Cara Kerja Teropong Bumi dan Rumus Beserta Contoh Soalnya
Teropong dikenal dengan teleskop yang diambil dari bahasa Yunani yaitu tele (jauh) dan skopein (melihat). Jadi teleskop secara harfiah berarti melihat jauh. Teropong fungsinya membatu mata kita untuk melihat yang letaknya jauh dari pandangan mata. Prinsip dasarnya bukan untuk memperbesar objek tapi hanya membatu untuk mengumpulkan cahaya dari objek tersebut. Besarnya objek yang terlihat tergantung dari sistem lensa atau cermin yang digunakan untuk membuat teleskop tersebut.
Teropong bumi disebut juga dengan teropong terestrial yang dipergunakan untuk mengamati benda di permukaan bumi yang letaknya jauh dari pandangan mata. Cara kerja teropong bumi terbentuk dari tiga buah lensa yang berfungsi sebagai lensa objektif, lensa okuler dan lensa pembalik. Baca juga: Macam-Macam Teropong Beserta Fungsinya.
Lensa objektif membentuk bayangan yang jatuh pada fob bersifat nyata, terbalik dan diperkecil. Oleh karena itu diperlukan lensa pembalik ditengah lensa objektif dan okuler agar bayangan yang dihasilkan tegak. Terhadap arah benda semula. Dengan penyisipan lensa pembalik yang memiliki fokus fp maka teropong akan bertambah panjang 4 fp.
Sehingga panjang teropong dapat dihitung dengan rumus: d = fob + 4 fp + fok.
Keterangan rumus panjang teropong:
d = panjang teropong dari lensa objektif sampai lensa okuler
fob = jarak fokus lensa onjektif
fp= jarak fokus lensa pembalik
fok = jarak fokus lensa okuler
Contoh Soal :
Teropong bumi memiliki panjang 35 cm, lensa objektif memiliki fokus 10 cm dan lensa pembalik memiliki fokus berjarak 2 cm. Berapa jarak fokus pada lensa objektifnya?
Penyelesaian:
Diketahui: d = 35 cm ; fok = 10 cm ; fp = 2 cm
Ditanyakan: fob ……. ?
Jawab:
d = fob + 4 fp + fok
fob = d – 4 fp – fok
fob = 35 – 4 (2) – 10
fob = 17 cm
Jadi fokus lensa objektifnya adalah 17 cm.
Fungsi lensa okuler setara dengan fungsi lup yaitu membentuk sifat bayangan akhir maya, tegak dan diperbesar. Perbesaran bayangan pada mata yang berakomodasi maksimum dapat dinyatakan sebagai berikut: M = fob : fok
Keterangan:
M = Perbesaran teropong bumi
fob = jarak fokus lensa objektif
fok = jarak fokus lensa okuler
Contoh Soal :
Teropong bumi dipakai untuk melihat pohon yang jaraknya jauh. Teropong tersebut memiliki fokus 112 cm. jika perbesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi maksimum adalah 14 kali. Berapa jarak fokus lensa okuler?
Penyelesaian
Diketahui: fob = 112 cm ; Ma = 14 kali
Ditanyakan: fok ….. ?
Jawab: M = fob : fok => fob = M : fok = 112 : 14 = 8 cm
Jadi jarak fokus lensa okuler teropong adalah 8 cm.
Baca juga: Rumus Momen Inersia, Rumus Massa Benda.
Pengembangan Jenis Teropong Bumi dan Diagram Sinar yang Dihasilkan
Teropong Bumi yang bentuknya panjang kurang praktis. Oleh karena itu berbekal prinsip kerja dasarnya dikembangkan teropong prisma (binokuler) dan teropong panggung yang panjangnya lebih pendek.
1. Digram Dasar Sinar Teropong Bumi
Diagram sinar teropong bumi dapat ditunjukan melalui gambar di samping. Benda yang diamati lensa objektif dianggap cukup jauh sehingga sinar-sinar yang datang ke objektif sejajar. Sinar sejajar ini membentuk bayangan terbalik I1 tepat di fokus objektif fob yang jatuh tepat di 2fp lensa pembalik, sehingga oleh lensa pembalik dihasilkan bayangan I2 = I1.
2. Diagram Sinar Teropong Prisma
Teropong prisma merupakan pengembangan dari prinsip dasar teropong bumi hanya saja lensa pembalik yang dipergunakan bukan lensa cembung melainkan dua prisma siku-siku sama kaki yang disisipkan diantara lensa okuler dan objektif. Setengah bagian teropong terdiri atas satu lensa objektif, lensa okuler dan sepasang prisma. Jadi satu buah teropong prisma atau yang biasa disebut binokuler terdiri dari 2 buah lensa objektif, 2 pasang prisma dan 2 lensa okuler.
Diagram teropong prisma ditunjukan sebagai berikut:
Sinar masuk melalui lensa objektif. Kemudian mengalami pemantulan pada sebuah prisma, sinar yang mengenai sisi prisma lain sehingga mengalami pemantulan sempurna yang kemudian menuju lensa okuler yang diteruskan ke mata. Sepasang prisma digunakan untuk membalik bayangan dengan pemantulan sempurna sehingga bayangan akhir yang dibentuk oleh okuler terlihat mata adalah tegak terhadap benda semula. Kesan bayangan yang diperoleh sebagai bayangan 3 dimensi (stereokopis).
3. Diagram Sinar Teropong Panggung (Galilei)
Selain dengan cara disisipkan sepasang siku prisma, teropong bumi dapat diperpendek dengan cara pembalikan bayangan dapat juga dilakukan dengan lensa cekung sebagai lensa okuler. Susunan lensa tersebut disebut dengan teropong panggung atau teleskop Galilei sesuai dengan nama penemunya Galileo Galilei.
Baca juga: Gaya Gesek Statis, Gaya Gesek Kinetis.
Diagram sinar teropong panggung sebagai berikut:
Sinar-sinar sejajar akan membentuk bayangan X, tepat di titik fokus objektif dan bayangan tersebut merupakan benda maya bagi lensa okuler. Agar mata tidak berakomodasi, benda maya X harus tepat di titik focus lensa okuler. Sehingga pada akhirnya sinar-sinar sejajar keluar dari lena okuler menuju penglihatan mata kita dengan bayangan akhir tegak di titik tak terhingga. Matapun tidak cepat lelah.
Panjang teropong atau jarak lensa objektif dan okuler d dengan fok bernilai negative sebab lensa okuler berbentuk cekung dirumuskan oleh persamaan: d = fob + ( -fok).
Contoh Soal:
Sebuah teropong panggung memiliki lensa objektif dengan jarak focus 120 cm. Jika perbesaran teropong untuk mata tidak berakomodasi adalah 15 kali, berapa panjang dari teropong panggung tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui: fob = 120cm ; Ma = 15 kali
Ditanyakan: d ….. ?
Jawab: M = fob : Sok => fob = M : Sok = 120 : 15 = 8 cm
Lensa okuler adalah lensa cekung karena itu fok harus dimasukan dengan tanda negatif.
d = fob + ( -fok) = 120 + (-8) = 112 cm.
jadi panjang teropong panggung adalah 112 cm.
Nah, itulah cara kerja teropong bumi dan jenisnya. Teropong masih bisa dikembangkan lagi dengan memahami prinsip dasarnya. Semoga kalian bisa mengembangkan sistem teropong yang lebih baik dan canggih lagi.
