Cara Kerja Teropong Bintang dan Rumus Penghitungannya | Fisika Kelas 11

Coba deh kamu pergi ke lapangan luas, lalu lihat ke sekitar. Seberapa jauh kamu bisa memandang? Ketika kamu melihat pohon di kejauhan, pasti akan kelihatan sangat keciiiiil. Eh, begitu kamu deketin pohonnya, ternyata ukurannya besar. Kok bisa gitu ya? Hal ini, disebabkan oleh perspektif.

Lalu, sekarang coba, deh, kamu tengok ke langit.

Apa yang kamu lihat?

Kalo yang kamu liat jemuran warga, geseran dikit dong.

Jemuran (sumber: merdeka.com)

Saat kita menatap langit, apalagi di malam hari, pasti hanya terlihat cahaya titik-titik putih. Sama halnya dengan perspektif tadi, titik putih yang sangat kecil ini, ternyata ukuran aslinya besaaar banget. Nah, titik-titik kecil di langit itu, sebenarnya bisa kita lihat dengan alat bantu. Namanya, teleskop atau teropong bintang.

Teropong bintang biasanya digunakan oleh para astronomer untuk mencari planet baru. Di alat ini, terdapat dua buah lensa cembung, yaitu lensa objektif yang berada di depan, yang menerima cahaya langsung dari objek. Dan lensa okuler, yaitu lensa yang berada dekat dengan pengamat.

Cara kerja teropong bintang adalah dengan metode “pengumpulan cahaya”. Sekarang bayangkan di rumah kamu sedang turun hujan. Lalu, kamu ambil ember dan tampung air hujannya. Pasti, deh, semakin besar ember yang kamu pakai, air yang kamu tampung juga semakin banyak. Nah, prinsip kerja teropong bintang kurang lebih kayak gitu. Tapi yang ditampung bukan air, melainkan cahaya.

Tampungan air hujan seperti cara mata dan teropong bintang bekerja (sumber:giphy.com)

Oke, kalau masih bingung. Kita mundur sedikit mengenai cara mata kita bekerja. Sejatinya, mata kita sama kayak “ember” yang menampung air hujan tadi. Bedanya, si air adalah “cahaya” yang ada di sekeliling kita dan ember yang menampung cahayanya adalah pupil mata kita. Cahaya-cahaya yang masuk ke dalam pupil, pada akhirnya ngebuat kita bisa melihat sekitar.

Pupil mata (sumber: gihpy.com)

Masalahnya, karena ukuran pupil mata kita kecil, cahaya yang masuk hanya sedikit.

Teropong bintang, membantu kita mengumpulkan cahaya-cahaya yang tidak jatuh ke mata kita, memfokuskannya, dan mengarahkannya langsung ke mata.

Anggap “ember penangkap cahaya” itu diberi lorong, dan di sana, cahaya-cahaya itu dikumpulkan, difokuskan, dan dikirim langsung menuju ke mata kita. Banyaknya jumlah cahaya yang dikumpulkan, tergantung dari area lensa teropong bintang yang kita lihat. Itu artinya, kalau kamu mengubah diameter teropong bintangnya menjadi dua kali lipat lebih besar, kita bakalan dapet cahaya sebanyak 4 kali lipat lebih banyak.

Bagaimana Teropong Bintang Bisa Mengumpulkan Cahaya?

Oke, sekarang bagaimana caranya si teropong bintang mengumpulkan cahaya supaya bisa masuk ke pupil mata kita? Bukan. Kamu jangan bayangin teropong bintang ini memungut cahaya kayak orang mungut recehan di jalan. Tetapi, membengkokkan cahaya yang ada di sekitar, dan mengarahkannya ke dalam teropong bintang.

Mengumpulkan uang receh (sumber: giphy.com)

Cara kerja teropong bintang itu mengubah arah cahaya dari suatu benda. Ya, cahaya selalu akan “berubah” arah apabila pindah dari satu medium ke medium lain. Itu lah kenapa kalau kamu memasukkan sendok ke dalam air, mata kita melihat seolah si sendok itu “patah” atau bengkok. Sendoknya gakpapa, tapi cahaya yang kita lihat bengkok, sehingga membentuk gambaran di kepala kita bahwa sendok yang ada di air itu “berbeda” karena cahayanya belok.

 Baca juga: Avengers Infinity War dan Mengapa Butuh Kostum Baru Spiderman

Pembiasan cahaya pada sendok yang masuk ke dalam air (sumber: worldartsme.com)

Teropong bintang, membelokkan cahaya yang ada di sekitar, mengumpulkannya, dan mengirimnya ke mata kita. Alhasil, planet dan berbagai benda angkasa lain bisa keliatan, deh.

Teropong bintang membelokkan cahaya (sumber: giphy.com)

Penggunaan teropong bintang ini bisa dilakukan saat mata berakomodasi maksimum dan saat mata tidak berakomodasi. Kita coba bahas satu per satu ya.

Mata Berakomodasi Maksimum

(Sumber: fisikabc.com)

Mata berakomodasi maksimum maksudnya adalah kondisi kita melihat teleskop dengan menggunakan mata yang terbuka lebar. Pandangan fokus. Dan konsentrasi tinggi. Kalau dalam serial Naruto, mungkin bakal begini nih. :p

(sumber: giphy.com)

Saat mata berakomodasi maksimum, syaratnya ada dua:

1. Sob = tak terhingga

2. S’ok = -Sn

Sob = jarak benda ke lensa objektif

S’ok = jarak bayangan ke lensa okuler

Sn = jarak baca normal (biasanya di soal 25-30cm)

Akibat Sob = tak hingga, maka:

fob = titik fokus lensa objektif

Di teropong bintang, pasti ada yang namanya perbesaran lensa. Hal itu bisa kita dapatkan dengan:

M = Perbesaran teropong bintang

α = Sudut pengamat ke bintang tanpa teropong (^o)

Β = Sudut pengamat ke bintang dengan teropong (^o)

Persamaan ini bisa kita sederhanakan menjadi;

h = tinggi objek (m)

Karena S’ob = fob, maka;

Lalu, bagaimana cara untuk mencari panjang teleskop? Bisa kita temukan dengan menggunakan rumus berikut:

Karena S’ob = fob, maka hal ini juga berarti:

d = panjang teropong bintang (m)

S’ob = Jarak bayangan ke lensa objektif

Sok = Jarak benda ke lensa okuler

Mata Tidak Berakomodasi

(Sumber: fisikabc.com)

Kondisi mata tidak berakomodasi adalah saat di mana pandangan mata kita tidak berada dalam kondisi “penuh konsentrasi”. Untuk penghitungan rumusnya, terdapat dua syarat juga:

1. S’ok = tak hingga

2. S’ob = fob

fob = titik fokus lensa objektif

S’ob = jarak bayangan ke lensa objektif

Dari kedua syarat itu, kita dapat turunkan rumusnya menjadi:

Karena S’ok tak hingga, maka;

Lalu, untuk penghitungan perbesaran lensa teleskopnya;

Karena S’ob = fob, maka;

Di sisi lain, cara untuk menghitung panjang teleskop adalah

Karena S’ob = fob (dari syarat) dan Sok = fok (dari penurunan rumus), maka;

Nah, sekarang sudah tahu, kan, bagaimana cara teropong bintang bekerja? Kenapa pandangan mata kita terbatas, dan bagaimana cara untuk memperbesarnya. Kalau kamu tertarik dalam pembahasan mengenai rumus-rumus yang ada di dalamnya, langsung aja tonton penjelasan lengkapnya di ruangbelajar! Selain mendapat penjelasan, kamu juga akan mendapat rangkuman infografik mengenai materi ini, lengkap dengan latihan soalnya, lho!