ALAT OPTIK
Kompetensi Inti
KI1. Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya.
KI2. Menghargai dan menghayati perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (toleransi, gotong
royong), santun, percaya diri, dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan
dalam dalam jangkauan pergaulan dan keberadaannya.
KI3. Memahami dan menerapkan pengetahuan (faktual, konseptual, dan prosedural) berdasarkan rasa
ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya terkait fenomena dan kejadian
tampak mata.
KI4. Mengolah, menyaji, dan menalar dalam ranah konkret (menggunakan, mengurai, merangkai,
memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak (menulis, membaca, menghitung,
menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang
sama dalam sudut pandang/teori.
Kompetensi Dasar
3.11 Mendeskripsikan sifat-sifat cahaya, Pembentukan bayangan, serta aplikasinya untuk
menjelaskan penglihatan manusia, proses pembentukan bayangan pada mata serangga, dan
prinsip kerja alat optik
4.11 Membuat laporan hasil penyelidikan tentang pembentukan bayangan pada cermin, lensa,
dan alat optik (Proyek )
Indikator Pencapaian Kompetensi
3.11.9 Mendata berbagai macam alat optik yang dapat ditemui siswa dalam kehidupan sehari-hari.
3.11.10 Mendeskripsikan prinsip kerja alat optik.
4.11.1 Menyusun laporan hasil penyelidikan proses pembentukan bayangan pada cermin, lensa,
dan alat optik.
ALAT OPTIK
1. Mata
Mata merupakan alat optik alami yg dimiliki beberapa mahluk hidup seperti manusia dan hewan. Salah satu keistimewaan mata adalah dapat merubah panjang pendeknya fokus lensa dengan cara menebalkan dan menipiskan lensa pada mata, yang disebut daya akomodasi.
Bagian-bagian Mata
Mata tersusun atas beberapa bagian yang berbeda yang masing-masing bagian memiliki fungsi yang berbeda pula. Mata kita dibalut oleh tiga lapis jaringan yang berlainan.
Lapisan luar adalah lapisan sklera, lapisan ini membentuk kornea. Lapisan tengah adalah lapisan koroid, lapisan ini membentuk iris. Lapisan ketiga adalah lapisan dalam yaitu retina.
Gambar bagian-bagian mata.
A) Pembentukan Bayangan pada Mata
Lensa pada mata kita merupakan lensa jenis cembung, sehingga pembentukan bayangannya mengikuti hukum pembiasan.Bayangan benda-benda, baik benda yg jauh maupun yg dekat, harus jatuh tepat di retina agar dapat terlihat jelas oleh mata, karena di retina terdapat bintuik kuning yg sangat peka terhadap cahaya.
Lensa mata itu menebal dan menipis secara otomatis, dikarenakan untuk memfokuskan jatuhnya bayangan tepat di retina.Kemampuan untuk menipiskan dan menebalkan lensa mata disebut akomodasi.Akomodasi setiap orang itu berbeda-beda, pada normalnya dapat menipiskan lensanya sehingga dapat melihat dengan jelas benda yg terletak jauh, dan sebaliknya juga dapat menebalkan sehingga bisa melihat benda yg dekat.
B) Titik Jauh Mata dan Mata Tidak Berakomodasi
Mata yg normal dapat melihat benda yg sangat jauh.Titik terjauh yg masih dapat dilihat disebut titik jauh (punctum remotum) disingkat PR.
Pada saat mata melihat benda pada titik jauhnya, lensa mata dalam keadaan paling tipis & dikatakan mata dalam keadaan tidak beakomodasi.Pada kondisi seperti ini, otot mata ber-istirahat sehingga mata dapat melihat dgn rileks dan tidak cepat lelah.
C) Titik Dekat Mata dan Mata Berakomodasi Maksimum
Mata memiliki titik dekat (Punctum Proximum) disingkat PP, yaitu jarak terdekat yg bisa dilihat dengan jelas dan nyaman.Jarak titik dekat mata normal adalah antara 20-30 cm.
Pada saat melohat benda dalam titik dekatnya, lensa mata sedang dalam ketebalan maksimum. Dalam keadaan tersebut mata akan cepat lelah, karena otot mata menahan lensa supaya tetap dalam keadaan setebal-tebalnya
D) Mata di Tempat Gelap dan di Tempat Terang
Salah satu agar mata dapat melihat adalah harus ada cahaya yg cukup untuk mengenali benda.Berkas Cahaya yg masuk ke mata kita tidak boleh terlalu sedikit atau banyak. Bagian mata yg mengatur banyak dikitnya berkas cahaya yg masuk adalah pupil.
Pada ruang yg gelap, pupil akan membuka lebar dan sebaliknya di ruang terang, pupil akan terbuka kecil. Membuka menutupnya pupil diatur oleh otot yg disebut Iris
E) Cacat Mata
1) Miopi (Rabun Jauh)
Cacat mata ini membuat benda-benda yg jauh tidak dapat dilihat dengan jelas.Karena jauh mata miopia tidak tepat di titik tak berhingga, meliankan pada titik tertentu yg pendek. Mata orang miopia menipiskan lensa matanya setipis-tipis-nya sehingga bayangan benda yg terbentuk di retina tidak terlihat jelas. Penderita mata miopia dapat dibantu penglihatannya menggunakan kacamata ber-lensa cekung (negatif).
Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina. Kacamata negatif (lensa cekung) dapat menolong penderita rabun jauh.
2) Hipermetropia (Rabun Dekat)
Cacat mata ini membuat benda-benda yg terletak di dekat mata tidak terlihat jelas karena titik dekatnya relatif jauh dibandingkan orang normal. Bayangan benda pada mata orang Hipermetropia terbentuk di belakang retina sehingga bendanya tidak terlihat jelas. Penderita cacat mata ini dapat dibantu dengan kacamata ber-lensa cembung (positif)
Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak dekat
(± 25 cm) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di belakang retina sehingga bayangan yang jatuh pada retina menjadi tidak jelas (kabur). Kacamata positif (lensa cembung) dapat menolong penderita rabun dekat.
Cacat mata ini tidak dapat melihat benda yg terlalu jauh atau dekat.Karena matanya tidak dapat menipiskan atau menebalkan lensanya seperti mata normal.Akibatnya titk jauh dan dekatnya, tidak terlalu jauh atau dekat, tidak lebih dari 30 cm. Penderita cacat mata ini dapat dibantu oleh kacamata rangkap.
Presbiopi disebut juga rabun jauh dan dekat atau rabun tua, karena kelainan mata ini
biasanya diderita oleh orang yang sudah tua. Kelainan jenis ini membuat si penderita tidak
mampu melihat dengan jelas benda-benda yang berada di jarak jauh maupun benda yang
berada pada jarak dekat. Hal tersebut diakibatkan oleh berkurangnya daya akomodasi
mata. Kelainan ini biasanya diatasi dengan kaca mata rangkap, yaitu kaca mata cembung
dan cekung. Pada kacamata dengan lensa rangkap atau kacamata bifokal, lensa negatif
bekerja seperti pada kacamata untuk penderita miopi, sedangkan lensa positif bekerja
seperti pada kacamata untuk penderita hipermetropi.
4). Buta Warna
Buta warna adalah suatu kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel-sel kerucut mata
untuk menangkap suatu warna tertentu. Penyakit ini bersifat menurun.
Buta warna ada yang buta warna total dan buta warna sebagian.
Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih saja, sedangkan
Buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu, yaitu merah, hijau, atau biru. Ingat
kembali tentang sel kerucut!
Sel kerucut menyebabkan kamu dapat melihat warna merah. Tipe kedua dari sel kerucut
merespon cahaya kuning dan hijau dan menyebabkan kamu dapat melihat warna hijau.
Tipe sel kerucut ketiga merespon cahaya biru dan ungu dan menyebabkan kamu dapat
melihat warna biru.
Gambar huruf tokek, untuk mengecek kelainan mata buta warna
5) Astigmatisma
Astigmatisma atau dikenal dengan istilah silinder adalah sebuah gangguan pada mata
karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensa. Hal ini disebabkan oleh
cacat lensa yang tidak dapat memberikan gambaran atau bayangan garis vertikal dengan
horisotal secara bersamaan. Penglihatan si penderita menjadi kabur. Untuk mengatasi
gangguan ini, dapat menggunakan lensa silindris.
2. Kamera
Kamera adalah alat paling populer dalam aktivitas fotografi. Nama ini didapat dari camera obscura, bahasa Latin untuk "ruang gelap", mekanisme awal untuk memproyeksikan tampilan di mana suatu ruangan berfungsi seperti cara kerja kamera fotografis yang modern, kecuali tidak ada cara pada waktu itu untuk mencatat tampilan gambarnya selain secara manual mengikuti jejaknya. Dalam dunia fotografi, kamera merupakan suatu peranti untuk membentuk dan merekam suatu bayangan potret pada lembaran film. Pada kamera televisi, sistem lensa membentuk gambar pada sebuah lempeng yang peka cahaya. Lempeng ini akan memancarkan elektron ke lempeng sasaran bila terkena cahaya.Selanjutnya, pancaran elektron itu diperlakukan secara elektronik. Dikenal banyak jenis kamera potret.Kamera merupakan alat optic yang cara kerjanya mirip dengan mata. Kamera menggunakan lensa cembung yang dapat digeser maju mundur.
Pada mata, bayangan benda ditangkap oleh retina, sedangkan pada kamera, bayangan benda ditangkap oleh pelat film. Sifat bayangan benda yang terjadi pun sama, yaitu nyata, terbalik, dan diperkecil.
Pada mata terdapat pupil yang berfungsi sebagai pengatur banyaknya cahaya yang masuk bola mata.Pada kamera, fungsi pengaturan ini dilakukan oleh diafragma. Ketika tombol kamera ditekan, sebuah shutter dibelakang lensa akan membuka dan menutup dengan sangat cepat. Cahaya yang masuk dengan cepat ini diterima oleh pelat film dan terjadilah proses kimia hingga dapat diproses menjadi foto.
Di ruang redup, aperture (celah) akan terbuka lebar sedangkan di ruang terang , aperture akan menjadi sempit. Jika cahaya yang masuk terlalu kuat atau banyak, pelat film dapat terbakar. Sebaliknya, jika terlalu sedikit cahaya yang masuk, hasil fotonya kurang terang
Kamera merupakan alat optik yang hanya memiliki sebuah lensa cembung. Obyek harus diletakkan pada jarak lebih dari dua kali jarak fokus lensa , sehingga terbentuk bayangan yang bersifat nyata, terbalik dan diperkecil.
Kamera memiliki aperture yaitu lubang cahaya, diafragma untuk pengatur cahaya ,shutter adalah pembuka dan penutup aperture, lensa cembung untuk penangkap bayangan.
3. Lup atau Kaca Pembesar
Lup merupakan alat optik yang disusun dari sebuah lensa cembung.
Letak benda di titik F sifat bayangan maya, tegak dan diperbesar, mata tampa berakomodasi
Letak benda di ruang 1 sifat bayangan maya, tegak dan diperbesar, mata berakomodasi maksimum.
A) Menghitung Jarak Titik Fokus Suatu Lup
Titik fokus suatu lup menentukan perbesaran yang dihasilkan, oleh karena itu titik fokusnya adalah besaran yang perlu diketahui (lihat juga dibawah).Dalam penggunaan sehari-hari jarak titik fokus dari sebuah lup dapat ditentukan dengan percobaan sederhana cahaya dapat dikumpulkan di satu titik yang berjarak tertentu dari lensa lup.
Apabila cahaya mencapai tingkat energi yang tinggi maka kertas, serpih kayu, atau lainnya dapat terbakar ketika diletakkan di bawah lup tersebut. Dalam hal ini cahaya dikumpulkan di sebuah titik yang disebut titik fokus atau titik api yang sifatnya maya atau semu bukan nyata atau di belakang lensa tersebut.
B) Mata tidak berakomodasi (mata rikeks)
Ketika menggunakan lup dengan mata tidak berakomodasi, bayangan yang terbentuk jatuh di titik tak terhingga. Untuk menghasilkan bayangan yang seperti ini, benda harus terletak di titik focus lup( atau kurang sedikit).
Oleh karena mata tidak berakomodasi, lensa mata dalam keadaan paling tipis dan otot-otot mata tidak meregang sehingga mata tidak cepat lelah. Perbesaran yang dihasilkan dalam keadaan mata tidak berakomodasi adalah :
M = atau M =
Dimana: M= perbesaran lup
F= jarak focus lup (cm)
N= Titik dekat mata (25cm)
C) Mata berakomodasi maksimum
Ketika menggunakan lup dengan mata berakomodasi maksimum, bayangan yang terbentuk harus jatuh di titik dekat mata (25cm).untuk menghasilkan bayangan yang seperti ini, benda harus terletak diantara titik focus lup (F) dan lensa (antara titik F dan O).
Oleh karena mata berakomodasi maksimum, lensa mata dalam keadaan menebal sekuat kuatnya dan otot-otot mata merengang sehingga mata cepat lelah. Akan tetapi, dalan kondisi ini akan dihasikan perbesaran yang maksimum. Perbesaraan yang dihasilkan dalam keadaan mata berakomodasi maksimum adalah :
M = atau M =
Di mana: M= Perbesaran lup
F= jarak focus lup (cm)
n= titik dekat mata (25cm)
4. Mikroskop
Ukuran Bakteri atau Virus sangat kecil sekali, untuk melihatnya mata perlu dibantu alat optik Mikroskop. Mikroskop merupakan susunan lensa yg diatur sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan bayangan yg diperbesar. Alat ini dapat berfungsi jika benda yg akan diamati dapat ditembus cahaya.
Pada dasarnya mikroskop terdiri dari dua lensa cembung, yaitu lensa objektif dan lensa okuler.Lensa objektif merupakan lensa cembung yg jarak fokusnya pendek, yg diletakkan di dekat objek.Lensa Okuler merupakan lensa yg jarak fokusnya relatif panjang yg terletak didekat pengamat.
Mikroskop menggunakan dua lensa cembung. Yang disebut lensa okuler dan lensa objektif. Lensa okuler adalah lensa yang posisinya dengan mata pengamat.
Lensa objektif adalah lensa yang posisinya dekat dengan objek/ benda yang sedang diamati. Fungsi dari mikroskop adalah untuk mengamati benda-benda yang bersifat mikroskopis.
Sifat bayangan yang dibentuk adalah maya, terbalik dan diperbesar
A) Mata Berakomodasi Maksimum
Dalam Keadaan mata yg berakomodasi maksimum, bayangan akhir yg dihasilkan harus jatuh tepat di titik dekat mata yaitu pada jarak 25 cm di depan mata. Bayangan yg terbentuk adalah Bayangan Maya diperbesar.
B) Mata Tidak Berakomodasi
Dalam keadaan mata yg tidak berakomodasi bayangan akan jatuh di titik jauh mata pengamat yaitu jarak tak berhingga.
C) Perbesaran Mikroskop
Mikroskop bekerja berdasarkan prinsip pembentukan bayangan dari susunan lensa.Berarti, rumus perbesaran pada lensa dapat digunakan untuk menghitung perbesaran bayangan pada mikroskop. Oleh karena mikroskop terdiri dari dua lensa, yaitu lensa objektif dan lensa okuler, perbesarannya adalah perkalian besar masing-masing Lensa
Mmik = Mob x Mok
Keterangan :
Mmik : Perbesaran Mikroskop
Mob : Perbesaran Lensa Objektif
Mok : Perbesaran Lensa Okuler
Perbesaran pada lensa objektif :
Perbesaran pada lensa okuler :
A) Untuk mata tak berakomodasi :
B) Untuk mata berakomodasi maksimum :
Perbesaran Mikroskop :
A) Untuk mata tidak berakomodasi : <-> x
B) Untuk mata berakomodasi maksimum :
5. Teleskop (Teropong)
a) Teropong Bintang (Teleskop Astronomi)
Teropong bintang terdiri dari dua lensa cembung yg digunakan sebagai lensa objektif dan lensa okuler.Teropong ini digunakan untuk mengamati benda-benda akngkasa. Semua benda yg akan diamati oleh teropong ini berada di titik tak bergingga.
b) Teropong Bumi
Teropong bumi digunakan untuk melihat benda di permukaan bumi atau benda yg relatif dekat dengan bumi. Pada prinsipnya, teropong bumi sama dengan teropong bintang. Tetapi pada teropong bumi, bayangan lensa objektif terlebih dahulu melewati lensa pembalik sebelum dibiaskan oleh lensa okuler.
Teleskop adalah alat optik yang dapat membuat benda-benda yang berada pada tempat yang jauh menjadi terlihat dekat.
Ada dua tipe dasar teleskop, yaitu teleskop pembias dan teleskop pantul.
Gambar teleskop bias Gambar Teleskop pantul.
6. Periskop
Prinsip cara kerja periskop adalah cahaya yang dipantulkan oleh obyek ke lensa objektif akan dipantulkan ke cermin datar(prisma) pertama. Lalu cermin datar (prisma)pertama akan memantulkan cahaya yang bergerak lurus dan dipantulkan ke cermin datar (prisma) kedua ke pengamat.
Periskop merupakan bantu optik yang berfungsi untuk mengamati benda dalam jarak jauh. Periskop digunakan pada tank dan kapal selam. Bentuknya sederhana yaitu berupa tabung yang dilengkapi dengan cermin atau prisma pada ujungnya.
7. Overhead Projector (OHP)
OHP merupakan salah satu alat optik yg membantu presentasi.Pada prinsipnya OHP adalah sebuah alat yg menayangkan benda tembus cahaya dengan bantuan cermin cekung dan lensa cembung.Cermi Cekung dan Lensa Cembung sama-sama berfungsi untuk pengumpul cahaya.
Cara kerja OHP didahului dengan nyalanya lampu proyeksi dan mengarah ke cermin datar bawah, karena difokuskan oleh kondensor. Sinar dari lampu projector yg arahnya ke belakang juga akan mengarah ke depan karena dipantulkan oleh cermin cekung, bergabung dengan sinar-sinar lainnya. Setelah melalui kondensor, sinar dipantulkan oleh cermin datar bawah kearah cermin datar atas.
Sinar ini menembus gambar tembus cahaya, sehingga bayangan gambar ini mengenai cermin datar atas.Gambar diapositif adalah gambar yg sesuai dengan warna aslinya, tetapi tembus cahaya.Bayangan ini dipantulkan melalui lensa objektif ke layar.Bayangan akhir dari OHP adalah nyata, terbalik dan diperbesar.
8. Slide Projector
Slide Projector juga digunakan untuk presentasi. Benda yg akan ditayangkan oleh slide projector adalah sebuah benda tembus cahaya hasil sebuah pemotretan setelah diolah menjadi benda diapositif.
Cara kerjanya, gambar diapositif yg diletakkan di depan kondensor akan menerima sinar kuat dari lampu karena kondensor bersifat mengumpulkan sinar. Sinar-sinar yg terpancar dari kondensor ini, diterima oleh lensa cembung kembali yg diletakkan sebagai lensa objektif. Bayangan akhir yg terbentuk di layar bersifat nyata, diperbesar dan terbalik.
Terimakasih sudah mampir ke sisni....
BalasHapus