Alat Optik

Alat Optik

• 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.

Sistem Indra Mata

Mata

Lensa

retina

pupil

kornea

iris

Bintik buta

Syaraf mataOtot akomodasi

Bintik kuning

Mata adalah alat indra kita yang berfungsi untuk melihat.Bola mata memiliki diameter kurang lebih 2,5 cm.Kita memiliki 2 buah mata agar kita dapat melihat benda dengan tiga dimensi dan juga kita dapat menentukan letak suatu benda tanpa mengukurnya

• Otot akomodasi berfungsi menarik dan mendorong lensa mata sehingga lensa mata dapat menebal dan menipis.

• Syaraf mata berfungsi membawa sinyal-sinyal gambar yang dihasilkan oleh mata ke otak.

• Bintik buta merupakan bagian yang tidak peka terhadap cahaya. Bila bayangan suatu benda jatuh tepat di bintik buta, maka benda tidak terlihat oleh mata.

• Kornea adalah bagian depan mata yang berfungsi untuk melindungi mataKornea juga membantu terjadinya pembiasan pada lensa mata

• Bintik kuning merupakan bagian yang paling peka terhadap cahaya. Bila bayangan suatu benda jatuh pada bintik kuning benda akan terlihat sangat jelas.

• Retina merupakan layar pada mata untuk menangkap bayangan yang dibentuk oleh lensa mata

Retina adalah bagian mata yang peka terhadap cahaya

• Lensa mata berfungsi untuk membentuk bayangan pada retina.

Bayangan yang terbentuk harus tepat pada retina sehingga dapat terlihat dengan jelasUntuk mengatur agar bayangan selalu jatuh pada retina, lensa dapat menebal dan menipis disesuaikan dengan jarak benda terhadap mata.Bayangan yang terbentuk pada retina bersifat nyata, terbalik diperkecil.

• Iris merupakan bagian mata yang mengatur besar-kesilnya pupil

• Iris juga memberi warna pada mata seperti hitam dan coklat untuk orang asia, biru dan hijau untuk orang eropa

• Pupil adalah lubang kecil di tengah iris yang berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk kedalam bola mata.

• Bila cahaya terlalu terang, pupil akan mengecil, dan sebaliknya bila cahaya kurang (gelap) pupil akan membesar.

• Besar-kecilnya pupil dibentuk oleh iris

Daya Akomodasi

• Daya akomodasi mata adalah kemampuan lensa mata untuk menebal dan menipis.

• Lensa mata akan menipis bila melihat benda yang menjauh

• Lensa mata akan menebal bila melihat benda yang mendekat

• Titik terjauh yang dapat dilihat mata disebut punctum remotum. Untuk mata normal jaraknya tak terhingga.Ketika melihat jauh mata tidak berakomodasi.

• Titik terdekat yang dapat dilihat mata dengan jelas disebut punctum proximum. Untuk mata normal adalah 20 cm – 25 cm. Ketika melihat dekat mata berakomodasi.

Kerja Mata

Cacat Mata

• Rabun jauh (miopi)

• Rabun jauh adalah kelainan mata karena bayangan benda-benda yang jauh jatuh di depan retina. Hal ini terjadi karena lensa mata tidak dapat menipis dengan baik.

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

Miopi (Myopia)

(a) (b)

Penderita miopi (a) lensa mata terlalu kuat (panjang fokus lensa mata kecil)

dan (b) bentuk mata terlalu memanjang.

Kacamata dengan kekuatan lensa negatif untuk penderita miopi.

Miopi

Cacat Mata• Rabun dekat (hipermetropi)

• Rabun dekat adalah kelainan mata karena bayangan benda-benda yang dekat jatuh di belakang retina. Hal ini disebabkan karena lensa mata tidak dapat menebal dengan baik.

• Rabun dekat dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata dengan lensa positif.

Cacat Mata

Hiperopi (Hyperopia)

(a) (b)Penderita hiperopi (a) lensa mata terlalu lemah (panjang fokus lensa mata besar), bayangan jatuh di belakang retina dan (b) bentuk mata terlalu pipih (pendek).

Koreksi penglihatan pada penderita hiperopi dengan pemasangan kacamata dengan kekuatan lensa positif.

Hipermetropi

Cacat Mata• Mata tua (presbiopi)

• Mata tua adalah kelainan mata karena bayangan benda tidak jatuh pada retina baik itu benda dekat maupun benda jauh. Hal ini disebabkan karena daya akomodasi lensa mata sudah berkurang.

• Mata tua dapat dibantu dengan menggunakan kacamata bivokal.

Cacat Mata• Silindris (astigmatis)

• Astigmatis adalah cacat mata karena mata tidak dapat melihat dengan baik untuk garis-garis vertikal dan garis-garis horisontal. Hal ini disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk bola

• Astigmatis dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata silindris.

Perhitungan cacat mata• Cacat mata dapat dibantu dengan menggunakan

kacamata. Kacamata yang tepat dapat di hitung dengan persamaan:

= +1 1 1 f s s’Ket. 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

P =100 f

Kamera

lensa

Diafragma

film

apertur

Range finder

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

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

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

• Apertur berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk kedalam kamera.

• Apertur biasa diukur dengan angka f4, f5, f6, f8 dan f11. semakin besar angkanya, apertur semakin kecil.

• Diafragma berfungsi mengatur besar kecilnya apertur

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

Kerja kamera

Persamaan mata dengan kamera

• 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

Lup

• 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.

Persamaan kamera• 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

Persamaan Lup

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

M = nf

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

f f

Persamaan Lup

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

M = nf

+ 1

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

f f

Mikroskop 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.

Cermin cekung digunakan untuk mengumpulkan cahaya yang diperlukan untuk menerangi objek yang akan dilihat.

Meja preparat digunakan untuk meletakkan objek yang akan dilihat. Objek diletakkan dalam kaca preparat dan dijepit di meja preparat.

Lensa obyektif merupakan lensa positif dengan jarak fokus yang kecil.Lensa obyektif diarahkan ke objek yang diamati

Lensa okuler adalah lensa positif dengan jarak fokus lebih besar dari lensa objektif, sehingga berfungsi sebagai lup (memperbesar bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif. Pengatur jarak/ fokus: Tombol ini

berfungsi untuk mengatur jarak benda agar fokus.

Persamaan Mikroskop

Mata tak berakomodasi.

Panjang mikroskop = s’ob + fok

Perbesarab bayangan = M = Mob x Mok

M = xS’ob

Sob

nfok

fob fob fok s’ob fok

Persamaan MikroskopMata 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

Teropong• 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

Teropong Bintang• 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 objektif

Lensa okuler

Pembentukan bayangan pada teropong bintang

fob

fob fok

fok

Sifat bayangan:- Maya-Terbalik- lebih dekat

+ +

Ob Ok

Teropong Bumi• 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

Pembentukan bayangan pada teropong bumi

fob fp fok

fok

Sifat bayangan:- Maya-Tegak- lebih dekat

+ +

Ob Ok

fob fp

+

P

Teropong PanggungTeropong 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 (+)

Pembentukan bayangan pada teropong panggung

fob

fob fok

fok

Sifat bayangan:- nyata-Tegak- lebih dekat

+ -

Ob Ok

Teropong Pantul• Teropong pantul merupakan teropong yang

menggunakan cermin cekung sebagai pengganti lensa objektif.

Pembentukan bayangan pada teropong pantul

PeriskopPeriskop adalah

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

Pembentukan bayangan pada periskop