Alat Optik dalam Kehidupan

Transkripsi

1 Mata merupakan alat optik yang terpenting bagi manusia, tetapi daya penglihatan mata manusia sangatlah terbatas. Oleh karena itu, dibuatlah alatalat optik lain untuk membantu manusia, misalnya untuk melihat benda-benda yang jauh letaknya, manusia menggunakan alat bantu teropong, untuk nmengamati benda-benda kecil manusia menggunakan lup. Berikut ini akan di jelaskan mengenai mata dan beberapa jenis alat optik yang lain dan cara kerja masing-masing. A. MATA Mata adalah alat indra manusia yang digunakan untuk melihat. Di bawah ini akan kita pelajari bagian-bagian mata dan cara kerja mata secara optis. 1. Bagian-bagian mata a. Kornea mata yaitu selaput (lapisan) luar bola mata yang tidak berwarna (bening). Fungsinya untuk menerima rangsangan cahaya dan meneruskan ke bagian mata yang lebih dalam. Kornea mata selalu dibasahi oleh air mata agar tetap bersih. b. Iris adalah lapisan di depan lensa mata yang berwarna. Fungsi iris adalah untuk mengatur ukuran pupil. c. Pupil adalah celah bundar di tengah iris. Fungsinya mengatur cahaya yang masuk ke mata. d. Lensa mata yaitu benda bening di dalam bola mata yang berbentuk cembung. Fungsinya adalah meneruskan dan memfokuskan cahaya atau bayangan benda agar tepat jatuh pada retina. Ketebalan lensa dapat berubah-ubah. Jika mata melihat benda-benda yang dekat, lensa mata menjadi cembung. Sebaliknya jika mata melihat benda-benda yang jauh, lensa mata akan menjadi pipih. Kemampuan lensa mata untuk menjadi cembung dan menjadi pipih disebut daya akomodasi. e. Retina adalah lapisan terdalam dari dinding bola mata. Berfungsi sebagai layar penerima bayangan benda. Lapisan retina yang mengandung sel-sel peka cahaya disebut bintik kuning, sedangkan sel-sel yang yang tidak peka terhadap sel cahaya disebut bintik buta. FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 1

2 f. Aqueous humour adalah cairan yang terdapat diantara kornea dan lensa mata. Vitreous humour terdapat diantara lensa mata dan retina. Kedua cairan tersebut berfungsi memberi bentuk dan kekukuhan pada mata. 2. Pembentukan bayangan pada mata Proses pembentukan bayangan pada mata adalah cahaya yang masuk ke mata kemudian di biaskan oleh lensa mata, sehingga terbentuk bayangan pada retina. Bayangan yang terbentuk pada retina bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Kesan bayangan ini kemudian diteruskan oleh saraf mata menuju ke otak, kemudian otak mengubah kesan bayangan tersebut, sehingga kita melihat benda seperti aslinya. Di depan telah dibahas mengenai daya akomodasi, keadaan mata tidak berakomodasi yaitu pada saat otot mata dalam keadaan istirahat. Hal ini terjadi bila mata melihat benda yang letaknya jauh tak terhingga dan bayangan tepat jatuh di retina. Suatu titik terjauh dari mata yang masih dapat terlihat dengan mata tidak berakomodasi disebut titik jauh atau punctum remotum. Sedangkan titik paling dekat mata yang masi dapat dilihat jelas oleh mata yang berakomodasi maksimum disebut titik dekat atau puncutum proximum 3. Cacat mata Mata dengan titik dekat (PP) 25 cm dan titik jauh (PR) di tak terhingga disebut dengan mata normal. Apabila batas penglihatan diluar batas penglihatan mata normal, dikatakan mata tersebut mengalami cacat mata. a. Daya akomodasi mata berkurang, sehingga titik jauh (PR) dan letak titik dekat (PP) mata menjadi bergeser. b. Titik dekat dan titik jauh mata letaknya tidak biasa, karena kelainan bentuk bola mata. FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 2

3 Cacat mata dapat dibedakan menjadi : 1. Rabun jauh atau miopi Cacat mata miopi adalah cacat mata dimana mata tidak dapat melihat benda-benda ditempat yang jauh dengan jelas, sehingga disebut juga rabun jauh. Cacat miopi disebabkan lensa mata tidak dapat memipih secara normal, sehingga bila mata tidak berakomodasi, cahaya sejajar yang datang dari tempat yang jauh akan membentuk bayangan di depan retina. Penderita cacat mata miopi dapat ditolong dengan memakai kaca mata cekung atau negatif. Sebelum mencapai mata, berkas cahaya datang yang sejajar oleh lensa cekung dijadikan divergen / menyebar, sehingga lensa mata dapat membentuk bayangan yang tepat jatuh pada retina. Kekuatan kacamata negatif yang dipakai dihitung dengan : P= PPPP PR (punctum remotum / titik jauh mata) dalam meter 2. Rabun dekat atau hipermetropi Cacat mata hipermetropi adalah cacat mata dimana mata tidak dapat melihat benda yang letaknya dekat dengan jelas, sehingga disebut juga rabun dekat. Pada cacat hipermetropi lensa mata tidak dapat berakomodasi sebagaimana mestinya, sehingga berkas cahaya benda yang datang dari dekat membentuk bayangan di belakang retina. Penderita cacat mata hipermetropi dapat ditolong dengan memakai kacamata cembung atau positif. Sebelum mencapai mata, berkas cahaya dari benda yang dekat dijadikan convergen / mengumpul oleh lensa cembung, sehingga lensa mata dapat membentuk bayangan yang tepat jatuh pada retina. FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 3

4 Kekuatan kacamata positif dapat ditentukan dengan rumus : PP = 44 1 PPPP PR (punctum proximum / titik dekat mata) dalam meter Hipermetropi biasanya diderita oleh orang-orang yang sering melihat benda yang letaknya jauh, misalnya penerbang / pilot dan pelaut / nelayan. 3. Mata tua atau presbiopi Presbiopi adalah penglihatan yang tidak normal yang disebabkan karena daya akomodasi mata berkurang. Berkurangnya daya akomodasi dapat disebabkan karena otototot sudah melembek. Penderita presbiopi dapat diptolong dengan memakai kacamata berlensa biconfek / kacamata berlensa rangkap, yaitu lensa cekung di bagian atas untuk melihat benda-benda yang jauh dan lensa cembung di bagian bawah untuk melihat benda-benda yang dekat. 4. Astigmatis Astigmatis adalah kelainan mata yang tidak dapat melihat garis vertikal lebih jelas daripada garis horizontal. Cacat mata ini disebabkan karena kelengkungan kornea yang berkurang sempurna. Akibatnya berkas-berkas sinar yang datang dari benda-benda dengan kemiringan yang berbeda-beda di retina. Apabila penderita astigmatis melihat sekumpulan garis maka garis-garis vertikal akan tampak lebih jelas dan garis-garis horizontal akan tampak kabur. Cacat mata ini dapat diatasi dengan memakai kacamata silindris, karena dengan menggunakan kacamata silindris berkas-berkas sinar dari garis vertikal maupun horizontal akan difokuskan pada satu titik di retina. B. BEBERAPA JENIS ALAT OPTIK Setelah mempelajari mata sebagai alat optik, pada sub bab ini akan dipelajari beberapa alat-alat optik selain mata FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 4

5 1. Kamera Kejadian-kejadian yang berkesan biasanya diabadikan dalam bentuk gambar dengan alat yang disebut kamera. Bagaimana cara kerja kamera sehingga dapat merekam kejadian-kejadian tersebut? a. Bagian-bagian kamera Sebuah kamera terdiri atau tersusun lensa cembung, diafragma, cincin pemfokus dan film yang diletakkan dalam kotak tertutup (gelap). (1) Lensa cembung befungsi untuk membentuk bayangan. (2) Film berfungsi untuk menangkap bayangan yang dibentuk lensa cembung. (3) Cincin pemfokus yaitu bagian yang berfungsi untuk mengatur atau mengubah-ubah jarak lensa sesuai dengan jarak benda yang difoto agar terbentuk bayangan jelas pada film. Pada sebagian kamera, cincin pemfokus tidak ada. (4) Diafragma yaitu bagian yang membentuk celah untuk mengatur banyaknya intensitas cahaya yang mengenai film. b. Proses pembuatan gambar Kamera dan mata memiliki kesamaan dalam hal diagram pembentukan bayangan. Bayangan yang dibentuk lensa kamera dijatuhkan pada film (seakan-akan retina) yang terletak di antara F, dan 2F. Bayangan yang dihasilkan adalah nyata, terbalik, diperkecil. Bayangan yang ada akan mengubah struktur lapisan perak bromide yang akan menjadi gambar benda yang terekam setelah melalui proses pencucian film hingga dihasilkan film negative (klise). Kemudian melalui proses tertentu diperoleh gambar dalam kertas fotografi. FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 5

6 2. Lup Lup atau kaca pembesar adalah sebuah lensa cembung yang digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar dan jelas. Pada lup, benda diletakkan di antara objek dan fokus sehingga bayangan yang terbentuk di depan lensa bersifat maya, tegak, diperbesar. Jika bayangan yang dibentuk lup berada di titik dekat mata, mata akan melihatnya dengan berakomodasi maksimum. Sebaliknya, jika mata ingin mengamati benda dengan menggunakan lup dalam keadaaan relaks tanpa akomodasi, benda harus diletakkan tepat di titik fokus lup. Berikut ini adalah pembentukan bayakngan pada lup : 3. Mikroskop Mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk mengamati benda-benda sangat kecil agar tampak lebih besar. Mikroskop sederhana terdiri dari 2 buah lensa cembung yang mempunyai jarak fokus pendek. Lensa cembung yang menghadap benda di sebut lensa obyektif, dan lensa cembung yang menghadap ke mata di sebut lensa okuler. Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif adalah nyata, terbalik, diperbesar, sedangkan sifat bayangan terakhir yang dibentuk oleh lensa okuler, adalah maya, terbalik, diperbesar. FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 6

7 Berikut adalah pembentukan bayangan pada mikroskop : 4. Teropong Sering disebut juga teleskop adalah alat untuk mengamati benda-benda di darat, ataupun angkasa yang letak jauh agar benda-benda tersebut tampak lebih dekat dan jelas. Jenis teropong : a. Teropong bintang Alat untuk mengamati benda-benda luar angkasa seperti bintang, bulan, dan planet-planet lainya. Teropong bintang termasuk teropong bias, disebut juga teropong astronomi digunakan untuk mengamati benda-benda di langit seperti bintang, bulan, planet dan benda lainnya. Teropong ini menggunakan dua buah lensa yaitu lensa obyektif dan lensa okuler. Jarak fokus lensa obyektif lebih besar dari pada jarak fokus lensa okuler. b. Teropong bumi Di gunakan untuk melihat dengan jelas benda-benda di permukaan bumi. Sebagai teropong bias, teropong ini menggunakan dua buah lensa ( obyektif dan okuler) dan sepasang prisma sikusiku sama kaki untuk membalikkan bayangan. FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 7

8 c. Periskop Periskop adalah alat optik yang biasa digunakan oleh awak kapal selam untuk mengamati benda-benda yang ada di atas permukaan laut dan untuk mengintai kapal-kapal musuh yang terdapat di permukaan laut. Komponen periskop terdiri dari dua buah lensa cembung (obyektif dan okuler) serta dua cermin cembung atau prisma. 5. Proyektor slide Alat yang digunakan untuk memproyeksikan gambar pada layar. Jenis -jenis proyektor a. Diaskop yaitu proyektor yang dapat memproyeksikan gambar tembus cahaya, contoh; proyektor slide, proyektor film, over head proyektor (OHP). b. Episkop yaitu proyektor yang dapat memproyeksikan gambar tidak tembus cahaya, misalnya kartu bergambar Latihan Untuk memperdalam pemahaman Anda mengenai materi di atas, kerjakanlah latihan berikut! 1. Sebutkan bagian-bagian mata beserta fungsinya. 2. Apakah yang di maksud daya akomodasi? 3. Jelaskan yang di maksud astigmatis. 4. Seorang penderita miopi mempunyai titik jauh 150 cm. berapakah kekuatan lensa kacamata yang di pakai orang tersebut agar dapat melihat pada jarak yang normal? 5. Titik dekat seorang anak 125 cm. agar titik dekatnya menjadi 25 cm, berapakah kekuatan lensa kacamata yang digunakan untuk membantu anak tersebut? 6. Jelaskan bagian-bagian kamera. 7. Jelaskan proses pembentukan bayangan pada mikroskop. 8. Bagaimana susunan lensa pada teropong bumi? 9. Bagaimana proses terbentuknya bayangan pada periskop? 10. Jelaskan jenis-jenis proyektor. FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 8

9 Petunjuk jawaban latihan a. Untuk soal nomor 1, 2 dan nomor 3, coba Anda perhatikan lagi uraian tentang mata. b. Untuk soal nomor 4 dan nomor 5, Anda lihat rumus kekuatan lensa kacamata miopi dan hipermetropi. c. Untuk soal nomor 6, Anda lihat lagi uraian tentang kamera. d. Untuk soal nomor 7, Anda lihat uraian tentang mikroskop. e. Untuk soal nomor 8, Anda lihat uraian tentang teropong. f. Untuk soal nomor 9, Anda perhatikan lagi uraian tentang teleskop. g. Untuk soal nomor 10, coba Anda lihat lagi uraian tentang proyektor. FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 9

10 Rangkuman Alat-alat Optik Mata Alat Optik dalam Kehidupan Bagian- bagian mata dan fungsi nya 1. Kornea, menerima rangsangan cahaya dan meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam 2. iris, mengatur ukuran pupil. 3. Pupil, mengatur cahaya yang masuk ke mata 4. Lensa mata, meneruskan dan memfokuskan cahaya atau bayangan benda agar tepat jatuh pada retina. 5. Retina, layar penerima bayangan benda 6.Aqueous humour memberi bentuk dan kekukuhan pada mata. Prinsip kerja mata Bayangan yang terbentuk pada retina bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil Macam-macam cacat mata 1. Rabun jauh atau miopi 2. Rabun dekat atau hipermetropi 3. Mata tua atau presbiopi Kamera Bagian-bagian kamera lensa cembung, diafragma, cincin pemfokus dan film Prinsip kerja kamera Bayangan yang dihasilkan adalah nyata, terbalik, diperkecil Mikroskop Bagian-bagian mikroskop Mikroskop sederhana terdiri dari 2 buah lensa cembung yang mempunyai jarak fokus pendek. Prinsip kerja mikroskop Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektik adalah nyata, terbalik, diperbesar, sedangkan sifat bayangan terakhir yang dibentuk oleh lensa okuler, adalah maya, terbalik, diperbesar. Lup Prinsip kerja lup Byangan yang di bentuk maya, tegak, di perbesar. Teropong Macam-macam teropong Teropong bintang, Teropong bumi, Periskop. Proyektor Macam-macam proyektor a. Diaskop yaitu proyektor yang dapat memproyeksikan gambar tembus cahay, contoh; proyektor slide, proyektor film, over head proyektor (OHP). b. Episkop yaitu proyektor yang dapat memproyeksikan gambar tidak tembus cahaya, misalnya kartu bergambar FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 10

11 Tes formatif Pilih lah satu jawaban yang tepat! 1. Bagian mata yang berupa selaput tidak berwarna adalah a. Iris b. Kornea c. Pupil d. Retina 2. Bagian mata yang berfungsi mengatur cahaya yang masuk ke mata adalah a. Iris b. Kornea c. Pupil d. Retina 3. Kemampuan lensa mata untuk menjadi cembung dan pipih disebut a. Punctum proximum b. Punctum remotum c. Daya akomodasi d. Akomodasi maksimum 4. Mata kita dapat melihat benda dengan jelas apabila bayangan benda jatuh di a. Iris b. Kornea mata c. Retina d. Pupil 5. Bayangan benda yang di bentuk saat mata melihat benda adalah a. Maya, terbalik, diperbesar b. Maya, tegak, diperkecil c. Nyata, tegak, diperbesar d. Nyata, terbalik, diperkecil 6. Saat mata berakomodasi maksimum, benda dalm jarak terdekat tertentu masih dapat di lihat jelas. Jarak benda itu disebut a. Titik jauh b. Titik normal FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 11

12 c. Punctum remotum d. Punctum proximum 7. Cacat pada mata disebabkan karena a. Daya akomodasi bertambah b. Daya akomodasi berkurang c. Titik dekat mata letaknya biasa d. Titik jauh mata letaknya biasa 8. Penderita rabun jauh dapat di tolong dengan kacamata berlensa a. Konveks b. Cembung c. Cekung d. Cekung-cembung 9. Seorang anak mempunyai titik dekat 50 cm. agar anak tersebut dapat melihat pada jarak baca normal, jarak fokus lensa kacamata yang harus dipakainya adalah cm a. 25 b. 50 c. 76 d Seorang penderita hipermetropi mempunyai PP=75 cm. dengan kacamata, orang itu dapat membaca pada jarak baca normal (25 cm). Kekuatan lensa kacamata yang dipakainya adalah dioptri a b c d Pada kamera, diafragma digunakan untuk a. Mengatur besar bayangan b. Mengatur jarak bayangan c. Mengatur banyaknya sinar yang masuk ke dalam kamera d. Menyebarkan sinar secara merata ke dalam kamera 12. Bayangan yang dibentuk pada pelat film pada kamera bersifat a. Nyata, tegak, diperkecil b. Nyata, terbalik, diperkecil FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 12

13 c. Nyata, terbalik, diperbesar d. Nyata, terbalik, diperkecil 13. Bayangan benda yang diamati dengan menggunakan lup bersifat a. Nyata, tegak, diperbesar b. Maya, terbalik, diperbesar c. Nyata, terbalik, diperkecil d. Maya, tegak, diperbesar. 14. Prinsip pembentukan bayangan pada lup sama dengan prinsip pembentukan bayangan pada a. Cermin cekung b. Lensa cembung c. Lensa cekung d. Cermin cembung 15. Mikroskop sederhana terdiri dari a. Lensa cembung dan lensa cekung b. Dua buah lensa cembung c. Dua buah lensa cekung d. Cermin cembung dan lensa cembung 16. Bayangan akhir pada mikroskop bersifat a. Nyata, terbalik, diperkecil b. Nyata, tegak, diperkecil c. Maya, terbalik, diperbesar d. Maya, tegak, diperbesar 17. Teleskop pertama kali ditemukan oleh a. Galileo Galilei b. Faraday c. Johannes Keppler d. James Watt 18. Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif pada teropong bintang bersifat a. Nyata, terbalik, lebih kecil b. Nyata, terbalik, lebih besar c. Maya, terbalik, lebih kecil d. Maya, terbalik, lebih besar FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 13

14 19. Alat yang digunakan pada kapal selam untuk melihat kepermukaan laut adalah a. Teropong bumi b. Teropong bintang c. Periskop d. Episkop 20. Proyektor yang dapat memproyeksikan gambar tidak tembus cahaya adalah a. Diaskop b. OHP c. Episkop d. Proyektor slide Kunci jawaban tes formatif 1. B Oleh karena Kornea tidak berwarna 2. C Pupil dalam mata mempunyai fungsi mengatur cahaya yang masuk ke mata 3. C Daya akomodasi merupakan kemampuan mata untuk menjadi cembung dan pipih 4. C Oleh karena Retina sebagai layar dalm mata 5. D Sifat bayangan yang di bentuk mata nyata, terbalik, diperkecil, tepat di retina. 6. D Punctum proximum adalah keadaan mata saat berakomodasi maksimum 7. B Daya akomodasi yang sudah berkurang menebabkan kelainan pada mata. 8. B Oleh karena lensa cekung bersifat divergen (menyebar), sehingga lensa mata dapat membentuk bayangan tepat jatuh pada retina. 9. B PP = 50 cm, ditanyakan f =? P = 4-100/50 P = 200/50-100/50 P = 100/50 P = 2 dioptri P = 1/f 2 = 1/f f = 0.5 m f = 50 cm FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 14

15 10. A PP = 75 cm, ditanyakan P =? P = 4 100/75 P = 300/75 100/75 P = 200/75 P = 2.67 dioptri 11. C Mengatur banyaknya sinar yang masuk dalam kamera adalah fungsi dari diafragma dalam kamera 12. B Bayangan yang diterima film bersifat nyata, terbalik, diperkecil 13. D Bayangan benda hasil pengamatan dengan lup bersifat maya, tegak, diperbesar. 14. B Prinsip pembentukan bayangan pada lup sama dengan prinsip pembentukan bayangan pada lensa cembung 15. B Mikroskop sederhana terdiri dari 2 buah lensa cembung yang mempunyai jarak focus pendek. 16. C Oleh karena lensa okuler yang menghadap kemata akan menghasilkan bayangan yang bersifat maya, terbalik, diperbesar. 17. A Teleskop pertama kali diciptakan oleh ilmuwan berkebangsaan italia bernama Galileo Galilei 18. A Oleh karena Lensa Obyektif pada teropong bintang merupakan lensa cembung yang ditujukan ke benda angkasa yang di amati, maka lensa cembung tersebut membentuk bayangan nyata, terbalik, dan lebih kecil 19. C Periskop adalah sejenis teropong yang dipasang pada kapal selam. 20. C Episkop adalah proyektor yang dapat memproyeksikan gambar tidak tembus cahaya. Tindak lanjut Membuat Periskop 4 cermin Alat dan bahan: 1. Kertas karton 2. Cermin 4 buah 3. Perekat/ lem 4. Gunting FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 15

16 Cara kerja: 1. Gambar pola balok pada karton 2. Potong sesuai pola balok 3. Pasanglah cermin datar pada tiap sudut Gambar pola karton 30 FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 16

17 FaNda Collection Buku adalah jendela dunia 17