ALAT-ALAT OPTIK KELAS X BAB V Mata Mata manusia sebagai alat indra penglihatan dapat dipandang sebagai alat optik yang sangat penting bagi manusia. Bagian-bagian mata menurut kegunaan fisis sebagai alat optik: Kornea merupakan lapisan terluar yang keras untuk melindungi bagian-bagian lain dalam mata yang halus dan lunak. Aqueous humor (cairan) yang terdapat di belakang kornea fungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata. Lensa terbuat dari bahan bening (optis) yang elastik, merupakan lensa cembung berfungsi membentuk bayangan. Iris (otot berwarna) membentuk celah lingkaran yang disebut pupil. Pupil berfungsi mengatur banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. Lebar pupil diatur oleh iris, di tempat gelap pupil membuka lebar agar lebih banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. Bintik buta merupakan bagian pada retina yang tidak peka terhadap cahaya, sehingga bayangan jika jatuh di bagian ini tidak jelas/kelihatan, sebaliknya pada retina terdapat bintik kuning. Permukaan retina terdiri dari berjuta-juta sel sensitif, ada yang berbentuk sel batang berfungsi membedakan kesan hitam/putih dan yang berbentuk sel kerucut berfungsi membedakan kesan berwarna.Otot siliar (otot lensa mata) berfungsi mengatur daya akomodasi mata. Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata ke permukaan retina. Oleh sel-sel yang ada di dalam retina, rangsangan cahaya ini dikirimkan ke otak. Oleh otak diterjemahkan sehingga menjadi kesan melihat. Daya Akomodasi Mata. Perlu diketahui bahwa jarak antara lensa mata dan retina selalu tetap. Sehingga dalam melihat benda-benda pada jarak tertentu perlu mengubah kelengkungan lensa mata. Untuk mengubah kelengkungan lensa mata, yang berarti mengubah jarak titik fokus lensa merupakan tugas otot siliar. Hal ini dimaksudkan agar bayangan yang dibentuk oleh lensa mata selalu jatuh di retina. Pada saat mata melihat dekat lensa mata harus lebih cembung (otot-otot siliar menegang) dan pada saat melihat jauh lensa harus lebih pipih (otot-otot siliar mengendor). Peristiwa perubahan-perubahan ini disebut daya akomodasi. Daya akomodasi (daya suai) adalah kemampuan otot siliar untuk menebalkan atau memipihkan kecembungan lensa mata yang disesuaikan dengan dekat atau jauhnya jarak benda yang dilihat. Manusia memiliki dua batas daya akomodasi (jangkauan penglihatan) yaitu : 2. titik jauh mata (punctum remotum) adalah jarak benda terjauh di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal titik jauhnya adalah “tak terhingga”. Cacat Mata Berkurangnya daya akomodasi mata seseorang dapat menyebabkan berkurangnya kemampuan mata untuk melihat benda pada jarak tertentu dengan jelas. Cacat mata yang disebabkan berkurangnya daya akomodasi, antara lain rabun jauh, rabun dekat dan rabun dekat dan jauh. Selain tiga jenis itu, masih ada jenis cacat mata lain yang disebut astigmatisma. Rabun jauh (miopi) Rabun jauh yaitu mata tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas, disebut juga mata perpenglihatan dekat (terang dekat/mata dekat). Penyebab terbiasa melihat sangat dekat sehingga lensa mata terbiasa tebal. Miopi sering dialami oleh tukang arloji, penjahit, orang yang suka baca buku (kutu buku) dan lain-lain. Untuk mata normal (emetropi) melihat benda jauh dengan akomodasi yang sesuai, sehingga bayangan jatuh tepat pada retina. Mata miopi melihat benda jauh bayangan jatuh di depan retina, karena lensa mata terbiasa tebal. Mata miopi ditolong dengan kacamata berlensa cekung (negatif). Tugas dari lensa cekung adalah membentuk bayangan benda di depan mata pada jarak titik jauh orang yang mempunyai cacat mata miopi. Karena bayangan jatuh di depan lensa cekung, maka harga si adalah negatif. Dari persamaan lensa tipis, 1/f=1/So+1/Si si adalah jarak titik jauh mata miopi. so adalah jarak benda ke mataf adalah fokus lensa kaca mata. Rabun dekat (hipermetropi) Rabun dekat tidak dapat melihat jelas benda dekat, disebut juga mata perpenglihatan jauh (terang jauh/mata jauh). Rabun dekat mempunyai titik dekat yang lebih jauh daripada jarak baca normal. Penyebab terbiasa melihat sangat jauh sehingga lensa mata terbiasa pipih. Bayangan yang dibentuk lensa cembung harus berada pada titik dekat mata penderita rabun dekat. Karena bayangan yang dihasilkan lensa cembung berada di depan lensa maka harga si adalah negatif. Dari persamaan lensa tipis, 1/f=1/So+1/Si. si adalah jarak titik jauh mata hipermetropi. so adalah jarak benda ke mataf adalah fokus lensa kaca mata. Mata tua (presbiopi) Mata tua tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh dan benda-benda pada jarak baca normal, disebabkan daya akomodasi telah berkurang akibat lanjut usia (tua). Pada mata tua titik dekat dan titik jauh keduanya telah bergeser. Mata tua diatasi atau ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap (cembung dan cekung). Pada kacamata dengan lensa rangkap, lensa negatif bekerja seperti lensa pada kaca mata miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti halnya pada kacamata hipermetropi. Astigmatisma (mata silindris) Astigmatisma disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk sferik (irisan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada bidang lainnya. Akibatnya benda yang berupa titik difokuskan sebagai garis. Mata astigmatisma juga memfokuskan sinar-sinar pada bidang vertikal lebih pendek dari sinar-sinar pada bidang horisontal.Astigmatisma ditolong/dibantu dengan kacamata silindris. Kamera Kamera digunakan manusia untuk merekam kejadian penting atau kejadian yang menarik. Banyak jenis dan model kamera dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kamera yang dipakai wartawan berbeda dengan yang dipakai fotografer. Kamera video dipakai dalam pengambilan gambar untuk siaran televisi atau pembuatan film. Kamera elektronik (autofokus) lebih mudah dipakai karena tanpa pengaturan lensa. Dewasa ini sudah ada kamera digital yang data gambarnya tidak perlu melalui proses pencetakan melainkan dapat dilihat atau diolah melalui komputer. Bagian-bagian kamera mekanik (bukan otomatis) menurut kegunaan fisis :
Teropong (Teleskop) A. Teropong bintang Teropong bintang disebut juga teropong astronomi. - terdiri dari 2 buah lensa cembung. - jarak fokus lensa obyektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler. Dasar Kerja Teropong Obyek benda yang diamati berada di tempat yang jauh tak terhingga, berkas cahaya datang berupa sinar-sinar yang sejajar. Lensa obyektif berupa lensa cembung membentuk bayangan yang bersifat nyata, diperkecil dan terbalik berada pada titik fokus. Bayangan yang dibentuk lensa obyektif menjadi benda bagi lensa okuler yang jatuh tepat pada titik fokus lensa okuler. Penggunaan dengan mata tidak berkomodasi Untuk penggunaan dengan mata tidak berkomodasi, bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh di titik fokus lensa okuler. Perbesaran anguler yang diperoleh adalah : M = f (ob) / f (ok) Panjang teropong adalah : M = f (ob) + f (ok) Penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal Untuk penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh diantara titik pusat bidang lensa dan titik fokus lensa okuler. Perbesaran anguler dapat diturunkan sama dengan penalaran pada pengamatan tanpa berakomodasi dan didapatkan : M = f (ob) / So (ok) Panjang teropong adalah : M = f (ob) + So (ok) B. Teropong Bumi Teropong bumi disebut juga teropong medan. Terdiri dari 3 buah lensa cembung yaitu lensa obyektif, lensa okuler dan lensa pembalik. Dasar Kerja Teropong Bumi : Lensa obyektif membentuk bayangan bersifat nyata, terbalik dan diperkecil yang jatuh pada fob. Dengan adanya lensa pembalik panjang teropong dirumuskan menjadi : d = f (ob) + 4f (pembalik) + f (ok) Lensa pembalik berfungsi untuk membalikkan arah cahaya sebelum melewati lensa okuler, lensa okuler berfungsi seperti lup membentuk bayangan bersifat maya, tegak, dan diperbesar. M = d = f (ob) / f (ok) C. Teropong prisma (binokuler) Teropong prisma terdiri atas dua pasang lensa cembung (sebagai lensa objektif dan lensa okuler) dan dua pasang prisma kaca siku-siku samakaki. Sepasang prisma yang diletakkan berhadapan, berfungsi untuk membelokkan arah cahaya dan membalikkan bayangan. 1. Menghasilkan bayangan yang terang, karena berkas cahaya dipantulkan sempurna oleh bidang-bidang prisma. 2. Dapat dibuat pendek sekali, karena sinarnya bolak-balik 3 kali melalui jarak yang sama (dipantulkan 4 kali oleh dua prisma). 3. Daya stereoskopis diperbesar, dua mata melihat secara bersamaan 4. Dengan adanya prisma arah cahaya telah dibalikkan sehingg terlihat bayangan akhir bersifat maya, diperbesar dan tegak. D. Teropong pantul astronomi . Teropong pantul terdiri dari sebuah cermin cekung berjarak fokus besar sebagai cermin objektif, sebuah lensa cembung sebgai lensa okuler dan sebuah cermin datar sebagai pembelok arah cahaya dari cermin objektif ke lensa okuler. E. Teropong panggung Teropong panggung terdiri dari dua lensa, yaitu : - lensa obyektif berup lensa cembung - lensa okuler berupa lensa cekung Dasar kerja dari teropong panggung Sinar-sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan tepat di titik fokus lensa obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata. Perlu diketahui bahwa bayangan yang dibentuk lensa okuler adalah tegak. (Untuk pengamatan tanpa berakomodasi), maka panjang teropong adalah : Perbesaran anguler yang didapatkan adalah sama dengan perbesaran pada teropong bintang ataupun juga teropong bumi. M = f (ob) / f (ok) HUKUM 1 NEWTONPada pembahasan sebelumnya kita telah mempelajari gerak benda baik yang bergerak lurus maupun melingkar. Pada pembahasan ini kita akan meninjau gerak benda disertai dengan penyebab gerak benda tersebut yang dinamakan gaya. Gaya (force; simbol: F) dalam fisika dapat difinisikan sebagai pengaruh apapun yang dapat menyebabkan benda mengalami perubahan kecepatan, perubahan arah, maupun perubahan bentuk. Gaya merupakan besaran vektor yang memiliki besar dan juga arah. Pada abad ke-17, Isaac Newton mengajukan tiga buah hukum yang dapat menjelaskan kenapa benda dapat bergerak. Ketiga hukum ini kemudian dikenal dengan "Newton's three laws of motion" atau kita kenal dengan hukum gerak Newton. Newton menjelaskan ketiga hukum tentang gerak dalam bukunya yang berjudul "Principia Mathematica Philosophiae Naturalis" pada tahun 1686. Pada pembahasan kali ini kita akan fokuskan ke hukum pertama Newton tentang gerak. Hukum pertama Newton menyatakan sebagai berikut: An object at rest stays at rest and an object in motion stays in motion with the same speed and in the same direction unless acted upon by an unbalanced force. Jadi ketika gaya yang berkerja pada benda seimbang (resultan gayanya sama dengan nol atau ), maka keadaan benda akan ada dua kemungkinan:1. Benda akan diam ( kecepatan sama dengan nol), atau 2. Benda akan bergerak lurus beraturan (kecepatan sama dengan konstan).Perilaku benda yang cenderung mempertahankan keadaan semula ini dikenal dengan istilah inersia. Oleh karena itu hukum ke-1 Newton tentang gerak ini dikenal dengan hukum Inersia. Sebagai contoh, ketika Anda duduk di kursi mobil yang sedang diam. Kemudian tiba - tiba mobil digerakan ke depan, maka tubuh Anda akan terdorong ke belakang. Begitu pula ketika mobil sedang bergerak, tiba - tiba mobil di rem. Maka tubuh Anda akan terdorong ke depan. Oleh karena itu, pada kursi mobil dipasang sabuk pengaman. Gunanya adalah untuk menahan tubuh Anda apabil mobil di rem mendadak. Selain itu, pada bagian atas jok dipasang sandaran kepala sebagai pengaman kepala apabila terjadi tabarakan dari belakang mobil. |