Diketahui:

Diameter akuarium $d$ = 30 cm

Jari-jari akuarium $R=\frac{1}{2}d=\frac{1}{2}\left(30\right)=15$ cm

Jarak ikan cupang ke kaca akuarium $s_{\text{ikan}}$ = 30 cm

Jarak mata kucing ke kaca akuarium $s_{\text{kucing}}$ = 25 cm

Indeks bias air $n_{\text{air}}=\frac{4}{3}$

Indeks bias udara $n_{\text{udara}}=1$

Ilustrasi gambar berdasarkan soal

Ditanya:

Jarak bayangan mata kucing menurut ikan cupang $s'_{\text{kucing-ikan}}=$?

Dijawab:

Ketika ikan cupang melihat kucing, cahaya datang dari kucing ke ikan cupang. Artinya cahaya dibiaskan oleh bidang cembung, sehingga jari-jari kelengkungan ($R$) bernilai positif dan jarak kucing bernilai positif. Ketika kita melihat benda dengan menggunakan permukaan lengkung (sferis), cahaya akan melewati dua jenis permukaan lengkung yaitu permukaan cembung dan permukaan cekung. Persamaan pembiasan pada permukaan lengkung cembung adalah sebagai berikut.

$\frac{n_1}{s}+\frac{n_2}{s'}=\frac{n_2-n_1}{R}$

Dengan $n_1$ adalah indeks bias medium 1, dan $n_2$ adalah indeks bias medium 2.

Karena cahaya datang dari kucing, maka cahaya datang dari medium udara ke medium air. Sehinga $n_1=n_{\text{udara}}$ dan $n_2=n_{\text{air}}$. Jadi, jarak bayangan mata kucing dihitung dengan persamaan.

$\frac{n_{\text{udara}}}{s_{\text{kucing}}}+\frac{n_{\text{air}}}{s'_{\text{kucing}}}=\frac{n_{\text{air}}-n_{\text{udara}}}{R}$

$\frac{1}{25}+\frac{\frac{4}{3}}{s'_{\text{kucing}}}=\frac{\frac{4}{3}-1}{15}$

$\frac{1}{25}+\frac{4}{3s'_{\text{kucing}}}=\frac{\frac{1}{3}}{15}$

$\frac{1}{25}+\frac{4}{3s'_{\text{kucing}}}=\frac{1}{45}$

$\frac{4}{3s'_{\text{kucing}}}=\frac{1}{45}-\frac{1}{25}$

$\frac{4}{3s'_{\text{kucing}}}=\frac{25-45}{1.125}$

$\frac{4}{3s'_{\text{kucing}}}=\frac{-20}{1.125}$

$\left(4\right)\left(1.125\right)=\left(-20\right)\left(3s'_{\text{kucing}}\right)$

$4.500=-60s'_{\text{kucing}}$

$s'_{\text{kucing}}=\frac{4.500}{-60}$

$s'_{\text{kucing}}=-75$ cm

Tanda negatif menunjukkan bahwa bayangan bersifat maya. Jarak bayangan kucing adalah 75 cm dari dinding kaca akuarium. Karena jarak ikan ke dinding akuarium adalah 30 cm, maka jarak bayangan kucing yang dilihat ikan cupang adalah:

$s'_{\text{kucing-ikan}}=s_{\text{ikan}}+s'_{\text{kucing}}$

$s'_{\text{kucing-ikan}}=30+75$

$s'_{\text{kucing-ikan}}=105$ cm

Jadi, jarak bayangan mata Morganisa menurut ikan cupang adalah sejauh 105 cm.