TUGAS TELAAH KURIKULUM BAHAN AJAR ALAT-ALAT OPTIK

Transkripsi

1 TUGAS TELAAH KURIKULUM BAHAN AJAR ALAT-ALAT OPTIK Disusun Oleh : 1. ULFATUNNISAH ( ) 2. ANITA FITRIANI ( ) 3. SULASTRI ( ) 4. BAIQ RESTIA ALAN PRATIWI ( ) INSTITUT KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN IKIP MATARAM FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA JURUSAN FISIKA 2013

2 KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah mencurahkan rahmatnya dan hidayahnya, sehingga kami dapat menyelesaikan bahan ajar dengan judul Alat-Alat Optik ini. Bahan ajar ini disusun untuk membantu siswa SMA agar lebih mudah mempelajari dan memahami materi alat optic secara utuh. Bahan ajar ini membahas tentang macam-macam alat optic serta pembentukkan bayangan yang terjadi pada alat-alat optic. Bahan ajar ini disusun secara sederhana agar siswa lebih mudah mengerti,memahami, sekaligus menerapkan materi alat-alat optic dalam kehidupan sehari-hari. Kami sangat menyadari bahwa bahan ajar ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari berbagai pihak demi menuju pembuatan bahan ajar yang lebih sempurna. Akhir kata kami mengharapkan semoga dengan adanya bahan ajar ini dapat bermanfaat dan mencapai tujuan. Mataram,2013 Penulis Page 2

3 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iii PENDAHULUAN A. MATA DAN CACAT MATA B. LUP (KACA PEMBESAR C. MIKROSKOP D. TEROPONG DAFTAR PUSTAKA Page 3

4 Alat-Alat Optik TUJUAN PEMBELAJARAN Dapat menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan kuantitatif, serta dapat menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan seharihari. Kalian pernah melihat alat seperti gambar di atas? Apakah alat tersebut? Alat itu dinamakan mikroskop. Mikroskop merupakan salah satu contoh alat optik yang banyak digunakan para peneliti dalam mengamati subjeksubjek yang tak bisa dilihat dengan detil hanya dengan menggunakan mata telanjang. Benda ini memiliki peranan yang sangat penting dalam memperkaya ilmu pengatahuan.. Alat optic adalah alat bantu penglihatan mata yang tersusun dari lensa-lensa. Alat optik yang lain diantaranya adalah kaca mata, lup dan mikroskop. Bagaimana alat-alat itu bisa digunakan untuk membantu penglihatan? Membantu penglihatan bagaimanakah alat-alat itu? Samakah semua alat optik tadi? Page 4

5 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. A. MATA DAN CACAT MATA Sumber: Jendela Iptek, Cahaya Setiap manusia memiliki alat optik tercanggih yang pernah ada, yaitu mata. Mata merupakan bagian dari panca indra yang berfungsi untuk melihat. Mata membantu Anda menikmati keindahan alam, melihat temanteman, mengamati benda-benda di sekeliling, dan masih banyak lagi yang dapat Anda nikmati melalui mata. Coba bayangkan bila manusia tidak mempunyai mata atau mata Anda buta, tentu dunia ini terlihat gelap gulita. 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. Mata terdiri dari Diafragma yang berfungsi 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 Page 5

6 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 kerucut yang berfungsi untuk mengubah energi cahaya menjadi sinyal listrik yang berjalan di 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 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. 1. Daya Akomodasi Mata Bola mata Anda bentuknya tetap, sehingga jarak lensa mata ke retina juga tetap. Hal ini berarti jarak bayangan yang dibentuk lensa mata selalu tetap, padahal jarak benda yang Anda lihat berbeda. Bagaimana supaya Anda tetap dapat melihat benda dengan jarak bayangan yang terbentuk tetap, meskipun jarak benda yang dilihat berubah? Tentu Anda harus mengubah jarak fokus lensa mata, dengan cara mengubah kecembungan lensa mata.hal inilah yang menyebabkan Anda bisa melihat benda yang memiliki jarak berbeda tanpa mengalami kesulitan. Kemampuan ini merupakan karunia Tuhan yang sampai sekarang manusia belum bisa menirunya. Sumber : Sepenggal.wordpress.com Page 6

7 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 benda yang letaknya jauh, otot siliar mengendur (rileks), sehingga lensa mata memipih. Sumber : 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. 2. 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 Page 7

8 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. Mata normal lebih merupakan idealisasi daripada kenyataan. Sebagian besar populasi manusia memiliki mata yang tidak berakomodasi dalam kisaran normal yaitu 25 cm sampai tak berhingga, atau memiliki kelainan mata atau yang dikenal sebagai cacat mata. mata yang umum adalah rabun jauh dan rabun dekat. Keduanya dapat ditolong dengan lensa, baik kacamata maupun lensa kontak. Sekarang dapat timbul pertanyaan, apakah semua mata manusia itu normal? Ternyata banyak orang yang memiliki titik dekat atau titik jauh yang tidak sesuai dengan sifat mata normal. Mata yang sifatnya tidak normal dinamakan mata rabun. Mata yang rabun ini berarti lensa matanya tidak dapat berakomodasi secara normal. Keadaan mata yang tidak normal dapat dibantu dengan alat yang kita kenal kaca mata. Daya kaca mata yang dibutuhkan memenuhi persamaan : P= 1 F F= 1 S + 1 S S adalah jarak benda yang diharapkan untuk dapat dilihat. Sedangkan S adalah bayangan oleh lensa yang harus bersifat maya sehingga bernilai negatif. Kemudian daya lensa bersatuan dioptri sehingga S dan S harus dalam meter atau boleh cm tetapi persamaannya menjadi seperti berikut. Page 8

9 P= S S Dimana : P: Daya/Kekuatan kaca mata (dioptri) S: Jarak Benda (cm) S : Jarak Bayangan (cm) Cacat mata ada berbagai jenis yaitu rabun dekat (hipermetropi), rabun jauh (miopi) presbiopi, dan astigmatisma. Perhatikan penjelasan berikut : a. 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. Sumber : aryanipermatasari.blogspot.com Rabun jauh atau miopi biasanya disebabkan oleh lensa mata yang terlalu cembung, sehingga bayangan benda yang jauh terfokus (jatuh) di depan retina. Dengan menggunakan lensa divergen (cekung), dapat menyebabkan berkas sinar sejajar menyebar, sehingga memungkinkan berkas-berkas sinar biasnya terfokus pada retina. Sumber : aryanipermatasari.blogspot.com Page 9

10 Contoh soal 1.1 Seorang penderita miopi mempunyai titik jauh 100 cm. Berapakah kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai orang tersebut agar dapat melihat benda jauh dengan normal? Jawab : 1 Diketahui : s = f = 1 S + 1 S s' = -100 cm (tanda negatif menunjukkan bayangan bersifat maya dan terletak di depan lensa) Ditanyakan: P =...? = = F = -100 cm = -1m P = 1 1 =-1 dioptri Jadi, kekuatan lensa kaca mata yang harus dipakai adalah -1 dioptri. b. 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 disebabkan lensa mata terlalu pipih sehingga bayangan benda Page 10

11 yang dilihat terbentuk di belakang retina. Cacat mata ini dapat ditolong dengan lensa konvergen (cembung). Gambar cacat mata rabun dekat Gambar mata rabun dekat dibantu dengan lensa cembung Sumber : aryanipermatasari.blogspot.com 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 bifocal (kacamata berfokus dua, yaitu positif dan negatif ). Contoh 1.2 Nisa tidak dapat membaca pada jarak normal (25 cm). Saat melihat benda, dia bisa melihat dengan jelas jika jaraknya 1 m dan selebihnya. Tentukan daya kaca mata yang dibutuhkan agar dapat melihat pada jarak baca normal dan tentukan pula jarak fokus lensanya! Page 11

12 Penyelesaian : Diketahui : S = 25 cm S = - PP = - 1 m = -100 cm Ditanyakan : P=? F=? Jawab F = 100 S S = = 3 dioptri F = 100 P = =33,3 cm c. 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. lensa silindris memfokuskan titik menjadi garis yang paralel dengan sumbunya. Mata astigmatisma memfokuskan 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. Page 12

13 Lensa silindris untuk mata Astigmatisma 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. Tahukah Anda? Gambar di samping bukan gambar kue. Dalam waktu tiga detik, coba lihat angka berapa yang ada di dalam lingkaran yang berbentuk seperti pie atau kue tart di samping ini. Jika kamu bisa menebak dengan benar di dalam lingkaran terdapat beberapa angka. Kita masih kemungkinan besar bisa dikatakan kita tidak mengidap kelainan Buta Warna (Color Blind). Buta warna sebenarnya adalah ketidakmampuan seseorang untuk membedakan warna tertentu. Orang tersebut biasanya tidak buta semua warna melainkan warna-warna tertentu saja. Buta warna juga hampir selalu ditemukan pada laki-laki, sedangkan perempuan berfungsi sebagai karier (pembawa sifat, tapi tidak terkena). LATIHAN!!! 1. Coba kalian jelaskan dengan singkat dan jelas bagaimanakah ciri-ciri mata yang: a. Normal b. rabun dekat (hipermetropi) c. rabun jauh (miopi) d. Presbiopi 3. Sebuah lensa memiliki kekuatan -2,5 dioptri. Hitunglah panjang focus lensa tersebut? 4. Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda benda jauh dengan jelas. Coba jelaskan mengapa penderita ini Page 13

14 2. Seseorang yang titik dekatnya ada pada jarak 50 cm di depan lensa matanya, hendak membaca buku yang diletakkan pada jarak 25 cm. Agar orang tersebut dapat membaca dengan jelas maka ia harus memakai kacamata. Berapakah kekuatan kacamata yang harus dipakai? Hitung juga fokus lensa kaca mata tersebut! tidak dapat melihat benda jauh dengan jelas? Kemudian jelaskan pula mengapa lensa negative dapat membantunya? B. LUP (KACA PEMBESAR) Sumber:blog.student.uny.ac.id Lup atau yang diberi nama kaca pembesar merupakan alat optik yang berupa lensa cembung. Alat optik ini digunakan untuk memperbesar benda-benda kecil, biasanya tulisan kecil atau komponen-komponen kecil. Untuk memanfaatkan lensa cembung sebagai lup, maka benda harus diletakkan di ruang I lensa ( 0 < S < f ) sehingga sifat bayangannya adalah maya, tegak, dan diperbesar. Pada penggunaan lup dapat ditentukan perbesaran bayangannya. Perbesarannya sering digunakan perbesaran sudut (anguler). Persamaannya memenuhi: M = β α Dimana : M = perbesaran anguler β = sudut penglihatan setelah ada lup α = sudut penglihatan awal Page 14

15 Pengamatan dengan lup memiliki dua keadaan akomodasi yang penting yaitu akomodasi maksimum dan akomodasi minimum. 1. Pemakaian Lup dengan Mata Berakomodasi Pengamatan akomodasi maksimum dengan lup berarti bayangan oleh lensa lup harus berada pada titik dekat mata. Titik dekat normal di sini selalu Sn. Berarti berlaku: S = - Sn Pengamatan akomodasi maksimum tanpa lup dengan lup. Sumber : zipercobaan.blogspot.com Perbesaran untuk lensa tertentu dapat diperbesar sedikit dengan menggerakkan lensa dan menyesuaikan mata sehingga terfokus pada bayangan di titik dekat mata. dekat dengan lup, persamaan perbesaran anguler pada mata berakomodasi maksimum dapat ditulis : Page 15

16 Dimana : M a = perbesaran sudut s n = jarak titik dekat mata pengamat f =Jarak Fokus Lup Sedangkan pada pengamatan akomodasi minimum dengan lup berarti bayangan oleh lup harus di jauh tak hingga. Bayangan ini terjadi jika benda ditempatkan pada fokus lensa (S = f ). Perbesaran anguler pada akomodasi maksimum dapat ditentukan dengan bantuan pembentukan bayangan sehingga dihasilkan persamaan perbesaran anguler seperti dibawah ini : Dimana : M a = Sn f M a = perbesaran sudut s n = jarak titik dekat mata pengamat f =Jarak Fokus Lup 2. Pemakaian Lup dengan Mata Tak Berakomodasi Menggunakan lup untuk mengamati benda dengan mata berakomodasi maksimum cepat menimbulkan lelah. Oleh karena itu, pengamatan dengan menggunakan lup sebaiknya dilakukan dengan mata tak berakomodasi (mata dalam keadaan rileks). Menggunakan lup dengan mata tak berakomodasi dapat diperoleh bila benda diletakkan pada titik fokus lup (s = f). Perhatikan gambar dibawah ini, gambar ini merupakan pembentukkan bayangan pada lup dengan mata tak berakomodasi: Page 16

17 Sumber : deddyprayudha.blogspot.com Untuk mata tak berakomodasi, bayangan terbentuk di tak terhingga (s' = ) sehingga perbesaran bayangan yang dibentuk lup untuk mata tak berakomodasi adalah sebagai berikut. M a = Sn f CONTOH 1.3 Sebuah lup berfokus 5 cm digunakan untuk mengamati benda yang panjangnya 2 mm. Tentukan panjang bayangan benda apabila mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi maksimum? Diketahui : f = 5 cm, h = 2 mm = 0,2 cm Ditanya : a. h' untuk mata tak berakomodasi =...? b. h' untuk mata berakomodasi maksimum =...? Jawab : Page 17

18 a. M = Sn f = 25 5 = 5 kali M = h h h = M x h = 5 x0,2 = 1 cm b. M = Sn f +1 = = 5+1 = 6 kali h = M x h = 6 x 0,2 = 1,2 cm Pada kehidupan sehari-hari, lup biasanya digunakan oleh tukang arloji, pedagang kain, pedagang intan, polisi, dan sebagainya. LATIHAN!!! 1. Apa yang Anda ketahui tentang lup? 2. Sebutkan beberapa contoh kegunaan lup dalam kehidupan seharihari! 3. Sulas yang bermata normal mengamati sebuah benda dengan lup berkekuatan 5 dioptri. Tentukan perbesaran bayangan apabila mata Sulas tak berakomodasi dan berakomodasi maksimum! C. MIKROSKOP Mikroskop memiliki lensa objektif dan okuler. Lensa objektif adalah lensa yang berhadapan dengan objek yang diamati, sedangkan lensa okuler adalah lensa yang langsung berhadapan dengan mata pengamat. Page 18

19 Mikroskop adalah sebuah alat untuk melihat objek yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Kata mikroskopik berarti sangat kecil, tidak mudah dilihat dengan mata. 1. Bagian mikroskop dan fungsinya : Sumber : zipercobaan.blogspot.com a. Lensa okuler, yaitu lensa yang dekat dengan mata pengamat lensa ini berfungsi untuk membentuk bayangan maya, tegak, dan diperbesar dari lensa objektif. b. Tabung mikroskop (tubus), tabung ini berfungsi untuk mengatur fokus dan menghubungan lensa objektif dengan lensa okuler. c. Sekrup Pengarah Kasar (Makrometer), makrometer berfungsi untuk menaik turunkan tabung mikroskop secara cepat. d. Sekrup Pengarah Halus (Mikrometer), pengatur ini berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan mikroskop secara lambat, dan bentuknya lebih kecil daripada makrometer. e. Revolver, revolver berfungsi untuk mengatur perbesaran lensa objektif dengan cara memutarnya. f. Lensa Objektif, lensa ini berada dekat pada objek yang di amati, lensa ini membentuk bayangan nyata, terbalik, di perbesar. Di mana lensa ini di atur oleh revolver untuk menentukan perbesaran lensa objektif. g. Pegangan, berfungsi sebagai pegangang pada mikroskop. Page 19

20 h. Pegangan sedia (penjepit kaca), penjepit ini berfungsi untuk menjepit kaca yang melapisi objek agar tidak mudah bergeser. i. Meja Objek, berfungsi sebagai tempat meletakkan objek yang akan di amati. j. Kondensor, kondensor berfungsi untuk mengumpulkan cahaya yang masuk, alat ini dapat putar dan di naik turunkan. k. Diafragma, berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk. l. Sendi Inklinasi (Pengatur Sudut), untuk mengatur sudut atau tegaknya mikroskop. m. Reflektor (cermin), terdiri dari dua jenis cermin yaitu cermin datar dan cermin cekung. Reflektor ini berfungsi untuk memantulkan cahaya dari cermin ke meja objek melalui lubang yang terdapat di meja objek dan menuju mata pengamat. Cermin datar digunakan ketika cahaya yang di butuhkan terpenuhi, sedangkan jika kurang cahaya maka menggunakan cermin cekung karena berfungsi untuk mengumpulkan cahaya. n. Kaki, berfungsi untuk menyangga atau menopang mikroskop. 2. Pembentukkan Bayangan Pada Mikroskop Jika kita meletakkan sebuah benda di depan lensa objektif, maka secara alami lensa objektif dan lensa okuler mengadakan perbesaran bayangan, sehingga terjadi perbesaran ganda pada mikroskop yang disebut perbesaran linier mikroskop. Sumber : Demikian juga jika kita melihat benda tersebut melalui lensa okuler, dapat terlihat bayangan akhir dan terjadi perbesaran yang disebut perbesaran sudut. Dengan demikian pada mikroskop terdapat perbesaranlinier dan perbesaran sudut. Page 20

21 3. Perbesaran linier (M) Perbesaran linier dalah perbandingan tinggi bayangan akhir yang terbentuk dengan tinggi benda mula-mula. Dengan menerapkan persamaan pada lensa diperoleh perbesaran linier (M) sebagai berikut. M= S ob Sob x S ok Sok Sedangkan jarak antara lensa pada lup dapat memenuhi: d = S ob + Sok Dimana : M= Perbesaran Linier d = jarak antar lensa Sob = jarak benda objektif ke lensa objektif S'ob = jarak bayangan lensa objektif ke lensa objektif Sok = jarak benda okuler ke lensa okuler S'ok = jarak bayangan okuler ke lensa okuler a. Untuk Mata Berakomodasi Maksimum Pengamatan dengan akomodasi maksimum bisa terjadi jika jarak bayangan oleh lensa okuler jatuh pada titik dekat mata. Untuk mata normal memenuhi Sok = - 25 cm. γ = S ob Sob x( Sn Fok + 1) Jarak antar lensa : d = S ob + Sok. Page 21

22 b. Untuk Mata Tak Berakomodasi Pengamatan dengan akomodasi minimum bisa terjadi jika bayangan lensa okuler di jauh tak hingga (Sok = ~) berarti jarak benda memenuhi : Sok = fok. Sedangkan perbesaran lensa okulernya memenuhi persamaan. γ = S ob Sob x( Sn Fok ) Jarak antar lensa : d = S ob + Sok. Keterangan: Sob = jarak benda objektif ke lensa objektif S'ob = jarak bayangan lensa objektif ke lensa objektif Sok = jarak benda okuler ke lensa okuler S'ok = jarak bayangan okuler ke lensa okuler Contoh 1.4 Sebuah mikroskop mempunyai lensa objektif dan lensa okuler yang masingmasing berjarak titik fokus 4 cm dan 10 cm. Sebuah benda renik diletakkan pada jarak 6 cm dari lensa objektif. Seorang bermata normal melihat benda tersebut dengan berakomodasi maksimum. Hitunglah: a. perbesaran sudutnya b. panjang tubusnya Penyelesaian: Diketahui: fob = 4 cm ; fok = 10 cm; Sn = 25 cm ; Sob = 6 cm Ditanya: γ =...? ; d =...? Jawab: Page 22

23 a. 1 = fob Sob S ob b. 1 fok = 1 Sok + 1 S ok 1 = S ob S ob = 12 cm γ = S ob Sob γ = 12 6 = 7 KALI x( Sn Fok + 1) 25 x( + 1) 10 1 = Sok 25 1 = 5+2 Sok 50 Sok= 7,14 cm d = S ob + Sok = 12+ 7,14 = 19,74 cm D. TEROPONG Teleskop (teropong) adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh agar tampak lebih dekat dan jelas. Fungsi teleskop untuk membawa bayangan benda yang terbentuk lebih dekat sehingga tampak benda lebih besar. Pada tahun 1608, Hans Lippersheyilmuwan Belanda berhasil membuat teleskop. Pada tahun 1611, seorang ilmuwan Italy, Galileo berhasil membuat teropong dengan perbesaran sampai dengan 30 kali. Galileo adalah orang pertama yang menggunakan teleskop untuk mengamati benda-benda langit. Dia berhasil mengamati adanya pegunungan di Bulan dan bulan-bulan yang mengitari planet Yupiter. Teleskop ini lebih sering digunakan untuk mengamati benda-benda langit sehingga sering disebut teleskop astronomis. Teleskop ini terdiri atas dua lensa positif. Lensa positif yang dekat dengan benda disebut lensa objektif, yang berfungsi untuk membentuk bayangan dari benda sejati dan terbalik. Lensa yang dekat dengan mata disebut lensa mata atau lensa okuleryang berfungsi sebagai kaca pembesar sederhana untuk melihat bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif. Letak benda sangat jauh sehingga bayangan yang dibentuk oleh lensa Page 23

24 objektif berada pada titik fokus lensa tersebut, dan jarak sama dengan panjang fokus lensa tersebut. Kekuatan perbesaran teleskop M dengan perbandingan dengan: M = θe θo Ɵe = Sudut yang dibentuk oleh bayangan akhir sebagaimana tampak oleh lensa mata. Ɵ 0 = Sudut yang dibentuk benda apabila benda tersebut dilihat langsung oleh mata telanjang. Dengan menggunakan pendekatan untuk sudut kecil yaitu tanθ=θ maka dari persamaan diatas diperoleh bahwa : tan θ e = - y f0 θ 0 (tanda - diambil agar jika ycnegatif maka θ 0 positif). Sudut θe adalah sudut yang dibentuk oleh bayangan akhir yaitu sebesar: tan θ e = - y f0 θ 0 sehingga kekuatan perbesaran teleskop adalah: M =- θe fo =- θ0 fe Contoh soal 1.5 Suatu teleskop mempunyai lensa objektif dengan panjang fokusnya 25 m. Jika panjang fokus lensa mata 10 cm maka hitunglah kekuatan perbesaran teleskop ini. Penyelesaian: Page 24

25 Diketahui : f 0 = 25 m f e = 10 cm = 0,1 m Perbesaran teleskop M dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (3.9), yaitu: M = - fo 25 m = = -250 kali fe 0,1 m Jadi perbesaran teleskop tersebut adalah 250 kali dan tanda negative menunjukkan bayangan terbalik. 1. Jenis- Jenis Teropong Ada dua jenis utama pada teropong : a. Teropong bias yang terdiri atas beberapa lensa yang berfungsi membiaskan sinar datang dari benda. teleskop yang termasuk kategori teleskop bias, diantaranya teleskop bintang, teleskop bumi, teleskop panggung, dan teleskop prisma. b. Teleskop pantul terdiri dari beberapa cermin sebagai pemantul dan lensa sebagai pembias sinar datang dari benda. Teropong bintang Teropong bintang dignakan untuk mengamati benda-benda langit, seperti bintang, planet, dan asteroid. Teropong bintang menggunakan dua lensa cembung, sat sebagai lensa objektif, dan yang lain sebagai lensa okuler. Jarak fokus lensa objektif lebih pajang daripada jarak fokus lensa okulernya (f ob >f ok ). Kedua tititk fokus tersebt beimpit. Prinsip kerja teropong bintang sama dengan prinsip kerja mikroskop pada saat mata tak berakomodasi. Bayangan benda langit yang sangat jauh (S ob = ) akan berada di titik fokus lensa objektif, (S ob =f ob ). Bayangan dari lensa objektif menjadi benda bagi lensa okuler. Page 25

26 teropong bintang yang merupakan teropong bias sumber : Titik fokus lensa okuler berimpit dengan titik fokus lensa objektif, bararti bayangan dari lensa objektif tadi berada di titik fokus lensa okuler. Oleh lensa okuler, bayangan dari lensa objektif akan dibiaskan lagi hingga terbentuk bayangan akhir di tak berhingga. Dengan demikian, mata dapat mengamatinya tanpa berakomodasi. Pembentukan bayangan pada teropong bintang. Perbesaran bayangan pada teropong bintang untuk mata tak berakomodasi dapat ditentukan dengan rumus: Page 26

27 Panjang teropong bintang (d) adalah jarak antara lensa objektif dan okulernya, Teropong Bumi Teropong bumi Teropong bumi digunakan untuk melihat benda-benda di permukaan bumi. Teropong bumi terdiri atas tiga lensa cembung yang masing-masing berperan sebagai lensa objektif, lensa pembalik, lensa okuler. Lensa pembalik berfungsi membalik bayangan dari lensa objektif agar teramati seperti keadaan aslinya oleh lensa okuler (tidak terbalik). sistem kerja teropong bumi Page 27

28 Bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif diletakkan pada jarak 2 fp dari lensa pembalik (fp = jarak fokus lensa pembalik). Maka akan terbentuk bayangan jarak 2fp pula di belakang lensa pembalik. Selanjutnya bayangan dari lensa pembalik dianggap benda oleh lensa okuler yang bekerja sebagai lup. Dengan demikian panjang teropong : Perbesaran sudut teropong bumi dirumuskan: Teropong panggung Gambar teropong panggung Untuk memperpendek panjang teropong bumi, pembalikkan bayangan dapat dilakukanoleh lensa sebagai lensa okuler. Susunan semacam ini dinamakan teropong panggung atau teropong Galilei. Gambar Sistem kerja teropong panggung Page 28

29 Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif merupakan benda maya bagi lensa okuler. Untuk mata yang tidak berakomodasi panjang teropong dirumuskan: d = f ob - f ok Perbesaran sudut teropong panggung dapat dihitung dengan rumus: Y = fob fok Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat orang yang berekreasi membawa teleskop (teropong). Alat ini sering digunakan untuk melihat pemandangan yang jauh agar tampak lebih dekat. Penggunaan teleskop untuk melihat benda-benda yang jauh di permukaan bumi. KEGIATAN SISWA MEMBUAT TEROPONG BINTANG SEDERHANA Tujuan Percobaan : Siswa dapat merancang dan membuat teropong sederhana. Alat dan Bahan : Lensa Cembung Pipa Sambungan Pipa ( Perlup) Lensa Okuler Langkah Percobaan 1. Tentukan panjang badan teleskop dengan rumus fisika yang sudah kita ketahui yaitu : fob+fok =L 2. Potong pipa yang panjangnya sudah diketahui. 3. Letakkan lensa objektif kedalam sambungan pipa, lalu sambungkan sambungan pipa yang berisi lensa tadi diujung paling depan pipa yang sudah diukur. (Ingat : Lensa objektif selalu terletak didepa n lensa okuler ). 4. Pasangkan perlup diujung paling belakang pipa 5. Letakkan Lensa okuler di perlupnya. Page 29

30 1.1 Pilihan Ganda UJI KOMPETENSI Pilihlah jawaban yang paling benar! 1. lup dalam kehidupan sehari adalah untuk. a. membantu penyelelam dalam melihat benda-benda di dasar laut b. melihat benda-benda yang jaraknya jauh c. melihat objek yang tidak tampak oleh mata d. memperbesar benda-benda yang kecil e. melihat benda-benda yang ada di bumi 2. Sebuah benda terletak 10 cm didepan sebuah lup yang mempunyai jarak focus 5 cm. Perbesaran anguler lup tersebut adalah kali a. 1 b. 1,5 c. 2 d. 2,5 e Perbesaran anguler lup yang berjarak focus 10 cm oleh mata normal adalah kali a. 0,4 b. 2 c. 2,5 d. 3 e Sebuah teropong bumi mempunyai lensa objektif, lensa pembalik dan okuler dengan jarak focus masing-masing 40 cm, 4cm dan 5 cm. Panjang teropong tersebut untuk titik dekat 25 cm adalah cm a. 39 b. 40 c. 45 d. 56 e Jarak focus lensa sebagai teleskop yang akan menghasilkan perbesaran paling besar adalah m a. -1 b. -2 c. 1 d. 2 e Perbesaran anguler yang dihasilkan sebuah teropong bintang adalah 20 kali. Apabila jarak focus lensa objektif 10 cm, maka jarak antara lensa objektif dan okuler adalah cm a. 80 Page 30

31 b Sebuah mikroskop mempunyai lensa objektif dan okuler yang masingmasing mempunyai focus 2 cm dan 8 cm. Sebuah benda diletakan 5 cm di depan lensa objektif. Perbesaran mikroskop untuk mata berakomodasi minimum adalah kali a. 2 b. 4 c. 5 d. 6 e Sebuah mikroskop memfunyai focus objektif dan okuler masing-masing 18mm dan 6 cm. Seseorang dengan titik dekat 30cm dapat melihat bayangan benda yang terletak 2 cm dibawah lensa objektif dengan mata tanpa berakomodasi. Perbesaran mikroskop tersebut adalah kali a. 15 b. 30 c. 45 d. 60 c. 100 d. 105 e Seseorang yang menggunakan teleskop untuk mengamati bintang. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif jatuh difokus lensa okuler. Sifat bayangan yang dibentuk olensa objektif jika focus lensa okuler 15 cm adalah. a. terbalik, dibelakan obyektif b. terbalik dibelakang okuler c. tegak, dibelakang obyektif d. terbalik, didepan okuler e. tegak, didepan obyejtif 10. Jarak focus objektif dan okuler sebuah teropong Galilean adalah 25 cm dan 5 cm. panjang teropong untuk mata normal tanpa berakomodasi adalah cm a. 10 b. 25 d. 40 e. 50 c. 30 e. 75 II. Uraian Jawablah pertanyan dibawah ini dengan singkat dan benar! 1. Jelaskan kegunaan lup dan mikroskop dalam kehidupan sehari-hari! Page 31

32 2. Sebuah lup mempunyai jarak focus 6 cm. Lup tersebut digunakan untuk melihat sebuah benda kecil dengan jarak 6 cm dari lup. Tentukan perbesaran anguler lup tersebut! 3. Fokus okuler dan objektif sebuah mikroskop masing-masing 2,5cm dan 0,9cm. Mikroskop tersebut digunakan oleh seseorang yang bermata normal tanpa berakomodasi. Perbesaran yang dihasilkan oleh mikroskop adalah 90kali. Tentukan jarak benda terhadap lensa objektif! 4. Jelaskan perbedaan antara teropong bumi dengan teropong prisma (binokuler)! 5. Tinggi rata-rata setiap pemain sepak bola pada sebuah pertandingan jika dilihat oleh seorang penonton adalah 40cm. apabila penonton tersebut menggunakan teropong panggung dengan daya lensa objektif 5D dan jarak focus okulernya 5cm. Untuk mata tak berakomodasi, tentukanlah panjang tabung teropong! Page 32

33 DAFTAR PUSTAKA Handayani, Sri Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta:Pusat pembukuan Indrajit, Dudi.2009.Mudah dan Aktif Belajar Fisika 1. Jakarta: Pustaka Widyatama Nurachmandani, Setya Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta:Pusat pembukuan Saripudin,Aip.2009.Praktis Belajar Fisika Kelas X. Jakarta:Pusat pembukuan Sumarsono, Joko Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta:Pusat pembukuan Page 33