Untuk membantu Anda menguasai konsep-konsep penting ini, kami telah menyiapkan kumpulan contoh soal fisika lensa yang komprehensif. Artikel ini berisi berbagai tipe soal, mulai dari pilihan ganda yang menguji pemahaman konsep dasar, isian singkat untuk melatih daya ingat rumus, uraian untuk mengasah kemampuan analisis dan perhitungan mendalam, hingga soal mencocokkan yang menantang kecepatan berpikir Anda. Siapkan diri Anda, karena dengan berlatih soal-soal ini, Anda akan semakin percaya diri dalam menghadapi ujian dan memahami dunia optik dengan lebih baik! Ayo, mulai petualangan belajar Anda sekarang!
Kumpulan Contoh Soal Taklukkan Fisika Lensa! 32+ Contoh Soal Lensa Paling Lengkap dan Jawaban Dijamin Jitu!
Pilihan Ganda
1. 1. Lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan cahaya. Oleh karena itu, lensa cembung disebut juga sebagai lensa…
2. 2. Sebuah benda diletakkan 20 cm di depan lensa cembung yang memiliki jarak fokus 10 cm. Sifat bayangan yang terbentuk adalah…
3. 3. Kekuatan lensa diukur dalam satuan dioptri. Rumus untuk menghitung kekuatan lensa (P) adalah…
4. 4. Jika sebuah lensa memiliki kekuatan +2 dioptri, jenis lensa tersebut adalah…
5. 5. Pernyataan yang benar mengenai lensa cekung adalah…
6. 6. Sebuah benda dengan tinggi 5 cm diletakkan 30 cm di depan lensa cembung dengan jarak fokus 15 cm. Tinggi bayangan yang terbentuk adalah…
7. 7. Penderita rabun dekat (hipermetropi) dapat dibantu dengan kacamata berlensa…
8. 8. Perbesaran bayangan (M) pada lensa dapat dihitung dengan rumus…
9. 9. Jika bayangan yang terbentuk oleh lensa bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar, maka benda diletakkan di antara…
10. 10. Sebuah lensa cekung memiliki jarak fokus -20 cm. Jika benda diletakkan 30 cm di depan lensa, jarak bayangan yang terbentuk adalah…
11. 11. Alat optik yang menggunakan dua lensa cembung untuk menghasilkan bayangan yang sangat diperbesar adalah…
12. 12. Titik fokus utama pada lensa cembung adalah titik di mana sinar-sinar sejajar sumbu utama akan…
13. 13. Sebuah lensa cekung memiliki jarak fokus 10 cm. Jika benda diletakkan 5 cm di depan lensa, perbesaran bayangan adalah…
14. 14. Sinar istimewa pada lensa cembung yang melewati titik fokus di depan lensa akan dibiaskan…
15. 15. Jika dua lensa tipis digabungkan, kekuatan lensa gabungan (P_total) adalah…
16. 16. Sebuah objek diletakkan 15 cm di depan lensa cembung dengan jarak fokus 10 cm. Jarak bayangan yang terbentuk adalah…
17. 17. Penderita rabun jauh (miopi) dapat dibantu dengan kacamata berlensa…
18. 18. Sifat bayangan yang dihasilkan oleh lensa cekung selalu…
19. 19. Apabila sebuah benda diletakkan di titik fokus lensa cembung, maka bayangan yang terbentuk akan…
20. 20. Sebuah lensa bikonveks (cembung-cembung) memiliki permukaan dengan jari-jari kelengkungan R₁ = 10 cm dan R₂ = 20 cm. Jika indeks bias lensa 1,5 dan berada di udara, jarak fokus lensa adalah…
Isian Singkat
1. 1. Satuan internasional untuk kekuatan lensa adalah…
2. 2. Lensa yang digunakan untuk mengoreksi penglihatan penderita rabun jauh adalah lensa…
3. 3. Jika jarak fokus lensa cembung adalah 25 cm, maka kekuatan lensanya adalah…
4. 4. Bayangan yang dapat ditangkap oleh layar disebut bayangan…
5. 5. Sinar yang datang sejajar sumbu utama pada lensa cekung akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik…
Uraian
1. 1. Sebuah benda setinggi 4 cm diletakkan 60 cm di depan lensa cembung dengan jarak fokus 20 cm. Tentukan:
a. Jarak bayangan
b. Perbesaran bayangan
c. Tinggi bayangan
d. Sifat bayangan
2. 2. Jelaskan perbedaan utama antara lensa cembung dan lensa cekung, baik dari segi bentuk fisik maupun sifat optiknya!
3. 3. Seorang penderita miopi memiliki titik jauh 50 cm. Hitunglah kekuatan lensa kacamata yang dibutuhkan agar ia dapat melihat benda jauh dengan normal!
4. 4. Gambarkan diagram sinar untuk pembentukan bayangan pada lensa cekung jika benda diletakkan di antara titik fokus (F) dan pusat optik (O)! (Tidak perlu menggambar, cukup jelaskan langkah-langkahnya).
5. 5. Dua lensa tipis, satu lensa cembung dengan fokus 20 cm dan satu lensa cekung dengan fokus 50 cm, diletakkan bersentuhan. Berapakah kekuatan lensa gabungan tersebut?
Mencocokkan
1. Cocokkan istilah berikut dengan definisinya:
1. Lensa Cembung
2. Lensa Cekung
2. Cocokkan kondisi mata dengan jenis lensa kacamata yang tepat:
1. Miopi (Rabun Jauh)
2. Hipermetropi (Rabun Dekat)
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Pilihan Ganda
1. A. Konvergen
Pembahasan: Lensa cembung memiliki kemampuan untuk mengumpulkan atau memfokuskan berkas cahaya yang sejajar, sehingga disebut lensa konvergen.
2. C. Nyata, terbalik, sama besar
Pembahasan: Jika benda diletakkan di 2F (20 cm) pada lensa cembung dengan f = 10 cm, maka bayangan akan terbentuk di 2F juga dengan sifat nyata, terbalik, dan sama besar.
3. D. P = 1/f (f dalam meter)
Pembahasan: Kekuatan lensa (P) didefinisikan sebagai kebalikan dari jarak fokus lensa (f), dengan f dalam satuan meter. P = 1/f.
4. A. Lensa cembung dengan fokus 0,5 m
Pembahasan: Kekuatan lensa positif (+2 dioptri) menunjukkan lensa cembung. Jarak fokusnya adalah f = 1/P = 1/2 = 0,5 meter.
5. B. Selalu membentuk bayangan maya, tegak, dan diperkecil
Pembahasan: Lensa cekung selalu membentuk bayangan yang maya, tegak, dan diperkecil, tidak peduli di mana posisi benda diletakkan di depannya.
6. B. 5 cm
Pembahasan: Karena benda diletakkan di 2F (30 cm) dan f = 15 cm, maka bayangan juga terbentuk di 2F dan tingginya sama dengan tinggi benda, yaitu 5 cm.
7. C. Cembung
Pembahasan: Rabun dekat disebabkan karena bayangan jatuh di belakang retina, sehingga dibutuhkan lensa cembung untuk mengumpulkan cahaya agar jatuh tepat di retina.
8. A. M = |s’/s| atau M = h’/h
Pembahasan: Perbesaran bayangan (M) adalah perbandingan antara jarak bayangan (s’) dengan jarak benda (s), atau perbandingan antara tinggi bayangan (h’) dengan tinggi benda (h).
9. B. f dan 2f
Pembahasan: Untuk lensa cembung, jika benda diletakkan di antara f (titik fokus) dan 2f (pusat kelengkungan), bayangan yang terbentuk akan nyata, terbalik, dan diperbesar.
10. D. -12 cm
Pembahasan: Menggunakan rumus lensa 1/f = 1/s + 1/s’. Dengan f = -20 cm dan s = 30 cm, maka 1/s’ = 1/f – 1/s = 1/(-20) – 1/30 = -3/60 – 2/60 = -5/60. Jadi, s’ = -60/5 = -12 cm.
11. A. Mikroskop
Pembahasan: Mikroskop menggunakan dua lensa cembung: lensa objektif dan lensa okuler, untuk memperbesar objek yang sangat kecil.
12. B. Berpotongan setelah melewati lensa
Pembahasan: Pada lensa cembung, sinar-sinar sejajar sumbu utama akan dibiaskan dan berpotongan di satu titik, yaitu titik fokus utama (fokus nyata).
13. C. 2/3 kali
Pembahasan: Untuk lensa cekung, f = -10 cm. Benda s = 5 cm. 1/s’ = 1/f – 1/s = 1/(-10) – 1/5 = -1/10 – 2/10 = -3/10. Jadi s’ = -10/3 cm. Perbesaran M = |s’/s| = |-10/3| / 5 = (10/3) / 5 = 10/15 = 2/3 kali.
14. B. Sejajar sumbu utama
Pembahasan: Sinar istimewa pada lensa cembung: sinar yang menuju titik fokus di depan lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
15. D. P_total = P₁ + P₂
Pembahasan: Kekuatan lensa gabungan dari dua lensa tipis yang bersentuhan adalah jumlah aljabar dari kekuatan masing-masing lensa.
16. B. 30 cm
Pembahasan: Menggunakan rumus lensa 1/f = 1/s + 1/s’. Dengan f = 10 cm dan s = 15 cm, maka 1/s’ = 1/10 – 1/15 = 3/30 – 2/30 = 1/30. Jadi, s’ = 30 cm.
17. D. Cekung
Pembahasan: Rabun jauh disebabkan karena bayangan jatuh di depan retina, sehingga dibutuhkan lensa cekung untuk menyebarkan cahaya agar jatuh tepat di retina.
18. A. Maya, tegak, diperkecil
Pembahasan: Lensa cekung, karena sifatnya divergen, selalu menghasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil, di mana pun posisi benda berada.
19. D. Terbentuk di tak hingga
Pembahasan: Jika benda diletakkan tepat di titik fokus lensa cembung, sinar-sinar bias akan sejajar dan tidak akan berpotongan, sehingga bayangan terbentuk di tak hingga.
20. B. 13,33 cm
Pembahasan: Rumus pembuat lensa: 1/f = (n₂/n₁ – 1) (1/R₁ – 1/R₂). Untuk bikonveks, R₁ positif, R₂ negatif. Jadi 1/f = (1,5/1 – 1) (1/10 – 1/(-20)) = 0,5 (1/10 + 1/20) = 0,5 (2/20 + 1/20) = 0,5 (3/20) = 1,5/20 = 3/40. Jadi f = 40/3 ≈ 13,33 cm.
Isian Singkat
1. Dioptri
2. Cekung
3. 4 dioptri
4. Nyata
5. Fokus
Uraian
1. a. Jarak bayangan (s’): 1/f = 1/s + 1/s’ → 1/20 = 1/60 + 1/s’ → 1/s’ = 1/20 – 1/60 = 3/60 – 1/60 = 2/60 = 1/30. Jadi, s’ = 30 cm.
b. Perbesaran bayangan (M): M = |s’/s| = |30/60| = 1/2 kali.
c. Tinggi bayangan (h’): M = h’/h → 1/2 = h’/4 → h’ = 2 cm.
d. Sifat bayangan: Nyata, terbalik, diperkecil.
2. Lensa cembung (konvergen) memiliki bagian tengah yang lebih tebal daripada bagian tepinya dan berfungsi mengumpulkan sinar cahaya. Lensa cekung (divergen) memiliki bagian tengah yang lebih tipis daripada bagian tepinya dan berfungsi menyebarkan sinar cahaya. Lensa cembung dapat membentuk bayangan nyata dan maya, sedangkan lensa cekung selalu membentuk bayangan maya.
3. Untuk penderita miopi, titik jauh (PR) adalah 50 cm. Agar dapat melihat normal, lensa kacamata harus membentuk bayangan di titik jauh penderita ketika benda berada di tak hingga (s = ∞). Jadi, s’ = -PR = -50 cm = -0,5 m. Kekuatan lensa P = 1/f = 1/s + 1/s’ = 1/∞ + 1/(-0,5) = 0 – 2 = -2 dioptri. Jadi, kekuatan lensa yang dibutuhkan adalah -2 dioptri (lensa cekung).
4. 1. Sinar datang sejajar sumbu utama, dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus (F₁) di depan lensa.
2. Sinar datang menuju titik fokus (F₂) di belakang lensa, dibiaskan sejajar sumbu utama.
3. Sinar datang melewati pusat optik (O), diteruskan tanpa pembiasan.
Perpanjangan sinar-sinar bias akan berpotongan di satu titik di depan lensa, membentuk bayangan maya, tegak, dan diperkecil.
5. Kekuatan lensa cembung P₁ = 1/f₁ = 1/0,2 m = +5 dioptri. Kekuatan lensa cekung P₂ = 1/f₂ = 1/(-0,5 m) = -2 dioptri. Kekuatan lensa gabungan P_total = P₁ + P₂ = 5 + (-2) = +3 dioptri.
Mencocokkan
1. 1. Lensa Cembung → Lensa yang mengumpulkan sinar cahaya (konvergen).
2. Lensa Cekung → Lensa yang menyebarkan sinar cahaya (divergen).
2. 1. Miopi (Rabun Jauh) → Lensa Cekung
2. Hipermetropi (Rabun Dekat) → Lensa Cembung