Alat Optik

Alat Optik Alat optik adalah alat-alat yang menggunakan lensa dan memerlukan cahaya. Alat optik yang alami adalah mata kita. Mata kita memiliki kemampuan untuk melihat sangat terbatas, yaitu tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda kecil, benda-benda yang sangat jauh dan tidak dapat merekam apa yang dilihatnya dengan baik. Oleh sebab itu mata kita harus dibantu dengan alat-alat optik buatan seperti kamera, lup, mikroskop, dan teropong.

Sistem Indra Mata

Mata Mata adalah alat indra kita yang berfungsi untuk melihat. Bola mata memiliki diameter kurang lebih 2,5 cm. Kita memiliki 2 buah mata agar kita dapat melihat benda dengan tiga dimensi dan juga kita dapat menentukan letak suatu benda tanpa mengukurnya Lensa retina pupil kornea iris Bintik buta Syaraf mata Otot akomodasi Bintik kuning

Otot akomodasi berfungsi menarik dan mendorong lensa mata sehingga lensa mata dapat menebal dan menipis. Syaraf mata berfungsi membawa sinyal-sinyal gambar yang dihasilkan oleh mata ke otak. Bintik buta merupakan bagian yang tidak peka terhadap cahaya. Bila bayangan suatu benda jatuh tepat di bintik buta, maka benda tidak terlihat oleh mata. Kornea adalah bagian depan mata yang berfungsi untuk melindungi mata Kornea juga membantu terjadinya pembiasan pada lensa mata

Bintik kuning merupakan bagian yang paling peka terhadap cahaya Bintik kuning merupakan bagian yang paling peka terhadap cahaya. Bila bayangan suatu benda jatuh pada bintik kuning benda akan terlihat sangat jelas. Retina merupakan layar pada mata untuk menangkap bayangan yang dibentuk oleh lensa mata Retina adalah bagian mata yang peka terhadap cahaya Lensa mata berfungsi untuk membentuk bayangan pada retina. Bayangan yang terbentuk harus tepat pada retina sehingga dapat terlihat dengan jelas Untuk mengatur agar bayangan selalu jatuh pada retina, lensa dapat menebal dan menipis disesuaikan dengan jarak benda terhadap mata. Bayangan yang terbentuk pada retina bersifat nyata, terbalik diperkecil.

Iris merupakan bagian mata yang mengatur besar-kesilnya pupil Iris juga memberi warna pada mata seperti hitam dan coklat untuk orang asia, biru dan hijau untuk orang eropa Pupil adalah lubang kecil di tengah iris yang berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk kedalam bola mata. Bila cahaya terlalu terang, pupil akan mengecil, dan sebaliknya bila cahaya kurang (gelap) pupil akan membesar. Besar-kecilnya pupil dibentuk oleh iris

Daya Akomodasi Daya akomodasi mata adalah kemampuan lensa mata untuk menebal dan menipis. Lensa mata akan menipis bila melihat benda yang menjauh Lensa mata akan menebal bila melihat benda yang mendekat Titik terjauh yang dapat dilihat mata disebut punctum remotum. Untuk mata normal jaraknya tak terhingga.Ketika melihat jauh mata tidak berakomodasi. Titik terdekat yang dapat dilihat mata dengan jelas disebut punctum proximum. Untuk mata normal adalah 20 cm – 25 cm. Ketika melihat dekat mata berakomodasi.

Kerja Mata

Cacat Mata Rabun jauh (miopi) Rabun jauh adalah kelainan mata karena bayangan benda-benda yang jauh jatuh di depan retina. Hal ini terjadi karena lensa mata tidak dapat menipis dengan baik. Rabun jauh dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata dengan lensa negatif.

Miopi (Myopia) (a) (b) Penderita miopi (a) lensa mata terlalu kuat (panjang fokus lensa mata kecil) dan (b) bentuk mata terlalu memanjang. Kacamata dengan kekuatan lensa negatif untuk penderita miopi.

Miopi

Cacat Mata Rabun dekat (hipermetropi) Rabun dekat adalah kelainan mata karena bayangan benda-benda yang dekat jatuh di belakang retina. Hal ini disebabkan karena lensa mata tidak dapat menebal dengan baik. Rabun dekat dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata dengan lensa positif.

Hiperopi (Hyperopia) (b) Cacat Mata Penderita hiperopi (a) lensa mata terlalu lemah (panjang fokus lensa mata besar), bayangan jatuh di belakang retina dan (b) bentuk mata terlalu pipih (pendek). Koreksi penglihatan pada penderita hiperopi dengan pemasangan kacamata dengan kekuatan lensa positif.

Hipermetropi

Cacat Mata Mata tua (presbiopi) Mata tua adalah kelainan mata karena bayangan benda tidak jatuh pada retina baik itu benda dekat maupun benda jauh. Hal ini disebabkan karena daya akomodasi lensa mata sudah berkurang. Mata tua dapat dibantu dengan menggunakan kacamata bivokal.

Cacat Mata Silindris (astigmatis) Astigmatis adalah cacat mata karena mata tidak dapat melihat dengan baik untuk garis-garis vertikal dan garis-garis horisontal. Hal ini disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk bola Astigmatis dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata silindris.

Perhitungan cacat mata Cacat mata dapat dibantu dengan menggunakan kacamata. Kacamata yang tepat dapat di hitung dengan persamaan: P = 100 f = + 1 1 1 f s s’ Ket. f = fokus lensa kacamata s = jarak dekat normal (hipermetropi) = jarak terjauh normal (miopi) s’ = jarak dekat hipermetropi (negatif) = jarak terjauh miopi (negatif) P = kekuatan lensa kacamata

Kamera Kamera merupakan alat optik untuk merekam gambar bayangan suatu benda. Prisp kerja kamera mirip dengan prinsip kerja pada mata apertur Diafragma lensa Lensa pada kamera berfungsi untuk membentuk bayangan pada film Bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik, diperkecil Range finder film

Film berfungsi untuk menangkap dan merekam gambar bayangan benda yang dibentuk oleh lensa. Apertur berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk kedalam kamera. Apertur biasa diukur dengan angka f4, f5, f6, f8 dan f11. semakin besar angkanya, apertur semakin kecil. Diafragma berfungsi mengatur besar kecilnya apertur Range finder berfungsi mengatur jarak lensa agar bayangan selalu jatuh tepat pada film

Kerja kamera

Persamaan mata dengan kamera Mata dan kamera memiliki persamaan sebagai berikut: - memiliki satu lensa - memiliki pengatur cahaya pada mata retina dan pupil pada kamera diafragma dan apertur - memiliki layar penangkap bayangan pada mata retina pada kamera film

Lup Lup atau kaca pembesar merupakan alat optik yang paling sederhana yang berfungsi untuk melihat benda-benda yang kecil. Lup terdiri dari sebuah lensa cembung. Agar benda tampak lebih besar, benda harus diletakkan antara titik fokus dengan lensa.

Persamaan kamera 1 1 1 = + f s s’ s’ h’ s h Kamera memiliki persamaan sama dengan lensa cembung, yaitu: s’ h’ s h = + 1 1 1 f s s’ dan M = = Ket. f = fokus lensa s = jarak benda s’ = jarak film M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan pada film

Persamaan Lup Untuk mata tak berakomodasi, benda diletakkan tepat di titik fokus. Perbesaran dapat dihitung dengan persamaan: M = n f Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan n = titik dekat mata. f f

Persamaan Lup Untuk mata berakomodasi maksimum, benda diletakkan antara titik fokus dengan lensa. Perbesaran dapat dihitung dengan persamaan: M = n f + 1 Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan n = titik dekat mata. f f

Mikroskop Lensa okuler Mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda mikroskopis (sangat kecil) Mikroskop menggunakan dua buah lensa cembung, yaitu lensa okuler dan lensa objektif. Pengatur Jarak/ fokus Lensa obyektif Meja preparat Cermin cekung

Meja preparat digunakan untuk meletakkan objek yang akan dilihat Meja preparat digunakan untuk meletakkan objek yang akan dilihat. Objek diletakkan dalam kaca preparat dan dijepit di meja preparat. Cermin cekung digunakan untuk mengumpulkan cahaya yang diperlukan untuk menerangi objek yang akan dilihat. Lensa obyektif merupakan lensa positif dengan jarak fokus yang kecil. Lensa obyektif diarahkan ke objek yang diamati Lensa okuler adalah lensa positif dengan jarak fokus lebih besar dari lensa objektif, sehingga berfungsi sebagai lup (memperbesar bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif. Pengatur jarak/ fokus: Tombol ini berfungsi untuk mengatur jarak benda agar fokus.

Persamaan Mikroskop S’ob n M = x Sob fok Mata tak berakomodasi. Panjang mikroskop = s’ob + fok Perbesarab bayangan = M = Mob x Mok M = x S’ob Sob n fok fob fob fok s’ob fok

Persamaan Mikroskop s’ob + sok M = x + 1 S’ob Sob n fok Mata berakomodasi. Panjang mikroskop = Perbesaran bayangan = M = Mob x Mok s’ob + sok M = x + 1 S’ob Sob n fok fob fob fok s’ob sok fok

Teropong Teleskop adalah alat optik yang terdiri dari dua lensa positif (objektif dan okuler) yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh. Lensa objektif memiliki fokus yang jauh lebih besar dari fokus lensa okuler Teleskop ada berbagai jenis seperti: -teropong bintang -teropong bumi -teropong panggung / galileo -teropong pantul - periskop

Teropong Bintang fob fok Sesuai namanya, teroong ini digunakan untuk melihat benda-benda langit yang sangat jauh jaraknya. Panjang teropong bintang = d = fob + fok Perbesaran bayangan = M = fob fok Lensa okuler Lensa objektif

Pembentukan bayangan pada teropong bintang + + fob fok fob fok Ob Ok Sifat bayangan: Maya Terbalik lebih dekat

Teropong Bumi Teropong ini digunakan untuk melihat objek yang jauh di permukaan bumi. Teropong ini memiliki 3 lensa positif, yaitu lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler. Lensa pembalik berfungsi membalik bayangan yang terbentuk, sehingga bayangan yang dibentuk oleh teropong tidak terbalik Panjang teropong = d = fob + 4fp + fok Perbesaran bayangan = M = fob fok Lensa okuler Lensa pembalik Lensa objektif

Pembentukan bayangan pada teropong bumi + + + fob fp fob fp fok fok Ob Ok P Sifat bayangan: Maya Tegak lebih dekat

Teropong Panggung fob fok Teropong panggung atau galileo merupakan teropong bumi tanpa lensa pembalik. Agar bayangan yang terbentuk tidak terbalik, maka lensa okulernya menggunakan lensa negatif. Panjang teropong = d = fob – fok Perbesaran bayangan = M = fob fok Lensa okuler (-) Lensa objektif (+)

Pembentukan bayangan pada teropong panggung - + fob fok fob fok Ob Ok Sifat bayangan: nyata Tegak lebih dekat

Teropong Pantul Teropong pantul merupakan teropong yang menggunakan cermin cekung sebagai pengganti lensa objektif.

Pembentukan bayangan pada teropong pantul

Periskop Periskop adalah teropong yang digunakan pada kapal selam untuk melihat keadaan diatas air.

Pembentukan bayangan pada periskop