Alat-alat Optik

MOMENTUM

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

ALAT – ALAT 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.

A.  MATA

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.

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 bendayang 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.  LUP

Lup adalah lensa cembung, digunakan untuk mengamati benda-benda kecil agar lebih besar dan jelas. Syarat agar suatu benda dapat diamati secara jelas dengan memakai lup:

Pembesaran sudut lup  secara matematis yaitu

                         

Pernahkah terbayang pada pikiran kamu cara tukang arloji memperbaikierloji yang rusak? Bagaimana ia mengamati onderdil arloji yang kecil?Ia menggunakan alat berupa lup. Lup (kaca pembesar) adalah lensa cembung, digunakan untuk mengamati benda-benda kecil agar lebih besar dan jelas, banyak orang menyebutnya suryakanta. 

 

Pada lensa kita mengenal perbesaran lateral atau linear, maka dalam optic perbesaran yang digunakan adalah perbesaran sudut, yaitu perbandingan antara sudut pandang dengan lup dengan sudut pandang tanpa lup. Secara matematis yaitu:

         

Untuk mata yang menggunakan lup tanpa berakomodasi bayangan yang ditimbulkan oleh lup harus terletak dijauh tak terhingga,sehingga benda harus diletakkan dititik focus lup ( s = f ). Perbesaran yang terjadi adalah :

        (untuk sudut kecil) 

Untuk mata yang menggunakan lup dengan  berakomodasi maksimum, sifat bayangan yang ditimbulkan oleh lup maya, tegak lebih besar, dan terletak pada titik dekat mata. Sehingga benda harus terletak pada jarak kurang dari titik focus lup ( s_n < f ). Perbesaran yang terjadi adalah :

   

(untuk sudut kecil)

    bila mata berakomodasipada jarak x     

    

C.  KAMERA

Kamera memiliki prinsip kerja menyerupai mata manusia. Kamera memiliki bagian-bagian, antara lain diafragma, bukaan (shutter), pengatdr fokus, dan celah pengamatan. Diafragma berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke dalam kamera. Berarti, fungsi diafragma mirip dengan iris pada mata. Bukaan berfungsi untuk meneruskan atau menghambat cahaya yang masuk. Bila bukaan membuka, maka cahaya dari objek akan diteruskan ke film. Film dapat diibaratkan seperti retina pada mata. Pengatur fokus berfungsi untuk menggerakkan lensa ke depan atau ke belakang sehinggga diperoleh bayangan yang tajam pada film. Pada kamera tertentu, pengaturan fokus sudah terjadi secara otomatis sesuai keadaan objek. Celah pengamatan merupakan lubang untuk melihat objek yang akan difoto.

Ketika kita memotret, sinar masuk melewati susunan lensa positif atau lensa cembung. Lensa positif ini akan membentuk bayangan sejati, terbalik, dan diperkecil pada sebuah pelat film. Agar diperoleh bayangan yang jelas, maka jarak antara lensa dan film diatur. Caranya dengan menggeser lensa ke dalam atau ke luar.

Benda yang diamati oleh kamera dan mata terletak di depan lensa di depan 2F₂ dan bayangan dibentuk di belakang lensa diantara F₁ dan 2F₁. bayangan ini adalah bayangan nyata, terbalik, diperkecil.

 Film terbuat dari pelat seluloid yang diberi lapisan gelatin dan perak bromida sehingga menghasilkan film negatif. Setelah dicuci maka film negatif digunakan untuk mendapatkan gambar positif pada kertas potret. Kertas potret terbuat dari kertas yang ditutup dengan lapisan tipis kolodium bercampur perak klorida.

  

D.  MIKROSKOP

Mikroskop merupakan alat optik yang digunakan untuk menga­mati benda berukuran renik (sangat kecil), misalnya bakteri dan virus. Mikroskop yang paling sederhana terdiri dari dua lensa positif (Gambar 7). Lensa yang dekat dengan benda disebut lensa objektif, sedangkan yang dekat dengan mata disebut lensa okuler. Panjang fokus lensa okuler lebih besar daripada panjang fokus lensa objektif. Supaya pengamatan tidak melelahkan mata, maka okuler dapat diatur sehingga mata tidak perlu berako­modasi.

Benda AB yang akan diamati ditempatkan di antara F₁ dan 2F₁ sehingga terbentuk bayangan sejati dan terbalik AB, (Gambar 8). Bayangan sejati kemudian dilihat melalui okuler yang berfungsi sebagai lup. Bayangan yang dibentuk oleh okuler bersifat maya dan diperbesar. Bayangan terakhir ini berada di depan titik fokus lensa objektif.

 Mikroskop yang biasa digunakan di laboratorium disebut mikroskop Cahaya. Mikroskop ini memiliki sebuah lampu yang berfungsi untuk menyorot objek yang akan diamati. Mikroskop cahaya dapat membentuk bayangan yang diperbesar kira-kira sampai 3000 kali. Sementara itu, mikroskop yang sangat modern disebut mikroskop elektron. Mikroskop elektron dapat men­capai perbesaran hingga puluhan ribu kali.

Perbesaran mikroskop dinyatakan sebagai

M = M_ob X M_ok

dengan M_ob adalah perbesaran oleh lensa objektif dan M_ok adalah perbesaran oleh lensa okuler. Perbesaran oleh lensa objektif dinyatakan sebagai : 

dengan s_o adalah bayangan yang dibentuk oleh objektif dan f_ob adalah panjang fokus lensa objektif. Mengingat lensa okuler berfungsi sebagai lup, maka perbesaran oleh lensa okuler dinyatakan sebagai

 dengan f_ok adalah panjang fokus lensa okuler.

E.  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.

1.  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.

a.  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.

b.  Teropong Pantul

Karena jalannya sinar di dalam teropong dengan cara memantul maka teropong ini dinamakan  teropong pantul. Pembentukan bayangan pada teropong pantul terlihat seperti pada Gambar 5.18. 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.

2.  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. Pembentukan bayangan pada teropong bumi dapat dilihat pada Gambar 5.19 berikut pada saat mata berakomodasi maksimum.