiasi yang merambat lurus dan merupakan gelombang elektromagnetik yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Cahaya merambat tegak lurus terhadap arah getaran sehingga tergolong gelombang transversal.
Kecepatan cahaya adalah 3 x 108 m/s, sehingga:
Dik : v = 3 x 108 m/s, s = 300.000.000 km = 3 x 1011 m
Dit : t = ... ?
⇒ v = s/t
⇒ t = s/v
| ⇒ t = | 3 x 1011 |
| 3 x 108 |
⇒ t = 1000 detik
Jawaban : A
Contoh 6 : Tinggi Minimum Cermin
Seorang murid yang tingginya 1,5 meter berdiri di depan sebuah cermin datar vertikal. Agar dapat melihat bayangan seluruh tubuhnya, maka tinggi minimum cermin tersebut harus sama dengan ....
A. 80 cm
B. 75 cm
C. 70 cm
D. 50 cm
Pembahasan :
Untuk melihat bayangan tubuh seluruhnya dari kepala hingga kaki, maka tinggi minimum cermin datar yang digunakan harus memenuhi persamaan berikut:
⇒ Tinggi minimum cermin = ½ tinggi badan
⇒ Tinggi minimum cermin = ½ x 1,5 m
⇒ Tinggi minimum cermin = 0,75 m
⇒ Tinggi minimum cermin = 75 cm.
Jawaban : B
Contoh 7 : Persamaan atau Rumus untuk Cermin
Sebuah benda diletakkan pada jarak 8 cm di depan cermin cekung. Jika jarak fokus cermin adalah 6 cm, maka jarak bayangan yang terbentuk adalah ....A. 24 cm
B. 20 cm
C. 12 cm
D. 10 cm
Pembahasan :
Cermin cekung adalah cermin positif sehingga nilai jarak fokusnya positif.
Dik : f = 6 cm, s = 8 cm
Dit : s' = ... ?
Berdasarkan persamaan untuk cermin:
| ⇒ | 1 | = | 1 | + | 1 |
| f | s | s' |
| ⇒ | 1 | = | 1 | + | 1 |
| 6 | 8 | s' |
⇒ 1/s' = (4 - 3)/24
⇒ 1/s' = 1/24
⇒ s' = 24 cm
Jawaban : A
Contoh 8 : Pembiasan Cahaya
Jika indeks bias benzena adalah 1,5 maka cepat rambat cahaya di dalam benzena adalah ....
A. 4 x 108 m/s
B. 3 x 108 m/s
C. 2 x 108 m/s
D. 1,5 x 108 m/s
Pembahasan :
Mialkan : u = udara, b = benzena, v = kecepatan, n = indeks bias.
Dik : nu = 1, nb = 1,5, vu = 3 x 108 m/s
Dit : vb = ... ?
Cepat rambat cahaya di benzena:
⇒ nb . vb = nu . vu
⇒ 1,5 vb = 1 . 3 x 108
⇒ vb = (3 x 108)/1,5
⇒ vb = 2 x 108 m/s
Jawaban : C
Contoh 9 : Menentukan Sifat Bayangan Lensa Cembung
Jika sebuah benda diletakkan di antara F dan 2F dari lensa cembung, maka sifat bayangan yang terbentuk adalah ....A. Maya, terbalik, dipekecil
B. Maya, tegak, diperbesar
C. Nyata, terbalik, diperbesar
D. Nyata, tega, diperkecil
Pembahasan :
Jika dilihat berdasarkan pembagian ruang pada lensa, posisi di antara F dan 2F digolongkan sebagai ruang II. Rumus penentuan letak bayangan adalah sebagai berikut:
⇒ Ruang benda + Ruang bayangan = 5
⇒ Ruang bayangan = 5 - Ruang benda
Jika benda diletakkan di ruang II, maka bayangannya berada pada:
⇒ Ruang bayangan = 5 - 2
⇒ Ruang bayangan = 3
Bayangan yang terbentuk berada di ruang III. Ruang III terletak di sebelah kanan 2F di belakang lensa. Sifat bayangan yang terbentuk pada ruang ini adalah nyata, terbalik, diperbesar, dan di belakang lensa.
Jawaban : C
Contoh 10 : Kekuatan Lensa
Jika sebuah lensa cembung memiliki jarak titik api 40 cm, maka kekuatan lensa tersebut adalah ....
A. 2 Dioptri
B. 2,5 Dioptri
C. 4 Dioptri
D. 5 Dioptri
Pembahasan :
Dik : f = 40 cm = 0,4 m
Dit : P = ... ?
Kekuatan Lensa:
⇒ P = 1/f
⇒ P = 1/0,4
⇒ P = 2,5 D
Jawaban : B
0 comments :
Post a Comment