FISIKA KELAS X SEMESTER II

Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik

KOMPETENSI DASAR Menerapkan alat-alat optik dalam

kehidupan sehari-hari 

Menjelaskan fungsi dan bagian alat optik mata , kacamata, mikroskop, dan teleskop.

Menghitung perbesaran lup, mikroskop, dan teropong,untuk mata ber akomodasi maksimum & tanpa akomodasi

Menganalisis pembentukan bayangan pada kaca mata, lup, mikroskop, dan teleskop. 

Menentukan kekuatan lensa kacamata pada penderita miopi dan hipermetropi.

Mengidentifikasi aplikasi berbagai alat optik dalam kehidupan sehari-hari.

Alat optik adalah alat-alat yang menggunakan lensa dan memerlukan cahaya.

Alat optik yang alami adalah mata kita.Mata kita memiliki kemampuan untuk

melihat sangat terbatas, yaitu tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda kecil, benda-benda yang sangat jauh dan tidak dapat merekam apa yang dilihatnya dengan baik.

Oleh sebab itu mata kita harus dibantu dengan alat-alat optik buatan seperti kamera, lup, mikroskop, dan teropong.

Mata merupakan alat optik yang mempunyai cara kerja seperti kamera.

1. Mata sebagai alat optik

Mata terdiri atas: kornea, pupil, iris, lensa mata, aqueous humour, vitreous humour, retina dan otot siliar.Diagram susunan mata dapat dilihat pada gambar berikut.

PUPIL

IRIS

RETINA

LENSA MATA

AQUEOUS HUMOR

VITREUS HUMOR

KORNEA

OTOT SILIAR

KORNEAKornea merupakan selaput (lapisan) luar bola mata yang tidak berwarna (bening). Sebagai pelindung bagian-bagian mata yang ada di dalamnya.

Penerima ransangan cahaya dan meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam.

FUNGSINYA:

Kembali

PUPILPupil atau anak mata adalah celah bundar di tengah iris.FUNGSINYA:Sebagai tempat lewatnya cahaya yang masuk menuju retina

Kembali

IRISIris adalah lapisan di depan lensa mata yang berwarna, warna inilah yang menentukah warna mata seseorangFUNGSINYA:Mengatur lebar pupil sehingga banyaknya cahaya yang masuk ke mata bisa dikendalikan. Kembali

AQUEOUS HUMOURMerupakan cairan yang

terdapat di antara kornea dan lensa mataFUNGSINYA:Untuk memberi bentuk dan kekokohan pada mata.

Kembali

LENSA MATALensa mata adalah benda bening didalam bola mata yang berbentuk cembung, letaknya tepat di belakang irisFUNGSINYA:Untuk memfokuskan cahaya atau bayangan benda agar tepat jatuh di retina

Kembali

VITREOUS HUMOURMerupakan cairan yang

terdapat di antara lensa mata dan retinaFUNGSINYA:Untuk memberi bentuk dan kekokohan pada mata.

Kembali

RETINAMerupakan lapisan terdalam dari dinding bola mataFUNGSINYA:Sebagai layar penerima cahaya atau bayangan benda, bayangan yang di terima oleh retina adalah nyata terbalik dan diperkecil

Kembali

OTOT SILIARAgar bayangan selalu jatuh

tepat di retina, panjang fokus lensa harus dapat di ubah-ubah.FUNGSINYA:Mengatur panjang fokus (kelengkungan) lensa.

Kembali

DAYA AKOMODASI

Adalah : Daya menebal dan menipisnya lensa mata, lensa paling tipis pada saat mata tidak berakomodasi

Titik Jauh (Punctur Remotum) PR : Titik terjauh yang masih terlihat jelas oleh mata (tidak berakomodasi). Untuk mata normal : titik jauh letaknya di jauh tak berhingga (∞).

Titik Dekat (Punctur Proximum) P : Titik terdekat yang masih terlihat jelas oleh mata (berakomodasi max ) Untuk mata normal : titik dekat 25 cm.

Apabila suatu mata batas pengelihatannya di luar batas mata normal, dikatakan mata mengalami gangguan atau cacat mata

2. Gangguan pengelihatanMata normal adalah mata dengan batas

pengelihatan titik dekat atau punctum proximum (PP) 25 cm dan titik jauh atau punctum remotum (PR) tidak terhingga.

Rabun jauh adalah kelainan mata karena bayangan benda-benda yang jauh jatuh di depan retina.

Rabun jauh dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata dengan lensa negatif.

s (jarak benda) = ∞ s’ (jarak bayangan) = - PR

RABUN JAUH (MIOPI)

Untuk mata miopi : S` = -PR miopi S = ∼ Sehingga : 1/f = 1/S + 1/S` = P

P = 1/∼ + 1/-PR = 1/-PR

Kuat lensa Dalam satuan 1/m (dioptri)Sehingga: P = - 100/PR

SKEMA MATA MIOPIA. SEBELUM MEMAKAI KACA MATA

B. SESUDAH MEMAKAI KACA MATA

OBJEK JAUH

TITIK JAUH (PR)

S1

Penderita rabun dekat, titik dekatnya lebih besar dari pada titik dekat mata normal (sn 25 cm) dan titik jauhnya terletak jauh tak terhingga (~).

2. Rabun Dekat /Terang Jauh (HIPERMETROPI)

Penderita rabun dekat, dapat di tolong dengan kaca mata positif (berlensa cembung)

Penderita rabun dekat mampu melihat benda yang letaknya jauh, tetapi tidak mampu melihat dengan jelas benda-benda pada jarak dekat (jarak baca normal).

S`= -PP hipermetropi = -Sn

1/f = 1/S + 1/S` = 1/S + 1/-Sn

f = Sn.S / Sn – S

P = 1/f = Sn – S / Sn.SJika benda yang ingin dilihat terletak pada

jarak 25cm (titik dekat mata normal) maka:

P = 4 – 100/Sn

= +1 1 1 f s s’ f = fokus lensa kacamata

s = jarak dekat normal (hipermetropi) = jarak terjauh normal (miopi)

s’ = jarak dekat hipermetropi (negatif) = jarak terjauh miopi (negatif)

P = kekuatan lensa kacamata

SKEMA MATA HIPERMETROPIA. SEBELUM MEMAKAI KACA MATA

B. SESUDAH MEMAKAI KACA MATA

TITIK DEKAT OBJEK

TITIK JAUH (PR)

S1 = Sn

25 cm

3. Mata Tua (PRESBIOPI)

Penderita presbiopi dapat di tolong dengan kaca mata berlensa rangkap (bifokal)

Penderita presbiopi tidak dapat melihat benda yang letaknya jauh, dan juga tidak mampu melihat dengan jelas benda-benda pada jarak dekat (jarak baca normal). Sn > 25 dan PR < ∼Mata presbiopi dapat di tolomg dengan kacamata berlensa rangkap (bifokal)

SKEMA MATA PRESBIOPI

S

S’(-)

A. SEBELUM MEMAKAI KACA MATA

B. SESUDAH MEMAKAI KACA MATA

LATIHAN PRESBIOPI

1. Seorang kakek yang memiliki kacamata 3 Dioptri memeriksakan matanya dan ternyata disarankan agar kakek tersebut mengganti kacamatanya menjadi 3,5 Dioptri. Berapa Jauhkah pergeseran titik dekat kakek itu

4. Astigmatisma

Penderita Astigmtisma dapat di tolong dengan kaca mata berlensa silindris

Penderita Asigmatisma akibat dari kornea mata yang tidak berbentuk sferik, melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada yang lainnya.

Tanpa kacamata

Dengan kacamatasilinder

Lup atau kaca pembesar merupakan alat optik yang paling sederhana yang berfungsi untuk melihat benda-benda yang kecil.

Lup terdiri dari sebuah lensa cembung.

Agar benda tampak lebih besar, benda harus diletakkan antara titik fokus dengan lensa.

Untuk mata tak berakomodasi, benda diletakkan tepat di titik fokus. Perbesaran dapat dihitung dengan persamaan:

M = Sn f

Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan Sn = titik dekat mata.

= 25 cm f f

Untuk mata berakomodasi maksimum, benda diletakkan antara titik fokus dengan lensa. Perbesaran dapat dihitung dengan persamaan:

M = Sn f + 1

Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan Sn = titik dekat mata.

f f

1. Sebuah lup dengan fokus 10 cm digunakan oleh seseorang yang bermata normal. Dengan menganggap lup menempel pada mata. Tentukanlah perbesaran anguler lup bilaa. Mata berakomodasi maksimumb. Mata berakomodasi pada jarak 50 cmc. Mata tidak berakomodasi

2. Sebuah lup (kaca pembesar) memilki kuat lensa 20 Dioptri. TentukanlahA. Mata berakomodasi maksimumB. Mata berakomodasi pada jarak 5cmC. Mata tidak berakomodasi

3. Tentukan letak benda di muka lup ?

4. Sebuah kaca pembesar memiliki kuat lensa 25 Dioptri. Tentukanlah perbesaran anguler lup bila digunakan oleh seseorang yang hipermetropi 2 Dioptri tanpa kacamata untuk

4. A. Mata berakomodasi maksimum5. B. Mata berakomodasi pada jarak 100

4. cm4. C. Mata tidak berakomodasi5. Seseorang yang mempunyai titik dekat 27 cm

mengamati suatu benda dengan menggunakan lup. Perbesaran bayangan yang terjadi pada saat mata berakomodasi maksimum adalah 10 kali

6. a. Berapa Dioptri kekuatan lup tersebut7. B. Agar perbesaran sudutnya 9 9/14 kali, ke

mana benda harus digeser dan berapa besarnya

5.

6. Seorang miopi titik jauhnya 1 m menigamati sebuah benda dengan lup yang mempunyai jarak titik api 5 cm. Pada

jarak berapa dari lup benda itu harus

7. diletakkan supaya ia dapat melihatA. Tanpa akomodasiB. Dengan berakomodasi maksimumC. Hitung juga perbesaran sudut untuk

kedua keadaan di atas ?

lensa

Diafragma

film

apertur

Range finder

Lensa pada kamera berfungsi untuk membentuk bayangan pada filmBayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik, diperkecil

Range finder berfungsi mengatur jarak lensa agar bayangan selalu jatuh tepat pada film

Apertur berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk kedalam kamera.Apertur biasa diukur dengan angka f4, f5, f6

Film berfungsi untuk menangkap dan merekam gambar bayangan benda yang dibentuk oleh lensa.

Kamera merupakan alat optik untuk merekam gambar bayangan suatu benda.Prisp kerja kamera mirip dengan prinsip kerja pada mata

Mata dan kamera memiliki persamaan sebagai berikut:- memiliki satu lensa- memiliki pengatur cahaya

pada mata retina dan pupilpada kamera diafragma dan apertur

- memiliki layar penangkap bayanganpada mata retinapada kamera film

Kamera memiliki persamaan sama dengan lensa cembung, yaitu:

= +1 1 1 f s s’

dan M = =s’ h’s h

Ket. f = fokus lensa s = jarak benda s’ = jarak film M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan pada film

Lensa okuler

PengaturJarak/ fokus

Lensaobyektif

Mejapreparat

Cermincekung

Mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda mikroskopis (sangat kecil)Mikroskop menggunakan dua buah lensa cembung, yaitu lensa okuler dan lensa objektif.

. i. .

Mata tak berakomodasi.Panjang mikroskop = s’ob + fokPerbesarab bayangan = M = Mob x Mok

M = xS’ob

Sob

Sn fok

fob fob fok s’ob fok

Mata berakomodasi.Panjang mikroskop = Perbesaran bayangan = M = Mob x Mok

s’ob + sok

M = x + 1S’ob

Sob

nfok

fob fob fok s’ob sok fok

LATIHAN1. Sebuah mikroskop memiliki jarak fokus lensa

obyektif + 0,8 cm dan jarak fokus lensa okuler + 2,5 cm. Bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa obyektif berada pada jarak 16 cm dari lensa ini.1. A. Tentukan perbesaran total jika mata

mengamati dengan berakomodasi maksimum

2. B. Ke mana dan berapa jauh lensa okuler harus digeser agar mata tak

berakomodasi

2 Sebuah mikroskop mempunyai jarak antara lensa obyektif dengan okuler sebesar 15 cm. Perbesaran lensa obyektifnya adalah 10 kali. Jarak fokus lensa obyektif adalah 1 cm

sedangkan jarak fokus lensa okuler adalah 4 cm. Tentukanlah

2. A. Letak benda diukur dari lensa obyektif3. B. Keadaan akomodasi mata4. C. Perbesaran lensa okuler5. D. Perbesaran total

3. Dua buah lensa positip masing-masing mempunyai kekuatan 20 Dioptri dan 125 Dioptri Kedua lensa akan digunakan sebagai mikroskop.

A. Tentukanlah lensa mana yang menjadi lensa obyektif3. B. Bila jarak antara kedua lensa 25 cm dimana

obyek harus diletakkan agar mata tidak berakomodasi

4.Sebuah mikroskop dengan jarak fokus lensa obyektif 0,8 cm dan jarak fokus okuler 1,25 cm digunakan untuk mengamati sebuah benda kecil. Benda tersebut diletakkan pada jarak 0,9 cm di depan lensa obyektif. Tentukan panjang dan perbesaran mikroskop untuk5.A. Mata tidak berakomodasi6.B. Mata berakomodasi

5. Sebuah benda diletakkan pada jarak 6 mm di depan lensa obyektif sebuah

mikroskop. Jarak fokus lensa obyektif dan lensa okuler masing-masing 5 mm dn 8 cm. Tentukanlah panjang dan perbesaran mikroskop untuk mata normal apabilaA. Mata tidak berakomodasiB. Mata berakomodasi maksimum

Teleskop adalah alat optik yang terdiri dari dua lensa positif (objektif dan okuler) yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh.

Lensa objektif memiliki fokus yang jauh lebih besar dari fokus lensa okuler

Teleskop ada berbagai jenis seperti:-teropong bintang-teropong bumi-teropong panggung / galileo-teropong pantul- periskop

Sesuai namanya, teroong ini digunakan untuk melihat benda-benda langit yang sangat jauh jaraknya.

Panjang teropong bintang = d = fob + fok

Perbesaran bayangan = M = fobfok

Lensa objektifLensa okuler

fob

fob fok

fok

Sifat bayangan:- Maya-Terbalik- lebih dekat

+ +

Ob Ok

Teropong ini digunakan untuk melihat objek yang jauh di permukaan bumi.

Teropong ini memiliki 3 lensa positif, yaitu lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler. Lensa pembalik berfungsi membalik bayangan yang terbentuk, sehingga bayangan yang dibentuk oleh teropong tidak terbalik

Panjang teropong = d = fob + 4fp + fok

Perbesaran bayangan = M = fobfok

Lensa objektifLensa okulerLensa pembalik

fob fp fok

fok

Sifat bayangan:- Maya-Tegak- lebih dekat

+ +

Ob Ok

fob fp

+

P

Teropong panggung atau galileo merupakan teropong bumi tanpa lensa pembalik. Agar bayangan yang terbentuk tidak terbalik, maka lensa okulernya menggunakan lensa negatif.

Panjang teropong = d = fob – fok

Perbesaran bayangan = M =fobfok

Lensa okuler (-)Lensa objektif (+)

fob

fob fok

fok

Sifat bayangan:- nyata-Tegak- lebih dekat

+ -

Ob Ok

Teropong pantul merupakan teropong yang menggunakan cermin cekung sebagai pengganti lensa objektif.

Periskop adalah teropong yang digunakan pada kapal selam untuk melihat keadaan diatas air.