Macam-macam alat optik:
Mata : alat optik alamiah
Bagian-bagian mata:
Kornea: bagian mata yang keras dan berfungsi untuk melindungi bagian mata yang lunak dan sensitif
Pupil: celah berbentuk lingkaran yang berfungsi agar cahaya dapat masuk ke dalam mata
Iris/ selaput pelangi: selaput berwrna hitam atau biru yang berfungsi mengatur besar dan kecilnya pupil
Lensa: berfungsi membiaskan sinar dari benda yang kemudian menghasilkan bayangan pada retina
Aqueous humor: cairan di depan lensa mata, berfungsi untuk membiaskan cahaya ke dalam mata
Vitreous humor: cairan di dalam bola mata, berfungsi untuk meneruskan cahaya dari lensa menuju retina
Retina: bagian mata yng berisi saraf (mengirim rangsang ke otak) yang sensitif terhadap cahaya, berfungsi sebagai layar terbentuknya bayangan benda yang dilihat
Titik dekat, titik jauh dan daya akomodasi mata
Titik dekat (punctum proximum=pp): jarak paling dekat yang dapat dilihat dengan jelas olah mata dengan akomodasi maksimum. Pp = 25 cm
Titik jauh (punctum remotum=pr): jarak paling jauh yang dapat dilihat dengan jelas oleh mata tanpa berakomodasi
Daya akomodasi: kemampuan otot mata untuk mengubah kecembungan lensa.
Daya akomodasi = Pp – Pr à Kekuatan lensa = P = 1/f
Cacat mata | Ciri-ciri | Kacamata |
Miopi/rabun jauh | Tidak dapat melihat benda jauh dengan jelas; Lensa mata terlalu cembung; titik dekat mata = Pp < 25 cm; titik jauh mata = Pr = ~; bayangan benda jatuh di depan retina | Lensa negatif (bikonvek-konkaf) |
Hipermitropi/rabun dekat | Hanya dapat melihat benda jauh; Lensa mata terlalu pipih; Pp > 25 cm; Pr = ~; bayangan benda jatuh di belakang retina | Lensa positif (bikonvek) |
Presbiopi/mata tua | Terjadi karena melemahnya otot-otot mata (daya akomodasi berkurang) | Lensa bifokal (+ dan -) |
Astigmatis | Rabun mata yang melihat garis tegak lurus (vertikal dan horisontal) dengan baik. Astigmatis terjadi karena kornea mata tidak berbentuk sferis (bola) melainkan lengkung pada 1 bidang. Mata astigmatis memfokuskan sinar-sinar datang pada bidang vertikal lebih pendek daripada sinar-sinar pada bidang hrisontal | Lensa silindis (membantu memfokuskan berkas-berkas sinar pada 1 titik retina) |
Soal latihan: Seorang penderita hipermitropi memiliki jarak baca terdekat 50 cm. Agar ia dapat membaca pada jarak baca normal (25 cm), tentukan jarak fokus dan kekuatan lensa kacamata yang harus dipakainya.
Catatan :
1. kacamata selalu membentuk bayangan maya s’ =~
2. Untuk melihat benda pada jarak dekat/membaca, s = ± 25 cm & s’ = -Pp
3. untuk melihat benda jauh / berjalan, s = ~ dan s’ = -Pr
Alat optik buatan:
1. Lup/kaca pembesar
Merupakan alat optik paling sederhana karena hanya terdiri dari sebuah lensa cembung. Lup digunakan untuk melihat benda-benda kecil dan biasa dipakai oleh tukang arloji.
Pengamatan:
Mata tak berakomodasi | Mata berakomodasi |
Ketika mengamati benda dengan mata tak berakomodasi maka benda harus diletakkan tepat pada fokus lensa. Bayangan yang terbentukoleh lup jauh tak hingga / s’ = ~. Perbesaran angulernya: M = Pp/f | Ketika mengamati benda menggunakan lup dengan dengan mata berakomodasi maksimal maka benda harus diletakkan diantara pusat optik dan titik fokus. Perbesaran angulernya: M = (Pp/f )+1 |
Soal latihan: Pak Alit mengamati benda dengan lup yang berjarak fokus 6,25 cm. Jika Pak Alit bermata normal, tentukan perbsaran anguler lup jika: a). mata tak berakomodasi. b). mata berakomodasi maksimum
2. Mikroskop
Merupakan alat optik yang digunakan untuk mengamati benda yang sangat kecil yang tidak dapat diamati dengan lup agar tampak jelas. Biasanya untuk mengamati bakteri dan sejenisnya.
Mikroskop terdiri dari 2 lensa cembung. Lensa yang dekat dengan obyek disebut lensa obyektif. Lensa yang dekat denga mata disebut lensa okuler. Jarak fokus lensa obyektif lebih kecil daripada jarak fokus lensa okuler. Lensa okuler berfungsi sebagai lup.
Pengamatan:
Mata tak berakomodasi | Mata berakomodasi |
Bayangan lensa obyektif diletakkan tepat pada titik fokus lensa okuler. Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif bersifat nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan dari lensa obyektif merupakan benda bagi lensa okuler dan terletak antara Ook dan fok. Bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Sehingga bayangan akhir yang diterima oleh mata bersifat maya terbalik dan diperbesar. Mob = h'ob/hob = s'ob/sob ; Mok = Sn/f karena sok = fok maka d= s'ob + fok | Benda diletakkan diantara f dan 2f.Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif bersifat maya, terbalik dan diperbesar. Bayangan dari lensa obyektif merupakan benda bagi lensa okuler dan terletak diantara Ook & fok. Bayangan akhir yang dibentuk oleh lensa okuler bersifat maya, diperbesar dan terbalik terhadap benda semula Mob = Mob = h'ob/hob = s'ob/sob ; Mok = (Sn/f) + 1 d = s’ob + sok |
Mtotal = Mob x Mok | |
Soal latihan: sebuah lensa obyektif memiliki jarak fokus 2 cm dan lensa okuler dengan jarak 5 cm. sebuah benda diletakkan pada jarak 3 cm dari lensa obyektif. Tentukan perbesaran total mikroskop dan jarak lensa obyektif dari okulernya, jika pengamatan:
a. mata tak berakomodasi b. mata berakomodasi maksimum
4. Teropong/teleskop
1. Teropong bintang/astronomi
Ada 2 jenis:
Teropong bias (menggunakan lensa)
Dua lensa yang dipakai pada teropong ini adalah lensa cembung/lensa positif. Lensa obyektif memiliki jarak fokus lebih panjang dari pada daripada jarak fokus lensa okulernya.
Mata tak berakomodasi | Mata berakomodasi |
Jika pengamatan benda-benda angkasa menggunakan teropong bias dilakukan dengan mata tak berakomodasi maka benda bagi lensa okuler diletakkan tepat pada titik fok. Karena benda yang diamati letaknya sangat jauh maka bayangan benda tersebut jatuh tepat di titik fob. Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif merupakan benda bagi lensa okuler. Pada teropong bias s’ob = fob dan sok = fok Panjang teropong bias (d) = s’ob + sok = fob + fok Perbesaran angular teropong bias (M) = fob/fok | Jika pengamatan benda-banda angkasa menggunakan teropong bias dengan mata berakomodasi maka bayangan oleh lensa obyektif harus berada diantara Ook dan fok. Karena benda yang ingin diamati letaknya sangat jauh maka bayangan tersebut jatuh tepat pada titik fob. Pada teropong bias s’ob = fob dan sok = fok Panjang teropong bias (d) = s’ob + sok = fob + sok Perbesaran angular teropong bias (M) = fob/sok |
Soal: seseorang menggunakan teropong bias untuk mengamati benda-benda angkasa tanpa berakomodasi. Jika jarak fokus lensa obyektif 180 cm dan jarak fokus lensa okuler 5 cm, tentukan:
panjang teropong, b. perbesaran teropong,
c. jarak dan arah pergeseran lensa okuler jika orang tersebut mengamati dengan mata berakomodasi maksimum
2. Teropong pantul (menggunakan cermin dan lensa)
Lensa okuler pada teropong pantul menggunakan cermin cekung. Untuk membalik bayangan yang berasal dari cermin cekung digunakan cermin datar. Bayangan akhir yang dibentuk oleh lensa cembung bersifat maya dan tegak terhadap benda semula.
Kelebihan teropong pantul dibanding dengan teropong bias:
1. Lebih ringan,
2. Lebih murah,
3. Bayangan yang teramati lebih jelas,
4. Lebih mudah pembuatannya.
3. Teropong bumi/medan
Digunakan untuk mengamati benda-benda yang sangat jauh dipermukaan bumi. Teropong bumi tersusun atas 3 lensa cembung: lensa obyektif, lensa pembalik (berfungsi untuk membalik bayangan dari lensa obyektif) dan lensa okuler.
Bayangan akhir yang dibentuk oleh lensa okuler: maya dan tegak.
Mata tak berakomodasi | Mata berakomodasi |
Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif harus terletak tepat foknya S’ob = fob. slensa pembalik = 2fp. s’lensa pembalik = 2fp. Sedangkan sok = fok. Sehingga d = fob + 4fp + fok. Sedangkan M = | Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif diletakkan antara Ook dan fok. S’ob = fob. slensa pembalik = 2fp. s’lensa pembalik = 2fp. Sedangkan sok = fok. Sehingga d = fob + 4fp + sok. Sedangkan M = |
Contoh soal: Andi mencoba memakai teropong bumi untuk melihat benda yang sangat jauh. Jarak fob teropong = 50 cm, jarak fp = 4 cm dan jarak fok = 5 cm. Jika pengamatan dilakukan dengan mata tak berakomodasi, tentukan:
a). perbesaran teropong b). panjang teropong
Penyelesaian :
Diketahui : fob = 50 cm fp = 4 cm fok = 5 cm
Ditanya : a. M = …? b. d = …?
Jawab : a. M
b. d = fob + 4fp + sok = 50 + 4.4 + 5 = 71 cm
4. Teropong panggung/teropong sandiwara/teropong Galilei
Teropong panggung menggunakan lensa cembung sebagai lensa obyektif dan lensa cekung sebagai lensa okulernya
Mata tak berakomodasi | Mata berakomodasi |
Bayangan yang dibentuk lensa obyektif diletakkan tepat pada titik fok. d = s’ob + sok = fob + fok. dengan fok bertanda negatif (-). Perbesaran angular (M) = fob/fok | Bayangan dari lensa obyektif diletakkan diantara Ook dan fok. d = s’ob + sok = fob + sok. M = sob/fok |
Contoh soal: kekuatan lensa obyektif teropong panggung 0,5 dioptri dan kekuatan lensa okulernya 20 dioptri. Tentukan perbesaran dan panjang teropong tsb!
5. Teropong prisma
Menggunakan 2 lensa cembung sebagai lensa obyektif dan lensa okuler serta sepasang prisma segitiga sama kaki. Sepasang prisma diletakkan diantara lensa obyektif dan okuler. Lensa-lensa tersebut berfungsi membalikkan sinar-sinar datang. Bayangan akhir yang dibentuk teropong prisma adalah maya dan tegak terhadap benda semula.
Penggunaan prisma sebagai pembalik lebih menguntungkan karena bayangan terlihat lebih jelas. Selain itu bentuk teropong tidak perlu panjang sehingga mudah dibawa.
6. Kamera
Adalah salah satu alat optik yang berfungsi untuk merekam gambar. Bagian dari kamera:
Lensa cembung, untuk membentuk bayangan nyata.
Diafragma untuk mengatur cahaya yang masuk ke kamera
Shutter (pembuka/penutup ruang gelap), berfungsi untuk menangkap dan merekam bayangan benda.
Film, untuk menangkap bayangan
Cara kerja kamera (siswa yang mencari di buku referensi yang ada di perpus / internet).
******************Alat Optik By FikriShiva MANReta*************************
Tidak ada komentar:
Posting Komentar