Teropong Bintang

Dr. Chatief Kunjaya

FMIPA, Institut Teknologi Bandung

TPOA, Kunjaya 2014

Kompetensi Dasar

• X.3.9 Menganalisis cara kerja alat optik menggunakan sifat pencerminan dan pembiasan oleh cermin dan lensa

• X.4.9 Menyajikan ide/rancangan sebuah alat optik dengan menerapkan prinsip pemantulan dan pembiasan pada cermin dan lensa

TPOA, Kunjaya 2014

Pembiasan

• Jika cahaya datang dari satu medium, masukke medium lain, kecepatannya bisa berubah

• Perubahan kecepatan bisa menyebabkanpembelokan bila arah datang cahaya tidaktegak lurus perbatasan medium

• Pembelokan cahaya inilah yang dimanfaatkanutk pengumpulan cahaya oleh lensa

TPOA, Kunjaya 2014

Pembiasan

TPOA, Kunjaya 2014

Pembiasan

• Bagaimana jika perbatasan dua medium bukan batas yang tajam?

• Pembelokan cahaya akan lebih mulus

• Contoh : perbatasan antara atmosfir Bumi danruang hampa menyebabkan lintasan cahayasedikit melengkung

TPOA, Kunjaya 2014

Pembiasan atmosfir Bumi

TPOA, Kunjaya 2014

Pembiasan

• Index bias bergantung pada panjanggelombang

• Hal ini dapat dimanfaatkan untukmenguraikan cahaya.

• Contoh alat pengurai cahaya adalah prisma

• Hasil penguraian cahaya bintang disebutspektrum

• Spektrum mengandung informasi yang kaya tentang fisis bintang

TPOA, Kunjaya 2014

Penguraian Cahaya oleh Prisma

TPOA, Kunjaya 2014

Spektrum Bintang

• Pada spektrum bintang atau Matahari nampakada garis-garis gelap yang disebabkan olehserapan oleh atom atau ion di atmosfirbintang

TPOA, Kunjaya 2014

Teropong Refraktor

• Teropong Bintang pertama kali digunakan olehGalileo Galilei untuk mengamati benda langittahun 1609

TPOA, Kunjaya 2014

Teropong Refraktor

• Bekerja berdasarkan fenomena pembiasan, yaitufenomena pembelokan cahaya ketika melewatidua medium yang berbeda

• Pengumpul cahaya utama adalah lensa obyektif

• Bayangan yang diciptakan oleh lensa obyektifdilihat dengan menggunakan lensa okuler

• Agar bayangan dapat terlihat, bayangan yang diciptakan oleh lensa obyektif harus terletak di fokus lensa okuler.

• Bayangan yang dilihat oleh pengamat terbalik

TPOA, Kunjaya 2014

Skema Jalannya Cahaya di dalamTeropong Refraktor

TPOA, Kunjaya 2014

Skema Jalannya Cahaya di dalamTeropong Refraktor

• Cahaya sejajar sumbu utama akan dikumpulkandi fokus

• Cahaya yang melalui pusat lensa akanditeruskan

TPOA, Kunjaya 2014

Rumus Lensa

• Menentukan letak bayangan

fSS

1

'

11

• PerbesaranS

SM

'

• Kecepatan kamera, f ratioD

fFr

• Perbesaran teropongok

obj

f

fM

TPOA, Kunjaya 2014

Teropong Reflektor

• Bekerja berdasarkan prinsip pemantulan

• Cermin yang digunakan adalah cermin cekung

• Cermin cekung itu menjadi obyektif teropong

• Cahaya yang datang sejajar akan dikumpulkandi fokus

• Ada beberapa macam cara melihat bayangandiciptakan oleh cermin oyektif, itumenentukan jenis teropong

TPOA, Kunjaya 2014

Teropong Reflektor Newtonian

TPOA, Kunjaya 2014

Teropong Reflektor Cassegrain

TPOA, Kunjaya 2014

Contoh Soal : Sebuah teropong refraktor mempunyai karakteristik

sebagai berikut :

Lensa obyektif : diameter 10 cm, panjang fokus 1,5 m

Lensa okuler : diameter 0,5 cm, panjang fokus 1,5 cm

Maka perbesaran teropong itu adalah :

a. 10 kali

b. 15 kali

c. 20 kali

d. 100 kali

e. 200 kali

Jawab : d, Penjelasan : perbesaran teropong ditentukan oleh

perbandingan panjang fokus obyektif dan okuler :

1005,1

150

ok

obj

f

fM

TPOA, Kunjaya 2014

Lensa Gravitasi

• Menurut Einstein, bukan hanya massa, cahayapun dapat ditarik oleh gravitasi yang kuat.

• Hal ini menimbulkan fenomena lensa gravitasi

• Bukti pertama kebenaran pendapat Einstein diperoleh ketika gerhana Matahari total tahun1919

• Bintang yang seharusnya berada di belakangMatahari ternyata bisa kelihatan di tepianMatahari karena cahayanya dibelokkan olehgravitasi Matahari

TPOA, Kunjaya 2014

Kecepatan Teropong/kamera

• Perbesaran teropong hanya bergantung padapanjang fokus, bukan diameter

• Semakin panjang fokus obyektif, memang membuatcitra semakin besar, tapi semakin suram.

• Untuk mendapat perbesaran yang besar dan citratetap jelas, diperlukan diameter obyektif yang lebihbesar

• Cahaya yang ditampung oleh teropong berbandinglurus terhadap kuadrat diameter

2

2

DJ

TPOA, Kunjaya 2014

Kecepatan Teropong/Kamera

• Perbandingan panjang fokus dan diameter memberikan gambaran kebutuhanpencahayan untuk mendapat citra yang cukupjelas.

• Ini lebih lazim disebut F ratio yang menggambarkan kecepatan teropong/kamera

D

fF

TPOA, Kunjaya 2014

Daya Pisah

• Yang dimaksud daya pisah adalah kemampuanteropong memisahkan dua titik yang berdekatan pada citra.

• Daya pisah ini bergantung pada diameter teropong. Semakin besar teropong dayapisahnya semakin kuat

D

22,1min

TPOA, Kunjaya 2014

Contoh Soal

(OSP 2009 essay)

Sebuah teleskop dengan diameter bukaan 0,5 meter memerlukan waktu 1 jam untuk mengumpulkan cahaya dari obyek astronomi yang redup agar dapat terbentuk citranya pada detektor. Berapa waktu yang diperlukan oleh teleskop dengan diameter bukaan 2,5 meter untuk mengumpulkan jumlah cahaya yang sama dari obyek astronomi redup tersebut?

TPOA, Kunjaya 2014

Jawab

• Waktu yang diperlukan oleh sebuah teleskop untuk mengumpulkan sejumlah cahaya berbanding terbalik dengan luas bukaan. Jadi:

2,5 2,5

0,5

0,5

konstanta

konstanta

t A

t

A

0,5

2,5 0,5

2,5

At t

A

2 2

0,5 0,5

2,5 0,5 0,52 2

2,5 2,5

R Rt t t

R R

= 0,04 jam = 2,24 menit

TPOA, Kunjaya 2014

Lensa Gravitasi

TPOA, Kunjaya 2014

Lensa Gravitasi

TPOA, Kunjaya 2014

Soal-soal(OSKK 2008) Jarak antara lensa objektif dan lensa okuler sebuahteropong adalah 1,5 m. Jika panjang fokus okulernya 25 mm, berapakah panjang fokus lensa objektifnya?a. 2,5 x 10-2 m b. 0,6 m c. 1,475 m d. 6 m e. 15,95 m

(OSKK 2007) Pengaruh refraksi pada saat Matahari terbit/terbenam adalah:a. Bentuk Matahari terdistorsi sehingga nampak lebih kecilb. Kedudukan Matahari lebih tinggi dari yang seharusnyac. Pengaruhnya terlalu kecil sehingga bisa diabaikand. Warna Matahari menjadi merahe. Tidak ada jawaban yang benar

TPOA, Kunjaya 2014

Hatur NuhunTerima kasih

TPOA, Kunjaya 2014