Alat optik alami dan buatan

Sifat-sifat cahaya telah anda pelajari pada bab sebelumnya. Dengan sifat-sifat cahaya tersebut, manusia menciptakan alat yang memiliki prinsip kerja pemantulan dan pembiasan cahaya. 

Alat tersebut dinamakan dengan atat optik. Beberapa alat optik tersebut diantaranya adalah kamera, periskop, mikroskop, lup, dan teropong. 

Namun, dari sekian banyak ciptaan manusia, tidak ada yang menandingi ciptaan Tuhan, yaitu mata. Mata memiliki manfaat yang luar biasa, untuk itu kita wajib mensyukurinya.

A.     Mata

Mata merupakan alat optik alami yang dimiliki manusia karena memiliki lensa. Lensa mata memiliki fokus yang dapat diubah-ubah membentuk suatu bayangan pada retina di bagian belakang mata.

       1.      Bagian- Bagian Mata

a.       Kornea, berguna untuk melindungi bagian dalam mata

b.      Iris, berguna untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke dalam mata.

c.       Pupil, merupakan lubang tempat masuknya cahaya

d.      Retina, merupakan tempat terbentuknya bayangan.

e.       saraf mata, untuk meneruskan pesan bayangan pada retina ke otak.

f.       Otot mata, berguna untuk mengatur lensa mata menebal/ menipis,

g.      Lensa mata, berupa lensa cembung yang berfungsi untuk membentuk bayangan.

Prinsip kerja mata:

Cahaya yang dipantulkan benda ke mata dibiaskan oleh lensa mata, sehingga terbentuk bayangan pada retina. 

Pesan bayangan diteruskan saraf mata ke otak kemudian otak mengubah pesan bayangan tersebut sehingga kita dapat melihat benda sebenamya (tidak terbalik). 

Bayangan yang terbentuk pada retina bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil.

      2.      Cacat mata

Cacat mata adalah berkurangnya daya penglihatan mata hal ini terjadi karena daya akomodasi mata berkurang Sehingga letak titik jauh dari titik dekatnya bergeser

Macam,macam cacat mata_sebagai berikut :

a.       Rabun jauh ( miopi )

Penyebabnya karena lensa mata tidak dapat memipih / menipis sebagaimana mestinya sehingga   tidak dapat melihat dengan jelas benda benda yang letaknya jauh, karena bayangan benda jatuh di depan retina. Rabun jauh dapat di tolong dengan kaca mata berlensa cekung atau negatif 

b.       Rabun dekat (hipermertropi)

Penyebabnya lensa mata tidak dapat menebal  sebagaimana mestinya sehingga mata tidak dapat melihat dengan jelas benda benda yang letaknya dekat. Bayangan benda jatuh di belakang retina. Dapat ditolong dengan kacamata berlensa cembung atau positif

c.       Matatua (presbiopi)

Penyebabnya karena daya akomodasi mata berkurang sehinga tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang terlalu jauh maupun dekat.Mata tua dapat ditolong dengan ­kacamata berlensa rangkap, yaitu cekung dibagin atas dan cembung  di bagian bawah atau disebut bifokal'.

d.       Astigmatisma bagian untuk melihat benda jauh.

      Astigmatisma adalah cacat mata. yang tidak dapat membedakan antara garis tegak dan garis mendatar dalam waktu yang bersamaan: Cacat mata ini  disebabkan oleh ­kelengkungan lensa mata yang tidak rata sehingga cahaya yang masuk^. ke dalam mata tidak dapat berpusat dengan baik Astigmatisma dapat ditolong dengan kacamata silindris

   3.      llusi Optik      

Mata tidak setalu memberikan hal yang benar dari sesuatu yang dillhatnya, Peristiwa seperti ini disebut dengan ilusi optik.

Contoh ilusi optik seperti di bawah ini. 

a.  dua buah garis KL dan MN sebenamya sama panjang, tetapi kelihatan tiaak sama panjang, yaitu MN tampak lebih panjang dari KL.

b.   Keempat garis a, b, c, atau d sebenarnya sejajar, tetapi kelihatan tidak sejajar.

c.    Lingkaran X dan Y sama oesar, tetapi y tampak lebih besar

B.    Kamera

Alat optik yang prinsip kerjarya mirip dengan mata adalah kamera. Kamera mempunyai bagian-bagian seperti berikut.

1.       Lensa cembung, berguna untuk menghasilkan bayangan pada film.

 

2.  Diafragma, berguna untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk (besar kecilnya aperture).

3.     Aperture (bagian lensa), berguna untuk jalan masuknya cahaya  

4. Shutter (bagian belakang lensa), merupakan lubang tempat masuknya cahaya yang dapatmembuka dan menutup dengan cepat

5.      Film, merupakan tempat terbentuknya bayangan.

Prinsip kerja kamera adalah sebaga; berikut.

1.     Benda yang dipotret diletakkan ruang III dari lensa cembung.

2.       Bayangan yang terbentuk pada film bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil.

3.     Untuk memperoleh bayangan yang tajam, lensa cembung kamera digeser ke depan atau ke belakang.

C.    Lup (Kaca Pembesar)

Lup adalah aIat optik yang terdiri atas sebuah lensa cembung dengan jarak fokus pendek. Lup berguna untuk mengamati benda-benda kecil agar tampak lebih besar. Prinsip kerja lup adalah sebagai berikut.

1.      Benda di!etakkan di ruang I atau kurang dari f.

2.      Agar mata ticlak cepat lelah, mata tidak barakomodasi saat mengamati benda.

3.      Perbesaran bayangan benda oleh lup.

a.       Mata berakomodasi maksmium

                                        M= S_n / f   + 1                 Keterangan:

S_n = jarak baca normal

f= jarak fckus

M = perbesaran bayangan

b.       Mata tak berakdmodasi

M= S_n / f

4.       Bayangan yang dihasiIkan lup bersifat: maya, tegak, dan diperbesar.

D.    Mikroskop           

Mikroskop adalah alat optik yang terdiri atas dua buah lensa cembung, lensa yang menghadap

benda disebut lensa objektif dan lensa yang dekat dengan mata disebut lensa okuler.

Mikroskop digunakan untuk mengamati benda-benda yang sangat kecil (renik) agar tampak febih besar. Benda yang diamati diletakkan di ruang II lensa obyektif. Lensa obyektif menghasilkan bayangan yang bersifat maya, torhalik, dan diperhesar. Bayangan dari lensa obyektif merupakan benda bagi lensa okuler. Lensa okuler menghasilkan bayangan akhir yang bersifat maya, terbalik, dan diperbesar Pada mikroskop, fokus obyektif lebih kecil daripada fokus lensa okuler F_ob < F_ok Perbesaran yang dibentuk mikroskop adalah:

Keterangan:

M              = perbesaran mikroskop

M _{ob             =}  perbesaran lensa obyektif

M_ok           = perbesaran lensa okuler

Si_ob           = jarak benda terhadap lensa obyektif

So_ob          = jarak bayangan terhadap lensa obyektif 

      Pembentukan bayangan pada mikroskop:
      1. Mata berakomodasi Maksimum

Keterangan:

M_ok           = perbesaran lensa okuler

S_ook           = jarak benda terhadap lansa okuler

S_iob            = jarak bayangan terhadap lensa objektif

S_n             = jarak titik dekat

F_ok                        = fokus lensa ckuler

d               = panjang mikroskop

       2. Mata tak berakomodasi

E.    Teropong

Teropong atau teleskop adalah alat optik yang digunakan untuk mengamati benda-benda yang jauh agar tampak dekat dan jelas. Macam-macam teropong antara lain sebagai berikut.

1.       Teropong Bintang (Teropong Astronomi)

a.   Teropong iri pertama kali ditemukan oleh Gaiileo Galilei.

b.   Terdiri atas dua buah lensa cembung.

c.   Bayangan yang dihasilkan bersifat maya, terbalik, dan diperbesar.

d.          F'erbesaran bayangan pada teropong bintang

e.   Jarak lensa okuler dengan lensa obyektif d= f_ob + f_ok

2.         Teropong Bumi (Teropong Medan)

Terdiri atas    buah lensa cembung, yaitu lensa obyektif, lensa pembalik,dan lensa okuler.

a.     Bayangan akhir yang dihasilkan bersifat maya, tegak, dan diperbesar.

b.     Perbesaran teropong bumi sama dengan teropong bintang.

c.      Jarak lensa okuler dengan lensa obyektif d = f_nt, + 4_p + f_ok

3.       Teropong Cermin (Teropong Pantul)

a.   Terdiri atas sebuah cermin cekung dar, sebuah lensa cembung

b.   Bayangan akhir yang dihasilkan bersifat maya, tegak, dan diperbesar.

c.   Pertama kali dirancarg oleh George Ellery Hale.

4.         Teropong Panggung (Teropong Tonil)

a.   Terdiri atas lensa cembung lensa obyektif) dan lensa cekung (lensa okuler).

b.   Sifat bayangan yang dillaslkan maya, tegak, dan diperbesar.

5.        Teropong Prisma

6.        Teropong Radio (Teleskop Radar)

F.     Proyektor

Proyektor adalah alat yang digunakan untuk memproyeksikan gambar pada layar. Macam-macam proyektor berdasarkan jenis gambar yang diproyeksikan sebagai berikut.  

1.      Diaskop adalah proyektcr yang dapat memproyeksikan gambar tembus cahaya atau gambar diapositif.  

Maoam-macam diaskop.  

a. proyektor slide,               c. overhead proyektor (OHP)

b. proyektor film,

OHP adalah proyektor yang dapat digunakan di ruangan yang terang. Yang dapat diproyeksikan oleh OHP adalah gambar diapositif atau gambar tembus cahaya. Bayangan yang dihasilkan bersifat maya, tegak, dan diperbesar.

2.      Episkop adalah proyektor yang dapat memproyeksikan gambar tidak tembus cahaya.