MAKALAH

ALAT – ALAT  OPTIK

Disusun untuk Memenuhi salah Satu Tugas dari Mata Kuliah Fisika Dasar II

Dosen :Dr. Chaerul Rochman, M.Pd

Disusun oleh :

Nenden Ratna Puri                       1210207073

Nita Nurul Parida                         1210207079

Shevty Riany                                1210207098

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG

2011

KATA PENGANTAR

                        Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT,Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang yang telah memberikan petunjuk & bimbingan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat dengan waktunya.Sholawat beserta salam kami curahkan kepada Nabi Muhammad SAW,kepada para sahabat,keluarga,serta tabi’in dan semoga tercurah kepada kita semua selaku umatnya.

                        Dengan mengucapkan hamdallah kami dapat menyelesaikan makalah ini untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika Dasar II yang berjudul Alat – Alat  Optik. Tidak lupa kami ucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan makalah ini.

                        Kami sadari bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan,maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun agar pembuatan makalah berikutnya dapat lebih baik. Akhirnya kami berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi kami dan para pembaca.

                       

                                                                                                Bandung,Februari 2011

                                                                                                Penyusun,

                                                                                                           

DAFTAR ISI

                                                                                                     Halaman                                              

KATA PENGANTAR.............................................................................................. i

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1  

A. Latar Belakang  ...........................................................................................1 

 B. Tujuan Penyusunan .....................................................................................1 

 C. Ruang Lingkup dan Peta Konsep...............................................................1         

BAB II PEMBAHASAN.........................................................................................4 

 A. Pengertian Alat Optik..................................................................................4    

             B. Alat-Alat Optik.............................................................................................4

             C.Produk Tekhnologi yang Menggunakan Alat Optik...................................19             

 D.Contoh Soal dan Pembahasannya Tentang Alat Optik...............................21

 E.Soal-Soal dan Pembahasannya Tentang Alat Optik....................................22

BAB III URAIAN AYAT AL-QURAN TENTANG ALAT OPTIK......................36

BAB IV PENUTUP .................................................................................................37

             A.    Kesimpulan..................................................................................................37 
             B.     Saran............................................................................................................37

GLOSARIUM 

DAFTAR PUSTAKA 

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Alat optik adalah alat–alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan lensa optik untuk melakukan fungsinya dalam membantu kegiatan tertentu.Adapun yang termasuk dalam alat optik yaitu:mata,kamera,lup,mikroskop,teropong,periskop,episkop, diaskop (slide projector),LCD.Salah satu alat produk teknologi  yang menggunakan konsep alat optik adalah kacamata.Kacamata adalah alat bantu bagi seseorang yang memiliki kelainan pada matanya.Sebenarnya mata juga termasuk alat optik.Alat optik lain juga dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari yaitu kamera.Kamera dapat memindahkan  keadaan nyata yang berada disekitar kita kedalam lembaran film.

Selain mata,kacamata,dan kamera masih dapat dijumpai berbagai alat optik lain. Pembahasan tentang alat optik berhubungan dengan cahaya,cermin,lensa,serta pembentukan bayangan.

B.  Tujuan penyusunan

Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah :

1.        Untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika dasar II sebagai salah satu syarat pembelajaran yang diajarkan.

2.        Untuk memperdalam pengetahuan penulis dalam bidang fisika,khususnya untuk alat – alat optik.

3.        Untuk menjadi acuan bagi penulis dalam menggembangkan keterampilan dan kemamapuan menulis khususnya penulisan makalah.

C.  Ruang  Lingkup dan  Peta Konsep

Alat optik merupakan bagian dari optikal yang didalamnya memaparkan tentang cahaya,sumbernya,penyebabnya,dan akibat–akibat yang dihasilkan serta yang dialaminya. Dalam perluasanya  alat optik menggunakan konsep cahaya yang meliputi aspek – aspek sebagai berikut :

1.        Hakikat cahaya yang didalamnya terdapat sifat – sifat cahaya,pemantulan cahaya, hukum pemantulan cahaya,dan pembiasan cahaya (hukum pembiasan cahaya).

2.                                  Alat optik berkaitan dengan cermin, lensa, prisma/plan pararel.

3.        Menjelaskan prinsip  kerja alat – alat optik,seperti mata,kamera,lup,mokroskop, teropong,episkop,periskop,diaskop dan proyektor.

PETA KONSEP

BAB II

ALAT OPTIK

A.  Pengertian Alat Optik

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan lensa optik untuk melakukan fungsinya dalam membantu kegiatan tertentu.Lensa optik bisa terbuat dari bahan kaca,plastik,fiber,dan lain sebagainya.Alat optik memanfaatkan prinsip pemantulan cahaya (refleksi) dan pembiasan cahaya (refraksi).Cermin dan lensa serta prinsip kerjanya memberikan sarana pemahaman bagi pemanfaatannya untuk mempermudah dan membantu kehidupan manusia.Alat-alat yang bekerja berdasarkan prinsip optik (cermin, lensa, dan prisma) digolongkan sebagai alat optik.

B.  Alat-Alat Optik

1.    Mata

Mata adalah alat optik paling sempurna yang diberikan Tuhan YME pada kita dan merupakan bagian dari lima panca indera kita.Tanpa mata orang tidak akan pernah menikmati keindahan dunia ini.Sudah sewajarnya kita patut bersyukur kepada Tuhan YME yang telah memberi anugrah yang luar biasa ini,dengan bantuan mata kita dapat membedakan benda berdasarkan tingkat kecerahan,bentuk,tekstur,kedalaman,tingkat tembus pandang,gerakan dan ukuran benda.

a.         Anatomi Mata

Dilihat dari bagian-bagian mata, mata dapat diumpamakan sebagai sebuah kamera.

  

Bagian – bagian mata diantaranya:

o   Kornea adalah Bagian depan mata yang memiliki lengkung lebih tajam dan dilapisi oleh selaput cahaya untuk melindungi bagian-bagian lain dalam mata yang halus dan lunak.Dibelakang kornea terdapat cairan (aqueous humor) yang berfungsi membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata.

o   Lensa Mata adalah Lensa yang terbuat dari bahan bening yang elastik,berserat dan kenyal yang berfungsi untuk mengatur pembiasan cahaya yang masuk kedalam mata yang disebabkan oleh cairan di depan lensa atau membentuk bayangan di retina mata

o   Iris adalah Selaput yang membentuk celah lingkaran dan berfungsi memberikan warna pada mata dan juga mengatur intensitas cahaya yang masuk ke mata

o   Pupil adalah Celah lingkaran yang dibentuk oleh iris dan 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.

o   Retina adalah Selaput jala yang terdapat dipermukaan belakang mata yang berfungsi untuk menangkap bayangan yang dibentuk oleh lensa mata.Bayangan yang jatuh pada retina bersifat:nyata,diperkecil dan terbalik.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.

b.        Pembentukan Bayangan Benda pada Retina

Ketika kita melihat suatu benda,berkas cahaya yang dipantulkan benda masuk ke mata kita dan oleh lensa mata (lensa kristalin) berkas cahaya itu akan difokuskan sehingga bayangan yang terbentuk akan tepat jatuh di retina.Oleh karena jarak antara mata dan lensa selalu tetap,maka untuk melihat benda yang jaraknya berbeda-beda kecembungan lensa mata perlu diubah-ubah.Kemampuan otot siliar untuk mengubah kecembungan lensa mata ini disebut daya akomodasi mata.Daerah penglihatan mata seseorang sangat dipengaruhi oleh kemampuan mata untuk mengubah kecembungan mata orang tersebut.Orang normal akan dapat melihat benda sedekat-dekatnya pada jarak rata-rata 25cm dengan menggunakan daya akomodasi maksimum dan akan melihat sejauh-jauhnya hingga jarak yang tak terhingga dengan menggunakan daya akomodasi minimum.Jarak terdekat yang dapat dilihat seseorang disebut titik dekat mata (punctum proximum) sedangkan titik terjauh yang masih dapat dilihat mata disebut (punctum remotum).

c.         Titik Dekat dan Titik Jauh Mata

·            Untuk melihat dengan jelas,benda harus terletak pada jangkauan penglihatan mata,yaitu antara Punctum Remotum dan Punctum Proximum.

·            Titik Dekat Mata (Punctum Proximum = PP) adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang berakomodasi maksimum.Untuk orang normal sejauh 25 cm.

Gb.Pembentukan bayangan  pada mata normal

·            Titik Jauh Mata (Punctum Remotum = PR) adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat benda dengan jelas oleh mata yang tidak berakomodasi yaitu sejauh tak terhingga.

·            Mata normal memiliki titik dekat 25 cm dan titik jauh tak berhingga artinya dapat melihat benda dengan jelas pada paling dekat 25 cm dan paling jauh tak berhingga tanpa bantuan.

Orang yang mengalami gangguan penglihatan sering disebut menderita gangguan refraksi Artinya gangguan penglihatan terjadi akibat tidak sempurnanya bayangan benda yang diterima oleh saraf-saraf penglihatan untuk disampaikan ke otak.

d.        Cacat Mata

Ada kemungkinan terjadi ketidak normalan pada mata disebut cacat mata atau aberasi.Seseorang yang mengalami kelainan atau ketidak normalan pada matanya misalkan tidak bisa melihat jauh,tidak bisa melihat dekat atau tidak mampu membedakan garis lurus maka orang tersebut dikatakan mengalami cacat mata atau aberasi.Cacat mata semacam ini dapat ditolong dengan menggunakan kaca mata, lensa kontak ataupun dengan jalan operasi.

              Mata normal  (emetropi ) memiliki titik dekat 25 cm dan titk jauh tak terhingga.Jadi, mata normal dapat melihat benda dengan jelas pada jarak paling dekat 25 cm dan paling jauh tak berhingga tanpa bantuan kacamata.

1.    Rabun Jauh  (Miopi)

Gambar: Pembentukan Bayangan Pada mata myopia

Seseorang yang menderita rabun jauh atau dikatakan berpenglihatan dekat (terang dekat) biasanya memiliki titik jauh yang terbatas dapat melihat dengan jelas pada jarak 25 cm sedangkan titik dekatnya tidak berubah.Hal ini terjadi karena lensa mata kurang mampu memipih sebagaimana mestimya sehingga sinar-sinar sejajar yang berasal dari benda jauh akan berpotongan di depan retina.

Gambar : Pembentukan bayangan pada mata myopia (a) sebelum menggunakan lensa cekung dan (b) setelah menggunakan

Agar dapat melihat normal orang yang mengalami cacat mata ini dapat ditolong dengan menggunakan kaca mata berlensa negatif dengan kekuatan lensa sebesar -1 dioptri.

2.    Rabun Dekat  (Hipermetropi)

                                    Gambar . Pembentukan bayangan pada mata hipermetropi

Seseorang yang menderita rabun dekat atau dikatakan berpenglihatan jauh (terang jauh) biasanya memiliki titik dekat lebih dari 25cm,sedangkan titik jauhnya tidak berubah tetap pada jarak yang tak terhingga.Hal ini terjadi karena lensa mata kurang mampu mencembung sebagaimana mestinya sehingga berkas cahaya yang datang dari jarak dekat akan berpotongan di belakang retina.

Gambar . Pembentukan Bayangan pada mata hipermetropi (a) sebelum menggunakan kacamata dan (b) sesudah menggunakan kacamata

Cacat mata hipermetropi diatasi dengan menggunakan kacamata lensa cembung.Lensa cenbung akan menguncupkan cahaya sebelum cahaya masuk ke mata sehingga bayangan jatuh tepat pada retina.

3.    Mata Tua (Presbiopi)

Presbyopia berasal dari bahasa Yunani “Presbys” yang berarti orang tua dan “Opia” artinya mata.Ini berkaitan dengan bekurangnya kemampuan mata untuk fokus pada jarak dekat seperti membaca karena usia yang mulai menua.

Jadi cacat mata ini karena berkurang daya akomodasi karena lanjut usia.Titik dekat lebih besar dari 25 cm dan titik jauh pada jarak tertentu.Sehingga penderita presbiopi tidak dapat melihat benda dengan jelas dan juga tidak dapat membaca pada jarak baca normal.Dapat ditolong dengan kaca mata bifokal (lensa rangkap).Kacamata bifokal adalah kaca mata yang terdiri atas dua lensa,yaitu lensa cekung dan lensa cembung.Lensa cekung berfungsi untuk melihat benda jauh dan lensa cembung untuk melihat benda dekat.

4.      Mata Astigmatisma

Cacat mata yang tidak dapat melihat garis vertikal dan horizontal bersama-sama,ditolong dengan kaca mata silindris.Penyebabnya adalah karena kornea mata yang tidak berbentuk sferik,artinya salah satu bidang lebih melengkung dibanding bidang lain,sehingga biasanya sinar-sinar pada bidang vertikal difokuskan lebih pendek daripada sinar-sinar pada bidang horisontal.

Astigmatisma atau mata silindris merupakan kelainan pada mata yang disebabkan oleh karena lengkung kornea mata yang tidak merata.Kelainan refraksi ini bisa mengenai siapa saja tanpa peduli status sosial,umur dan jenis kelamin.

Bola mata dalam keadaan normal berbentuk seperti bola sehingga sinar atau bayangan yang masuk dapat ditangkap pada satu titik di retina (area sensitif mata).Pada orang astigmatisma,bola mata berbentuk lonjong seperti telur sehingga sinar atau bayangan yang masuk ke mata sedikit menyebar alias tidak fokus pada retina.Hal ini menyebabkan bayangan yang terlihat akan kabur dan hanya terlihat jelas pada satu titik saja.Disamping itu,bayangan yang agak jauh akan tampak kabur dan bergelombang

2.    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 :

·         Lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan dari benda yang difoto

·         Diafragma berfungsi untuk membuat sebuah celah/lubang yang dapat diatur luasnya

·         Aperture yaitu lubang yang dibentuk diafragma untuk mengatur banyak cahaya

·         Shutter pembuka/penutup “dengan cepat” jalan cahaya yang menuju ke pelat film.Pelat film berfungsi sebagai layar penangkap/perekam bayangan.Setiap benda yang di foto,terletak pada jarak yang lebih besar dari dua kali jarak fokus di depan lensa kamera,sehingga bayangan yang jatuh pada pelat film memiliki sifat nyata, terbalik dan diperkecil. Untuk memperoleh bayangan yang tajam dari benda-benda pada jarak yang berbeda-beda,lensa cembung kamera dapat digeser ke depan atau ke belakang.

3.      Lup (kaca pembesar)

Lup (kaca pembesar) dipakai untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar dan jelas.Oleh tukang arloji,lup dipakai agar bagian jam yang diperbaikinya kelihatan lebih besar dan jelas.Oleh siswa saat praktikum biologi,lup dipakai untuk mengamati bagian hewan atau tumbuhan agar kelihatan besar dan jelas.

Sebagai alat optik,lup berupa lensa cembung tebal (berfokus pendek).Sifat bayangan yang diharapkan dari benda kecil yang dilihat dengan lup adalah tegak dan diperbesar.Orang yang melihat benda dengan menggunakan lup akan mempunyai sudut penglihatan (sudut anguler) yang lebih besar daripada orang yang melihat dengan mata biasa. Ada dua cara memakai lup, yaitu dengan mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi.

a.         Melihat dengan mata tak berakomodasi.

Untuk melihat tanpa berakomodasi maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak berhingga.Benda yang dilihat harus diletakkan tepat pada titik fokus lup.Keuntunganya adalah untuk pengamatan lama mata tidak cepat lelah,sedangkan kelemahannya dari segi perbesaran berkurang.Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.

Perbesaran Anguler yang didapatkan adalah :      

Keterangan :

M  = perbesaran lup

PP = titik dekat mata

f    = jarak titk fokus lensa

b.      Melihat dengan mata berakomodasi.

Agar mata dapat melihat dengan berakomodasi maksimum,maka bayangan yang dibentuk oleh lensa harus berada di titik dekat mata (PP).Benda yang dilihat harus terletak antara titik fokus dan titik pusat sumbu lensa.Kelemahannya untuk pengamatan lama mata cepat lelah,sedangkan keuntungannya dari segi perbesaran bertambah.Sifat bayangan yang dihasilkan maya,tegak dan diperbesar.

Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :

Keterangan :

M = perbesaran lup

PP= titik dekat mata

f  = jarak titik fokus lensa

4.      Mikroskop

Perbesaran  bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan lup yang hanya menggunakan sebuah lensa cembung kurang maksimal dan terbatas.Untuk mendapatkan perbesaran yang lebih besar diperlukan susunan alat optik yang lebih baik.Perbesaran yang lebih besar dapat diperoleh dengan membuat susunan dua buah lensa cembung.Susunan alat optik ini dinamakan mikroskop yang dapat menghasilkan perbesaran sampai lebih dari 20 kali.

Sebuah mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung (lensa positif).lensa yang dekat dengan objek (benda) dinamakan lensa objektif, sedangkan lensa yang dekat mata dinamakan lensa okuler. Jarak fokus lensa okuler lebih besar daripada jarak fokus lensa objektif.

Gambar mikroskop dan bagian-bagiannya

Gambar pembentukan bayangan pada mikroskop

Objek yang ingin diamati diletakkan di depan lensa objektif di antara titik F_ob dan 2F_ob. Bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif adalah I₁ yang berada di belakang lensa objektif dan di depan lensa okuler.Bayangan ini bersifat nyata,terbalik,dan diperbesar.Bayangan I₁ akan menjadi benda bagi lensa okuler dan terletak di depan lensa okuler antara pusat optik O dan titik fokus okuler F_ok. Di sini lensa okuler akan berfungsi sebagai lup dan akan terbentuk bayangan akhir I₂ di depan lensa okuler. Bayangan akhir I₂ yang terbentuk bersifat maya,diperbesar,dan terbalik terhadap objek semula.

Perbesaran yang dihasilkan mikroskop adalah gabungan dari perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler.Perbesaran lensa objektif mikroskop adalah

Dimana P_ob adalah perbesaran lensa objektif, s’_ob adalah jarak bayangan lensa objektif dan s_ob adalah jarak objek di depan lensa objektif.

Adapun perbesaran lensa okuler mikroskop sama dengan perbesaran lup,yaitu sebagai berikut:

        untuk mata berakomodasi maksimum

            untuk mata tidak berakomodasi

Dimana P_ok adalah perbesaran lensa okuler, s_n adalah jarak titik dekat mata (untuk mata normal s_n = 25 cm), dan f_ok adalah jarak fokus lensa okuler.

Perbesaran total mikroskop adalah hasil kali perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Jadi,

P = P_ob × P_ok

Hal-hal penting yang perlu diketahui berkaitan dengan mikroskop:

(1) jarak antara lensa objektif dan lensa okuler disebut juga panjang tabung (d). panjang tabung sama dengan penjumlahan jarak bayangan yang dibentuk lensa objektif (s’_ob) dengan jarak benda (bayangan pertama) ke lensa okuler (s_ok).

d = s’_ob + s_ok

(2) menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum berarti letak bayangan akhir berada di titik dekat mata di depan lensa okuler.Jadi,dapat dituliskan

s’_ok = −s_n

(3) menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi berarti jarak benda di depan lensa okuler (s_ok ) berada tepat di titik fokus lensa okuler (f_ok).Jadi,dapat dituliskan

s_ok = f_ok

5.      Teropong (teleskop )

Teropong atau teleskop adalah salah satu alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda yang letaknya sangat jauh sehingga kelihatan lebih dekat dan lebih jelas.

Teleskop atau teropong dibagi dua macam,yaitu teropong bias dan teropong pantul.Perbedaan kedua teropong ini adalah cahaya yang diterima oleh teropong bias hanya mengalami pembiasan,sedangkan cahaya yang diterima oleh teropong pantul mengalami pemantulan dan pembiasan.

a.        Teropong bias

Teropong bias ada empat macam yaitu teropong bintang, teropong bumi, teropong galileo, dan teropong binokuler.

1)   Teropong Bintang

Teropong bintang atau disebut dengan teleskop astronomi terdiri atas lensa objektif positif dengan fokus yang panjang dan lensa okuler positif yang berjarak titik api pendek.Teropong terdiri atas dua lensa cembung,sebagaimana mikroskop.Pada teropong jarak fokus lensa objektif lebih besar daripada jarak fokus lensa okuler (f_ob > f_ok).Teropong digunakan dengan mata tidak berakomodasi agar tidak cepat lelah karena teropong digunakan untuk mengamati bintang selama berjam-jam.Dengan mata tidak berakomodasi, bayangan lensa objektif harus terletak di titik fokus lensa okuler.Dengan demikian,panjang teropong (atau jarak antara kedua lensa) adalah

                                   d = f_ob + f_ok

dimana f_ob adalah jarak fokus lensa objektif dan f_ok adalah jarak fokus lensa okuler.

2)      Teropong Bumi

Teropong bumi adalah alat optik yang digunakan untuk mengamati benda-benda yang letaknya sangat jauh dari pengamat sehingga lebih dekat dan lebih jelas.Teropong bumi disebut juga teropong medan.Terdiri dari 3 buah lensa cembung yaitu lensa obyektif,lensa okuler dan lensa pembalik.Lensa pembalik adalah sebuah lensa positif diantara obyektif dan okuler yang berfungsi untuk mengubah posisi bayangan benda dari terbalik manjadi tegak.

Perbesaran teropong bumi dirumuskan sebagai berikut :

                                                                                         

Jarak lensa okuler dan lensa obyektif ( panjang teropong ) adalah

d = f_ob + 4f_p + f_ok

3)      Teropong Galileo

Teropong Galileo biasa disebut dengan teropong belanda atau teropong panggung.Kegunaanya sama dengan teropong bumi,Galileo menemukan cara untuk memeperpendek ukuran teropong bumi dengan meniadakan lensa pembalik dan mengganti dengan lensa okuler dari lensa cembung menjadi lensa cekung.Dengan demikian,benda tidak terlihat terbalik tetapi tampak tegak seperti posisi sebenarnya.

Teropong panggung/galileo terdiri dari dua lensa, yaitu :
- lensa obyektif berup lensa cembung
- lensa okuler berupa lensa cekung

4)      Teropong Binokuler (prisma)

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.Bayangan yang dibentuk lensa objektif bersifat nyata,diperkecil,dan terbalik.Bayangan nyata dari lensa objektif menjadi benda bagi lensa okuler. Sebelum dilihat dengan lensa okuler, bayangan ini dibalikkan oleh sepasang prisma siku-siku sehingga bayangan akhir dilihat maya,tegak, dan diperbesar.Perbesaran bayangan yang diperoleh dengan memakai teropong prisma sama dengan teropong bumi.Beberapa keuntungan praktis dari teropong prisma dibandingkan teropong yang lain:

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.

5)      Periskop

Periskop adalah sebuah teropong yang arah pandangannya dapat dibelokkan sehingga objek yang dilihat tidak harus berada didepan mata.Periskop digunakan pada kapal selam untuk melihat keadaan di permukaan laut ketika kapal selam berada di lautan.

Periskop terdiri atas dua lensa cembung dan dua buah prisma.Berkas cahaya datang dari benda yang diamati dipantulkan oleh kedua prisma tersebut dan akhirnya difokuskan oleh lensa okuler yang terletak di bawah,sehingga cahaya masuk ke mata.

b.      Teropong pantul

Teropong pantul digunakan untuk mengamati benda-benda langit.Teropong pantul terdiri dari sebuah cermin cekung berjarak fokus besar sebagai cermin objektif, sebuah lensa cembung sebagai lensa okuler dan sebuah cermin datar sebagai pembelok arah cahaya dari cermin objektif ke lensa okuler.

Sebelum berkas cahaya itu mengumpul di titik fokus cermin cekung,berkas cahaya itu dipantulkan oleh sebuah cermin datar yang terletak di antara titik pusat cermin dan titik fokus cermin.Selanjutnya cahaya tersebut dipantulkan menuju lensa okuler berupa lensa cembung.

6.      Proyektor

Proyektor adalah alat optik yang digunakan untuk memproyeksikan bayangan suatu benda tembus cahaya berupa gambar atau tulisan ke suatu layar.Ada beberapa alat optik yang tergolong sebagai proyektor , antara lain  diaskop (proyektor slide),overhead proyektor (OHP),episkop,dan epidoskop.

a.    Diaskop (proyektor slide)

Proyektor slide adalah alat yang memiliki fungsi menampilkan bayangan sebuah gambar positif yang dapat ditembus cahaya.Proyektor slide ini sangat efektif digunakan sebagai sarana bantu pada suatu acara pertemuan apabila seorang pembicara ingin menyajikan penjelasan yang disertai dengan gambar dan tulisan.

b.    Overhead Proyektor (OHP )

Over Head Projector adalah benda yang berguna untuk melihat bayangan gambar diapositif seperti yang umumnya digunakan untuk presentasi di kelas.

Pada dasarnya prinsip kerja Overhead Proyektor (OHP ) sama dengan proyektor  slide.Perbedaannya adalah bahwa Overhead Proyektor (OHP ) terdiri dari dua buah cermin datar dan sebuah cermin cekung sebagai reflector.Biasanya objek gambar yang akan diproyeksikan OHP berupa gambar dan tulisan yang dibuat pada plastick transparan.

c.    Episkop

Episkop merupakan alat optik untuk memproyeksikan gambar tidak tembus cahaya dengan menggunakan lensa positif.Dengan demikian terbentuk bayangan sejati dan diperbesar.Bayangan ini dapat ditangkap dengan sebidang layar putih.

C.  Produk Tekhnologi yang Mengggunakan Konsep Alat Optik

1.    Proyektor futuristik

Proyektor yang diusung oleh perusahaan elektronik PT Satu Solusi Intermedia Utama ini bernama Vimeo.Melalui pancaran gambar yang dihasilkan dari proyektor ini, kita bisa melalukan presentasi dengan cara menakjubkan. Proyektor ini mempunyai lebar layar 20 sampai 200 inchi, bisa digunakan untuk jarak pancar cahaya 0,5 hingga 5 meter.

Vimeo memiliki akurasi kalibrasi 0,05 hingga 0,2 mm dengan cara pengoperasiannya cukup mudah,hanya dengan Assistant projector seberat 150 gram dengan dimensi 100×50x60 sentimeter ini cukup dicolokan melalui koneksi USB 2.0.

Proyektor ini dapat menangkap seluruh titik kordinat yang ada di layar virtual.Jika ada layar yang disentuh dengan optikal pen magnetik,dia akan otomatis bisa digerakan maupun di-capture gambarnya persis seperti saat menggunakan mouse komputer dan cara menangkap gambarnya menggunakan tekhnologi optik infrared untuk kalibrasi

2.    Kamera Nikon

Nikon D60 yang dirancang untuk menyederhanakan operasi kamera dan fotografer yang memungkinkan untuk berkonsentrasi pada pengambilan gambar. Sebuah 2,5 inci layar LCD menggunakan menyajikan informasi yang mudah untuk memahami grafis antarmuka pengguna, dengan tiga jenis gaya presentasi sesuai untuk semua pengguna. Simbol dan nomor yang di layar memutar melalui 90 derajat, disampaikan informasi yang benar sesuai dengan orientasi bagaimana kamera sedang diadakan.

Nikon D60 yang memanfaatkan teknologi yang eksklusif EXPEED untuk memaksimalkan kualitas gambar dan kecepatan pengolahan.Kreasi fitur termasuk penciptaan otomatis berhenti-gerakan animasi file dari urutan gambar,dan efek yang mensimulasikan penggunaan filter optik untuk menghasilkan warna dan bayangan yang murni.

 Aliran udara yang Nikon eksklusif  kontrol sistem saluran debu dari gambar jalan dan getar, membersihkan diri-unit sensor getar segar dan debu sisa dari kamera optik.

3.    Camera CCTV.

Closed-circuit television (CCTV) atau Sirkuit Televisi Tertutup merupakan penggunaan kamera video untuk mengirimkan sinyal ke sebuah tempat tertentu, pada satu set monitor terbatas. Untuk mengatasi aktivitas kejahatan, CCTV di semua lokasi yang dinilai rawan.

CCTV ini sering digunakan untuk pengawasan di daerah-daerah yang mungkin perlu pemantauan seperti pabrik,kantor,bank,kasino,bandara,instalasi militer,dan toko kenyamanan.Ini juga merupakan alat penting dari sistem pendidikan jarak jauh.

4.    Teropong
     Bintang-bintang di langit yang letaknya sangat jauh tidak dapat dilihat secara langsung oleh mata.Teropong atau teleskop dapat digunakan untuk melihat bintang atau objek yang letaknya sangat jauh.

5.    Mikroskop

Mikroskop adalah alat yang dapat digunakan untuk melihat suatu benda yang jaraknya dekat dengan ukuran yang sangat kecil (mikron) untuk diperbesar agar dapat dilihat secara detil.Sifat bayangan yang terjadi yaitu maya, terbalik dan diperbesar. Biasanya digunakan untuk melihat bakteri dll.

D.  Contoh Soal dan Pembahasannya tentang Alat Optik

1.        Jarak titk api objektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut adalah 1,8 cm dan 6 cm.Pada pengamatan mikroorganisme dengan menggunakan mikroskop ini oleh mata normal tidak berakomodasi, jarak antara objektif dengan okuler 24 cm.Tentukan letak muka objektif mikroorganisme itu.

2.        Titik dekat mata seorang siswa terletak pada jarak 120 cm di depan mata.Jika ingin melihat dengan jelas suatu benda yang terletak 30 cm di depan mata.Tentukanlah kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai?

Penyelesaian no 1:

Penyelesaian :

   

 

5.  Soal-soal dan Pembahasannya Tentang Alat Optik

a.       Soal pilihan ganda

 Pilihlah jawaban di bawah ini dengan benar.

1.      Bayangan yang terbentuk pada  retina bersifat ….

a.       Maya dan terbalik

b.      Maya dan tegak

c.       Nyata dan  tegak

d.      Nyata dan  terbalik

2.      Penderita  hipermetropi dapat diganti dengan  kacamata berlensa….

a.       Negative

b.      Positif

c.       Rangkap

d.      Tipis

3.      Teropong bintang merupakan alat optik yang memiliki….

a.       Lensa objektif dan okuler

b.      Lensa okuler saja

c.       Lensa  objek saja

d.      Lensa pembalik

4.      Alat untuk memproyeksikan gambar yang tidak tembus cahaya disebut…

a.       Teleskop

b.      Diaskop

c.       Episkop

d.      Periskop

.

5.      Sebuah mikroskop mempunyai objektif yang berjarak titik api 5 mm dan okuler yang berjarak titk api 2,5 cm. jarak antara objektif dan okuler  12,5 cm. seorang bermata normal dengan PP 25 cm menggunakan mikroskop tersebut  dengan berakomodasi maksimum . perbesaran yang diperolehnya ?

a.       124 kali

b.      142 kali

c.       214 kali

d.      241 kali

6.      Sebuah teropong bintang ditujukan kesebuah benda angkasa jarak antara objektif dan  okuler 130 cm. Jika sipeninjau  adalah seorang  emetrop dengan PP 25 cm yang berakomodasi maksimum maka daya perbesarannya 25 kali. Daya perbesarannya  bila ia tidak berakomodasi?

a.       10 kali

b.      15 kali

c.       20 kali

d.      30 kali

7.      Besar kecilnya ukuran pupil diatur oleh…

a.       Irisan

b.      Kornea

c.       Lensa mata

d.      Retina

                           

8.      Seorang penderita rabun dekan  titik dekat 150 cm ingin memebaca pada jarak baca normal (20 cm) berapa jarak focus dan kekuatan lensa yang harus digunakanya?

a.       + 3,33 dioptri

b.      +3,43 dioptri

c.       -3,33 dioptri

d.      -3,43 dioptri

9.      Seseorang dapat melihat  benda dengan jelas paling jauh pada jarak 4 m berapa ukuran kaca mata yang harus dipakai agar dapat melihat seperti mata normal?

a.        -   dioptri

b.      -  dioptri

c.       -    dioptri

d.      -    dioptri

10.  Kemampuan lensa mata menjadi lebih tebal atau tipis disebut…

a.       Daya lensa

b.      Daya optik

c.       Daya elastik

d.      Daya akomodasi mata

11.  Bayangan  akhir yang dibentuk oleh mikroskop bersifat….

a.       Maya,  terbalik, dan lebih kecil

b.      Maya, terbalik, dan  lebih besar

c.       Nyata , terbalik, dan lebih besar

d.      Nyata, terbalik dan lebih kecil

12.  Seseorang dengan mata normal  memiliki titik dekat 25 cm. Ia mengamati sebuah benda dengan lup 20 dioptri tanpa berakomodasi berapakah perbesaran bayangan?

a.       6 kali

b.      7 kali

c.       8 kali

d.      5 kali

13.  Sebuah benda diamati melalui skala sebuah mikroskop. Mikroskop ini memiliki objek dengan panjang  fokus 0,75 cm dan okuler dengan panjang  fokus 2 cm. Bayangan yang  dibentuk oleh lensa objektif berada 18 cm dari lensa tersebut. Berapakah  perbesaran bayangan untuk mata normal dengan titik dekat 25 cm dari mata?

a.       12,5 kali

b.      23 kali

c.       287,5 kali

d.      23,5 kali

14.  Ada berapa bagian-bagian yang terdapat dari mata..

a.       3 bagian

b.      4 bagian

c.       5 bagian

d.      6 bagian

15.  Dibawah ini merupakan alat- alat optik kecuali…

a.       Mikroskop

b.      Teleskop

c.       Kamera

d.      Elektroskop

Jawaban

1.   D

Karena suatu bayangan nyata benda dapat diterima dengan jelas jika bayangan tersebut jatuh di retina.Bayangan yang dibentuk pada retina adalah nyata, terbalik, dan lebih kecil daripada bendanya

2.   B

Hipermetropi disebabkan karena lensa mata terlampau pipih.Bayangan yang terbentuk tidak tepat jatuh di retina mata,melainkan berada di belakang retina mata.Maka mata orang yang cacat hipermetropi dapat dibantu dengan kacamata lensa positif.

3.  A

Teropong bintang terdiri atas lensa objektif positif dengan fokus yang panjang dan lensa okuler positif yang berjarak titik api pendek ( f_ob >  f_ok )

4.   C

Episkop merupakan alat optik untuk memproyeksikan gambar tidak tembus cahaya dengan menggunakan sebuah lensa positif.

5.C                                      

Pada lensa okuler, berakomodasi maksimum, s'ok = PP = -25 cm

pada lensa objektif,

perbesaran dengan mata berakomodasi maksimum adalah:

M = 214 kali (positif artinya bayangan terbalik dari aslinya)

6.   C

Lensa objektif,

Lensa okuler, 
mata berakomodasi maksimum, s’_ob= PP = -25 cm dan
s_ok = L - s'_ob
L = 130cm adalah jarak lensa objektif ke lensa okuler.
Perbesaran pada saat mata berakomodasi maksimum adalah,

= 125 cm

Untuk penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh diantara titik pusat bidang lensa dan titik fokus lensa okuler.

                   = 5cm

                               

                               

       
sehingga perbesaran teropong pada saat mata tidak berakomodasi adalah:

                  M' = 20 kali (positif artinya bayangan terbalik dari aslinya)

7. A

Besar kecilnya pupil diatur oleh iris sesuai dengan  intensitas cahaya yang mengenai mata

8. A ,

Dari soal tersebut didapatkan bahwa :

S’ = – titik dekatnya = – 150 cm

S = 25 cm,

Masukkan nilai-nilai tersebut ke persamaan lensa:

sehingga akan didapat nilai f = 30 cm

Sedangkan kekuatan lensanya dapat dihitung dengan

sehingga didapat P = +3,33 dioptri

9.  A ,

Petunjuk:
S = ~
S’ = – 4 m (titik jauh mata)

Masukkan nilai-nilai diatas pada persamaan lensa;

sehingga didapat besarnya fokus adalah  f = – 4 m

Dan kekuatan lensanya

sehingga didapat kekuatan lensa kacamata yang digunakan adalah P = – 1/4 dioptri

10.   D ,

Kemampuan mata untuk menyesuaikan diri terhadap objek yang dilihat dinamakan daya akomodasi mata.

11.  B ,

Mikroskop terdiri dari lensa objektif dan lensa okuler.Di lensa objektif diperoleh bayangan nyata dan diperbesar.Bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler bersifat maya dan diperbesar .Jadi bayangan akhir  yang dibentuk mikroskop bersifat maya, terbalik, dan lebih besar.

12.  D ,

Perbesaran bayangan untuk mata tak berakomodasi

13.  C ,

Perbesaran oleh lensa okuler adalah

                        Pada lensa objektif  berlaku

Perbesaran bayangan adalah :

 kali

14.       C

Mata terdiri dari 5 baguan yaitu selaput mata, iris , kornea, pupil, retina,

15.   D ,

                        

b.      Soal Uraian

1.    Seseorang yang titik dekatnya ada pada jarak 50 cm di depan lensa matanya,hendak membaca buku yang diletakan pada jarak 25 cm.Agar orang tersebut dapat membaca dengan jelas pada jarak tersebut,tentukann kekuatan lensa yang digunakan.

2.    Sebuah preparat berukuran 0,01mm dilihat dengan sebuah lup dengan mata berakomodasi maksimum.Jika bayangan terbentuk menjadi 10 kali bendanya,berapakah jarak fokus lup.

3.    Sebuah mikroskop memiliki lensa objektif dan lensa okuler yang masing – masing memiliki titik api (fokus) 0,90 cm dan 5 cm.Jarak antara lensa objektif dan okuler 13 cm.Sebuah preparat yang panjangnya 0,05 cm diletakan 1 cm dari objektif.Tentukan letak dan besar bayangan.

4.    Seorang tukang jam mengamati sebuah sekrup yang panjangnya 0,2 cm.Ia menggunakan lup yang jarak titik apinya 10 cm.Jika punctum proximum orang tersebut 25 cm,tentukan tinggi bayangan apabila mata tidak berakomodasi dan tentukan tinggi bayangan apabila mata berakomodasi maksimum.

5.   Panjang fokus lensa objektif dan okuler sebuah mikroskop berturut-turut adalah 10 cm dan 5 cm.Jika untuk mata tak berakomodasi jarak antara lensa objektif dan okuler adalah 35 cm.Berapa perbesaran total mikroskop.

Jawaban ,   

1.      Dik : s_n = - 50 cm ( didepan lensa )

            s  = 25 cm

Dit : Kuat lensa ( P ) =......?

Jawab :

Jadi,Kuat lensa ( P ) = dioptri

2.   Penyelesaian :

Dik :  mm ; M = 10 kali ; s_n = 25 cm

Dit :

Jawab :

Jadi,jarak fokus lup adalah 2,78 cm

3.   Penyelesaian :

Dik :              

Jarak objektif – okuler =

     

Dit : Tentukan letak dan besar bayangan?

Jawab :

Lensa okuler

Perbesaran objektif

Jadi,bayangan akhir mikroskop = (maya) dan besar bayangan akhir =2,25cm

4.      Dik : n = 25 cm

        f = 10 cm

      h_o = 0,2 cm

Dit : a. h apabila mata tidak berakomodasi

         b. h apabila mata berakomodasi maksimum

Jawab :

a.       Mata tidak berakomodasi

b.      Mata berakomodasi maksimum

=

      =2,5 + 1 = 3,5 kali

                        

5.      Dik :  f_ob = 10 cm

          f_ok = 5 cm

          d = 35 cm

Dit : M ?

 Jawab :    

= 30 cm

 = 15 cm

BAB III

URAIAN AYAT AL-QURAN TENTANG ALAT OPTIK

Ibnu Al-Haytsam (al-Hazen) adalah pioner modern ketika menerbitkan bukunya pada tahun 1021 M.Dia menemukan bahwa proses melihat adalah jatuhnya cahaya ke mata, bukan karena sorot mata sebagaimana diyakini orang sejak zaman Aristoteles.Dalam kitabnya Al-Haytsam menunjukkan berbagai cara untuk membuat teropong dan juga kamera sederhana (Camera obscura).

“Banyak kemajuan penting dalam studi optik datang dari dunia muslim,” ujar Hassani. Diantara tahun 1.000 Ibn al-Haitham membuktikan bahwa manusia melihat obyek dari refleksi cahaya dan masuk ke mata, mengacuhkan teori Euclid dan Ptolemy bahwa cahaya dihasilkan dari dalam mata sendiri. Fisikawan hebat muslim lainnya juga menemukan fenomena pengukuran kamera di mana dijelaskan bagaimana mata gambar dapat terlihat dengan koneksi antara optik dan otak.

BAB IV

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Alat optik adalah alat – alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, diantaranya vermin , lensa, dan prisma.Alat optik memanfaatkan prinsip pemantulan dan pembiasan cahaya. Beberapa lain alat optik antara lain mata, kamera , lup, mikroskop, teleskop, episkop, periskop, teropong, diaskop dan proyektor.

B.     Saran

Saran yang dapat penulis sampaikan ialah agar pembaca dapat mengetahui betapa pentingnya alat – alat optik bagi kehidupan manusia.

GLOSARIUM

Agtimatisma  Cacat mata yang tidak dapat melihat garis vertikal dan horizontal secara bersama-sama.

Autofokus  Kamera elektronik tanpa pengaturan lensa

Cermin  Permukaan yang memantulkan sebagian besar cahaya yang jatuh disekitarnya.

Dioptri  Satuan kuat lensa

Emetropi  Mata normal yang memiliki titik dekat 25cm dan titik jauh tak berhingga.

Hipermetropi  Cacat mata rabun dekat yang memiliki titk dekat lebih besar daripada 25cm dan titik jauh pada jarak tak terhingga

Kuat lensa Menggambarkan kemampuan lensa membelokkan sinar.

Lensa  Keping gelas, plastik cetakan, atau bahan transparan lain yang berbentuk melengkung, digosok, dan dipoles yang digunakan untuk pembiasan cahaya.

Lup  Kaca pembesar atau lup digunakan untuk melihat benda kecil yang tidak bisa dilihat dengan mata secara langsung

Presbiopi  (Mata Tua)  Cacat mata akibat berkurangnya daya akomodasi pada usia lanjut.Titik dekat presbiopi lebih besar dari 25cm dan titik jauh presbiopi berada pada jarak tertentu.

Optika  Ilmu yang membicarakan tentang cahaya, sumbernya, dan akibat-akibat yang dihasilkan dan dialaminya.

Punctum Proximum (PP)  Titik dekat mata. Titik paling dekat ke mata dimana suatu benda dapat diletakkan dan masih menghasilkan suatu bayangan tajam pada retina ketika mata berakomodasi maksimum (otot siliar menegang penuh)

Punctum Remotum (PR)  Titik jauh mata.Lokasi paling jauh benda dimana mata yang relaks (mata tidak berakomodasi) dapat memfokuskan benda.

Refleksi  Pemantulan cahaya

Refraksi  Pembiasan cahaya

DAFTAR PUSTAKA

Mangunwiyoto Widagdo, Harjono. 2004. Fisika SMP jilid 2. Jakarta:Erlangga.

R.Sri Kurniatin Drs.2006.Fisika SMA/MA Kelas X. Bogor:CV Regina.

Kanginan Marthen Ir M.Sc. 2002.Fisika SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.

Alamat Situs :

http://aktifisika.wordpress.com/

http://www.instalasijaringan.com/cameracctv.html

www.terracoursepro.com

http://organisasi.org/pengertian-alat-benda-optik-mikroskop-teropong-periskop-ohp-proyektor-slide-lup-dsb

http://www.google.co.id/imglanding?q=soal-soal+alat+optik

http://sepenggal.wordpress.com/2010/05/17/alat-optik-1-mata/