Alat - Alat Optik

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Mata

Salah satu alat optik alamiah yang merupakan salah satu anugerah dari Sang Pencipta yaitu mata. Di dalam mata terdapat lensa kristalin yang terbuat dari materi bening, berserat, dan kenyal. Lensa kristalin atau lensa mata berfungsi mengatur pembiasan yang disebabkan oleh cairan di depan lensa. Cairan ini dinamakan aqueous humor. Intensitas cahaya yang masuk ke mata diatur oleh pupil.

Bagian-bagian mata

Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata ke kepingan belakang mata yang disebut retina. Bentuk bayangan benda yang jatuh di retina seperti direkam dan disampaikan ke otak melalui saraf optik. Bayangan inilah yang hingga ke otak dan memperlihatkan kesan melihat benda kepada mata. Jadi, mata sanggup melihat objek dengan terang apabila bayangan benda (bayangan nyata) terbentuk sempurna di retina.

Lensa mata merupakan lensa yang kenyal dan fleksibel yang sanggup menyesuaikan dengan objek yang dilihat. Karena bayangan benda harus selalu difokuskan sempurna di retina, lensa mata selalu berubah-ubah untuk menyesuaikan objek yang dilihat. Kemampuan mata untuk beradaptasi terhadap objek yang dilihat dinamakan daya fasilitas mata.

Daya fasilitas mata

Saat mata melihat objek yang dekat, lensa mata akan berakomodasi menjadi lebih cembung agar bayangan yang terbentuk jatuh sempurna di retina. Sebaliknya, ketika melihat objek yang jauh, lensa mata akan menjadi lebih pipih untuk memfokuskan bayangan sempurna di retina.

Titik terdekat yang bisa dilihat oleh mata dengan terang disebut titik bersahabat mata (punctum proximum/PP). Pada ketika melihat benda yang berada di titik dekatnya, mata dikatakan berakomodasi maksimum. Titik bersahabat mata disebut juga dengan jarak baca normal lantaran jarak yang lebih bersahabat dari jarak ini tidak nyaman dipakai untuk membaca dan mata akan terasa lelah. Jarak baca normal atau titik bersahabat mata yaitu sekitar 25 cm.

Adapun, titik terjauh yang sanggup dilihat oleh mata dengan terang disebut titik jauh mata (punctum remotum/PR). Pada ketika melihat benda yang berada di titik jauhnya, mata berada dalam kondisi tidak berakomodasi. Jarak titik jauh mata normal yaitu di titik tak hingga ( ).

CACAT MATA

Rabun Jauh 

Orang yang menderita rabun jauh atau miopi tidak bisa melihat dengan terang objek yang jauh tapi tetap bisa melihat dengan terang objek di titik dekatnya (pada jarak 25 cm). titik jauh mata orang yang menderita rabun jauh berada pada jarak tertentu (mata normal mempunyai titik jauh tak berhingga).

Rabun jauh sanggup diperbaiki dengan memakai lensa divergen yang bersifat berbagi (memencarkan) sinar. Lensa divergen atau lensa cekung atau lensa negatif sanggup membantu lensa mata semoga sanggup memfokuskan bayangan sempurna di retina.

Jarak fokus lensa dan besar lengan berkuasa lensa yang dipakai untuk memperbaiki mata yang mengalami rabun jauh sanggup ditentukan menurut persamaan lensa tipis dan rumus besar lengan berkuasa lensa.

 

Di sini jarak s yaitu jarak tak hingga (titik jauh mata normal), dan s’ yaitu titik jauh mata (PR). Prinsip dasarnya yaitu lensa negatif dipakai untuk memindahkan (memajukan) objek pada jarak tak hingga semoga menjadi bayangan di titik jauh mata tersebut sehingga mata sanggup melihat objek dengan jelas.

Rabun Dekat

Orang yang menderita rabun bersahabat atau hipermetropi tidak bisa melihat dengan terang objek yang terletak di titik dekatnya tapi tetap bisa melihat dengan terang objek yang jauh (tak hingga). Titik bersahabat mata orang yang menderita rabun bersahabat lebih jauh dari jarak baca normal (PP > 25 cm).

Cacat mata hipermetropi sanggup diperbaiki dengan memakai lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar. Lensa konvergen atau lensa cembung atau lensa positif sanggup membantu lensa mata semoga sanggup memfokuskan bayangan sempurna di retina.

Jarak fokus lensa dan besar lengan berkuasa lensa yang dipakai untuk memperbaiki mata yang mengalami hipermetropi sanggup ditentukan menurut persamaan lensa tipis dan rumus besar lengan berkuasa lensa.

 

Di sini jarak s yaitu jarak titik bersahabat mata normal (25 cm), dan s’ yaitu titik bersahabat mata (PP). Prinsip dasarnya yaitu lensa positif dipakai untuk memindahkan (memundurkan) objek pada jarak baca normal menjadi bayangan di titik bersahabat mata tersebut sehingga mata sanggup melihat objek dengan jelas.

Kaca Pembesar (lup)

Kaca pembesar atau lup dipakai untuk melihat benda kecil yang tidak bisa dilihat dengan mata secara langsung. Lup memakai sebuah lensa cembung atau lensa positif untuk memperbesar objek menjadi bayangan sehingga sanggup dilihat dengan jelas.

Bayangan yang dibuat oleh lup bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Untuk mendapat bayangan semacam ini objek harus berada di depan lensa dan terletak diantara titik sentra O dan titik fokus F lensa. untuk menghasilkan bayangan yang diinginkan, lup sanggup dipakai dalam dua macam cara, yaitu dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tidak berakomodasi.

Lup sanggup dipakai dengan mata berakomodasi maksimum untuk mendapat perbesaran bayangan yang diinginkan. Agar mata berakomodasi maksimum, bayangan yang terbentuk harus sempurna berada di titik bersahabat mata (s’ = s_n = jarak titik bersahabat mata).

Perbesaran bayangan yang dihasilkan oleh lup dengan mata berakomodasi maksimum adalah

 

Dimana P yaitu perbesaran lup, s_n yaitu jarak titik bersahabat mata (s_n = 25 cm untuk mata normal), dan f yaitu jarak fokus lup.

Menggunakan lup dalam keadaan mata berakomodasi maksimum menciptakan mata menjadi cepat lelah. Agar mata relaks dan tidak cepat lelah, lup dipakai dalam keadaan mata tidak berakomodasi. Untuk mendapat perbesaran bayangan yang diinginkan dalam keadaan mata tidak berakomodasi, bayangan yang terbentuk harus berada sangat jauh di depan lensa (jarak tak hingga). dalam hal ini objek harus berada di titik fokus lensa (s = f).

Perbesaran bayangan yang dihasilkan oleh lup dengan mata tidak berakomodasi adalah

 

Dimana P yaitu perbesaran lup, s_n yaitu jarak titik bersahabat mata (s_n = 25 cm untuk mata normal), dan f yaitu jarak fokus lup.

Mikroskop

Perbesaran bayangan yang dihasilkan dengan memakai lup yang hanya memakai sebuah lensa cembung kurang maksimal dan terbatas. Untuk mendapat perbesaran yang lebih besar diharapkan susunan alat optik yang lebih baik. Perbesaran yang lebih besar sanggup diperoleh dengan menciptakan susunan dua buah lensa cembung. Susunan alat optik ini dinamakan mikroskop yang sanggup menghasilkan perbesaran hingga lebih dari 20 kali.

Sebuah mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung (lensa positif). lensa yang bersahabat dengan objek (benda) dinamakan lensa objektif, sedangkan lensa yang bersahabat mata dinamakan lensa okuler. Jarak fokus lensa okuler lebih besar daripada jarak fokus lensa objektif.

mikroskop dan bagian-bagiannya

pembentukan bayangan pada mikroskop

Objek yang ingin diamati diletakkan di depan lensa objektif di antara titik F_ob dan 2F_ob. Bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif yaitu I₁ yang berada di belakang lensa objektif dan di depan lensa okuler. Bayangan ini bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar. Bayangan I₁ akan menjadi benda bagi lensa okuler dan terletak di depan lensa okuler antara sentra optik O dan titik fokus okuler F_ok. Di sini lensa okuler akan berfungsi sebagai lup dan akan terbentuk bayangan final I₂ di depan lensa okuler. Bayangan final I₂ yang terbentuk bersifat maya, diperbesar, dan terbalik terhadap objek semula.

Perbesaran yang dihasilkan mikroskop yaitu adonan dari perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Perbesaran lensa objektif mikroskop adalah

 

Dimana P_ob yaitu perbesaran lensa objektif, s’_ob yaitu jarak bayangan lensa objektif dan s_ob yaitu jarak objek di depan lensa objektif.

Adapun perbesaran lensa okuler mikroskop sama dengan perbesaran lup, yaitu sebagai berikut.

untuk mata berakomodasi maksimum

untuk mata tidak berakomodasi

Dimana P_ok yaitu perbesaran lensa okuler, s_n yaitu jarak titik bersahabat mata (untuk mata normal s_n = 25 cm), dan f_ok yaitu jarak fokus lensa okuler.

Perbesaran total mikroskop yaitu hasil kali perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Jadi,

P = P_ob × P_ok

Hal-hal penting yang perlu diketahui berkaitan dengan mikroskop:

(1)jarak antara lensa objektif dan lensa okuler disebut juga panjang tabung (d). panjang tabung sama dengan penjumlahan jarak bayangan yang dibuat lensa objektif (s’_ob) dengan jarak benda (bayangan pertama) ke lensa okuler (s_ok).

d = s’_ob + s_ok

(2)menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum berarti letak bayangan final berada di titik bersahabat mata di depan lensa okuler. Jadi, sanggup dituliskan

s’_ok = −s_n

(3)menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi berarti jarak benda di depan lensa okuler (s_ok ) berada sempurna di titik fokus lensa okuler (f_ok). Jadi, sanggup dituliskan

s_ok = f_ok

Teropong Bintang

Bintang-bintang di langit yang letaknya sangat jauh tidak sanggup dilihat secara eksklusif oleh mata. Teropong atau teleskop sanggup dipakai untuk melihat bintang atau objek yang letaknya sangat jauh.

Teropong terdiri atas dua lensa cembung, sebagaimana mikroskop. Pada teropong jarak fokus lensa objektif lebih besar daripada jarak fokus lensa okuler (f_ob > f_ok). Teropong dipakai dengan mata tidak berakomodasi semoga tidak cepat lelah lantaran teropong dipakai untuk mengamati bintang selama berjam-jam. Dengan mata tidak berakomodasi, bayangan lensa objektif harus terletak di titik fokus lensa okuler. Dengan demikian, panjang teropong (atau jarak antara kedua lensa) adalah

d = f_ob + f_ok

dimana f_ob yaitu jarak fokus lensa objektif dan f_ok yaitu jarak fokus lensa okuler.

Adapun perbesaran P yang dihasilkan oleh teropong adalah

Sumber http://fisika-indonesia.blogspot.com