√ Macam Alat Optik : Pengertian, Rumus, Alat, Contoh

Oleh Diposting pada

Pendahuluan

Macam Alat Optik – Ketika di SMP, kalian sudah mempelajari tentang cahaya dan perambatannya, bagaimana cahaya itu dipantulkan, dibiaskan, dan mengalami dispersi. Pada bab ini akan dipelajari berbagai alat yang bekerja berdasarkan prinsip pembiasan dan pemantulan cahaya yang disebut alat optik.

Dengan alat optik, kita dapat melihat benda atau makhluk hidup yang ukurannya sangat kecil, misalnya bakteri dan virus, dan dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh di luar angkasa seperti bulan, bintang, dan benda langit lainnya, serta merekam beberapa kejadian penting dalam bentuk film. Bagian utama dari alat optik adalah cermin atau lensa, karena prinsip kerjanya mengacu pada konsep pembiasan dan pemantulan cahaya.

Mata merupakan volume ter-tutup di mana cahaya masuk melalui lensa (lensa mata). Diafragma ber-fungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke mata sehingga objek akan tampak jelas dan mata

tidak silau. Pupil sebagai lubang pada diafragma merupakan tempat/jalan masuknya cahaya, sehingga tidak ada cahaya yang dipantulkan darinya karena ini merupakan lubang, dan sangat sedikit cahaya dipantulkan kembali dari bagian dalam mata. Retina berada pada permukaan belakang berfungsi sebagai tempat jatuhnya bayangan. Retina terdiri atas serangkaian saraf dan alat penerima (reseptor) yang rumit, dinamakan dengan sel batang dan sel keru cu t yang berfungsi untuk mengubah energi cahaya menjadi sinyal listrik yang berjalan d i sepanjang serabut saraf . Rekonstruksi

bayangan dari semua reseptor kecil ini terutama dilakukan di otak, walaupun beberapa analisis ternyata dilakukan pada jaringan hubungan saraf yang rumit pada retina itu sendiri. Di pusat retina ada daerah kecil yang disebut fovea, berdiameter sekitar 0,25 mm, di mana kerucut-kerucut tersusun rapat, bayangan paling tajam dan pemisahan warna paling baik ditemukan. Sistem saraf pada mata menganalisis sinyal untuk membentuk bayangan dengan kecepatan sekitar 30 per detik.

Lensa mata hanya sedikit membelokkan berkas cahaya. Umumnya pembiasan dilakukan di permukaan depan kornea (indeks bias = 1,376), yang juga berfungsi sebagai pelindung. Lensa mata berfungsi sebagai penyetel untuk pemfokusan pada jarak yang berbeda. Hal ini dilakukan oleh otot siliari yang mengubah kelengkungan lensa sehingga panjang fokusnya berubah, yang diilustrasikan seperti pada Gambar 5.1.

Untuk pemfokusan pada benda jauh, otot akan rileks dan lensa memipih, sehingga berkas-berkas paralel terfokus pada titik fokus (retina), tampak seperti pada Gambar 5.2(a). Untuk pemfokusan pada benda dekat, otot berkontraksi, menyebabkan lensa mata mencembung sehingga jarak fokus menjadi lebih pendek, jadi bayangan benda yang dekat dapat difokuskan pada retina, di belakang titik fokus, tampak seperti pada Gambar 5.2(b). Kemampuan mata untuk mencembung atau memipihkan lensa mata ini disebut daya akomodasi

Mata Normal (Emetrop)

Jarak terdekat yang dapat difokuskan mata disebut titik dekat mata (PP = punctum proximum). Untuk orang dewasa muda biasanya mempunyai titik dekat 25 cm, walaupun anak-anak sering kali bisa memfokuskan benda pada jarak 10 cm. Selanjutnya, semakin tua usia seseorang, kemampuan berakomodasi makin kurang dan titik dekat bertambah. Adapun jarak terjauh di mana benda masih dapat terlihat jelas disebut titik jauh (PR = punctum remotum). Untuk mata normal adalah mata yang memiliki titik dekat PP = 25 cm dan titik jauh PR = tak berhingga. Gambar 5.2 menunjukkan daya akomodasi pada mata normal.

Mata “normal” lebih merupakan idealisasi daripada kenyataan. Sebagian besar populasi manusia memiliki mata yang tidak berakomodasi dalam kisaran normal yaitu 2 5 cm sampai tak berhingga, atau memiliki kelainan mata atau yang dikenal sebagai cacat mata

Dua cacat mata yang umum adalah rabun jauh dan rabun dekat. Keduanya dapat ditolong dengan lensa, baik kacamata maupun lensa kontak.

Rabun Jauh (Miopi)

Mata miopi atau rabun jauh adalah mata yang hanya dapat memfokuskan benda pada jarak dekat. Titik jauh mata (PR) tidak berada pada tak berhingga tetapi jarak yang lebih dekat, sehingga benda jauh tidak terlihat jelas. Rabun jauh atau miopi biasanya disebabkan oleh lensa mata yang terlalu cembung, sehingga bayangan benda yang jauh terfokus (jatuh) di depan retina. Dengan meng-gunakan lensa divergen (cekung), dapat menyebabkan berkas sinar sejajar menyebar, sehingga memungkinkan berkas-berkas sinar biasnya terfokus pada retina, tampak seperti pada Gambar 5.3(a).

Rabun Dekat (Hipermetropi)

Hipermetropi atau rabun dekat adalah mata yang tidak dapat memfokuskan benda pada jarak dekat. Walaupun benda-benda jauh biasanya terlihat jelas, titik dekat (PP) agak lebih besar dari mata “normal” 25 cm, yang menyebabkan sulit membaca. Kelainan ini disebab-kan lensa mata terlalu pipih sehingga bayangan benda yang dilihat terbentuk di belakang retina. Cacat mata ini dapat ditolong dengan lensa konvergen (cembung), tampak seperti pada Gambar 5.3(b).

Cacat mata yang sama dengan hipermetropi adalah presbiopi, yaitu mata yang tidak dapat melihat dengan jelas pada jarak yang jauh maupun jarak baca mata normal. Hal ini karena daya akomodasinya sudah lemah akibat bertambahnya usia. Mata tua dapat ditolong dengan kacamata bifokal (kacamata berfokus dua, yaitu positif dan negatif ).

Astigmatisma

Astigmatisma biasanya disebabkan oleh kornea atau lensa yang kurang bundar sehingga benda titik difokuskan sebagai garis pendek, yang mengaburkan bayangan. Hal ini dikarenakan kornea berbentuk sferis dengan bagian silindrisnya bertumpuk. Pada Gambar 5.4 menunjukkan lensa silindris memfokuskan titik menjadi garis yang paralel dengan sumbunya. Mata astigmatisma memfokus-kan berkas pada bidang vertikal, katakanlah pada jarak yang lebih dekat dengan yang dilakukannya untuk berkas pada bidang horizontal. Astigmatisma dapat ditolong dengan menggunakan lensa silindris yang mengimbanginya

Lensa untuk mata yang rabun jauh atau rabun dekat serta astigmatisma dibuat dengan permukaan sferis dan silindris yang bertumpuk, sehingga radius kelengkungan lensa korektif berbeda pada bidang yang berbeda. Astigmatisma diuji dengan melihat dengan satu mata pada pola seperti pada Gambar 5.5. Garis yang terfokus tajam tampak gelap, sementara yang tidak terfokus tampak lebih kabur atau abu-abu.

  • Lup (Kaca Pembesar)

Lup atau kaca pembesar sebenarnya merupakan lensa, tampak seperti pada Gambar 5.6. Seberapa besar benda akan tampak, dan seberapa banyak detail yang bisa kita lihat padanya, bergantung pada ukuran bayangan yang dibuatnya pada retina. Hal ini, sebaliknya bergantung pad a sud ut yang d ibentuk oleh bend a pad a mata. Contohnya, sebatang lid i d ipegang secara v ertikal pada jarak 30 cm dari mata, tampak dua kali lebih tinggi dibandingkan jika dipegang pada jarak 60 cm,

karena sudut yang dibuatnya dua kali lebih besar, tampak seperti pada Gambar 5.7. Ketika kita ingin meneliti de-tail sebuah benda, kita mendekatkannya ke mata sehingga benda tersebut membentuk sudut yang lebih besar. Bagaimanapun, mata kita hanya bisa mengakomodasi sampai suatu titik tertentu saja (titik dekat), dan kita akan menganggap jarak standar 25 cm sebagai titik dekat mata.

Sebuah kaca pembesar (lup) memungkinkan kita untuk meletakkan benda lebih dekat ke mata kita sehingga membentuk sudut yang lebih besar. Pada Gambar 5.8, memperlihatkan sebuah benda diletakkan pada titik fokus atau di sebelah dalamnya. Kemudian lensa konvergen membentuk bayangan maya, minimal berada 25 cm dari mata, agar mata terfokus padanya. Jika mata rileks, bayangan akan berada pada tak berhingga, dan dalam hal ini benda tepat berada pada titik fokus.

  • Pemakaian Lup dengan

Di mana θ dan è’ ditunjukkan pada Gambar 5.8. Kita juga dapat menuliskan perbesaran anguler, M, dalam panjang fokus dengan melihat bahwa:

Di mana h adalah tinggi benda dan kita anggap sudut-sudut kecil sehingga θ dan θ’ sama dengan sinus dan tangennya. Jika mata rileks (untuk ketegangan mata paling kecil), bayangan akan berada pada tak berhingga dan benda akan tepat pada titik fokus, perhatikan Gambar 5.9,

  • Pemakaian Lup dengan Mata Berakomodasi Maksimum

Perbesaran untuk lensa tertentu dapat diperbesar sedikit dengan menggerakkan lensa dan menyesuaikan mata sehingga terfokus pada bayangan di titik dekat mata. Dalam hal ini s‘ = –PP (Gambar 5.8a), jika mata sangat dekat dengan lup, maka jarak benda s dinyatakan dengan:

  • Mikroskop

M ikroskop memiliki lensa objektif dan okuler. Lensa objektif ad alah lensa yang berhad apan d engan objek yang d iamati, sed angkan lensa okuler ad alah lensa yang langsung berhadapan dengan mata pengamat.

Mikroskop digunakan untuk melihat benda yang sangat dekat, sehingga jarak benda sangat kecil. Benda yang akan diamati diletakkan persis di luar titik fokus objektif, tampak seperti pada Gambar 5.10. Bayangan I1 yang dibentuk oleh lensa objektif bersifat nyata, cukup jauh dari lensa, dan diperbesar.

Bayangan ini diperbesar oleh okuler menjadi bayangan maya yang sangat besar, I2 yang terlihat oleh mata dan dibalik.

Perbesaran total mikroskop merupakan hasil kali perbesaran yang dihasilkan oleh kedua lensa. Bayangan I1 yang dibentuk oleh objektif adalah sebesar faktor Mob lebih besar dari benda itu sendiri. Dari Gambar 5.10, untuk perbesaran lensa sederhana didapatkan:

Dari pendekatan tersebut, persamaan (5.7) akurat jika

fok dan fob kecil dibandingkan dengan d, sehingga d – fok ≈ d dan sob ≈ fob. Ini merupakan pendekatan yang baik untuk

perbesaran besar, karena didapatkan jika fob dan fok sangat kecil. Untuk membuat lensa dengan panjang fokus yang sangat pendek, yang paling baik dilakukan untuk objektif, lensa gabungan yang melibatkan beberapa elemen harus digunakan untuk menghindari aberasi.

demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai Macam Alat Optik :, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.

baca juga :

Posting terkait: