A. PEMANTULAN CAHAYA
1. Jenis dan Hukum Pemantulan
a. Apakah Perbedaan antara Pemantulan Teratur dan Pemantulan Baur?
Lewatkan beberapa berkas sinar sejajar ke permukaan suatu cermin datar. Bagaimanakah berkas-berkas sinar dipantulkan? Berkas-berkas sinar sejajar yang melalui cermin datar dipantulkan juga sebagai berkas-berkas sinar sejajar. Pemantulan cahaya oleh permukaan-permukaan halus seperti cermin datar disebut pemantulan teratur. Bagaimana jika berkas sinar sejajar yang sama dilewatkan ke permukaan kertas HVS putih? Berkas sinar sejajar yang yang mengenai kertas HVS putih akan dipantulkan ke segala arah. Pemantulan cahay oleh permukaan seperti kertas ini disebut pemantulan baur atau diffus.
Kalian dapat membedakan antara pemantulan teratur dan pemantulan baur dengan melihat pemantulan cahaya mobil oleh permukaan jalan pada malam hari. ketika jalan kering, cahaya lampu mobil dihamburkan oleh permukaan jalan ke segala arah (pemantulan baur) oleh karena itu pemandangan didepan dan disamping jalan tampak jelas oleh pengemudi. Dan ketika turun hujan, permukaan jalan menjadi basah, sehingga kekasaran permukaan jalan diisi oleh air sehingga permukaan cenderung lebih halus dan cahaya lampu mobil yang mengenainya akan mengalami pemantulan teratur. Ini berarti cahaya mobil dipantulkan lurus keatas, dan pengemudi hanya dapat melihat pemandangan yang langsung berada didepannya, sedangkan pemandangan disamping menjadi gelap.
b. Hukum Pemantulan
Mungkin kalian sudah pernah melakukan percobaan pemantulan cahaya dengan menggunakan cermin datar. Dari percobaan pemantulan cahaya dengan cermin datar diperoleh hukum pemantulan Snellius sebagai berikut :
1. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar
2. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r)
i = r |
2. Pemantulan pada Cermin Datar
a. Sifat-sifat Bayangan pada Cermin datar
Apa yang kalian lihat sewaktu kalian berdiri didepan cermin datar? Bayangan kalian sama besar dengan diri kalian, dan jarak terhadap cermin sama dengan jarak bayangan terhadap cermin. Tetapi arah bayangan berlawanan dengan diri kalian. Jika kalian menghadap keselatan maka bayangan mengahadap ke utara. (lihat pada gambar).
Gambar : Pada pemantulan terhadap cermin datar, ukuran benda sama dengan
ukuran bayangan dan jarak benda sama dengan jarak bayangan.
1. Maya 2. Sama besar dengan bayangan (M=1) 3. Tegak dan mengahadap berlawanan arah terhadap benda 4. Jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan dari cermin |
Empat sifat bayangan pada cermin datar: |
b. Melukis bentuk bayangan pada cermin datar
Pertama, kalian lukis bayangan titik A, sehinggan dihasilkan bayangan titik A1, kedua, kalian lukiskan bayangan benda titik B dengan cara yang sama, sehingga dihasilkan bayangan B1. Dan terakhir bayangan lilin AB adalah A1B1 dan dilukis dengan garis putus-putus karena merupakan bayangan maya.
Lukisan pembentukan bayangan benda berbentuk garis.
Panjang minimum cermin datar untuk dapat melihat seluruh bayangan benda dalam cermin adalah setengah dari tinggi benda. Misal benda tingginya 50cm, panjang cermin datar adalah ½ x 50 cm = 25 cm. |
Info Fisika |
3. Pemantulan pada Cermin Cekung
a. Tiga Sinar Istimewa pada Cermin Cekung
Kalian telah mengetahui bahwa ada tiga sinar istimewa pada cermin cekung. Disebut sinar istimewa karena sinar-sinar ini mempunyai sifat pemantulan yang mudah dilukis. Ketiga sinar istimewa ini adalah:
1) Sinar datang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan melalui titik fokus F
2) Sinar datang pada titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu utama
3) Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan M dipantulkan kemabali ke titik pusat kelengkungan tersebut.
b. Melukis Pembentukan Bayangan pada Cermin Cekung
Langkah-langkah untuk melukis bayangan pada cermin cekung sebagai berikut:
1) Lukis dua buah sinar istimewa
2) Sinar selalu datang dari bagian depan cermin dan dipantulkan kembali kebagian depan. Perpanjangan sinar-sinar di belakang cermin dilukis sebagai garis putus-putus.
3) Perpotongan kedua sinar pantul yang dilukis pada langkah 1 merupakan letak bayangan. Jia perpotongan didapat dari perpanjangan sinar pantul, bayangan yang dihasilkan adalah maya dan dilukis dengan garis putus-putus.
Gambar: Contoh pembentukan cahaya
c. Hubungan Jarak Fokus dan Jari-jari Kelengkungan Cermin
Kalian telah mengetahui bahwa titik fokus F terletak di sumbu utama dan di tengah-tengah antara titik pusat kelengkungan cermin M dan ditengah O. Jarak titik pusat kelengkungan M ke titik tengah cermin O, yaitu MO, disebut jari-jari kelengkungan cermin (R). Jarak titik fokus F ke titik tengan cermin O, yaitu FO, disebut jarak fokus (f). Oleh karena itu, pada cermin cekung berlaku jarak fokus sama dengan setengah jari-jari kelengkungan cermin. Jika titik fokus F berada didepan cermin berarti titik fokus nyata dan f bertanda positif (cermin cekung).
f = ½ R
Dan bila titik fokus F berada dibelakang cermin, berarti titik fokus maya dan f bertanda negatif (cermin cembung).
f = -1/2 R
d. Perbesaran Bayangan
Bayangan benda yang dibentuk oleh cermin cekung dapat lebih besar atau lebih kecil dari ukuran bendanya. Jika ukuran bayangan lebih besar daripada ukuran bemda, dikatakan bayangan diperbesar. Dan jika ukuran bayangan lebih kecil daripada bendanya maka dikatakan bayangan diperkecil.
Ada dua konsep perbesaran, yaitu perbesaran linear dan perbesaran angular ( perbesaran sudut). Dan yang akan kita bahas kali ini adalah perbesaran linear. Misalkan, benda kita tampilkan sebagai anak panah, maka ukuran benda dinyatakan oleh tinggi anak panah yang mewakili tinggi benda. Perbesaran linear didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi bayangan dan tinggi benda. Jika perbesaran linear diberi tanda M dan tinggi benda h, tinggi bayangan h’, dapat dirumuskan menjadi:
M= |
Perbesaran linear tidak memiliki satuan dan dimensi karena diperoleh dari perbandingan dua besaran yang sama.
M= = |
Rumus lain dari perbesaran linear adalah
Perbesaran cermin (M)
Nilai M | Sifat Bayangan |
M > 1 (positif) 0 < M < 1 (positif) | Maya, tegak, diperbesar Maya, tegak, diperkecil |
M < -1 (negatif) M = -1 -1 < M < 0 (negatif) | Nyata, diperbalik, diperbesar Nyata, terbalik, sama besar Nyata, terbalik, diperkecil. |
e. Rumus Umum Cermin Cekung dan Cembung
s bertanda + jika benda terletak di depan cermin (nyata) s bertanda – jika benda terletak di belakang cermin (maya) s’ bertanda + jika benda terletak di depan cermin ( nyata) s’ bertanda – jika benda terletak di belakang cermin (maya) f bertanda + untuk cermin cekung. f bertanda – untuk cermin cembung. |
Perjanjian Tanda untuk menggunakan rumus umum cermin lengkung |
4. Pemantulan pada Cermin Cembung
a. Tiga Sinar Istimewa pada Cermin Cembung
Ada tiga sinar istimewa pada cermin cembung, yaitu:
1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan seakan akan datang dari titik fokus F
2. Sinar datang menuju titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu utama
3. Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan M dipantulkan kembali seakan- akan datang dari titik pusat kelengkungan tersebut.
b. Melukis Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung
Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin cembung hanya diperlukan dua buah sinar istimewa. Terlihat pada gambar berikut.
c. Medan Penglihatan Cermin Cembung
Untuk ukuran yang sama, cermin cembung memberikan medan penglihatan yang lebih luas dibandingkan cermin datar. Oleh karena itu, cermin cembung digunakan pada kaca spion mobil. Dengan kaca spion ini pengemudi dapat melihat dengan pandangan yang lebih luas keadaan jalanan di belakangnya. Kerugian menggunakan cermin cembung adalah bayangan yang dihasilkan lebih kecil, sehingga memberi kesan pada pengendara seakan-akan kendaraan di belakangnya lebih jauh daripada jarak sesungguhnya.
Medan penglihatan luas yang dihasilkan cermin cembung dimanfaatnkan juga dipertokoan . dengan memasang cermin cembung berukuran besar pada lokasi tertentu, dapat diamati keadaan ruang toko yang luas.
Dapatkah kalian menyebutkan aplikasi lain dari cermin cembung?
d. Rumus Cermin Cembung
Rumus-rumus yang berlaku pada cermin cekung berlaku juga pada cermin cembung. Hanya saja titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin untuk cermin cembung terletak dibelakang cermin. Oleh karena itu jarak fokus f harus dimasukkan bertanda negatif.
e. Aberasi Sferis
Aberasi Sferis adalah cacat pembentukan bayangan pada cermin, sehingga sinar datang yang sejajar sumbu utama tidak dipantulkan tepat melalui satu titik (titik fokus F), melainkan agak tersebar ke arah sejajar sumbu utama.
Cacat pembentukan bayangan ini disebabkan oleh bentuk permukaan cermin (bentuk bola). Untuk membetulkan cacat ini harus digunakan cermin parabolik,.
Petunjuk: ü Bentuklah kelompok yang terdiri dari 2-3 orang. ü Kemudian diskusikan dengan teman kelompok permasalahan di bawah ini. Permasalahan: “ Jika matahari tidak mengalami pemantulan baur, apa yang akan terjadi dengan pemandangan yang kalian lihat di sekitar kalian?” |
Diskusi |
B. Pembiasan Cahaya
· Menyelidiki pembiasan cahaya dan hubungannya dengan kaca plan paralel, prisma dan lensa. |
Pada subbab ini kailan harus mampu: |
1. Konsep Dasar Pembiasan Cahaya
a. Hukum Snellius tentang Pembiasan
Hukum Snellius ini dirumuskan pada tahun 1621 oleh matematikawan Belanda, Willebrord Snellius (1580-1626). Pada pembiasan cahaya terdapat dua hukum Snellius.
Hukum I Snellius berbunyi: sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
Hukum II Snellius berbunyi: jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat (misalnya dari udara ke air atau dari udara ke kaca), sinar dibelokkan mendekati garis normal. Jika kebalikannya, sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat ( misalnya dari air ke udara) sinar dibelokkan menjauhi garis normal.
b. Persamaan Snellius dan Indeks Bias Mutlak
Ketika seberkas cahaya bergerak dari udara dengan sudut datang θi, cahaya dibelokkan mendekati garis normal dengan sudut bias θr.
Grafik sin θi terhadap sin θr akan berbentuk garis lurus yang melalui titik pusat O (0,0). Ini berarti, sin θi berbanding lurus dengan sin θr, atau dapat ditulis secara matematis sebagai berikut:
Sin θi = tetapan x sin θr
= tetapan
Tetapan ini merupakan sifat khas kaca yang disebut indeks bias mutlak kaca. Lambang indeks bias mutlak adalah n. Jadi, indeks bias n untuk cahaya yang merambat dari vakum(udara) menuju ke suatu medium tertentu dinyatakan dengan persamaan:
n =
Indeks bias mutlak suatu medium dapat dipandang sebagai suatu ukuran kemampuan medium itu untuk membelokkan cahaya. Medium yang memiliki indeks bias lebih besar adalah medium yang lebih kuat membelokkan cahaya.
c. Indeks Bias Relatif
Persamaan Snellius dapat kita pakai untuk meramalkan apa yang terjadi jika cahaya datang dari kaca menuju air. Anggap ada lapisan udara antara permukaan kaca dan air.
Pertama, sinar datang dari kaca (sudut datang = θk) dibiaskan ketika masuk ke udara (sudut bias= θu).
= nk
Sin θu = nk sin θk . . . . . (*)
Kedua, sinar datang dari udara (sudut datang = θu) dibiaskan ketika masuk ke air (sudut bias = θa).
= na
Sin θu = na sin θa . . . . . (**)
Sin θu pada persamaan (*) dan persamaan (**) adalah sama, sehingga diperoleh
nk sin θk = na sin θa
Secara umum, untuk dua medium (medium 1 dan medium 2), persamaan Snellius berbentuk:
persamaan Snellius
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
atau
= = n21
Dengan
n1 = indeks bias mutlak medium 1
n2 = indeks bias mutlak medium 2
θ1 = sudut datang dalam medium 1
θ2 = sudut datang dalam medium 2
n21 = indeks bias medium 1 relatif terhadap medium 2
d. Hubungan Antara Cepat Rambat, frekuensi, dan Panjang Gelombang Cahaya dengan Indeks Bias
Telah kita bahas sebelumnya, bahwa cahaya dibiaskan karena adanya beda kerapatan optik antara dua medium. Ternyata, cepat rambat cahaya dalam kedua medium pun berbeda. Ketika cahaya lewat dari satu medium ke medium lain , cahaya akan dibiaskan karena cepat rambat cahaya berbeda dalam kedua medium. Secara matematis dapat ditulis
=
Atau
v1n1 = v2n2
Cahaya mencapai cepat rambat maksimum dalam udara/vakum. Sehingga kita dapat menuliskan:
=
Dengan n1 = n udara = 1; v1 = v udara= c= 3x108 m/s, maka didapatkan
=
n=
Dari persamaan itulah dapat didefinisikan indeks bias mutlak suatu medium.
Indeks bias mutlak adalah hasil bagi antara cepat rambat cahaya dalam vakum/udara dengan cepat rambat cahay dalam suatu medium.
Ketika cahaya lewat dari satu medium ke medium lainnya , frekuensi cahaya tidak berubah , sehingga f1 = f2 = f. Karena hubungan v = fλ berlaku untuk kedua medium, maka
V1 = fλ1 dan v2 = fλ2
Hubungan antara panjang gelombang dengan indeks bias dapat kita peroleh dengan membagi kedua persamaan ini, kemudian menggabungkan dengan persamaan tadi
= =
=
λ1n1 = λ2n2
Untuk membantu kalian mengingat rumus, dalam kotak berikut disajikan rumus-rumus.
e. Pembiasan pada Prisma
Ketika cahaya memasuki prisma melalui sisi pembias kiri, sinar biasnya dibelokkan ke bawah karena indeks bias udara lebih kecil daripada indeks bias bahan prisma. Ketika meninggalkan prisma pada sisi pembias sebelah kanan, cahaya juga dibengkokkan ke bawah. Dengan demikian, efek total prisma adalah mengubah arah sinar, yaitu dibengkokkan ke bawah ketika memasuki prisma, dan sekali lagi di belokkan ke bawah ketika ,meninggalkan prisma.
Jika sinar polikromatis, misalnya sinar putih (komponen-komponen Me Ji Ku Hi Bi Ni U) digunakan, di dalam prisma sinar putih diuraikan menjadi komponen Me Ji Ku Hi Bi Ni U. Peristiwa penguraian sinar putih ini disebut dispersi.
Pelangi adalah contoh dispersi cahaya yang terjadi di alam. Pelangi adalah spektrum cahaya matahari yanhg diuraikan oleh butir-butir air.
2. Pemantulan Sempurna
a. Apa Syarat Terjadinya Pemantulan Sempurna?
Telah kalian ketahui bahwa sinar yang datang dari medium lebih rapat ( air ) ke medium kurang rapat (udara) akan di biaskan menjauhi garis normal. Sinar B dengan suut datang i memiliki sinar bias B’ dengan sudut bias r, dan selalu berlaku r>i. Tentu saja sinar B juga mengalami pemantulan dalam air dan bagian sinar pantul adalah B’. Sinar C dengan sudut datang ik (disebut sudut kritis atau sudut batas ) menghasilkan sudut bias sama dengan 90o .
Jika sinar D dengan sudut datang lebih besar daripada sudut kritis ( i > ik), tidak mungkin dihasilkan sinar bias dengan sudut bias > 90o. jadi sinar D tidak dapat meninggalkan permukaan air. Dengan kata lain, sinar D akan dipantulkan seluruhnya oleh permukaan air kembali ke dalam air. Disini bidang batas air-udara (permukaan air) bertindak sebagai cermin datar sempurna. Peristiwa inilah yang disebut pemantulan sempurna.
b. Penurunan Rumus Sudut Kritis
Rumus sudut kritis dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan snellius. Sinar datang dari medium indeks bias n1 dengan sudut datang θ1 = ik dibiaskan ke medium indeks bias n2 (n2<n1) dengan sudut bias θ2 = 90o . jadi,
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
n1 sin ik = n2 sin 90o
n1 sin ik = n2 x 1
sudut kritis
sin ik = ; dengan n2 < n1
c. Pemantulan dalam Prisma
Prisma adalah balok transparan dengan enampang berbentuk segitiga, biasanya dibuat dari bahan kaca.
Sudut kritis prima adalah 42o . seberkas sinar yang jatuh tegak lurus pada permukaan prisma 45-45-90 derajat diteruskan tanpa membelok. Pemantulan sempurna terjadi pada sisi miring dan sinar dibelokkan 90o. Prinsip ini digunakan pada periskop.
d. Pemantulan Sempurna pada Serat Optik
Pada saat ini banyak penelitian dilakukan untuk menyalurkan cahaya melaui kabel. Penggunaan serat kaca untuk menyalurkan cahaya dengan peristiwa pemantulan sempurna dinamakan teknologi serat optik.
Inti serta optik dibuat dari kaca berkualitas baik yang memiliki indeks bias tinggi. Inti ini dilapisi oleh lapisan tipis kavca yang memiliki indeks bias rendah. Berkas cahaya dari luar yang masuk ke ujung serat optik akan menumbuk bidang batas antara kedua meium kaca dengan sudut datang lebih besar daripada sudut kritis. Ini menyebabkan terjadinya pemantulan sempurna.
Serat optik dapat juga digunakan dalam bidang kedoktera yaitu untuk memeriksa bagian dalam tubuh seorang pasien tanpa harus membedahnya. Salah satu ujung serta optik dimasukkan kedalam tubuh pasien dan dokter memeriksa atau mlelihat bagian dalam tubuh pasien melalui kamera. Teknologi ini dinamakan endoskopi.
3. Pembiasan Cahaya pada Lensa
Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang lengkung. Dua bidang lengkung yang membentuk lensa dapat berbentuk silindris atau bola. Lensa silindris memusatkan cahaya dari sumber yang jauh pada suatu garis., sedangkan permukan bola yang melengkung ke segala arah memusatkan cahaya dari sumber yang jauh pada suatu titik.
a. Jenis-jenis Lensa
Garis yang menghubungkan pusat kedua bola yang membentuk permukaan lensa disebut sumbu utama lensa. Titik pada sumbu utama tempat di pusatkannya berkas sinar sejajar sumbu utama disebut titik fokus lensa F1, sedangkan jarak dari fokus ke pusat lensa disebut jarak fokus f.
Ada dua jenis lensa, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Lensa cembung(konveks) memiliki bagian tengah lebih tebal daripada bagian tepinya. Sinar-sinar bias pada lensa ini besifat mengumpul (konvergen).
Lensa cekung(konkaf) memiliki bagian tengah lebih tipis daripada bagian tepinya. Sinar-sinar bias pada lensa ini bersifat memencar (divergen).
b. Sinar-sinar Istimewa
Sinar-sinar sejajar sumbu utama dibiaskan menuju suatu titik atau seakan-akan berasal dari suatu titik. Untuk lensa cembung, titik ini terdapat di belakang lensa (F1). Sedangkan untuk lensa cekung, titik ini terdapat di depan lensa (F1). Titik ini disebut titik fokus utama lensa.
Pada lensa, sinar dapat datangdari dua arah sehingga pada lensa ada dua titik fokus (F1 dan F2). Titik fokus F1 disebut fokus aktif. Dan F2 disebut fokus pasif.
Tiga sinar istimewa pada lensa cembung:
1) Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif F1
2) Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama
3) Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa membias.
Tiga sinar istimewa pada lensa cekung:
1) Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan berasal dari titik fokus aktif F1.
2) Sinar datang seakan-akan menuju ke titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama
3) Sinar datang melalui pusat optik O diteruskan tanpa membias
c. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa
Langkah untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa, mirip seperti pada cermin lengkung, yaitu:
1) Lukis dua sinar utama
2) Sinar selalu datang dari depan lensa dan dibiaskan ke belakang lensa.
3) Perpotongan kedua sinar bias yang dilukis adalah letak bayangan. Jika perpotongan didapat dari perpanjangan sinar bias, bayangan yang terjadi adalah maya dan dilukis dengan garis putus-putus.
Pembentukan cahya pada lensa cembung
Pembentukan cahaya pada lensa cekung
d. Rumus untuk Lensa Tipis
Rumus umum
Perbesaran linear
M= |
s bertanda positif jika terletak didepan lensa ( benda nyata) s bertanda negatif jika benda terletak di belakang lensa ( benda maya) s’ bertanda positif nika bayangan terletak di belakang lensa ( bayangan nyata) s’ bertanda negatif jika bayangan terletak di depan lensa ( bayangan maya) f bertanda positif untuk lensa cembung f bertanda negatif untuk lensa cekung h’ bertanda positif menyatakan bayangan tegak ( maya) h’ bertanda negatif menyatakan bayangan terbalik (nyata). |
Perjanjian Tanda untuk menggunakan rumus umum lensa tipis |
e. Kuat lensa
Walaupun titik fokus merupakan titik terpenting pada lensa, ukuran lensa tidak dinyatakan dalam jarak fokus f, melainkan dalam suatu besaran lain. Besaran yang menyatakan ukuran lensa dinamakan kuat lensa (diberi lambang P) yang didefinisikan sebagai kebalikan jarak fokus (f). Secara matematis ditulis:
P=
Dengan
P= kuat lensa (dioptri)
f= jarak fokus (m)
Jarak fokus lensa cembung bernilai (+), sehingga kuat lensa cembung bernilai (+). Sebaliknya, jarak fokus lensa cekung bernilai (-), sehingga kuat lensa cekung bernilai (-).
Kuat lensa menggambarkan kemampuan lensa untuk membelokkan sinar. Untuk lensa cembung, makin kuat lensanya makin kuat lensa itu dalam mengumpulkan sinar.
f. Lensa Gabungan
Jika ada sistem dua lensa atau lebih yang digabung dengan sumbu utama berimpit dan jarak antar lensa dianggap sama dengan nol (d=0) maka sistem ini dinamakan lensa gabungan.
Lensa gabungan yang terdiri dari beberapa lensa ekuivalen dengan sebuah lensa, dengan jarak fokus f gab,
Jarak fokus gabungan
Kuat lensa gabungan
Pgab=
Petunjuk: ü Bentuklah kelompok yang terdiri dari 2-3 orang. ü Kemudian diskusikan dengan teman kelompok permasalahan di bawah ini. Permasalahan: “ Ketika kita melihat ke kolam renang, mengapa dasar kolam terlihat dangkal, padahal ketika kita terjun ke kolam renang, dasar kolamnya tidak sedangkal seperti apa yang kita lihat?jelaskan !” |
Diskusi |
C. Peralatan Optik
1. Mata
a. Bagian-bagian mata
1) CORNEA adalah Bagian depan mata diliputi oleh membran transparan
2) AQUEOS HUMOR adalah Daerah disebelah cornea mengandung cairan A lensa kristal atau crystalline lensa (L), Lensa kristal mempunyai index bias “rata-rata” 1,437
3) CILIARY MUSCLE berupa tali otot yang mengikat Lensa kristal hingga tetap pada tempatnya.
4) VITREOS HUMOR berupa cairan tipis yang sebagian besar terdiri dari air. Index bias daripada aqueos humor dan vitreos humor, keduanya hampir sama dengan index bias air, yaitu kira-kira 1,366.
5) BINTIK KUNING yaitu bagian pada sumbu lensa mata yang berbentuk cekungan yang merupakan tempat paling peka untuk menerima rangsang sinar.
6) PUPIL adalah bagian yang fungsinya untuk mengatur kuantitas cahaya (intensitas cahaya) yang masuk kemata, pupil akan secara otomatis membesar jika cahaya rendah, sebaliknya akan mengecil jika intensitas cahaya bertambah.
b. Titik dekat dan Titik jauh mata
Mata dapat melihat dengan jelas apabila letak benda berada dalam jangkauan penglihatan , yaitu di antara titik dekat mata (punctum proximum). Dan titik jauh mata (punctum remotum.
Titik dekat yaitu titik paling dekat ke mata agar suatu benda masih bisa menghasilkan suatu bayangan tajam pada retina ketika mata berakomodasi maksimum (otot siliar menegang penuh). Orang berumur 20-an dengan mata normal memiliki titik dekat kir-kira 25cm. Titik dekat ini meniingkat kira-kira 50cm pada usia 40-an dan 500cm pada usia 60-an.
Titik jauh adalah lokasi paling jauh benda hingga mata yang relaks (mata tidak berakomodasi) dapat memfokuskan benda. Seseorang dengan mata normal dapat melihat benda dengan jarak yang jauh misalnya dapat melihat bintang-bintang di langit. Ini berarti titik jauh mata pada jarak yang tak terhingga.
c. Cacat Mata
Mata dinyatakan cacat biasanya karena :
- Berkurangnya daya akomodasi mata.
- Kelainan bentuk bola mata.
1) Rabun Jauh (Miopi)
Penderita miopi tidak mampu melihat benda-benda jauh. Titik jauh mata lebih dekat dari tak berhingga. Bayangan jatuh di depan retina, disebabkan karena :
- Lensa mata terlalu cembung.
- Lensa mata tidak dapat berakomodasi maximum.
- As mata (sumbu mata terlalu panjang).
Gambar: bayangan jatuh di depan retina
Supaya dapat melihat seperti orang normal maka penderita miopi perlu
menggunakan kacamata berlensa negatif (lensa cekung).
2) Rabun Dekat (Hipermetropi)
Penderita rabun dekat tidak mampu melihat benda-benda pada jarak dekat. Titik dekatnya lebih jauh dari 25 cm. Titik jauh tetap dianggap tak berhingga. Bayangan jatuh dibelakang retina, disebabkan karena :
- Lensa mata terlalu tipis.
- Lensa mata tak berakomodasi maximum.
- As mata terlalu pendek.
Supaya dapat melihat seperti normal, maka penderita rabun dekat perlu
menggunakan kaca mata lensa positip (lensa cembung).
3) Mata tua (Presbiopi)
Presbiopi adalah kelainan mata pada yang biasa diderita oleh orang tua, hal ini disebabkan :
- Daya akomodasi mata berkurang.
- Dapat ditolong dengan kacamata lensa rangkap.
4) Astigmatis
Cacat mata Astigmatis disebabkan oleh kornea mata yang tidak berbentuk sferis (irisan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang daripada bidang lainnya (bidang silinder). Penderita Astigmatis melihat garis-garis yang difokuskan secara tajam tampil gelap, sedangkan garis-garis yang dipencarkan tampil kelabu.
Cacat mata Astigmatis dapat ditolong dengan bantuan kacamata silindris.
2. Kamera
3. Lup
Lup merupakan alat optik yang paling sederhana, yaitu hanya mempergunakan
sebuah lensa cembung (positip). Saat menggunakan Lup, benda berada pada antara mata dan benda. Bayangan yang dihasilkan oleh Lup: Maya, Diperbesar, Tegak. Fungsi lup adalah untuk meliihat-benda kecil sehingga tampak lebih besar dan lebih jelas.
Saat mata berakomodasi
Saat mata berakomodasi, lukisan pembentukan bayangan oleh lup yaitu
Besarnya perbesaran yang dihasilkan saat mata berakomodasi yaitu:
M=
M : perbesaran bayangan
sd : titik dekat mata (untuk mata normal, bernilai 25 cm)
f : jarak fokus lup
Saat mata Tak Berakomodasi
Saat mata tak berakomodasi, lukisan pembentukan bayangan oleh lup yaitu:
Besarnya perbesaran yang dihasilkan saat mata berakomodasi yaitu:
M=
Jika mata berjarak d dari lensa:
M=
D= -s’ + d
4. Mikroskop
Mikroskop adalah alat optik yang terdiri dari dua buah lensa yaitu : Lensa positif
(obyektif) dan lensa positip (okuler) yang dipisahkan dengan jarak tertentu (d).
Fungsi dari mikroskop adalah: Mengamati benda-benda renik agar tampak lebih
besar dan jelas. Sifat bayangan akhir yang dihasilkan mikroskop : maya,
diperbesar, terbalik.
Untuk Mata Tak Berakomodasi
Bayangan jatuh tepat pada fokus okuler, sehingga bayangan yang di bentuk oleh
lensa okuler di jauh tak terhingga. Berlaku:
Sok = f ok
d= S’ob + f ok
Mob=
Mok =
M= Mob x Mok
M=
Untuk Mata Berakomodasi Maximum
Bayangan jatuh pada titik dekat pengamat. Berlaku:
S’ ok = Sn
d= S’ ob+ S ok
Mob=
M ok =
M = M ob x M ok
M= =
d : jarak antara lensa obyektif dan okuler
M : perbesaran mikroskop
Mob : perbesaran lensa objektif
Mok : perbesaran lensa okuler
Sn : titik dekat mata
Sob : jarak benda terhadap lensa objektif
Sok : jarak benda terhadap lensa okuler
fob : jarak focus lensa objektif
fok : jarak focus lensa okuler
5. Teropong
Teropong adalah alat optik yang dipakai untuk melihat benda-benda jauh agar
kelihatan lebih dekat dan jelas.
1) Teropong Bintang
· Mempergunakan dua lensa positif yaitu: lensa obyektif dan lensa okuler.
· Benda terletak jauh tak berhingga, sehingga bayangan jatuh pada fokus obyektif.
· Fokus obyektif berimpit dengan fokus okuler.
· Fokus okuler lebih kecil daripada fokus obyektif.
2) Teropong Bumi
Prinsip dari teropong ini sama dengan teropong bintang, perbedaannya terletak pada bayangan terakhir (yaitu tegak) Untuk itu harus dipasang lensa pembalik.
Oleh karena itu teropong ini terdiri dari 3 buah lensa yaitu: Lensa obyektif (terdiri dari lensa positip), Lensa cembung (berfungsi sebagai lensa pembalik, terletak antara obyektif dan okuler), dan Lensa okuler
( terdiri dari lensa positip).
EmoticonEmoticon