Pengertian Alat Optik

Alat optik dapat kita ketahui bahwa alat optik di kaitkan dengan benda yang dapat memantulkan sebuah cahaya alat itu seperti kacamata,cermin,teleskop,dan lain lain adapujn pengertian dari Alat Optik ini yaitu alat yang bekerja berdasarkan prinsip cahaya. Alat optik membuat hidup manusia lebih mudah dan berarti.Optik secara umum dapat dianggap sebagai bagian darike elektromagnetan. Beberapa gejala optis bergantung pada sifat kuantum cahaya yang terkait dengan beberapa bidang optik kuantum hinggamekanika. Dalam prakteknya, sebagian besar fenomena optik dapat dihitung dengan menggunakan sifat daricahaya elektromagnetik, seperti yang dijelaskan oleh persamaan Maxwell.

Kejadian/Fenomena Optik

Kejadian / fenomena merupakan hal yang dapat berdampak bagi kehidupan manusia adapun fenomana atau kejadian Optik yaitu diantaranya 

1. Pembiasaan

terjadi jika sebuah cahaya melewati sebuah mediaum maka akan dibelokkan atau terjadi pembiasan pada segala arah  contohnya yaitu:

- Dasar kolam yang terlihat dangkal

-Pensil yang dimasukkan ke dalam gelas terlohat bengkok

 -Fatamorgana

2. Penggunaan cermin datar

hal ini dikarenakan sifat cermin datar yang memabtulkan bayangan sama besar, jarak yang sama, hanya bagian sisi yang tertukar. Tentu kita tidak ingin jika kita bercermin dan bayangan kita lebih pendek atau lebih gemuk

3. Peristiwa terjadinya Pelangi 

pelangi merupakan cahaya warna warni yang terbentuk dilangit akibat adanya pembiasa cahaya bersama dengan uap air, sehingga terjadilah spektrum warna

 4. Peristiwa terjadinya petir dan kilat

faktanya petir dan kilat sebenarnya terjadi bersamaan, namun kilat sering terjadi lebih dahulu karena cahaya lebih cepat merambat dibandingkan bunyi di udara

 5. Aurora

merupakan peristiwa terciptanya warna warni dilangit yang biasanya terjadi pada malam hari. Aurora terjadi karena adanya interaksi medan magnetik pada planet tertentu dengan spektrum cahaya yang dipancarkan matahari (angin matahari)

 Macam Macam Alat Optik

A. Mata dan Kacamata

Mata merupakan bagian alat tubuh manusia dimana berfungsi untuk melihat yang dimana memiliki diameter sekitar 2,5cm

Dalam mata terdiri dari beberapa bagian yaitu:

1. Sklera

Sklera adalah bagian dinding putih mata.Sklera ini berfungsi untuk melindungi struktur mata dan membantu mempertahankan bentuk mata. 

2 .Kornea

Kornea merupakan bagian bening yang bersifat tembus pandang dan terletak di lapisan terluar. Kornea berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya pertama kali, sebelum akhirnya cahaya dapat masuk ke sel-sel penerima di bagian dalam mata.Kalau kita lihat mata seseorang, akan ada bagian bola hitam (pupil) dan bagian yang terlihat berwarna abu-abu, atau cokelat, atau biru, berbeda-beda tergantung faktor genetik seseorang (iris). Nah, kornea ini hanya menutupi bagian pupil dan iris tersebut.

3. Aqueous humour 
Cairan berlendir yang transparan menyerupai plasma, namun memiliki konsentrasi protein yang rendah. Cairan ini dihasilkan oleh tubuh siliari struktur yang mendukung lensa berfungsi menjaga tekanan intraokolar dan memompa bola mata.

4. Lensa mata

Lensa mata adalah bagian yang bersifat lunak dan transparan. Posisinya berada di belakang iris. Bagian mata ini berfungsi untuk mengumpulkan dan memfokuskan cahaya agar bayangan suatu benda dapat jatuh di tempat yang tepat. Uniknya, lensa mata punya kemampuan yang disebut sebagai daya akomodasi.

5.Vitreous humour

Berbeda dengan cairan aqueous humor yang adanya di depan lensa mata, vitreous humor terletak di belakang lensa mata. Vitreous adalah zat seperti jelly yang mengisi bagian dalam bagian belakang mata. Seiring waktu, vitreous menjadi lebih encer dan bisa terlepas dari bagian belakang mata.
Jika penglihatan mata Anda terlihat seperti ada awan putih yang mengambang atau cahaya kedipan lampu, segera temui dokter mata. Pasalnya, zat vitreous yang terpisah dapat menyebabkan lubang (suatu kondisi yang disebut lubang makula) berkembang di retina.

6.iris

Iris merupakan bagian berwarna yang berada di sekitar pupil. Kalau kamu melihat orang yang punya warna mata berbeda (Maksudnya bukan yang punya mata sharinggan kayak Sasuke ya. Kalau itu pakai softlens). Nah, iris ini lah yang berperan memberi warna pada mata. Maka dari itu, iris terkadang disebut sebagai “selaput pelangi”.

7. Retina

Retina adalah lapisan sangat tipis yang peka terhadap cahaya. Posisinya berada di dinding paling dalam yang berfungsi untuk menangkap bayangan benda. Retina ini mempunyai reseptor cahaya yang bernama sel batang (basilus) dan sel kerucut (konus). Sayangnya, bagian belakang retina tidak memilikinya. Alhasil, ketika ada bayangan benda yang jatuh pada titik itu, kita tidak dapat melihatnya. Bagian ini disebut titik buta.

 8. Pembuluh darah (koroid)

Koroid adalah dinding mata yang berfungsi sebagai penyuplai oksigen dan nutrisi untuk bagian-bagian mata yang lain, khususnya retina. Koroid biasanya berwarna cokelat kehitaman atau hitam. Warna ini bertujuan agar cahaya tidak dipantulkan kembali.9. Otot-otot siliar dan sendi perekat

10. Pupil

Pupil, yang merupakan bagian lingkaran hitam di bola mata kita, sebenarnya adalah tempat lewatnya cahaya ke dalam mata. Pupil berfungsi untuk mengatur banyak-sedikitnya cahaya yang masuk. Misalnya, ketika kita terpapar banyak cahaya, maka secara otomatis pupil akan mengecil sehingga cahaya yang masuk ke dalam mata tidak terlalu banyak. Begitu pula sebaliknya.

11. Bintik kuning

Bintik kuning adalah bagian retina ( terdapat di dalam mata) yang paling peka terhadap cahaya karena merupakan tempat perkumpulan sel-sel saraf yang berbentuk kerucut dan batang. Bintik buta adalah bintik pertemuan saraf-saraf atau tempat keluarnya saraf mata menuju otak. Bintik buta tidak mengandung sel batang dan sel kerucut sehingga tidak dapat menanggapi rangsangan cahaya ( titik buta mata).

    Untuk syarat dapat melihat benda adalah harus ada cahaya. Cahaya dapat berasal langsung dari sumber cahaya/berasal dari cahaya yang dipantulkan oleh benda-benda yang berada di sekeliling kita. Cahaya masuk menembus kornea, terus melewati lensa mata. Lalu ke retina bayangan benda jatuh tepat di bintik kuning, bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Dari bayangan itu merupakan rangsangan/informasi yang dibawa oleh saraf penglihatan menuju pusat saraf penglihatan di otak. Di otak rangsangan itu ditafsirkan dan barulah kemudian kita mendapat kesan melihat benda.Mengenai mata untuk orang tua mereka tidak dapat melihat benda-benda yang jauh dikarenakan kemampuan mata untuk mencembung dan memipihkan lensa mata sudah sangat lemah. Kemampuan mata untuk mencembung atau memipihkan lensa mata disebut dengan daya akomodasi ,mata yang berakomodasi maksimum ketika mata mencembung cembung-cembungnya. Titik dekat mata yang masih dapat melihat disebut dengan punctum proximum atau PP sedangkan titik terjauh yang dapat dilihat oleh mata normal disebut dengan punctum remotum atau PR.Sedangkan mata yang dalam keadaan rileks atau santai sehingga lensa mata pipih atau biasa disebut dengan tanpa akomodasi Sedangkan mata yang dalam keadaan rileks atau santai sehingga lensa mata pipih atau biasa disebut dengan mata tanpa akomodasi atau mata tak akomodasi.

CARA MATA BEKERJA

Mata dapat melihat sebuah benda karena adanya cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut ke mata, khususnya retina. Apabila tidak ada cahaya yang dipantulkan benda, maka mata tidak dapat melihat benda tersebut.

Proses mata melihat benda secara urut adalah sebagai berikut.
1). Cahaya yang dipantulkan oleh benda di tangkap oleh kornea dan diteruskan melalui pupil.
 2). Intensitas cahaya yang telah diatur oleh pupil diteruskan menembus lensa mata melewati aquas humor
 3). Daya akomodasi pada lensa mata mengatur cahaya supaya jatuh tepat di bintik kuning. Bintik kuning adalah bagian retina yang peka cahaya. Bayangan yang diterima bersifat nyata, terbalik dan diperkecil
 4). Pada bintik kuning, cahaya diterima oleh sel kerucut dan sel batang, kemudian disampaikan ke otak.
 5). Cahaya yang disampaikan ke otak akan diterjemahkan oleh otak, sehinga kita bisa mengetahui benda yang dilihat.
 

CACAT MATA

 
Jenis-Jenis Cacat Mata, Penyebab, dan Cara Mengatasinya  

A. Miopi

Miopi juga disebut rabun jauh atau terang dekat. Penderita miopi tak dapat melihat benda jauh secara jelas. Bayangan benda jatuh di depan retina.  Penderita miopi dibantu dengan kacamata berlensa cekung.

Gambar 4. (a) pada penderita miopibayangan jatuh d depan retina

(b) penderita miopi dapat dibantu dengan kacamata berlensa cekung.

Kekuatan lensa pada kacamata untuk penderita miopi dapat ditentukan dengan rumus:

dengan P adalah kekuatan lensa (dalam satuan dioptri), sedangkan P_R(miopi) adalah jarak titik jauh penderita miopi (dalam satuan cm).

2. Hipermetropi

Hipermetropi jga disebt rabun dekat atau terang jauh. Penderita hipermetropi tidak dapat melihat benda dekat secara jelas. Titk dekatnya lebih dari 25 cm. Pada penderita hipermetropi, bayangan benda jatuh di belakang retina. Dibant dengan kacamata lensa cembung.

Gambar 5. cacat mata hipermetropi, bayangan benda jatuh di belakang retina

Kekuatan lensa pada kacamata untuk penderita hipermetropi dapat ditentukan dengan rumus:

dengan P adalah kekuatan lensa (dalam satuan dioptri), S adalah jarak benda dari mata (dalam satuan cm), jika tidak disebutkan , S = 25 cm, sedangkan P_p(hyp) adalah jarak titik dekat penderita hipermetropi (dalam satuan cm).

3. Presbiopi (Rabun Tua)

Presbiopi atau rabun tua disebabkan karena menurunnya daya akomodasi lensa mata, sehingga lensa mata kehilangan elastisitasnya seiring bertambahnya usia seseorang. Penderita presbiopi tidak mampu melihat benda yang terlalu jauh dan terlalau dekat.

Presbiopi biasanya diderita oleh orang-orang yang sudah tua atau lanjut usia. Penderita presbiopi ditolong dengan kacamata lensa rangkap, yaitu kacamata cembung dan cekung.

4. Rabun Senja

Rabun senja atau disebut juga rabun ayam merupakan ketidakmampuan mata untuk melihat benda yang berada di tempat redup dan di malam hari.

Gangguan mata ini disebabkan oleh kekurangan vitamin A, sehingga sel batang tidak berfungsi dengan baik, karena protein rodopson tidak terbentuk.

Penderita rabun senja harus banyak mengkonsumsi makanan yang banyak mengandung vitamin A.

5. Buta Warna

Buta warna adalah kondisi dimana mata tidak mampu untuk membedakan warna. Buta warna merupakan penyakit yang bersifat menurun.

Apabila seseorang hanya mampu melihat warna hitam dan putih saja, maka dikatakan buta warna total. Akan tetapi, jika seseorang tidak bisa membedakan warna tertentu, disebut buta warna parsial.

6. Katarak

Katarak (bular mata) adalah gangguan penglihatan yang disebabkan oleh lensa mata yang keruh, sehingga menghalangi masuknya cahaya pada retina. Apabila tidak segera diobati, katarak dapat menimbulkan kebutaan dengan tanpa rasa sakit.

Penderita katarak pada umumnya berumur di atas 55 tahun. Katarak dapat disembuhkan dengan melakukan operasi mata.

7. Astigmatisme

Astigmatisme atau mata silindris merupakan gangguan mata yang disebabkan oleh ukuran lensa mata atau kornea yang tidak rata.

Akibatnya jika penderita melihat suatu kotak, garis-garis vertikal akan terlihat kabur dan garis horizontal terlihat jelas atau sebaliknya. Cacat mata ini dapat ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa silindris.

Kacamata

Kacamata merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengatasi cacat mata. Kacamata terdiri dari lensa cekung atau lensa cembung, dan frame atau kerangka tempat lensa berada seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Fungsi dari kacamata adalah mengatur supaya bayangan benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata menjadi jatuh di titik dekat atau di titik jauh mata, bergantung pada jenis cacat matanya.

Kalian tentu telah mempelajari bahwa jika sebuah benda berada di depan sebuah lensa, bayangan akan dibentuk oleh lensa tersebut. Jauh dekatnya bayangan terhadap lensa, bergantung pada letak benda dan jarak fokus lensa. Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

1	+	1	=	1
s		s'		f

Dengan:

s = jarak benda ke lensa (m)

s’ = jarak bayangan ke lensa (m)

f = jarak fokus lensa (m)

Selain itu, kalian juga pernah mempelajari kekuatan atau daya lensa. Kekuatan atau daya lensa adalah kemampuan lensa untuk memfokuskan sinar yang datang sejajar dengan lensa. Hubungan antara jarak fokus dan kekuatan lensa memenuhi persamaan berikut.

P	=	1
		f

Dengan:

P = kekuatan atau daya lensa (dioptri)

f = jarak fokus lensa (m)

Contoh Soal Mata dan Kamera
Nomor 1
Seseorang menderita rabun dekat dengan titik dekat 50 cm ingin membaca pada jarak baca normal. Jenis lensa kacamata yang harus digunakan dan jarak fokusnya adalah...
a. Cembung dengan fokus 50 cm
b. Cekung dengan fokus 33,3 cm
c. Rangkap dengan fokus 25 cm
d. Cembung dengan fokus 33,3 cm
e. Cekung dengan fokus 50 cm

Pembahasan:
Diketahui:
s’ = –50 cm (s’ selalu negatif)
s = 25 cm
Ditanya: jensi lensa dan f = ...
Jawab:

Jawaban: a


Nomor 2
Seseorang penderita hipermetropi memiliki titik dekat 50 cm hendak membaca pada jarak baca normal. Orang tersebut memerlukan kacamata berkekuatan...
a. – 2 Dioptri
b. – ½ Dioptri
c. + ½ Dioptri
d. + 2 Dioptri
e. + 4 Dioptri

Pembahasan:
Diketahui:
s’ = –50 cm (s’ selalu negatif)
s = 25 cm
Ditanya: P = ...
Jawab:



Soal

1.Seorang penderita rabun jauh mempunyai titik jauhnya 2 meter. Berapakah kekuatan lensa kacamatanya? Dan harus memakai lensa apa?

a .– 0,5 D, memakai lensa cekung
b .– -50 D memakai lensa cembung
c .0,5 D, memakai lensa cembung
d .50 D, memakai lensa cekung

Jawab :
PR = 2 meter = 200 cm
P = -100 / PR
P = -100 / 200
P = – 0,5 diotri. 

Jawaban A

2.Andi menggunakan lensa dengan kekuatan -1 dioptri. Berapakah titik jauh yang bisa Andi lihat?

a .50 cm
b .100 cm
c .150 cm
d .200 cm

Jawab :
P = -1
P = -100 / PR
-1 = -100 / PR
PR = -100 / -1
PR = 100 cm

jawaban B

B. Kamera

Kamera merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan banyangan fotografi pada film negatif. Cara kerja kamera mirip dengan mata. Lensa yang digunakan kamera adalah lensa cembung. Film pada kamera berfungsi sebagai layar untuk menangkap banyangan.

Pada kamera memiliki bagian antara lain:

-Diafragma 

Diafragma merupakan lubang kecil yang dapat diatur lebarnya dan berfungsi mengatur dalam banyaknya cahaya yang masuk melalui lensa. Ini seperti iris pada mata.

-Pelat film

Pelat film adalah tempat banyangan dan menghasilkan bayangan negatif, yaitu gambar yang berwarna tidak sama dengan aslinya dan tembus cahaya.

-Lensa cembung

Lensa cembung berfungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk, sehingga dapat berbentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil.

-Apertur

 

Apertur adalah untuk mengukur besar kecilnya diafragma.

Pemfokusan Lensa dan Pembentukan Bayangan

 

Kualitas hasil pemotretan selain bergantung pada ukuran bukaan diafragma dan kelajuan shutter, juga dipengaruhi oleh pemfokusan. Sebelum diulas pemfokusan lensa kamera terlebih dahulu pahami penjelasan berikut. Pada topik lensa cembung dijelaskan bahwa jika jarak benda (s) sangat jauh dan dianggap tak berhingga, bayangan nyata yang dihasilkan oleh lensa cembung berhimpit dengan titik fokus lensa cembung. Jadi ketika jarak benda tak berhingga, jarak bayangan (s’) sama dengan panjang fokus (f). Pada topik bayangan lensa cembung dipelajari bahwa jika jarak benda semakin kecil maka jarak bayangan semakin besar dan ukuran bayangan juga semakin besar. Pada topik contoh soal lensa cembung nomor 2 dan 3 dipelajari bahwa jika panjang fokus lensa semakin besar maka jarak bayangan (s’) semakin besar dan ukuran bayangan juga semakin besar.

Pemfokusan lensa kamera berbeda dengan pemfokusan lensa mata. Pemfokusan lensa mata dilakukan dengan mengubah kelengkungan lensa mata (mengubah panjang fokus lensa mata) hingga bayangan jatuh tepat pada retina sehingga dihasilkan bayangan yang paling jelas. Jika kamera menggunakan lensa tunggal (bukan lensa zoom yang mempunyai banyak lensa) maka panjang fokus lensa tidak dapat diubah. Pemfokusan lensa kamera dilakukan dengan mengubah jarak bayangan (s’) hingga dihasilkan bayangan yang paling jelas.

Apabila jarak benda (s) sangat jauh atau tak berhingga maka jarak bayangan (s’) sama dengan panjang fokus (f). Bandingkan Gambar 1.

Apabila jarak benda lebih kecil dari tak berhingga maka jarak bayangan (s’) lebih besar dari panjang fokus (f). Semakin kecil jarak benda (s), semakin besar jarak bayangan (s’) dan semakin besar ukuran bayangan. Berdasarkan penjelasan ini disimpulkan apabila jarak antara benda dengan lensa semakin dekat maka jarak antara lensa dengan film harus diperbesar. Apabila jarak antara benda dengan lensa semakin jauh maka jarak antara lensa dengan film diperkecil. Bandingkan Gambar 2.

Pemfokusan lensa kamera juga perlu memperhatikan panjang fokus lensa kamera yang digunakan. Semakin besar panjang fokus lensa kamera, semakin besar jarak bayangan (s’). Lensa yang mempunyai panjang fokus lebih besar juga menghasilkan bayangan yang lebih besar. Jika kita ingin memperoleh gambar yang jelas sedangkan jarak benda jauh maka gunakan saja lensa yang mempunyai panjang fokus besar. Lensa yang mempunyai panjang fokus besar biasanya lebih pipih atau kurang lengkung.

 

Rumus perbesaran pada kamera

Keterangan :

M = perbesaran pada kamera

h’= tinggi bayangan (h’bernilai negative (-), karena bayangannya terbalik)

h = tinggi benda

s’ = jarak bayangan

s = jarak benda

Contoh Soal Kamera

1. Sebuah kamera memiliki titik api 80 mm, awalnya digunakan untuk mengambil gambar benda yang cukup jauh. Kemudian, kamera digunakan untuk mengambil gambar sebuah benda yang jaraknya 2 m dari lensa. Tentukan ke mana dan berapa jauh lensa kamera harus digeser.

Jawab:

f = 80 mm = 0,08 m

■ keadaan mula-mula s = ~, maka

1/s1 + 1/s1’ = 1/f

1/~ + 1/s1’ = 1/0,08

1/s1’ = 1/0,08

s1’ = 0,08 m

■ keadaan akhir s2 = 2 m, maka

1/s2 + 1/s2’ = 1/f

1/2 + 1/s2’ = 1/0,08

1/s2’ = 1/0,08 – 1/2

1/s2’ = 100/8 – 1/2

1/s2’ = 100 – 4/8

1/s2’ = 96/8

s2’ = 8/96 = 0,0833 m

■ besar pergeseran lensa kamera adalah sebagai berikut.

d = s2’ – s1’

d = 0,0833 – 0,08

d = 0,0033 m

d = 3,3 mm

Oleh karena s2’ > s1’ maka d > 0, artinya lensa kamera harus digeser menjauhi film.

2. Jarak fokus lensa sebuah kamera adalah 50 mm. Kamera tersebut diatur untuk memfokuskan bayangan benda pada jauh tak terhingga. Berapa jauh lensa kamera harus digeser agar dapat memfokuskan bayangan benda yang terletak pada jarak 2,5 m?

Jawab:

Ketika digunakan untuk memfokuskan benda yang letaknya jauh di tak terhingga, bayangan benda tersebut akan tepat berada di titik fokus lensa. Dengan kata lain, s' = f = 50 mm. Ketika jarak benda ke lensa, s = 2,5 m = 2.500 mm, bayangannya adalah sebagai berikut.

1/s + 1/s’ = 1/f

1/2.500 + 1/s’ = 1/50

1/s’ = 1/50 – 1/2.500

1/s’ = 50 – 1/2.500

1/s’ = 49/2.500

s' = 2.500/49

s’ = 51,02 mm

Dengan demikian, lensa harus digeser sejauh 51,02 mm – 50 mm = 1,02 mm.

Soal Kamera

1.kamera memiliki jarak fokus tetap 50,0 mm dan diatur untuk memfokuskan bayangan dari suatu benda yg sangat jauh dan dalam arah manakah lensa kamera harus digeser untuk memfokuskan bayangan dari sebuah benda yg berjarak 2,00 m ?

Jawab

1/f= 1/s2+1/s2'

1/5 = 1/200 +1/s2'

s2' = 5,128 cm

ds = s2' - s1' = 0,128 cm = 1,28 mm

lensa kamera harus di geser 1,28 mm menjauhi film

2.Dua lensa cembung, masing-masing mempunyai panjang fokus 40 mm . Kedua lensa digunakan pada kamera analog untuk memotret suatu obyek berjarak 10 meter. Tentukan jarak antara film dan lensa berpanjang fokus 40 mm ketika kamera disetel untuk memotret obyek. Hitung juga perbesaran linear.

Diketahui :

Panjang fokus lensa cembung 1 (f1) = 40 mm

berjarak 10m

jawab

1/s’ = 1/f – 1/s = 1/40 – 1/10.000 = 250/10.000 – 1/10.000 = 249/10.000
s’ = 10.000/249 = 40,2 mm

Perbesaran linear (m) :
m = s’/s = 40,2/10.000 = 0,004 kali