OPTIK

LENSA DAN MATA

LENSABerdasarkan bentuk permukaannya, lensa dibagi menjadi:

1. Lensa sferis

2. Lensa silindris

Permukaan lensa sferis ada dua :

1. Lensa cembung atau lensa positif atau konvergen

(mengumpulkan cahaya).Lensa bikonveks (cembung ganda)Lensa plankonveks (cembung datar)Konkafkonveks (cembung cekung)

2. Lensa cekung atau lensa negatif atau divergen

(menyebarkan cahaya).Lensa bikonkaf (cekung ganda)Lensa plankonkaf (cekung datar)Konvekskonkaf (cekung cembung)

1.1. Pembiasan pada lensa sferis

• Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan cahaya jika media yang dilalui oleh cahaya berlainan.

• Pembiasan cahaya pada lensa cembung memiliki kaidah sebagai berikut:

1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus lensa.

2. Sinar melalui titik fokus lensa dibiaskan sejajar sumbu utama

3. Sinar melalui pusat lensa tidak dibiaskan, tapi diteruskan.

4. Sinar datang dari benda yang jauh dari lensa difokuskan di titik fokus.

Sumbu utama (sumbu optik)f

f = titik fokus lensa

R = jari-jari lensa = 2 kali jarak fokus (2f)

fR R

Benda

Bayangan

Bayangan :

Diperbesar, terbalik, dan nyata

LENSA POSITIF

f fR R

Bayangan akan jatuh di titik fokus

Kasus Khusus

Bagaimana sifat bayangan jika benda berada jauh dari lensa?

1.2. Pembiasan pada lensa cekung

• Pembiasan cahaya pada lensa cembung memiliki kaidah sebagai berikut:

1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah datang dari titik fokus lensa.

2. Sinar melalui titik fokus lensa dibiaskan sejajar sumbu utama

3. Sinar melalui pusat lensa tidak dibiaskan, tapi diteruskan.

4. Sinar dari objek yang jauh dari lensa akan disebarkan (divergen)

f fR RBenda Bayangan

Bayangan :

Diperkecil (selalu), tegak dan di depan lensa diantara fokus dan lensa (selalu semu)

LENSA NEGATIF

f fR R

Bayangan yang terbentuk sangat besar (efek divergen)

Bagaimana sifat bayangan jika benda berada jauh dari lensa?

Pembagian Ruangan Benda dan Bayangan

Lensa

Benda Bayangan

R Rf f

IIIIII

IV

I II III

• Ruang Benda + Ruang Bayangan = V

Contoh : Jika benda di ruang II, maka bayangan ada di ruangan III

• Jika ruangan bayangan lebih besar dari ruang benda maka bayangan akan diperbesar dan sebaliknya.

Contoh : Benda di III, bayangan di II bayangan diperkecil.

f fR R

Benda

Bayangan :

Diperbesar

Tegak

Maya

Kasus Khusus

Bagaimana sifat bayangan jika benda ada diantara fokus dan lensa (ruang I) ?

Hubungan antara Jarak benda, fokus dan jarak bayangan

'S

1

S

1

f

1

f = jarak fokus lensa (positif untuk lensa cembung dan negatif untuk lensa cekung)

S = jarak benda dengan lensa

S’ = jarak bayangan (negatif jika bayangan berada pada sisi yang sama dengan benda)

Contoh : Jika benda berada pada jarak 50 cm didepan lensa cembung dengan fokus 20 cm, Dimanakah bayangan benda ?

Jawab : Benda di Ruang III (> R= 40 cm), bayangan berarti di ruang II

)lensabelakangdidanIIRuang(cm3,333

100'S

100

3

100

25

50

1

20

1

'S

1'S

1

50

1

20

1

PERSAMAAN LENSA

Contoh : Jika benda berada pada jarak 10 cm didepan lensa cembung dengan fokus 20 cm, Dimanakah bayangan benda ?

Jawab : Benda di Ruang I (< f), bayangan berarti di ruang IV

)lensadepandidanIVRuang(cm201

20'S

20

1

20

21

10

1

20

1

'S

1'S

1

10

1

20

1

Tanda minus berarti bayangan di depan lensa

Contoh : Jika benda berada pada jarak 50 cm didepan lensa cekung (negatif) dengan fokus 20 cm, Dimanakah bayangan benda ?

Jawab : Untuk lensa negatif berlaku f negatif dan S’ negatif karena berada di sisi yang sama dari lensa dengan benda)

)lensadanfokusdiantara(cm3,147

100'S

100

7

100

52

20

1

50

1

f

1

S

1

'S

1f

1

'S

1

S

1

PEMBESARAN LENSA

f fR R

Benda

Bayangan

LENSA POSITIF

h

h’

Pembesaran :

S

'S

h

'hm Bayangan dapat diperbesar atau

diperkecil bergantung pada nilai S dan S’

S

'S

h

'hm

LENSA NEGATIF

KEKUATAN LENSA

Kekuatan lensa dinyatakan dalam dioptri (D) yang dihitung dengan persamaan :

)cm(f

100P Berharga positif untuk lensa positif

Berharga negatif untuk lensa negatif

MATA MANUSIAKOREKSI DENGAN LENSA

Indeks bias vitreous humor (gel transparan) = 1,337.

Indeks bias aqueous humor (cairan) = 1,336.

DIAGRAM MATA MANUSIA

Fovea centralis

1. Retina : berperan sebagai sensor. Retina terdiri dari susunan syaraf yang kompleks dan reseptor yang disebut dengan rods (batang) dan cones (kerucut) berfungsi merubah energi cahaya menjadi sinyal listrik yang akan diteruskan ke syaraf optik.

2. Iris : bagian mata yang berwarna ; berfungsi sebagai pengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata (diafragma).

3. Pupil : lubang didalam iris tempat dimana cahaya masuk. Berwarna hitam karena tidak ada cahaya yang dipantulkan darinya dan hanya sedikit cahaya yang dibiaskan keluar dari bagian dalam mata.

4. Fovea centralis : daerah kecil yang terletak di pusat retina. Berbentuk cekung dengan diameter 0,25 mm. bagian mata untuk membedakan warna dan membentuk bayangan yang tajam.

5. Kornea : lapisan mata paling depan yang berfungsi memfokuskan cahaya dengan refraksi, n = 1,376.

6. Lensa berfungsi sebagai pengatur pemfokusan cahaya/benda pada jarak yang berbeda. Pemfokusan dilakuan oleh otot-otot ciliary dengan merubah kelengkungan lensa, sehingga panjang titik fokusnya berubah.

AKOMODASI OLEH MATA NORMAL

• Untuk memfokuskan benda jauh, otot-otot ciliary menjadi rileks sehingga lenda menipis, sehingga cahaya sejajar yang dipantulkan benda difokuskan di retina (titik fokus mata).

• Untuk memfokuskan benda yang dekat, otot-otot ciliary berkontraksi, sehingga lensa menebal, akibatnya titik fokusnya mengecil, sehingga cahaya akan jatuh di retina.

• Kemampuan untuk mengatur titik fokus mata disebut dengan AKOMODASI.

titik fokus lensa dan retina

Benda di tak-hingga

Benda

titik fokus lensa dan retina

• Jarak terdekat dimana mata dapat menfokuskan dengan jelas disebut dengan titik dekat mata.

• Titik dekat orang muda adalah 25 cm, anak-anak adalah 10 cm.

• Jika bertambah usia, kemampuan AKOMODASI berkurang dan titik dekatnya bertambah.

• Titik jauh adalah titik terjauh dimana mata masih bisa melihat objek dengan jelas.

• mata normal memiliki titik dekat 25 cm dan titik jauh tak berhingga.

• Untuk mengecek titik dekat mata Anda, letakkan buku dekat dengan mata, kemudian jauhkan perlahan-lahan sampai tulisan dalam buku terlihat jelas.

• Ketidaknormalan mata terhadap titik dekat dan titik jauh disebut dengan miopia (rabun jauh) dan hipermetropia (rabun dekat).

• Kedua “cacat” tadi dapat dikoreksi dengan lensa.

RABUN JAUH (MIOPIA)

• Mata hanya mampu memfokuskan benda dekat.

• Diakibatkan bola mata terlalu lonjong (normalnya diamater bola mata adalah 20 cm atau kelengkungan retina terlalu besar, sehingga objek yang jauh difokuskan di depan retina.

• Koreksi dilakukan dengan lensa divergen (negatif).

RABUN DEKAT (HIPERMETROPIA)

• Mata tidak dapat memfokuskan benda dekat.

• Disebabkan oleh bola mata yang terlalu pendek atau kornea tidak cukup lengkung.

• Koreksi dilakukan dengan lensa konvergen (positif).

ASTIGMATISMA ATAU SILINDRIS

• Disebabkan oleh rusaknya kelengkungan dari retina sehingga benda berupa titik difokuskan menjadi garis-garis yang pendek. Akibatnya bayangan menjadi pudar/redup.

• Dapat dikoreksi dengan lensa silindris.

Benda Bayangan