Alat Alat Optik Revisi [PDF]

Citation preview

FISIKA KELAS X SEMESTER II



 Menerapkan



prinsip kerja alat-alat



optik



KOMPETENSI DASAR 



 



Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari



Menjelaskan fungsi dan bagian alat optik mata , kacamata, mikroskop, dan teleskop.  Menghitung perbesaran lup, mikroskop, dan teropong,untuk mata ber akomodasi maksimum & tanpa akomodasi  Menganalisis pembentukan bayangan pada kaca mata, lup, mikroskop, dan teleskop.   Menentukan kekuatan lensa kacamata pada penderita miopi dan hipermetropi.  Mengidentifikasi aplikasi berbagai alat optik dalam kehidupan sehari-hari. 



Alat optik adalah alat-alat yang menggunakan lensa dan memerlukan cahaya. Alat optik yang alami adalah mata kita. Mata kita memiliki kemampuan untuk melihat sangat terbatas, yaitu tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda kecil, benda-benda yang sangat jauh dan tidak dapat merekam apa yang dilihatnya dengan baik. Oleh sebab itu mata kita harus dibantu dengan alat-alat optik buatan seperti kamera, lup, mikroskop, dan teropong.



1. Mata sebagai alat optik Mata merupakan alat optik yang mempunyai cara kerja seperti kamera. Mata terdiri atas: kornea, pupil, iris, lensa mata, aqueous humour, vitreous humour, retina dan otot Diagram susunan mata dapat siliar.



dilihat pada gambar berikut.



RETINA



KORNEA



PUPIL



VITREUS HUMOR



LENSA MATA



IRIS OTOT SILIAR



AQUEOUS HUMOR



KORNEA



Kornea merupakan selaput (lapisan) luar bola mata yang tidak berwarna FUNGSINYA: (bening).  Sebagai



pelindung bagian-bagian mata yang ada di dalamnya.  Penerima ransangan cahaya dan meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam. Kembali



PUPIL Pupil atau anak mata adalah celah bundar di tengah iris. FUNGSINYA:  Sebagai



tempat lewatnya cahaya yang masuk menuju retina



Kembali



IRIS Iris adalah lapisan di depan lensa mata yang berwarna, warna inilah yang menentukah warna mata seseorang



FUNGSINYA: Mengatur



lebar pupil sehingga banyaknya cahaya yang masuk ke mata bisa dikendalikan.



Kembali



AQUEOUS HUMOUR Merupakan cairan yang terdapat di antara kornea dan lensa mata FUNGSINYA: Untuk



memberi bentuk dan kekokohan pada mata.



Kembali



LENSA MATA



Lensa mata adalah benda bening didalam bola mata yang berbentuk cembung, letaknya tepat di belakang iris



FUNGSINYA:  Untuk



memfokuskan cahaya atau bayangan benda agar tepat jatuh di retina Kembali



VITREOUS Merupakan cairan yang HUMOUR



terdapat di antara lensa mata dan retina FUNGSINYA: Untuk



memberi bentuk dan kekokohan pada mata. Kembali



RETINA



Merupakan lapisan terdalam dari dinding bola mata FUNGSINYA: Sebagai



layar penerima cahaya atau bayangan benda, bayangan yang di terima oleh retina adalah nyata terbalik dan diperkecil Kembali



OTOT Agar bayangan selalu jatuh SILIAR tepat di retina, panjang



fokus lensa harus dapat di ubah-ubah. : FUNGSINYA Mengatur



panjang fokus (kelengkungan) lensa. Kembali



DAYA AKOMODASI Adalah : Daya menebal dan menipisnya lensa mata, lensa paling tipis pada saat mata tidak berakomodasi Titik Jauh (Punctur Remotum) PR : Titik terjauh yang masih terlihat jelas oleh mata (tidak berakomodasi). Untuk mata normal : titik jauh letaknya di jauh tak berhingga (∞). Titik Dekat (Punctur Proximum) P : Titik terdekat yang masih terlihat jelas oleh mata (berakomodasi max ) Untuk mata normal : titik dekat 25 cm.



2. Gangguan Mata normal adalah mata dengan batas pengelihatan pengelihatan titik dekat atau punctum proximum (PP) 25 cm dan titik jauh atau punctum remotum (PR) tidak terhingga.



Apabila suatu mata pengelihatannya di luar mata normal, dikatakan mengalami gangguan atau mata



batas batas mata cacat



RABUN JAUH (MIOPI) Rabun jauh adalah kelainan mata karena bayangan bendabenda yang jauh jatuh di depan retina. Rabun jauh dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata dengan lensa negatif.



s (jarak benda) = ∞



s’ (jarak bayangan) = - PR



Untuk mata miopi : S` = -PR miopi S = ∼  Sehingga : 1/f = 1/S + 1/S` = P 



P = 1/∼ + 1/-PR = 1/-PR Kuat lensa Dalam satuan 1/m (dioptri) Sehingga: P = - 100/PR



SKEMA MATA MIOPI A. SEBELUM MEMAKAI KACA MATA OBJEK JAUH



B. SESUDAH MEMAKAI KACA MATA TITIK JAUH (PR)



S1



2. Rabun Dekat /Terang Jauh (HIPERMETROPI) Penderita rabun dekat, titik dekatnya lebih besar dari pada titik dekat mata normal (sn 25 cm) dan titik jauhnya terletak jauh tak terhingga (~). Penderita rabun dekat mampu melihat benda yang letaknya jauh, tetapi tidak mampu melihat dengan jelas bendabenda pada jarak dekat (jarak baca normal). rabun dekat, dapat di tolong Penderita dengan kaca mata positif (berlensa cembung)



S`= -PP hipermetropi = -Sn 1/f = 1/S + 1/S` = 1/S + 1/-Sn f = Sn.S / Sn – S P = 1/f = Sn – S / Sn.S Jika benda yang ingin dilihat terletak pada jarak 25cm (titik dekat mata normal) maka: P = 4 – 100/Sn



1 = 1 + 1 f s s’ f = fokus lensa kacamata s = jarak dekat normal (hipermetropi) = jarak terjauh normal (miopi) s’ = jarak dekat hipermetropi (negatif) = jarak terjauh miopi (negatif) P = kekuatan lensa kacamata



SKEMA MATA HIPERMETROPI A. SEBELUM MEMAKAI KACA MATA TITIK DEKAT OBJEK



25 cm



B. SESUDAH MEMAKAI KACA MATA TITIK JAUH (PR)



S1 = Sn



3. Mata Tua (PRESBIOPI) Penderita presbiopi tidak dapat melihat benda yang letaknya jauh, dan juga tidak mampu melihat dengan jelas bendabenda pada jarak dekat (jarak baca normal). Sn > dapat 25 dandiPR Penderita presbiopi < ∼ dengan kaca mata tolong berlensa rangkap (bifokal) Mata presbiopi dapat di tolomg dengan kacamata berlensa



SKEMA MATA PRESBIOPI A. SEBELUM MEMAKAI KACA MATA



S’(-)



B. SESUDAH MEMAKAI KACA MATA



S







LATIHAN PRESBIOPI







1. Seorang kakek yang memiliki kacamata 3 Dioptri memeriksakan matanya dan ternyata disarankan agar kakek tersebut mengganti kacamatanya menjadi 3,5 Dioptri. Berapa Jauhkah pergeseran titik dekat kakek itu



4. Astigmatisma



Penderita Asigmatisma akibat dari kornea mata yang tidak berbentuk sferik, melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada Penderita Astigmtisma dapat yang lainnya. di tolong dengan kaca mata berlensa silindris



Tanpa kacamata



Dengan kacamata silinder



Lup atau kaca pembesar merupakan alat optik yang paling sederhana yang berfungsi untuk melihat benda-benda yang kecil. Lup terdiri dari sebuah lensa cembung. Agar benda tampak lebih besar, benda harus diletakkan antara titik fokus dengan lensa.







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



Sn M= f Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan Sn = titik dekat mata. = 25 cm



f



f







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



Sn M= +1 f Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan Sn = titik dekat mata. f



f



Sebuah lup dengan fokus 10 cm digunakan oleh seseorang yang bermata normal. Dengan menganggap lup menempel pada mata. Tentukanlah perbesaran anguler lup bila a. Mata berakomodasi maksimum b. Mata berakomodasi pada jarak 50 cm c. Mata tidak berakomodasi 2. Sebuah lup (kaca pembesar) memilki kuat lensa 20 Dioptri. Tentukanlah A. Mata berakomodasi maksimum B. Mata berakomodasi pada jarak 5cm C. Mata tidak berakomodasi 3. Tentukan letak benda di muka lup ? 1.



4. Sebuah kaca pembesar memiliki kuat lensa 25 Dioptri. Tentukanlah perbesaran anguler lup bila digunakan oleh seseorang yang hipermetropi 2 Dioptri tanpa kacamata untuk 4. A. Mata berakomodasi maksimum 5. B. Mata berakomodasi pada jarak 100 4. cm 4. C. Mata tidak berakomodasi 5. Seseorang yang mempunyai titik dekat 27 cm mengamati suatu benda dengan menggunakan lup. Perbesaran bayangan yang terjadi pada saat mata berakomodasi maksimum adalah 10 kali 6. a. Berapa Dioptri kekuatan lup tersebut 7. B. Agar perbesaran sudutnya 9 9/14 kali, ke mana benda harus digeser dan berapa besarnya 5.



6.



Seorang miopi titik jauhnya 1 m menigamati sebuah benda dengan lup yang mempunyai jarak titik api 5 cm. Pada jarak berapa dari lup benda itu harus



7.



diletakkan supaya ia dapat melihat A. Tanpa akomodasi B. Dengan berakomodasi maksimum C. Hitung juga perbesaran sudut untuk kedua keadaan di atas ?



Kamera merupakan alat optik untuk merekam gambar bayangan suatu benda. Prisp kerja kamera mirip dengan prinsip kerja pada mata Apertur berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk kedalam kamera. Apertur biasa diukur dengan angka f4, f5, f6 Lensa pada kamera berfungsi untuk membentuk bayangan pada film Bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik, diperkecil Film berfungsi untuk menangkap dan merekam gambar bayangan benda yang dibentuk oleh lensa.



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



apertur Diafragma



lensa



Range finder film



Mata dan kamera memiliki persamaan sebagai berikut: - memiliki satu lensa - memiliki pengatur cahaya pada mata retina dan pupil pada kamera diafragma dan apertur - memiliki layar penangkap bayangan pada mata retina pada kamera film



Kamera memiliki persamaan sama dengan lensa cembung, yaitu:



1 = 1 + 1 f s s’ Ket. f = fokus lensa s = jarak benda s’ = jarak film M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan pada film



dan



s’ h’ M= = s h



Lensa okuler



adalah . iMikroskop .. alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda mikroskopis (sangat kecil) Mikroskop menggunakan dua buah lensa cembung, yaitu lensa okuler dan lensa objektif.



Pengatur Jarak/ fokus



Lensa obyektif Meja preparat Cermin cekung



Mata tak berakomodasi. Panjang mikroskop = s’ob + fok Perbesarab bayangan = M = Mob x Mok



Sn S’ob M= x fok Sob fob



fob



fok s’ob



f ok



Mata berakomodasi.



Panjang mikroskop s’ =ob + sok Perbesaran bayangan = M = Mob x Mok



n S’ob M= x +1 fok Sob



fob



fob fok s’ob sok



f ok



LATIHAN 1. Sebuah mikroskop memiliki jarak fokus lensa obyektif + 0,8 cm dan jarak fokus lensa okuler + 2,5 cm. Bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa obyektif berada pada jarak 16 cm dari lensa ini. 1. A. Tentukan perbesaran total jika mata mengamati dengan berakomodasi maksimum 2. B. Ke mana dan berapa jauh lensa okuler harus digeser agar mata tak berakomodasi 



2 Sebuah mikroskop mempunyai jarak antara lensa obyektif dengan okuler sebesar 15 cm. Perbesaran lensa obyektifnya adalah 10 kali. Jarak fokus lensa obyektif adalah 1 cm sedangkan jarak fokus lensa okuler adalah 4 cm. Tentukanlah 2. A. Letak benda diukur dari lensa obyektif 3. B. Keadaan akomodasi mata 4. C. Perbesaran lensa okuler 5. D. Perbesaran total



3. Dua buah lensa positip masing-masing mempunyai kekuatan 20 Dioptri dan 125 Dioptri Kedua lensa akan digunakan sebagai mikroskop. A. Tentukanlah lensa mana yang menjadi lensa obyektif 3. B.Bila jarak antara kedua lensa 25 cm dimana obyek harus diletakkan agar mata tidak berakomodasi 4.Sebuah mikroskop dengan jarak fokus lensa obyektif 0,8 cm dan jarak fokus okuler 1,25 cm digunakan untuk mengamati sebuah benda kecil. Benda tersebut diletakkan pada jarak 0,9 cm di depan lensa obyektif. Tentukan panjang dan perbesaran mikroskop untuk 5.A. Mata tidak berakomodasi 6.B. Mata berakomodasi



5. Sebuah benda diletakkan pada jarak 6 mm di depan lensa obyektif sebuah mikroskop. Jarak fokus lensa obyektif dan lensa okuler masingmasing 5 mm dn 8 cm. Tentukanlah panjang dan perbesaran mikroskop untuk mata normal apabila A. Mata tidak berakomodasi B. Mata berakomodasi maksimum



Teleskop adalah alat optik yang terdiri dari dua lensa positif (objektif dan okuler) yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh. Lensa objektif memiliki fokus yang jauh lebih besar dari fokus lensa okuler Teleskop ada berbagai jenis seperti: -teropong bintang -teropong bumi -teropong panggung / galileo -teropong pantul - periskop



Sesuai namanya, teroong ini digunakan untuk melihat benda-benda langit yang sangat jauh jaraknya. Panjang teropong bintang = d = fob + fok



fob Perbesaran bayangan = M = fok



Lensa okuler Lensa objektif



+



+ fob fok



fob



fok Ob



Ok Sifat bayangan: - Maya -Terbalik - lebih dekat



Teropong ini digunakan untuk melihat objek yang jauh di permukaan bumi. Teropong ini memiliki 3 lensa positif, yaitu lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler. Lensa pembalik berfungsi membalik bayangan yang terbentuk, sehingga bayangan yang dibentuk oleh teropong tidak terbalik Panjang teropong = d = fob + 4fp + fok Perbesaran bayangan = Mfob =



fok



Lensa objektif



Lensa pembalik



Lensa okuler



+



+



+



fob fp fob



fp fok Ob



P



fok Ok



Sifat bayangan: - Maya -Tegak - lebih dekat



Teropong panggung atau galileo merupakan teropong bumi tanpa lensa pembalik. Agar bayangan yang terbentuk tidak terbalik, maka lensa okulernya menggunakan lensa negatif. Panjang teropong = d = fob – fok Perbesaran bayangan = M = fob



fok



Lensa okuler (-) Lensa objektif (+)



-



+



fob fok fob



fok Ob



Ok Sifat bayangan: - nyata -Tegak - lebih dekat



Teropong pantul merupakan teropong yang menggunakan cermin cekung sebagai pengganti lensa objektif.



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