Optik
Alat
optik merupakan alat yang bekerja berdasarkan prinsip
cahaya. Alat optik membuat hidup manusia lebih mudah dan berarti. Anda dapat
menikmati keindahan alam semesta, mengabadikan saat-saat terindah pada lembaran
foto, atau bahkan bisa membuat sehelai rambut di kepala menjadi terlihat
sebesar lengan.
B.
Macam-Macam Alat Optik
1. Mata
Setiap manusia memiliki alat optik tercanggih yang
pernah ada, yaitu mata. Mata merupakan bagian dari pancaindra yang berfungsi
untuk melihat. Mata membantu kita menikmati keindahan alam, melihat
teman-teman, mengamati benda-benda di sekeliling, dan masih banyak lagi yang
dapat kita nikmati melalui mata. Coba bayangkan bila manusia tidak mempunyai
mata atau mata kita buta, tentu dunia ini terlihat gelap gulita.
Apabila diamati, ternyata mata terdiri atas beberapa
bagian yang masing-masing mempunyai fungsi berbeda-beda tetapi saling
mendukung. Bagian-bagian mata yang penting tersebut, antara lain,
kornea, pupil, iris, aquaeus humour, otot akomodasi, lensa mata, retina,
vitreous humour, bintik kuning, bintik buta, dan saraf mata.
Ø Kornea. Kornea
merupakan bagian luar mata yang tipis, lunak, dan transparan. Kornea berfungsi menerima
dan meneruskan cahaya yang masuk pada mata, serta melindungi bagian mata yang
sensitif di bawahnya.
Ø Pupil. Pupil
merupakan celah sempit berbentuk lingkaran dan berfungsi agar cahaya dapat
masuk ke dalam mata.
Ø Iris. Iris
adalah selaput berwarna hitam, biru, atau coklat yang berfungsi untuk mengatur
besar kecilnya pupil. Warna inilah yang Anda lihat sebagai warna mata
seseorang.
Ø Aquaeus Humour. Aquaeus humour merupakan cairan di depan lensa
mata untuk membiaskan cahaya ke dalam mata.
Ø Otot Akomodasi. Otot akomodasi adalah otot yang menempel pada
lensa mata dan berfungsi untuk mengatur tebal dan tipisnya lensa mata.
Ø Lensa Mata. Lensa
mata berbentuk cembung, berserat, elastis, dan bening. Lensa ini berfungsi
untuk membiaskan cahaya dari benda supaya terbentuk bayangan pada retina.
Ø Retina. Retina
adalah bagian belakang mata yang berfungsi sebagai tempat terbentuknya
bayangan.
Ø Vitreous Humour. Vitreous humour adalah cairan di dalam bola mata
yang berfungsi untuk meneruskan cahaya dari lensa ke retina.
Ø Bintik Kuning. Bintik kuning adalah bagian dari retina yang berfungsi
sebagai tempat terbentuknya bayangan yang jelas.
Ø Bintik Buta. Bintik
buta adalah bagian dari retina yang apabila bayangan jatuh pada bagian ini,
maka bayangan tampak tidak jelas atau kabur.
Ø Saraf Mata. Saraf mata befungsi untuk meneruskan rangsangan
bayangan dari retina menuju ke otak.
Proses terlihatnya benda oleh mata yaitu benda yang
berada di depan mata memantulkan cahaya. Cahaya tersebut masuk ke mata melalui
pupil yang kemudian akan dibiaskan oleh lensa mata sehingga terbentuk bayangan
pada retina. Oleh saraf, bayangan tadi diteruskan ke pusat saraf (otak),
sehingga Anda terkesan melihat benda.
A. Daya Akomodasi Mata
Bola mata Anda bentuknya tetap, sehingga jarak lensa mata ke retina juga tetap. Hal ini berarti jarak bayangan yang dibentuk lensa mata selalu tetap, padahal jarak benda yang kita lihat berbeda. Bagaimana supaya kita tetap dapat melihat benda dengan jarak bayangan yang terbentuk tetap, meskipun jarak benda yang dilihat berubah? Tentu kita harus mengubah jarak fokus lensa mata, dengan cara mengubah kecembungan lensa mata. Hal inilah yang menyebabkan kita bisa melihat benda yang memiliki jarak berbeda tanpa mengalami kesulitan. Kemampuan ini merupakan karunia Tuhan yang sampai sekarang manusia belum bisa menirunya.
Lensa mata dapat mencembung atau pun memipih secara otomatis karena adanya otot akomodasi (otot siliar). Untuk melihat benda yang letaknya dekat, otot siliar menegang sehingga lensa mata mencembung dan sebaliknya untuk melihat benda yang letaknya jauh, otot siliar mengendur (rileks), sehingga lensa mata memipih. Kemampuan otot mata untuk menebalkan atau memipihkan lensa mata disebut daya akomodasi mata.
Bola mata Anda bentuknya tetap, sehingga jarak lensa mata ke retina juga tetap. Hal ini berarti jarak bayangan yang dibentuk lensa mata selalu tetap, padahal jarak benda yang kita lihat berbeda. Bagaimana supaya kita tetap dapat melihat benda dengan jarak bayangan yang terbentuk tetap, meskipun jarak benda yang dilihat berubah? Tentu kita harus mengubah jarak fokus lensa mata, dengan cara mengubah kecembungan lensa mata. Hal inilah yang menyebabkan kita bisa melihat benda yang memiliki jarak berbeda tanpa mengalami kesulitan. Kemampuan ini merupakan karunia Tuhan yang sampai sekarang manusia belum bisa menirunya.
Lensa mata dapat mencembung atau pun memipih secara otomatis karena adanya otot akomodasi (otot siliar). Untuk melihat benda yang letaknya dekat, otot siliar menegang sehingga lensa mata mencembung dan sebaliknya untuk melihat benda yang letaknya jauh, otot siliar mengendur (rileks), sehingga lensa mata memipih. Kemampuan otot mata untuk menebalkan atau memipihkan lensa mata disebut daya akomodasi mata.
Agar
benda/objek dapat terlihat jelas, objek harus terletak pada daerah penglihatan
mata, yaitu antara titik dekat dan titik jauh mata. Titik dekat (punctum
proximum = pp) adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas
oleh mata (± 25 cm). Pada titik dekat ini lensa mata akan mencembung maksimal.
Titik jauh (punctum remotum = pr) adalah titik terjauh yang masih dapat
dilihat dengan jelas oleh mata, jaraknya tak terhingga. Pada titik jauh ini,
lensa mata akan memipih maksimal.
B. Cacat Mata
Tidak semua mata manusia dapat membentuk bayangan tepat pada retina, ada mata yang mengalami anomali. Hal ini dapat terjadi karena daya akomodasi mata sudah berkurang sehingga titik jauh atau titik dekat mata sudah bergeser. Keadaan mata yang demikian disebut cacat mata.
Cacat mata yang diderita seseorang dapat disebabkan oleh kerja mata (kebiasaan mata) yang berlebihan atau cacat sejak lahir.
1) .Miopi (Rabun Jauh)
Miopi adalah kondisi mata yang tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh,Miopi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda yang dekat. Cacat mata ini sering dialami tukang jam, tukang las, operator komputer, dan sebagainya.
B. Cacat Mata
Tidak semua mata manusia dapat membentuk bayangan tepat pada retina, ada mata yang mengalami anomali. Hal ini dapat terjadi karena daya akomodasi mata sudah berkurang sehingga titik jauh atau titik dekat mata sudah bergeser. Keadaan mata yang demikian disebut cacat mata.
Cacat mata yang diderita seseorang dapat disebabkan oleh kerja mata (kebiasaan mata) yang berlebihan atau cacat sejak lahir.
1) .Miopi (Rabun Jauh)
Miopi adalah kondisi mata yang tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh,Miopi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda yang dekat. Cacat mata ini sering dialami tukang jam, tukang las, operator komputer, dan sebagainya.
2). Hipermetropi
(Rabun Dekat)
Hipermetropi adalah cacat mata dimana mata tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat.
Hipermetropi disebabkan lensa mata terlalu pipih dan sulit dicembungkan sehingga bila melihat benda-benda yang letaknya dekat, bayangannya jatuh di belakang retina
Hipermetropi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda-benda yang jauh. Cacat mata ini sering dialami oleh orang-orang yang bekerja sebagai sopir, nahkoda, pilot, masinis, dan sebagainya.
3). Presbiopi (Mata Tua)
Orang-orang yang sudah tua, biasanya daya akomodasinya sudah berkurang.
Untuk dapat melihat jauh dengan jelas dan untuk membaca pada jarak normal, penderita presbiopi dapat ditolong dengan kaca mata berlensa rangkap (kacamata bifokal). Kacamata bifokal adalah kaca mata yang terdiri atas dua lensa, yaitu lensa cekung dan lensa cembung. Lensa cekung berfungsi untuk melihat benda jauh dan lensa cembung untuk melihat benda dekat/membaca.
4). Astigmatisma
Astigmatisma adalah cacat mata dimana kelengkungan selaput bening atau lensa mata tidak merata sehingga berkas sinar yang mengenai mata tidak dapat terpusat dengan sempurna. Cacat mata astigmatisma tidak dapat membedakan garis-garis tegak dengan garis-garis mendatar secara bersama-sama. Cacat mata ini dapat ditolong dengan kaca mata berlensa silinder.
c. Tipuan Mata
Selain memiliki banyak keunggulan, mata manusia juga memiliki beberapa keterbatasan. Oleh karena itu, dalam pengamatan dan pengukuran, mata tidak selalu memberikan hal-hal yang benar. Perhatikan gambar berikut!
Hipermetropi adalah cacat mata dimana mata tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat.
Hipermetropi disebabkan lensa mata terlalu pipih dan sulit dicembungkan sehingga bila melihat benda-benda yang letaknya dekat, bayangannya jatuh di belakang retina
Hipermetropi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda-benda yang jauh. Cacat mata ini sering dialami oleh orang-orang yang bekerja sebagai sopir, nahkoda, pilot, masinis, dan sebagainya.
3). Presbiopi (Mata Tua)
Orang-orang yang sudah tua, biasanya daya akomodasinya sudah berkurang.
Untuk dapat melihat jauh dengan jelas dan untuk membaca pada jarak normal, penderita presbiopi dapat ditolong dengan kaca mata berlensa rangkap (kacamata bifokal). Kacamata bifokal adalah kaca mata yang terdiri atas dua lensa, yaitu lensa cekung dan lensa cembung. Lensa cekung berfungsi untuk melihat benda jauh dan lensa cembung untuk melihat benda dekat/membaca.
4). Astigmatisma
Astigmatisma adalah cacat mata dimana kelengkungan selaput bening atau lensa mata tidak merata sehingga berkas sinar yang mengenai mata tidak dapat terpusat dengan sempurna. Cacat mata astigmatisma tidak dapat membedakan garis-garis tegak dengan garis-garis mendatar secara bersama-sama. Cacat mata ini dapat ditolong dengan kaca mata berlensa silinder.
c. Tipuan Mata
Selain memiliki banyak keunggulan, mata manusia juga memiliki beberapa keterbatasan. Oleh karena itu, dalam pengamatan dan pengukuran, mata tidak selalu memberikan hal-hal yang benar. Perhatikan gambar berikut!
2.
LUP
Lup atau kaca pembesar adalah
alat optik yang terdiri atas sebuah lensa cembung. Lup digunakan untuk melihat
benda-benda kecil agar nampak lebih besar dan jelas. Ada 2 cara dalam
menggunakan lup, yaitu dengan mata berakomodasi dan dengan mata tak
berakomodasi.
Pada saat mata belum menggunakan lup, benda tampak
jelas bila diletakkan pada titik dekat pengamat (s = sn) sehingga mata melihat
benda dengan sudut pandang α . Pada Gambar (b), seorang pengamat menggunakan
lup dimana benda diletakkan antara titik O dan F (di ruang I) dan diperoleh
bayangan yang terletak pada titik dekat mata pengamat (s' = sn). Karena sudut
pandang mata menjadi lebih besar, yaitu β , maka mata pengamat berakomodasi
maksimum.
Menggunakan lup untuk mengamati benda dengan mata
berakomodasi maksimum cepat menimbulkan lelah. Oleh karena itu, pengamatan
dengan menggunakan lup sebaiknya dilakukan dengan mata tak berakomodasi (mata
dalam keadaan rileks). Pada kehidupan sehari-hari, lup biasanya digunakan
oleh tukang arloji, pedagang kain, pedagang intan, polisi, dan sebagainya.
3.
KAMERA
Kamera adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan
bayangan fotografi pada film negatif. Pernahkah Anda menggunakan kamera?
Biasanya Anda menggunakan kamera untuk mengabadikan kejadian-kejadian penting.
v Kamera terdiri atas beberapa bagian, antara lain,
sebagai berikut :
• Lensa cembung, berfungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk
sehingga terbentuk bayangan yang nyata, terbalik, dan diperkecil.
• Diafragma, adalah lubang kecil
yang dapat diatur lebarnya dan berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang
masuk melalui lensa.
• Apertur, berfungsi untuk
mengatur besar-kecilnya diafragma.
• Pelat film, berfungsi sebagai tempat bayangan dan menghasilkan
gambar negatif, yaitu gambar yang berwarna tidak sama dengan aslinya, tembus
cahaya.
Dalam kamera terdapat lensa cembung yang berfungsi
sebagai pembentuk bayangan. Jika sebuah benda diletakkan di ruang tiga sebuah
lensa cembung akan terbentuk bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil. Antara
kamera dan mata manusia terdapat persamaannya, yaitu benda yang diambil oleh
kamera dan benda yang dilihat mata manusia berada di ruang tiga dan lensa
kamera atau lensa mata. Sehingga terbentuk bayangan yang sifatnya nyata,
terbalik, dan diperkecil.
Pada kamera bayangan ini diusahakan jatuh tepat di
plat film yang mempunyai sifat sangat peka
terhadap cahaya. Jika plat film yang peka cahaya ini dikenai
cahaya maka plat film mengalami
perubahan kimia sesuai dengan cahaya dan benda di depan kamera. Plat ini masih
peka cahaya, agar plat film ini
menjadi tidak peka terhadap cahaya dalam studio perlu dicuci atau dimasukkan ke
dalam larutan kimia tertentu. Setelah plat film dicuci atau dimasukkan ke dalam larutan kimia
tadi, plat film menjadi
tidak pekat terhadap cahaya dan terlihat gambar pada plat film yang disebut gambar negatif
(negatif film). Untuk memperoleh gambar yang sesuai dengan gambar semula yang
diambil di depan kamera, film negatif ini kemudian dicetak pada kertas film (biasanya kertas film warnanya putih). Gambar pada kertas film
merupakan gambar dan benda yang diambil di depan kamera tersebut dan disebut
gambar positif. Gambar positif sangat tergantung pada proses pembentukan
bayangan pada plat film ini, jika bayangan terjadi pada plat film ini kabur
atau kurang jelas menyebabkan hasil cetakannya nanti juga kabur atau tidak
jelas.
Untuk memperoleh hasil pemotretan yang bagus, lensa
dapat Anda geser maju mundur sampai terbentuk bayangan paling jelas dengan
jarak yang tepat, kemudian Anda tekan tombol shutter.
Pelat film menggunakan pelat seluloid yang dilapisi
dengan gelatin dan perak bromida untuk menghasilkan negatifnya. Setelah dicuci,
negatif tersebut dipakai untuk menghasilkan gambar positif (gambar asli) pada
kertas foto. Kertas foto merupakan kertas yang ditutup dengan lapisan tipis
kolodium yang dicampuri dengan perak klorida. Gambar yang ditimbulkan pada
bidang transparan disebut gambar diapositif.
4. MIKROSKOP
Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk melihat
benda-benda kecil agar tampak jelas dan besar. Mikroskop terdiri atas dua buah
lensa cembung. Lensa yang dekat dengan benda yang diamati (objek) disebut lensa
objektif dan lensa yang dekat dengan pengamat disebut lensa okuler. Mikroskop
yang memiliki dua lensa disebut mikroskop cahaya lensa ganda.
Karena mikroskop terdiri atas dua lensa positif, maka
lensa objektifnya dibuat lebih kuat daripada lensa okuler (fokus lensa objektif
lebih pendek daripada fokus lensa okuler). Hal ini dimaksudkan agar benda yang
diamati kelihatan sangat besar dan mikroskop dapat dibuat lebih praktis (lebih
pendek).
Benda yang akan amati diletakkan pada sebuah kaca
preparat di depan lensa objektif dan berada di ruang II lensa objektif ( fobj < s < 2 fobj ). Hal ini menyebabkan bayangan yang terbentuk
bersifat nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan yang dibentuk lensa objektif
merupakan benda bagi lensa okuler.
Untuk memperoleh bayangan yang jelas, Anda dapat
menggeser lensa okuler dengan memutar tombol pengatur. Supaya bayangan terlihat
terang, di bawah objek diletakkan sebuah cermin cekung yang berfungsi untuk
mengumpulkan cahaya dan diarahkan pada objek. Ada dua cara dalam menggunakan
mikroskop, yaitu dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tak
berakomodasi.
Ø Sifat-sifat bayangan yang terbentuk pada mikroskop
sebagai berikut.
• Bayangan
yang dibentuk lensa objektif adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.
• Bayangan
yang dibentuk lensa okuler adalah maya, tegak, dan diperbesar.
• Bayangan
yang dibentuk mikroskop adalah maya, terbalik, dan diperbesar terhadap
bendanya.
5. TEROPONG
Teropong atau teleskop adalah alat yang digunakan
untuk melihat benda-benda yang jauh agar tampak lebih jelas dan dekat. Ditinjau
dari objeknya, teropong dibedakan menjadi dua, yaitu teropong bintang dan
teropong medan.
a. Teropong Bintang
Teropong bintang adalah teropong yang digunakan untuk
melihat atau mengamati benda-benda langit, seperti bintang, planet, dan
satelit. Nama lain teropong bintang adalah teropong astronomi. Ditinjau dari
jalannya sinar, teropong bintang dibedakan menjadi dua, yaitu teropong bias dan
teropong pantul.
1) Teropong Bias
Teropong bias terdiri atas dua lensa cembung, yaitu
sebagai lensa objektif dan okuler. Sinar yang masuk ke dalam teropong dibiaskan
oleh lensa. Oleh karena itu, teropong ini disebut teropong bias.
Benda yang diamati terletak di titik jauh tak hingga,
sehingga bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif tepat berada pada titik
fokusnya. Bayangan yang dibentuk lensa objektif merupakan benda bagi lensa
okuler. Lensa okuler berfungsi sebagai lup.
Lensa objektif mempunyai fokus lebih panjang daripada
lensa okuler (lensa okuler lebih kuat daripada lensa objektif). Hal ini
dimaksudkan agar diperoleh bayangan yang jelas dan besar. Bayangan yang
dibentuk oleh lensa objektif selalu bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil.
Bayangan yang dibentuk lensa okuler bersifat maya, terbalik, dan diperkecil
terhadap benda yang diamati. Seperti pada mikroskop, teropong bintang juga
dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tak
berakomodasi.
2) Teropong Pantul
Karena jalannya sinar di dalam teropong dengan cara
memantul maka teropong ini dinamakan teropong pantul. Pada teropong pantul,
cahaya yang datang dikumpulkan oleh sebuah cermin melengkung yang besar. Cahaya
tersebut kemudian dipantulkan ke mata pengamat oleh satu atau lebih cermin yang
lebih kecil.
b. Teropong Medan / Teropong Bumi
Teropong medan digunakan untuk mengamati benda-benda
yang jauh di permukaan bumi. Teropong bumi terdiri atas tiga lensa cembung,
masing-masing sebagai lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler. Lensa
pembalik hanya untuk membalikkan bayangan yang dibentuk lensa objektif, tidak
untuk memperbesar bayangan.
Lensa okuler berfungsi sebagai lup. Karena lensa
pembalik hanya untuk membalikkan bayangan, maka bayangan yang dibentuk lensa
objektif harus terletak pada titik pusat kelengkungan lensa pembalik. Lensa
okuler juga dibuat lebih kuat daripada lensa objektif. Teropong bumi atau medan
sebenarnya sama dengan teropong bintang yang dilengkapi dengan lensa
pembalik.
Ø Sifat bayangan yang dibentuk teropong medan adalah
maya, tegak, dan diperbesar.
Ada teropong bumi yang hanya menggunakan dua lensa
(teropong panggung), yaitu lensa cembung sebagai lensa objektif dan lensa
cekung sebagai lensa okuler. Lensa cekung di sini berfungsi sebagai pembalik
bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif dan sekaligus sebagai lup.
Ø Sifat bayangan yang dibentuk maya, tegak, dan
diperbesar daripada bayangan yang dibentuk lensa objektif. Teropong ini sering
disebut teropong panggung atau teropong Belanda atau teropong Galileo.
Teropong bumi dan teropong panggung memang tidak bisa
dibuat praktis. Untuk itu, dibuat teropong lain yang fungsinya sama tetapi
sangat praktis, yaitu teropong prisma. Disebut teropong prisma karena pada
teropong ini digunakan dua prisma yang didekatkan bersilangan antara lensa
objektif dan lensa okuler sehingga bayangan akhir yang dibentuk bersifat maya,
tegak, dan diperbesar.
6. PERISKOP
Periskop adalah teropong pada kapal selam yang
digunakan untuk mengamati benda-benda di permukaan laut. Periskop terdiri atas
2 lensa cembung dan 2 prisma siku-siku sama kaki.
Jalannya
sinar pada periskop adalah sebagai berikut:
ɸ Sinar
sejajar dari benda yang jauh menuju ke lensa obyektif.
ɸ Prisma
P1 memantulkan sinar dari lensa objektif menuju ke prisma P2.
ɸ Oleh
prisma P2 sinar tersebut dipantulkan lagi dan bersilangan di depan lensa okuler
tepat di titik fokus lensa okuler.
7. PROYEKTOR
SLIDE
Proyektor slide adalah alat yang digunakan untuk
memproyeksikan gambar diapositif sehingga diperoleh bayangan nyata dan diperbesar
pada layar. Bagian-bagian yang penting pada proyektor slide, antara lain lampu
kecil yang memancarkan sinar kuat melalui pusat kaca, cermin cekung yang
berfungsi sebagai reflektor cahaya, lensa cembung untuk membentuk bayangan pada
layar, dan slide atau gambar diapositif.
8. OPTALMOSKUP
Alat ini dipakai untuk memeriksa retina mata. pada
gambar melukiskan bagian-bagian penting dari optalmoskup. berkas cahaya yang
datang dari sumber cahaya S yang terletak pada fokus lensa L1 dibiaskan sejajar ke cermin C. dari cermin C
sinar dpantulkan ke amta. selanjutnya dokter dapat mengamati retina
melalui lubang ditengah-tengah cermin C dan lensa L2 bertindak sebagai lup.
Sumber
imformasi
Þ
Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika
1 untuk SMA/MA kelas X.Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan
Nasional.
Þ
Widodo, Tri dan Suparmo. 2009. Panduan
Pembelajaran Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar