Lensa Cembung dan Letak Bayangan
IPA8-R2-29
Menggunakan model lensa tipis untuk menentukan letak dan sifat bayangan dengan batas kasusnya.
Bekal awal: Mengenali pembiasan, jarak, serta pecahan.
Konteks bab
Gunakan lingkungan belajar, penggunaan alat, kebutuhan bersama, dan layanan masyarakat sebagai konteks bila relevan. Pengamatan nyata memerlukan izin; untuk materi kesehatan dan sejarah gunakan sumber serta model tanpa membuka data pribadi.
Bacaan dan kasus
ipa8-7B · Kartu 7B: Empat Kedudukan Benda pada Lensa
Tabel lensa pengumpul
Model/simulasi baru untuk belajar. Angka, diagram, kasus, serta rancangan bukan data atau ketentuan resmi pondok. Model lensa tipis, bukan resep kacamata atau pemeriksaan mata. Semua jarak dalam cm.
| u | v | Besar perbesaran | Sifat |
|---|---|---|---|
| 5 | −10 | 2 | Maya, tegak |
| 10 | Tidak berhingga | Tidak dinyatakan | Sinar keluar sejajar |
| 20 | 20 | 1 | Nyata, terbalik |
| 30 | 15 | 0,5 | Nyata, terbalik |
Konvensi: f positif untuk lensa pengumpul, u positif untuk benda nyata, v positif di sisi seberang dan negatif pada sisi benda. Rumus 1/f=1/u+1/v; besar perbesaran |v/u|. Model memakai f=10 cm.
Pada u=5 cm, v=−10 cm: maya, tegak, dua kali. Pada u=10 cm, tidak ada bayangan berhingga. Pada u=20 cm, v=20 cm: nyata, terbalik, sama besar. Pada u=30 cm, v=15 cm: nyata, terbalik, setengah besar.
Lup, mikroskop, kamera, dan mata memanfaatkan cahaya dengan susunan berbeda. Okuler 10× dan objektif 40× memberi perbesaran dasar 400×, tetapi resolusi tidak otomatis meningkat karena tampilan diperbesar.
Fokus pemeriksaan. Periksa u terhadap f sebelum menghitung; bedakan posisi, orientasi, dan besar.
unit-5 · Persoalan pembuka: Peta Cahaya dan Empat Kasus Lensa
Kasus bab
Kasus dan angka latihan merupakan simulasi/rekaan kecuali secara eksplisit ditandai fakta bersumber. Tugas nyata memerlukan izin dan sarana yang sesuai.
Susun poster sinar dan tabel lensa f=10 cm. Gunakan diagram; tidak memakai Matahari, laser, atau menguji penglihatan teman.
Sebelum mempelajari bab, tulis penjelasan awal dan informasi yang menurutmu masih kurang. Simpan jawaban itu. Setelah membaca konsep dan mencoba latihan, kembali ke persoalan ini untuk memperbaiki alasanmu. Perubahan jawaban harus dapat dijelaskan dengan bukti, bukan sekadar menyalin pembahasan.
Fokus pemeriksaan. Apa yang sudah didukung informasi, apa yang belum diketahui, dan keputusan apa yang dapat dipertanggungjawabkan?
Sinar dan titik fokus
Lensa cembung yang mengumpulkan cahaya pada kondisi biasa membelokkan sinar sejajar sumbu menuju fokus di sisi lain. Sinar melalui pusat optik dianggap lurus pada model lensa tipis. Perpotongan sinar atau perpanjangannya menentukan bayangan. Fokus bukan selalu tempat semua benda membentuk bayangan; letak benda menentukan hasil.
Hubungan jarak pada model
Untuk benda nyata di depan lensa pengumpul, buku memakai f positif, jarak benda u positif, dan 1/f=1/u+1/v. Jarak bayangan v positif berarti bayangan nyata di sisi seberang; v negatif berarti bayangan maya pada sisi benda. Besar perbesaran |v/u|; bayangan nyata pada model ini terbalik, bayangan maya tegak. Semua jarak harus konsisten satuannya.
Kasus yang perlu dibedakan
Jika u>f, bayangan nyata mempunyai v=fu/(u−f). Jika u=f, sinar keluar sejajar sehingga tidak ada bayangan pada jarak berhingga dalam model ideal. Jika 0<u<f, v negatif dan bayangan maya diperbesar, seperti lup pada kondisi sesuai. Bengkel mengajarkan model, bukan resep kacamata. Gunakan diagram atau cahaya lampu lemah; jangan memusatkan Matahari atau mengarahkan cahaya ke mata.
Telusuri contoh
f=10 cm dan u=30 cm. Tentukan bayangan.
- v=10×30/(30−10)=15 cm.
- Perbesaran |15/30|=0,5.
- Bayangan nyata, terbalik, diperkecil di sisi seberang.
f=10 cm dan u=5 cm. Tentukan bayangan.
- v=10×5/(5−10)=−10 cm.
- Perbesaran |−10/5|=2.
- Bayangan maya, tegak, diperbesar pada sisi benda.
Jangan membagi dengan u−f saat nilainya nol; tanda v menjelaskan sisi bayangan dalam konvensi model.
Latihan mandiri
1 f=10 cm dan u=20 cm: v serta perbesaran?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi, model, dan pengamatan. Gunakan konsep serta satuan yang tepat, kemudian periksa batas kesimpulannya.
Pembahasan · buka setelah mencoba
v=20 cm; besar perbesaran 1, bayangan nyata terbalik.
2 Apa yang terjadi pada u=f?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi, model, dan pengamatan. Gunakan konsep serta satuan yang tepat, kemudian periksa batas kesimpulannya.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Sinar keluar sejajar; tidak ada bayangan pada jarak berhingga dalam model ideal.
3 Apa makna v negatif?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi, model, dan pengamatan. Gunakan konsep serta satuan yang tepat, kemudian periksa batas kesimpulannya.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Bayangan maya pada sisi benda menurut konvensi tanda yang digunakan; bukan panjang fisik kurang dari nol.
4 Mengapa rumus ini tidak dipakai memilih kacamata seseorang?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi, model, dan pengamatan. Gunakan konsep serta satuan yang tepat, kemudian periksa batas kesimpulannya.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Mata dan pemeriksaan penglihatan memerlukan konteks serta tenaga berwenang; model lensa tunggal tidak menjadi diagnosis atau resep.
Perluas pemahamanmu
Geser u sedikit di atas dan di bawah f pada simulasi. Catat perubahan jenis bayangan dan jaraknya; dekat fokus, besar jarak sangat peka terhadap perubahan masukan. Ini alasan memperhatikan ketelitian dan batas model.
Coba dengan umpan balik
Latihan otomatis membantu pemeriksaan; tuliskan alasan dan langkah untuk membuktikan pemahaman.
1 f=10 cm dan u=30 cm. Jarak bayangan v menurut konvensi buku, dalam cm?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi, model, dan pengamatan. Gunakan konsep serta satuan yang tepat, kemudian periksa batas kesimpulannya.
Pembahasan · buka setelah mencoba
v=10×30/(30−10)=15 cm.
2 f=10 cm dan u=5 cm. Nilai v menurut konvensi buku, dalam cm?
Petunjuk awal
Pisahkan informasi, model, dan pengamatan. Gunakan konsep serta satuan yang tepat, kemudian periksa batas kesimpulannya.
Pembahasan · buka setelah mencoba
v=10×5/(5−10)=−10 cm, bayangan maya pada sisi benda.
3 Jika u=f pada model lensa pengumpul ideal…
Petunjuk awal
Pisahkan informasi, model, dan pengamatan. Gunakan konsep serta satuan yang tepat, kemudian periksa batas kesimpulannya.
Pembahasan · buka setelah mencoba
D. sinar keluar sejajar dan tidak ada bayangan berhingga. Rumus v memiliki penyebut nol pada kasus batas ini.
Praktik dan refleksi
Susun tabel f=10 cm untuk u=5,10,20,30 cm. Jelaskan empat kasus kepada pasangan, lalu bandingkan dengan bengkel web.
Pendampingan pelajaran ini
Inkuiri terbimbing dan telaah bukti
Tujuan diperiksa melalui penjelasan, penerapan pada kasus, dan revisi; tidak cukup menandai halaman selesai.
Minta siswa menjelaskan bekal berikut dengan contoh sendiri: Mengenali pembiasan, jarak, serta pecahan.
Gunakan kembali contoh pertama, pecah penalaran menjadi langkah lebih kecil, lalu berikan kasus setara dengan angka atau konteks berbeda. Catat bantuan.
Geser u sedikit di atas dan di bawah f pada simulasi. Catat perubahan jenis bayangan dan jaraknya; dekat fokus, besar jarak sangat peka terhadap perubahan masukan. Ini alasan memperhatikan ketelitian dan batas model.
Tunjukkan tujuan melalui jawaban beralasan pada latihan 1, 2, 3, 4, lalu revisi satu jawaban berdasarkan bukti. Praktik hanya dinilai bila benar-benar dilaksanakan.
Penanda pribadi di perangkat ini; bukan nilai atau bukti penguasaan.