Minggu, 14 Februari 2010

teropong - fisika kelas x

TEROPONG



Pengertian
Teropong atau teleskop adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh agar nampak lebih dekat dan jelas, karena teropong memperbesar ukuran, sudut dan juga kecerahan bendanya.

Sejarah Penemuan Teropong

Sebenarnya orang pertama di dunia yang menemukan teleskop atau teropong adalah ahli optika dari Belanda yaitu Hans Lippershey pada tahun 1608.
Tapi Hans Lippershey tidak mau menerima hak patennya. Ketika mendengar tentang hal itu Galileo pun lalu membuat teleskop sendiri dengan menyalin dan mengembangkan dari teropong ciptaan Hans Lippershey. Teropong yang dibuat oleh Galileo sekarang lebih dikenal dengan sebutan teropong panggung.




Jenis-jenis Teropong

Ada 2 jenis utama teropong, yaitu:
1. Teropong bias
2. Teropong pantul

Teropong bias, teropong yang terdiri atas beberapa lensa dan bekerja berdasarkan pembiasan cahaya. Ada beberapa macam teropong bias, diantaranya:

1. Teropong bintang atau teropong astronomi.
Teropong bintang disebut juga teropong astronomi.
Teropong bintang memiliki ciri:
- Dua buah lensa cembung berjarak fokus panjang.
- Jarak fokus lensa objektif lebih besar dari jarak fokus lensa okulernya.

Teropong bintang adalah alat yang digunakan untuk melihat atau mengamati benda-benda di luar angkasa seperti bulan, bintang, komet, dan lain sebagainya. Sifat bayangannya adalah maya, terbalik dan diperbesar.
Benda-benda yang diamati letaknya sangat jauh sehingga sinar-sinar sejajar menuju ke lensa objektif. Kumpulan sinar sejajar yang berasal dari bagian atas bintang dan bagian bawah bintang membentuk bayangan nyata dan terbalik di bidang fokus lensa objektif. Selanjutnya bayangan bintang dilihat lensa okuler sebagai benda.

Karena pengamatan bintang-bintang di langit berlangsung berjam-jam, maka mata akan lelah. Agar mata tidak lelah, maka pengamatan dilakukan dengan mata tidak berakomodasi. Agar ini tercapai, maka bayangan lensa objektif harus diletakan di titik fokus lensa okuler.
Ini berarti titik fokus lensa objektif berimpit dengan titik fokus lensa okuler. Dengan demikian, panjang teropong atau jarak antara kedua lensa adalah:

Panjang teropong untuk penggunaan normal/tidak berakomodasi:

d = fob + fok

ket:
d = jarak antara kedua lensa
fob = fokus lensa objektif
fok = fokus lensa okuler

Perbesaran teropong untuk penggunaan normal/tidak berakomodasi:

Ma= fob/fok

ket:
Ma = perbesaran teropong
fob = fokus lensa objektif
fok = fokus lensa okuler


Jika teropong digunakan untuk mata berakomodasi maksimum, tentu saja kedua rumus di atas tidak berlaku. Untuk kasus mata berakomodasi maksimum, berlaku rumus berikut:

Panjang teropong akomodasi maksimum:

d = fob + sok

ket:
d = jarak antara kedua lensa/panjang teropong
fob = fokus lensa objektif
sok = jarak bayangan okuler

Perbesaran teropong akomodasi maksimum:

Ma= fob/sok

ket:
Ma = perbesaran teropong
fob = fokus lensa objektif
sok = jarak bayangan okuler


CONTOH 1:

Sebuah teropong bintang memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 150 cm dan lensa okuler dengan jarak fokus 10 cm, digunakan untuk melihat benda-benda langit yang sangat jauh. Tentukan panjang dan perbesaran teropong untuk:
a) penggunaan normal
b) mata berakomodasi maksium (jika mata berakomodasi pada jarak 25 cm)

JAWAB:

diketahui:

fob = 150 cm
fok = 10 cm
sn (jarak titik dekat mata pengamat) = 25 cm

ditanya:

d . . . ?
Ma . . . ?

jawab:

a) penggunaan normal:

panjang teropong:
d = fob + fok
d = 150 + 10
d = 160

jadi panjang teropong untuk penggunaan normal adalah 160 cm

perbesaran teropong:
Ma = fob/fok
Ma = 150/10
Ma = 15

Jadi perbesaran teropong untuk penggunaan normal adalah 15 cm.

b) mata berakomodasi maksium:

panjang teropong:
1/fok = 1/sok + 1/-sn
1/sok = 1/fok + 1/-sn
1/sok = 1/10 - 1/-(25)
1/sok = 1/10 - (-1/25)
1/sok = 1/10 + 1/25
1/sok = 7/50
sok = 50/7 . . . . . . (1)

masukan persamaan (1) ke rumus d = fob + sok
d = 150 + 50/7
d = 1050/7 + 50/7
d = 1100/7

Jadi panjang teropong untuk mata berakomodasi maksimum adalah 1100/7 cm = 157,14 cm.

perbesaran teropong:
Ma = fob/sok
Ma = 150/(50/7)
Ma = 21

Jadi perbesaran teropong untuk mata berakomodasi maksimum adalah 21 cm.

CONTOH 2:

Sebuah teleskop astronomi memiliki lensa, dengan jarak fokus lensa objektifnya adalah 32 cm. Perbesaran teleskop untuk mata tidak berakomodasi adalah 8 kali. Tentukanlah:
a) jarak fokus lensa okulernya
b) jarak kedua lensa itu jika mata tidak berakomodasi
c) jarak kedua lensa jika mata berakomodasi pada jarak 40 cm

JAWAB:

diketahui:

fob = 32 cm
Ma = 8 kali
sn = 40 cm

ditanya:

a) fok . . . ?
b) d penggunan normal . . . ?
c) d mata berakomodasi . . . ?

jawab:

a) jarak fokus lensa okuler:

Ma = fob/fok
fok = fob/Ma
fok = 32/8
fok = 4

Jadi jarak fokus lensa okulernya adalah 4 cm.

b) jarak kedua lensa jika mata tidak berakomodasi:

d = fob + fok
d = 32 + 4
d = 36

Jadi jarak kedua lensa jika mata tidak berakomodasi adalah 36 cm.

c) jarak kedua lensa pada mata berakomodasi maksimum:

1/fok = 1/sok + 1/-sn
1/sok = 1/fok - 1/-sn
1/sok = ¼ - 1/(-40)
1/sok = ¼ + 1/40
1/sok = 11/40
sok = 40/11 . . . . . . (1)

masukan persamaan (1) ke rumus d = fob + sok
d = 32 + 40/11
d = 32 + 3,64
d = 35,64

Jadi jarak kedua lensa pada mata berakomodasi maksimum adalah 35,64 cm.


CONTOH 3:

Sebuah teropong bintang dipakai untuk mengamati bintang dengan perbesaran 8 kali untuk mata tidak berakomodasi. Jika jarak lensa objektif dan lensa okuler sama dengan 45 cm, tentukanlah:
a) jarak fokus lensa okuler
b) jarak fokus lensa objektif

JAWAB:

diketahui:

Ma = 8 kali
d = 45 cm

ditanya:

fob . . . ?
fok . . . ?




jawab:

a) jarak fokus lensa okuler:

Ma = fob/fok
8 = fob/fok
8fok = fob . . . . . . (1)

masukan persamaan (1) ke rumus d = fob + fok
45 = 8fok + fok
45 = 9fok
fok = 5

Jadi jarak fokus lensa okulernya adalah 5 cm.

b) jarak fokus lensa objektif:

d = fob + fok
fob = d - fok
fob = 45 - 5
fob = 40

Jadi jarak fokus lensa objektifnya adalah 40 cm.


CONTOH 4:

Sebuah teropong bintang mempunyai daya perbesaran 20 kali dan memberikan bayangan di tempat yang jauhnya tak terhingga. Jarak fokus lensa objektifnya adalah 100 cm. Hitunglah pajang teropong !

JAWAB:

diketahui:

Ma = 20 kali
fok = 100 cm

ditanya:

d . . . ?

jawab:

Ma = fob/fok
fob = Ma . fok
fob = 20 . 100
fob = 2000

d = fob + fok
d = 2000 + 100
d = 2100

Jadi panjang teropong bintang adalah 2100 cm = 21 m.


2. Teropong bumi.
Teropong bumi adalah alat yang digunakan untuk melihat atau mengamati benda-benda jauh yang ada di permukaan bumi. Bayangan yang terbentuk sifatnya maya, diperbesar dan tegak.
Untuk menghasilkan bayangan yang tegak, dapat dengan menggunakan dua cara, yaitu:
1) Menggunakan lensa cembung ketiga yang disisipkan di antara lensa obkektif dan lensa okuler.
2) Menggunakan pasangan lensa cembung sebagai lensa objektif dan lensa cekung sebagai lensa okuler.
Teropong bumi menggunakan cara 1 untuk menghasilkan bayangan akhir yang tegak terhadap arah benda semula. Di sini lensa cembung ketiga hanya berfungsi membalik bayangan dan tidak memperbesar bayangan. Karena itu lensa cembung ketiga disebut lensa pembalik.
Dengan disisipkannya lensa pembalik yang memiliki jarak fokus, maka teropong bertambah panjang, panjang bertambah 4 kali fokus lensa pembalik (4fp).

Jadi rumus panjang teropong bumi adalah:


d = fob + 4fp + fok

ket:
d = jarak antara kedua lensa
fob = fokus lensa objektif
fp = fokus lensa pembalik
fok = fokus lensa okuler


Lensa pembalik berfungsi untuk membalikan arah cahaya sebelum melewati lensa okuler
Lensa okuler berfungsi seperti lup untuk membentuk bayangan bersifat maya, tegak dan diperbesar.
Adanya lensa pembalik tidak mempengaruhi perbesaran akhir, bayangan akir bersifat maya, tegak dan diperbesar sesuai dengan perbesarannya.







CONTOH 1:

Teropong bumi dipakai untuk mengamati seseorang pada jarak yang jauh. Teropong tersebut mempunyai jarak fokus lensa objektif 25 cm, jarak fokus lensa pembalik 0,5 cm, dan jarak fokus lensa okuler 0,25 cm. Bila pengamatan digunakan untuk mata tidak berakomodasi tentukanlah panjang teropong !

JAWAB:

diketahui:

fob = 25 cm
fp = 0,5 cm
fok = 0,25 cm

ditanya:

d . . . ?

jawab:

d = fob + 4fp + fok
d = 25 + 4(0,5) + 0,25
d = 25 + 2 + 0,25
d = 27,25

Jadi panjang teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah 27,25 cm.


CONTOH 2:

Sebuah teropong bumi memiliki panjang 34 cm, lensa okuler berfokus 10 cm dan lensa pembalik berfokus 2 cm. Hitunglah fokus lensa objektifnya !


JAWAB:

diketahui:

d = 34 cm
fok = 10 cm
fp = 2 cm

ditanya:

fob . . . ?



jawab:

d = fob + 4fp + fok
fob = d – 4fp – fok
fob = 34 – 4(2) – 10
fob = 34 – 8 – 10
fob = 16

Jadi fokus lensa objektifnya adalah 16 cm.

3. Teropong prisma atau binokuler.
Teropong prisma atau binokuler adalah tropong yang berfungsi untuk melihat benda yang jauh agar tampak lebih dekat dan terlihat jelas.
Teropong prisma terdiri atas dua pasang lensa cembung (sebagai lensa objektif dan lensa okuler) dan dua pasang prisma kaca siku-siku sama kaki. Sepasang prisma yang diletakan berfungsi untuk membelokkan arah cahaya dan membalikkan bayangan.
Bayangan yang dibentuk lensa objektif bersifat nyata, diperkecil, dan terbalik. Bayangan nyata dari lensa objektif menjadi benda bagi lensa okuler. Sebelum dilihat lensa okuler, bayangan ini dibalik oleh sepasang prisma siku-siku sehingga bayangan akhir dilihat maya, tegak dan diperbesar. Perbesaran bayangan yang diperoleh dengan memakai rumus teropong prisma atau dengan teropong bumi.

Perbesaran teropong:

Ma= fob/fok

ket:
Ma = perbesaran teropong
fob = fokus lensa objektif
fok = fokus lensa okuler


Beberapa keuntungan praktis dari teropong prisma dibandingkan dengan teropong yang lain:
1. Menghasilkan bayangan yang terang, karena berkas cahaya dipantulkan sempurna oleh bidang bidang prisma.
2. Dapat dibuat pendek sekali, karena sinarnya bolak-balik tiga kali melalui jarak yang sama (dipantulkan empat kali oleh prisma).
3. Daya stereoskopsis diperbesar, sehingg dua mata dapat melihat secara bersamaan.
4. Dengan adanya prisma, arah cahaya telah dibalikkan sehingga terlihat bayangan akhir bersifat maya, diperbesar dan tegak.

4. Teropong panggung atau teropong Galileo.
Teropong panggung (teropong Galileo) terdiri dari dua lensa, yaitu:
- Lensa objektif berupa lensa cembung.
- Lensa okuler berupa lensa cekung.


Dasar kerja dari teropong ini adalah:
Sinar-sinar sejajarke lensa objektif membentuk bayangan tepat di titik fokus lensa objektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata. Perlu diketahui bahwa bayangan yang dibentuk lensa okuler adalah ”tegak”.
Pajang teropong atau jarak kedua lensa diperoleh dengan memakai rumus teropong bintang atau teropong astronomi.

Panjang teropong:

d = fob + fok

ket:
d = jarak antara kedua lensa
fob = fokus lensa objektif
fok = fokus lensa okuler



Teropong Pantul, disebut demikian karena sebagai objektif digunakan cermin cekung besar sebagai pemantul cahaya.
Teropong pantul astronomi terdiri atas satu cermin cekung besar, satu cermin datar kecil yang diletakan sedikit di depan titik fokus cermin cekung, dan satu lensa cembung untuk mengamati benda.
Pada teropong pantul cermin lebih digemari daripada lensa untuk digunakan sebagai pengganti lensa objektif, alasannya karena:
1) Cermin lebih mudah dibuat dan murah dibanding dengan lensa.
2) Cermin tidak mengalami aberasi kromatik (penguraian warna) seperti lensa.
3) Cermin lebih ringan daripada lensa yang berukuran sama sehingga lebih mudah digantung.
Karena alasan itulah teropong yang terbesar di dunia adalah jenis teropong pantul. Teropong pantul yang sangat terkenal adalah teropong pantul Mount Palomar yang berdiameter 500 cm di USA.

6 komentar:

  1. wah makasih banyak kak!

    BalasHapus
  2. bermanfaat dan lengkap banget!

    BalasHapus
  3. artikelnya lengkap. makasih, jadi bisa ngebantu buat pr

    BalasHapus
  4. maaf, kyknya contoh 2 yang c salah deh, soalnya yang ditanya kan jarak kedua lensa juka mata berakomodasi pada jarak 40 cm, bukan mata berakomodasi maksimum....

    BalasHapus
  5. maksihh materinyaa.. ini sangat membantuu dalam mengerjakan tugaz zyaa

    BalasHapus