qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq ALAT ALAT wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui OPTIK Sri Cahyaningsih opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg 08312244030 hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas
ALAT OPTIK PETA KONSEP Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 2
PENDALAMAN MATERI ALAT ALAT OPTIK A. MATA Kamu diberkati oleh Tuhan sepasang mata sebagai indera untuk melihat. Anugerah tersebut memungkinkan manusia dapat menikmati keindahan alam ini. Tahukah kamu bahwa matamu seperti kamera? Bagian-bagian kamera semuanya ada di matamu. Manusia telah menjiplak alat optik yang maha sempurna, yaitu mata. I. Bagian Bagian Mata Mata manusia memiliki bagian-bagian yang sangat sempurna. Berikut adalah bagianbagian mata yang perlu kamu ketahui. 1. Kornea Kornea merupakan bagian mata yang bersifat tembus pandang dan berfungsi sebagai pelindung matamu. Agar tetap bening dan bersih, kornea ini dibasahi oleh air mata yang berasal dari kelenjar air mata. 2. Iris atau Selaput Pelangi Iris terdapat di belakang kornea dan berpigmen. Pigmen ini menentukan warna pada mata seseorang. Pernahkah kamu melihat seseorang atau binatang memiliki mata berwarna biru, cokelat, atau hitam? 1. Aques Humour Aqueous humour, yaitu cairan pengisi antara kornea dan lensa mata yang berfungsi memberi bentuk dan kekukuhan pada mata. Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 3
2. Viteous Humour Vitreous humour, yaitu cairan bening pengisi bola mata yang terletak di antara lensa mata dan retina. Vitreous humour memiliki fungsi yang sama dengan aqueous humour, yaitu memberi bentuk dan kekukuhan pada mata. 3. Pupil Pupil terdapat di tengah-tengah iris. Pupil dapat mengecil dan membesar, seperti fungsi diafragma pada kamera. Pupil membuka dan menutup secara otomatis bergantung pada cahaya yang masuk. Jika cahaya terang, pupil akan mengecil, sedangkan ketika gelap, pupil akan membesar. 4. Retina Retina merupakan selaput yang mengandung sel-sel indera. Retina berfungsi sebagai layar, tempat terbentuknya bayangan, seperti halnya pelat film pada kamera. 5. Lensa Kristalin Lensa kristalin merupakan lensa mata yang terbuat dari bahan bening, berserat, dan kenyal. Lensa mata berbeda dengan lensa kamera, tetapi memiliki fungsi yang sama. Pada kamera, untuk memfokuskan bayangan pada pelat film, lensa kamera harus dimajukan atau dimundurkan. Pada mata, untuk memfokuskan bayangan pada retina, yaitu dengan mencembungkan atau memipihkan lensa. Daya untuk membuat lensa mata cembung dan memipih sesuai dengan jarak benda yang dilihat disebut daya akomodasi. 6. Otot Mata Otot mata, yaitu bagian yang berfungsi menggerakkan mata agar bayangan yang terbentuk selalu jatuh di bintik kuning. Otot mata juga berfungsi memipihkan atau mencembungkan bola mata. 7. Bintik Kuning Bintik kuning, yaitu tempat jatuhnya cahaya, tempat paling peka cahaya pada retina. 8. Saraf Optik Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 4
Saraf optik, yaitu saraf yang meneruskan sinyal optik ke otak untuk diproses sebagai sinyal penglihatan. 2. Bagaimana Kamu Bisa Melihat Agar benda terlihat jelas oleh mata, bayangannya harus tepat di retina. Retina terdiri atas dua bagian, yaitu bintik kuning yang peka terhadap cahaya dan bintik buta yang tidak peka terhadap cahaya. Pada retina terdapat serabut-serabut sel saraf mata. Jika kamu melihat sebuah benda, sel-sel saraf tersebut akan menyampaikanya ke otakmu. Oleh sebab itu, agar kamu dapat melihat benda dengan jelas, bayangan harus jatuh di bintik kuning. Suatu benda hanya dapat kamu lihat apabila ada cahaya. Cahaya yang dipantulkan dari benda akan masuk ke dalam matamu melalui kornea dan dibiaskan oleh cairan di belakang kornea agar jatuh pada lensa. Oleh lensa mata diatur sedemikian rupa sehingga bayangannya jatuh di retina. Rangsangan cahaya yang diterima oleh sel-sel indera, kemudian diteruskan ke saraf mata, selanjutnya disampaikan ke pusat penglihatan di otak untuk diterjemahkan. Perasaan mengungkapkan bahwa kamu dapat melihat sesuatu. Ketika kamu melihat benda yang jauh, cahaya yang dipancarkan dari benda dianggap oleh mata sebagai cahaya sejajar dan oleh lensa mata akan difokuskan tepat di retina sehingga lensa mata memipih. Pada saat kamu melihat benda yang dekat, cahaya dianggap dari satu titik menyebar masuk ke mata melalui kornea dan cairan belakang kornea sehingga cahaya tepat jatuh di retina. Tuhan telah memberikan kesempurnaan pada mata manusia sehingga dapat memberikan gambaran tiga dimensi kepada benda yang dilihatnya. Jarak mata kiri dan mata kanan sekitar 7 cm. Mata kiri dan kanan masing-masing memberikan gambaran benda yang sedikit berbeda. Kedua sisi pandangan ini kemudian disatukan dan diolah di dalam otak sehingga membentuk gambaran yang sempurna. B. CACAT MATA Orang yang bermata normal dapat melihat benda-benda jauh ataupun dekat dengan normal. Hal ini disebabkan daya akomodasi mata yang masih baik. Mata yang masih normal disebut emmetrop. Mata normal akan melihat dengan jelas sedekat-dekatnya 25 cm dan sejauh-jauhnya tak terhingga. Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 5
Tidak semua orang memiliki titik dekat dan titik jauh yang normal. Ada beberapa orang yang sudah tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda dekat atau atau tidak bisa melihat benda-benda jauh, atau kedua-duanya. Hal ini disebabkan otot iris sudah tidak dapat membuat akomodasi maksimum atau minimum. Orang seperti itu disebut memiliki cacat mata. Cacat mata dibedakan menjadi tiga jenis, antara lain miopi (rabun jauh), hipermetropi (rabun dekat), dan presbiopi (mata tua). a. Miopi atau Rabun Jauh Mata yang tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang jaraknya jauh disebut mata miopi atau rabun jauh. Miopi terjadi karena bentuk bola mata terlalu cembung dan tidak dapat memipih. Akibatnya, bayangan benda jatuh di depan retina. Agar mata miopi dapat melihat dengan jelas benda yang letaknya jauh digunakan lensa cekung atau lensa negatif. Gambar diatas melukiskan pembentukan bayangan pada mata miopi sebelum dan setelah menggunakan kacamata lensa negatif. Seperti yang telah kamu pelajari pada bab sebelumnya, lensa cekung memiliki sifat menyebarkan cahaya. Dengan bantuan lensa cekung, cahaya yang masuk ke mata akan disebarkan sehingga bayangan benda dapat jatuh tepat di retina. Kekuatan lensa negatif yang digunakan oleh penderita miopi dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan lensa berikut. Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 6
Keterangan: P : kekuatan lensa (dioptri) s : titik terjauh mata normal ( ) s' : titik terjauh mata miopi (m) Karena jarak titik terjauh mata normal bernilai tak terhingga, kekuatan lensa negatif yang digunakan juga dapat ditentukan dengan rumus berikut. Keterangan: PR : titik terjauh mata miopi (m) Contoh Soal 1. Seorang miopi memiliki kemampuan melihat paling jauh pada jarak 4 m. Tentukan kekuatan kacamatanya! Penyelesaian: Diketahui: s = s' = -4 m Ditanyakan: P =...? Jawab: Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 7
Jadi, kekuatan lensa yang digunakan orang tersebut adalah 2. Seorang penderita miopi memiliki kacamata dengan kekuatan Tentukan titik terjauhnya! Penyelesaian: Diketahui: Ditanyakan: PR =...? Jawab: Jadi, titik terjauhnya adalah 2 meter. b. Hipermetropi Jika penglihatan seseorang tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang jaraknya dekat maka orang tersebut dikatakan mengalami cacat mata hipermetropi atau rabun dekat. Hipermetropi terjadi karena bentuk bola mata terlalu pipih sehingga bayangan jatuh di belakang retina. Untuk mengatasi cacat mata hipermetropi, digunakan kacamata lensa positif atau kacamata lensa cembung. Perhatikan gambar berikut! Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 8
Gambar (a) pembentukan bayangan pada mata hipermetropi dan (b) pembentukan bayangan pada mata hipermetropi setelah menggunakan kacamata lensa positif. Dengan menggunakan bantuan lensa positif, bayangan benda pada mata hipermetropi dapat jatuh tepat di retina. Kekuatan lensa positif yang digunakan penderita hipermetropi dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut. Keterangan: s: titik terdekat mata normal (25 cm = 0,25 m) s': titik terdekat mata hipermetropi (m) Kekuatan lensa positif juga dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut. Keterangan: PP: titik terdekat mata hipermetropi (m) Contoh Soal 1. Seorang hipermetropi memiliki titik dekat 80 cm. Tentukan kekuatan kacamata agar ia dapat melihat normal! Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 9
Penyelesaian: Diketahui: s' = -80 cm = -0,8 m s = 25 cm = 0,25 m Ditanyakan: P =...? Jawab: P = 4 2,25 P = 1,75 dioptri Jadi, kekuatan lensa kacamata orang tersebut adalah 1,75 dioptri. 2. Seorang penderita hipermetropi menggunakan kacamata berkekuatan 2 dioptri. Tentukan titik dekat orang tersebut! Penyelesaian: Diketahui: P = 2 dioptri Ditanyakan: PP =...? Jawab: Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 10
Jadi, orang tersebut memiliki titik dekat 0,5 m c. Presbiop Presbiopi biasa dialami oleh orang tua. Presbiopi sering disebut sebagai rabun tua. Presbiopi terjadi karena menurunnya daya akomodasi mata. Daya akomodasi mata penderita presbiopi menurun karena otot mata yang sudah melemah karena usia tua. Orang yang menderita presbiopi tidak dapat melihat dengan jelasbenda yang letaknya terlalu dekat atau terlalu jauh. Penderita presbiopi dapat ditolong dengan menggunakan kacamata lensa rangkap. Bagian atas kacamata lensa rangkap berupa lensa cekung atau negatif yang berfungsi untuk melihat benda yang jauh. Sedangkan bagian bawah kacamata lensa rangkap terbuat dari lensa cembung atau positif yang berfungsi untuk melihat benda yang dekat. d. Astigmatis Astigmatis adalah cacat mata yang terjadi karena bentuk bola mata yang kurang melengkung (tidak sferis) sehingga berkas cahaya yang masuk ke mata tidak terfokus di satu titik. Seorang penderita astigmatis tidak dapat membedakan garis tegak (vertikal) dan garis mendatar (horisontal) secara bersamaan. Jika seorang penderita astigmatis melihat sekumpulan garis vertikal dan horisontal maka garis-garis vertikal akan tampak jelas, sedangkan garis horisontal akan tampak kabur. Perhatikan gambar berikut! Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 11
Gambar (a) gambar sebenarnya dan (b) gambar yang dilihat orang astigmatis Gambar atas merupakan salah satu contoh tes untuk menguji cacat mata astigmatis. Jika seorang penderita astigmatis mengamati gambar a. maka bayangan yang terbentuk di retina akan tampak seperti gambar b. Cacat mata astigmatis dapat dibantu dengan menggunakan kacamata silindris. Kacamata silindris berfungsi memfokuskan berkas-berkas cahaya pada titik B. KAMERA Ketika kamu merayakan ulang tahun, alangkah senangnya jika perayaan ulang tahun tersebut didokumentasikan dengan foto. Apakah alat yang digunakan untuk mengambil gambar foto tersebut? Kamu sering menggunakannya, bukan? (a) kamera dan (b) skema kamera sederhana. Bagian utama kamera adalah sebuah kotak hitam kedap cahaya yang pada salah satu sisinya terdapat pelat film yang sensitif terhadap cahaya dan pada sisi depannya terdapat lubang kecil yang disebut diafragma. Diafragma adalah lubang yang besarnya dapat diatur dan berfungsi untuk mengatur intensitas cahaya yang masuk. Nilai diafragma ditunjukkan dengan angka dan biasanya terbalik dengan bukaannya. Dengan demikian, semakin besar angka diafragma, semakin kecil celah diafragma terbuka. Pada bagian depan kamera terdapat lensa optik yang terbuat dari lensa cembung. Lensa tersebut berfungsi untuk mengumpulkan cahaya sejajar dari benda sehingga terbentuk bayangan tepat di pelat film. Agar bayangan Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 12
dari benda yang dekat ataupun yang jauh dapat tepat berada di pelat film maka jarak lensa ke pelat film dapat diatur ke depan atau ke belakang. Alat tersebut dinamakan dengan alat pengatur fokus. Selainpengatur fokus juga ada pengatur kecepatan membuka atau menutup layar. Pada kamera terdapat angka yang menunjukkan kecepatan pembukaan dan penutupan layar. Semakin besar angkanya, semakin cepat penutupan layar. Kecepatan besar digunakan untuk memotret benda-benda yang bergerak dengan kecepatan tinggi. Terbentuknya bayangan pada pelat film dalam kamera ditunjukkan pada Gambar Perhatikan sinar-sinar istimewa dari benda pada Gambar diatas Sinar yang melalui pusat optik akan diteruskan dan sinarsinar sejajar akan dibiaskan melalui titik fokus. Bayangan pada kamera selalu nyata, terbalik, dan diperkecil. Dari sifat bayangan tersebut, di manakah letak bendanya? Tentu harus lebih besar dari pada 2F atau di ruang III. Bayangan yang terbentuk berada di ruang II dan diperkecil. C. MIKROSKOP Alat apakah yang kamu gunakan untuk melihat sel, sehelai rambut, atau amuba? Kamu mungkin pernah mendengar namanya, yaitu mikroskop. Sebuah mikroskop menggunakan lensa lensa. Lensa cembung dengan panjang fokus relatif pendek untuk memperbesar benda-benda kecil yang jaraknya dekat. Lensa-lensa tersebut berfungsi sebagai lensa objektif dan lensa okuler. Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 13
Susunan lensa-lensa dalam sebuah mikroskop Gambar diatas menunjukkan susunan lensa-lensa dalam sebuah mikroskop. Untuk memperoleh angka pembesaran yang dikehendaki, mikroskop tersebut menggunakan dua lensa okuler dan dua lensa objektif. Benda yang diamati ditempatkan pada sebuah slide transparan dan disinari dari bawah. Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 14
Diagram sinar mikroskop. Melalui lensa objektif, objek tersebut membentuk bayangan nyata I1 yang diperbesar. Itersebut diperbesar lagi oleh lensa okuleruntuk menghasilkan bayangan maya I2 yang jauh lebih besar. Gambar diatas menunjukkan diagram cahaya sebuah mikroskop untuk mata melihat dengan berakomodasi. Cahaya tersebut melalui lensa objektif dan membentuk bayangan nyata I1 yang diperbesar. Bayangan itu diperbesar sebab benda itu terletak di antara satu dan dua jarak fokus lensa objektif tersebut. Bayangan nyata tersebut diperbesar lagi oleh lensa okuler untuk menghasilkan bayangan maya yang diperbesar I2. Susunan lensa seperti ini memungkinkan menghasilkan bayangan ratusan kali lebih besar dari objek aslinya. D. TELESKOP Mempelajari alat-alat optik yang diuraikan terdahulu, kamu dapat menyimpulkan bahwa cermin-cermin dan lensa-lensa merupakan komponen yang sangat penting dari alatalat optik, yaitu alat yang dirancang sedemikian rupa sehingga dapat membantu mata manusia dalam mengadakan pengamatan. Dalam bagian ini, kamu akan mempelajari alat Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 15
optik lain, yaitu teleskop. Pernahkah kamu melihat bulan melalui teleskop? Dengan sebuah teleskop yang baik, kamu dapat melihat kawah dan ciri-ciri lain di permukaan bulan secara jelas. Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Sekarang banyak informasi yang dapat kita peroleh tentang bulan, planet, galaksi, dan benda angkasa lainnya melalui teleskop. Sekitar tahun 1600, pembuat lensa di Belanda membangun sebuah teleskop untuk mengamati bendabenda yang jauh. Pada tahun 1609 Galileo membangun dan menggunakan teleskop sendiri untuk menemukan bulannya Jupiter, fase-fase Venus, dan beberapa seluk beluk galaksi Milky Way. Sekarang para ilmuwan menggunakan beberapa jenis teleskop dengan berbagai perbaikan rancangan. Gambar ini menunjukkan bagaimana sebuah teleskop dapat memperbaiki penglihatan kita terhadap bulan. a. Teleskop Pantul Karena adanya permasalahan seperti yang telah dijelaskan pada teleskop bias tersebut, kebanyakan teleskop besar adalah teleskop pantul. Teleskop pantul menggunakan sebuah cermin cekung, sebuah cermin datar, dan sebuah lensa cembung untuk mengumpulkan dan memfokuskan cahaya dari benda jauh. Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 16
Gambar dibawah adalah diagram dari sebuah teleskop pantul. Cahaya masuk ke teleskop pantul dan dipantulkan oleh cermin cekung ke cermin datar,cermin datar memantulkan sinar dan menghasilkan bayangan nyata terbalik dalam teleskop. Lensa okuler kemudian memper-besar bayangan ini. Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 17
b. Teleskop Bias Sebuah teleskop yang umum adalah teleskop bias. Sebuah teleskop bias sederhana menggunakan dua buah lensa untuk mengumpulkan dan memfokuskan cahaya dari bendabenda jauh. Gambar dibawah ini adalah diagram sebuah teleskop bias untuk mata melihat dengan berakomodasi. Bagaimana bekerjanya teleskop bias tersebut sehingga dapat memperbaiki penglihatan kita terhadap benda-benda jauh dapat dijelaskan dengan Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 18
Cahaya masuk ke teleskop bias melalui sebuah lensa cembung yang disebut dengan lensa objektif. Bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa ini diperbesar oleh lensa cembung kedua yang disebut dengan lensa okuler dengan panjang fokus yang lebih pendek. Kamu melihat bayangan diperbesar, terbalik, dan maya dari bayangan nyata. Gambardiatas. Komponen utama jenis teleskop ini adalah lensa objektif dan lensa okuler. Lensa objektif tersebut merupakan sebuah lensa cembung besar dengan panjang fokus panjang, dan lensa okuler yang dapat digerak-gerakkan dan memiliki panjang focus yang relatif pendek. Sinar-sinar dari suatu objek jauh pada dasarnya paralel dan membentuk suatu bayangan (I0) pada titik fokus objektif (Fo). Bayangan ini bertindak sebagai suatu objek untuk okuler, yang digerak-gerakkan sedemikian rupa sehingga bayangan tersebut tepat jatuh di dekat dan di dalam titik fokusnya (Fe). Suatu bayangan yang besar, terbalik, dan maya (Ie) terlihat oleh pengamat. Alat Alat Optik Created By Sri Cahyaningsih 19