Alat Optik Alami
Sobat Pintar, alat optik terbagi atas dua jenis, yaitu :
- alat optik alami
- alat optik buatan.
Alat optik alami yaitu mata, sedangkan yang termasuk alat optik buatan di antaranya adalah kacamata, kamera, lup (kaca pembesar), mikroskop, teropong atau teleskop, periskop dan sebagainya.
Alat Optik Alami: Mata
Mata merupakan alat optik alamiah, ciptaan Tuhan yang sangat berharga. Mata merupakan indra penglihatan dan merupakan organ yang dapat menangkap perubahan dan perbedaan cahaya. Organ ini bekerja dengan cara menerima, memfokuskan, dan menstransmisikan cahaya melalui lensa untuk menghasilkan bayangan objek yang dilihatnya.
Fungsi dari masing-masing bagian mata tersebut ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Alat Optik Buatan
Sekarang kita lanjut kuy belajar alat optik buatan. Diantaranya :
Kacamata
Kacamata merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengatasi cacat mata. Kacamata terdiri dari lensa cekung atau lensa cembung, dan frame atau kerangka tempat lensa berada seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Fungsi dari kacamata adalah mengatur supaya bayangan benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata menjadi jatuh di titik dekat atau di titik jauh mata, bergantung pada jenis cacat matanya.
Kalian tentu telah mempelajari bahwa jika sebuah benda berada di depan sebuah lensa, bayangan akan dibentuk oleh lensa tersebut. Jauh dekatnya bayangan terhadap lensa, bergantung pada letak benda dan jarak fokus lensa. Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
Keterangan :
s = jarak benda ke lensa (m)
s' = jarak bayangan ke lensa (m)
f = jarak fokus lensa (m)
Selain itu, kalian juga pernah mempelajari kekuatan atau daya lensa. Kekuatan atau daya lensa adalah kemampuan lensa untuk memfokuskan sinar yang datang sejajar dengan lensa. Hubungan antara jarak fokus dan kekuatan lensa memenuhi persamaan berikut.
Keterangan :
P = kekuatan atau daya lensa (dioptri)
f = jarak fokus lensa (m)
Kamera
Kamera adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan bayangan fotografi pada film negatif. Selain digunakan untuk mengambil (capturing) gambar, kamera canggih dewasa ini juga dapat digunakan untuk merekam (recording) suatu kejadian atau aktivitas tertentu, seperti orang berjalan, menari, tertawa, dan sebagainya. Kamera bekerja seperti mata kita. Komponen-komponen dasar penyusun kamera hampir sama dengan mata kita. Bagian-bagian kamera diperlihatkan pada gambar berikut.
Alat Optik Buatan
Sobat Pintar yuk kita lanjut belajar alat optik yang lainnya !
Mikroskop
Mikroskop adalah alat optik yang terdiri atas susunan beberapa lensa pembesar yang digunakan untuk melihat benda, jasad renik, mikroorganisme, atau bagian tubuh makhluk hidup yang berukuran sangat kecil yang tidak dapat dilihat menggunakan mata telanjang. Bagian-bagian mikroskop diperlihatkan seperti pada gambar berikut ini.
Jarak antara lensa objektif dan lensa okuler menentukan panjang pendeknya sebuah mikroskop. Panjang mikroskop atau jarak antara lensa objektif dan lensa okuler sama dengan jarak bayangan objektif ke lensa objektif ditambah jarak bayangan objektif tadi ke lensa okuler atau secara matematis dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
d = panjang mikroskop
s’ob = jarak bayangan lensa objektif ke lensa objektif
s’ok = jarak bayangan objektif ke lens okuler
Perbesaran total yang dihasilkan mikroskop merupakan perkalian antara perbesaran yang dihasilkan oleh lensa objektif dan perbesaran sudut yang dihasilkan oleh lensa okuler. Secara matematis, perbesaran total yang dihasilkan mikroskop ditulis sebagai berikut.
Keterangan:
M = perbesaran total yang dihasilkan mikroskop
Mob = perbesaran yang dihasilkan lensa objektif
Mok = perbesaran sudut yang dihasilkan lensa okuler
Perbesaran yang dihasilkan oleh lensa objektif memenuhi persamaan berikut.
Sedangkan perbesaran sudut yang dihasilkan lensa okuler mirip dengan perbesaran sudut lup, yakni untuk pengamatan tanpa akomodasi
Dan untuk pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum, perbesaran sudut yang dihasilkan oleh lensa okuler adalah sebagai berikut.
Dengan fok = panjang fokus lensa okuler
Lup
Lup atau kaca pembesar (atau sebagian orang menyebutnya suryakanta) adalah lensa cembung yang difungsikan untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak lebih jelas dan besar. Sebagaimana yang kalian ketahui, lensa cembung memiliki kemampuan untuk membentuk bayangan maya yang diperbesar jika benda terletak di antara titik fokus dan lensa.
Bentuk lup diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Untuk lup, benda selalu diletakkan dalam ruang I sehingga bayangan akan terletak di ruang (IV). Bayangan yang terletak di ruang (IV) bersifat maya dan tegak. Rumus perbesaran lup bergantung pada keadaan mata kita saat menggunakannya, yaitu apakah mata dalam keadaan berakomodasi atau tidak. Untuk itu ada tiga jenis rumus perbesaran anguler lup yaitu sebagai berikut.
Perbesaran Anguler Lup untuk Mata Berakomodasi Maksimum
Perbesaran anguler lup untuk mata berakomodasi maksimum dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
M = perbesaran anguler untuk mata berakomodasi maksimum
sn = jarak baca normal (titik dekat mata normal = 25 cm)
f = jarak fokus lup
Perbesaran Anguler Lup untuk Mata Tidak Berakomodasi
Perbesaran anguler lup untuk mata tidak berakomodasi dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
M = perbesaran anguler untuk mata berakomodasi maksimum
sn = jarak baca normal (titik dekat mata normal = 25 cm)
f = jarak fokus lup
Perbesaran Anguler Lup untuk Mata Berakomodasi pada Jarak Tertentu
Perbesaran anguler lup untuk mata berakomodasi pada jarak tertentu dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
M = perbesaran anguler untuk mata berakomodasi maksimum
sn = jarak baca normal (titik dekat mata normal = 25 cm)
f = jarak fokus lup
x = jarak mata berakomodasi
1.
Reni yang menderita rabun dekat mempunyai titik dekat 50 cm. Jika ingin membaca dengan jarak normal (25 cm), maka berapa kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai Reni?
A. 2 Dioptri
B. 4 Dioptri
C. 6 Dioptri
D. 8 Dioptri
E. 10 Dioptri
JAWABAN BENAR
PEMBAHASAN
1/f = 1/s + 1/s’
1/f = 2/50 – 1/50
1/f = 1/50
f = 50 cm = 0,5 m
P = 1/f = 1/0,5 = 2 dioptri
Jadi, kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai reni adalah 2 dioptri.
2.
Jarak fokus lensa sebuah kamera adalah 50 mm. Kamera tersebut diatur untuk memfokuskan bayangan benda pada jauh tak terhingga. Berapa jauh lensa kamera harus digeser agar dapat memfokuskan bayangan benda yang terletak pada jarak 2,5 m?
A. 1,02 mm
B. 2,04 mm
C. 3,02 mm
D. 4,03 mm
E. 5,02 mm
JAWABAN BENAR
PEMBAHASAN
Ketika digunakan untuk memfokuskan benda yang letaknya jauh di tak terhingga, bayangan benda tersebut akan tepat berada di titik fokus lensa. Dengan kata lain, s' = f = 50 mm. Ketika jarak benda ke lensa, s = 2,5 m = 2.500 mm, bayangannya adalah sebagai berikut.
1/s + 1/s’ = 1/f
1/2.500 + 1/s’ = 1/50
1/s’ = 1/50 – 1/2.500
1/s’ = 50 – 1/2.500
1/s’ = 49/2.500
s' = 2.500/49
s’ = 51,02 mm
Dengan demikian, lensa harus digeser sejauh 51,02 mm – 50 mm = 1,02 mm.
3.
Dina hanya mampu melihat benda dengan jelas paling jauh pada jarak 2 m dari matanya. Berapakah kekuatan lensa kacamata yang diperlukan Dina agar dapat melihat dengan jelas ?
A. -1/2 dioptri
B. -1/3 dioptri
C. 1/2 dioptri
D. 1/3 dioptri
E. 1/4 dioptri
JAWABAN BENAR
PEMBAHASAN
Diketahui :
PR = 3 m
sehingga, kekuatan lensa kacamatanya adalah :
P = -1/PR = -1/3 dioptri
4.
Jarak fokus lensa sebuah kamera adalah 50 mm. Kamera tersebut diatur untuk memfokuskan bayangan benda pada jauh tak terhingga. Berapa jauh lensa kamera harus digeser agar dapat memfokuskan bayangan benda yang terletak pada jarak 2,5 m?
A. 34,05 mm
B. 42,05 mm
C. 51,02 mm
D. 62,05 mm
E. 65,04 mm
JAWABAN BENAR
PEMBAHASAN
5.
Benda diletakkan di depan lup pada jarak 5 cm. Jika jarak titik fokus lup 5 cm, berapakah perbesaran sudut lup tersebut ?
A. 5 kali
B. 8 kali
C. 10 kali
D. 12 kali
E. 15 kali
JAWABAN BENAR
PEMBAHASAN
