Alat Optik

ALAT-ALAT OPTIK

Tujuan :
1. Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan kuantitatif, dan
2. Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari

            Alat optik dibuat dengan bermacam tujuan, tetapi fungsi alat optik yang utama adalah untuk meningkatkan penglihatan manusia. Contohnya kacamata, mikroskop, dan teleskop, semua alat-alat itu diciptakan untuk memudahkan manusia untuk melihat sesuatu benda. Seperti mikroskop dan teleskop yang digunakan untuk melihat benda yang renik (tidak bisa dilihat dengan mata telanjang). Sedangkan kacamata, banyak orang yang dapat melihat dengan jelas pada kondisi normal tanpa bantuan kacamata untuk melihat suatu benda, sebaliknya jika kita tidak dapat melihat dengan jelas maka kita dapat menggunakan alat bantu penglihatan. Alat bantu untuk mengamati benda-benda yang tidak jelas oleh mata disebut alat optik.

            Mata adalah suatu alat optik yang memiliki banyak sekali kekurangan. Mata kita tidak dapat melihat benda yang sangat kecil, misalnya bakteri, virus, dll. Beberapa jenis alat optic yang diciptakan untuk membantu kesulitan manusia dalam melihat benda-benda yang kecil atau yang jauh yaitu lup, kamera, mikskroskop dan teropong.
1. Mata
            alat optik yang paling penting bagi manusia adalah mata. Adapun bagian-bagian mata yaitu:
                                

bagian-bagian mata

- iris : memberi warna pada mata, mengendalikan jumlah cahaya yang masuk, mengatur ukuran biji mata
- pupil : celah lingkaran 
- otot siliari : mengendalikan tebal lensa
- kornea mata : bagian depan mata yang memiliki lengkung yang lebih tajam yang dilapisi oleh selaput bening
- aqueous humor : cairan dibelakang kornea yang berfungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata.
- retina : lapisan serat saraf yang menutupi bagian belakang.
Apabila kita ingin melihat benda yang jauh letaknya maka otot siliari akan mengendor dan berakibat system lensa kornea berada pada Panjang focus maksimumnya yaitu kira-kira 2,5 cm (jarak dari kornea ke retina) (Tipler,1991). bila letak benda didekatkan maka otot siliari akan meningkatkan kelengkungan lensa sehingga mengurangi Panjang fokusnya dan bayangan akan difokuskan ke retina. Proses perubahan kelengkungan lensa inilah yang disebut akomodasi.
            Jarak terdekat (posisi benda di depan mata) dimana lensa memfokuskan cahaya yang masuk tetap jatuh di retina disebut titik dekat. Jika benda lebih didekatkan ke mata maka lensa tidak dapat memfokuskan cahaya. Cahaya yang masuk tidak jatuh di retina maka bayangan menjadi kabur. Posisi dekat ini beragam antara orang yang satu dengan yang lainnya dan berubah seiring meningkatnya usia. Sebagai contoh, seorang yang usianya 10 tahun maka titik dekatnya dapat sekitar 7 cm di depan mata, sedangkan seseorang yang usianya 60 tahun maka titik dekatnya dapat sekitar 200 cm.
            Hubungan posisi benda, bayangan yang terbentuk dan Panjang fokus suatu lensa tipis dapat ditulis dalam rumus :

Keterangan :
s = jarak benda ke mata,
s’ = jarak bayangan ke mata,
f = Panjang fokus ke lensa.

sifat lensa
            untuk lensa mata tak berakomodasi : mata melihat di titik jauh (PR), sedangkan lensa mata yang berakomodasi : mata melihat di titik dekat (PP). akomodasi mata normal yaitu 25 cm s/d ∞ (tak hingga).

cacat mata
- Rabun jauh (Miopi)
            Lensa mata lebih konvergen, bayangan jatuh di depan retina; PR < ∞. Dapat dibantu dengan kacamata berlensa cekung.

- Rabun Dekat (Hipermetropi)
            Lensa mata kurang konvergen, bayangan jatuh dibelakang retina; PP > 25 cm. dapat dibantu dengan kacamata berlensa cembung.\

- Cacat Mata tua (Presbiopi)
            Dibantu dengan kacamata berlensa ganda, lensa cekung dan lensa cembung; PR < ∞ dan PP > 25 cm.
- Astigmatisma
            Cacat mata yang disebabkan oleh kornea mata yang tidak sferis. Dibantu dengan kacamata silindris.

Keterangan :
P = Kekuatan Lensa (dioptri)
f = Panjang fokus lensa (m)
sifat bayangan pada mata yaitu nyata, terbalik, diperkecil
untuk Panjang fokus suatu lensa 1 m maka kekuatan lensa tersebut 1 dioptri. Alat optik yang seperti mata yaitu lup yang dimana memiliki 1 lensa positif.

Contoh soal :
Seseorang ingin melihat suatu benda yang berada di depan mata pada jarak 15 cm. jika jarak kornea mata ke retina adalah 1,5 cm maka hitunglah Panjang fokus sistem lensa-kornea agar benda terlihat paling jelas oleh mata orang tersebut.
jawab :

jadi, Panjang fokus lensa 1,36 cm.

2. Lup atau Kaca pembesar

lup

            Lup adalah alat optik yang hanya memiliki satu lensa. Lup digunakan untuk melihat benda kecil supaya tampak lebih besar. Pembesaran lup adalah

Keterangan :
M = Perbesaran pada lup
f = jarak fokus lensa
X = jarak titik dekat
sifat bayangan pada lup yaitu maya, tegak, diperbesar
Contoh soal :
seseorang mempunyai titik dekat 25 cm menggunakan lensa sebagai lup. Jika orang tersebut ingin mendapat perbesaran 5 kali, maka hitunglah kekuatan lensa tersebut.
jawab :

3. Kamera

            Kamera merupakan alt yang digunakan untuk memotret/mengabadikan suatu kejadian /benda tertentu. Pada tahun 1826, seorang penemu kamera prancis Joseph Niepce  berhasil membuat kamera pertama. Kamera tersebut terdiri dari kotak kayu dengan sebuah lensa di depannya dan berhasil membuat gambar permanen pertama pada sebuah pelat logam. Orang yang difoto dengan kamera ini harus berpose selama 8 jam agar gambarnya dapat terekam pada pelat logam. Lalu, ilmuwan Perancis, Louis J. Mande Daguerre berhasil mengembangkan proses tersebut berhasil membuat kamera praktis yang pertama, pada kamera ini cukup berpose selama 30 menit agar gambarnya dapat terekam pada pelat tembaga. Kemudian pada tahun 1888, ilmuwan Amerika, George Eastman berhasil memproduksi kamera popular yang memiliki satu rol film yang dapat digunakan untuk mengambil 100 foto. Dan pada saat ini, kamera dibedakan menjadi kamera dengan film dan kamera tanpa film (Kamera digital)

            Kamera sederhana terdiri dari lensa positif, rana yang dapat dibuka untuk waktu yang singkat dan dapat bervariasi, kotak kedap cahaya,  dan film. Prinsip kerja kamera ini hamper sama dengan mata. Tetapi perbedaannya yaitu pada mata jarak fokusnya dapat berubah dengan mengatur ketegangan otot siliari agar bayangan terbentuk di retina, sedangkan pada kamera letak bayangan dapat diatur dengan memvariasikan jarak antara lensa dengan film agar bayangan terbentuk pada film tersebut.
            sifat bayangan pada kamera yaitu nyata, terbalik, diperkecil.

4. Mikroskop
            mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda renik (benda yang tidak bisa dilihat dengan mata telanjang) contohnya amuba, virus, bakteri, dll. Biasanya terdapat di laboratiun biologi atau farmasi.
lensa pada mikroskop ada dua yaitu lensa yang berada terdekat dengan benda disebut lensa objektif, sedangkan lensa yang berada terdekat denga mata disebut lensa okuler. Lensa objektif memiliki sifat bayangan sejati, diperbesar dan terbalik. Sedangkan lensa okuler memiliki sifat bayangan maya, terbalik, dan diperbesar.

pembentukan bayangan pada mikroskop

Tanpa akomodasi 

Akomodasi Maks

5. Teropong/Teleskop
            Teropong atau teleskop adalah alat optic yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh agar tampak lebih dekat dan jelas. Teropong dibagi menjadi teropong pantul (terdiri dari beberapa lensa dan cermin) dan teropong bias (terdiri dari beberapa lensa) contoh dari teropong bias yaitu teropong bintang, teropong bumi, dana teropong panggung/galilei.

Untuk semua teropong bias memiliki rumus perbesaran yang sama yaitu
Tanpa Akomodasi

Akomodasi Maks.

                                                 

	Tanpa Akomodasi	Akomodasi maks
B I N T A N G	Sob = ∞ dan S’ob = fob Sok = fok dan S’ok = ∞	Sob = ∞ dan S’ob = fob Sok < fok dan S’ok = -Sn
	d = fob + fok	d = fob + Sok
B U M I	Sob = ∞ dan S’ob = fob Sok = fok dan S’ok = ∞ Spb dan S’pb = 2fpb	Sob = ∞ dan S’ob = fob Sok < fok dan S’ok = - Sn Spb dan S’pb = 2fpb
	d = fob + 4fpb + fok	d = fob + 4fpb + Sok
P A N G G U N G	Sob = ∞ dan S’ob = fob Sok = fok dan S’ok = ∞	Sob = ∞ dan S’ob = fob Sok < 2fok dan S’ok = -Sn
	d = fob + fok	d = fob + Sok

“Education is the most powerful weapon which you can use to change the world.”- Nelson Mandela  🤞🤞