Fisika-Cahaya

Pengertian alat optik adalah alat yang bekerja berdasarkan prinsip pembiasan dan pemantulan cahaya. Alat optik dibagi menjadi dua jenis yaitu alat optik alami dan alat optik buatan. Alat optik alami contohnya mata, sedangkan alat optik buatan berupa kamera, mikroskop, kaca pembesar atau lup, periskop, dan teropong. Berikut penjelasan secara singkat semua jenis-jenis alat optik yang disebutkan tersebut.

1. Mata

Mata dikatakan sebagai alat optik karena pada mata terdapat lensa yang berfungsi untuk membiaskan cahaya dan membentuk bayangan dari benda yang dilihat di retina mata. Lensa pada mata bersifat elastis di mana bisa memipih dan mencembung dengan bantuan otot siliaris. Lensa mata mampu memipih pan mencembung sesuai dengan jarak benda yang dilihat oleh mata untuk mengubah jarak fokus lensa mata. Pada mata kita akan mengenal istilah daya akomodasi, titik dekat dan titik jauh mata, rabun jauh, rabun dekat, dan mata tua.

2. Lup

Lup atau kaca pembesar merupakan alat optik berupa lensa cembung. Lup digunakan untuk mengamati benda-benda yang kecil sehingga terlihat besar. Berdasarkan daya akomodasi mata, pengamatan mengunakan kaca pembesar secara umum ada dua cara yakni dengan mata akomodasi maksimum dan mata tanpa akomodasi.

3. Mikroskop

Mikroskop terdiri dari dua buah lensa cembung, di mana lensa cembung yang dekat dengan benda yang akan diamati disebut dengan lensa objektif, sedangkan lensa cembung yang dekat dengan mata disebut dengan lensa okuler. Lensa okuler ini prinsip kerjanya sama seperti lup. Oleh karena lensa okuer prinsip kerjanya sama seperti lup maka pembesaran pada mikroskop ada dua yakni pembesaran bayangan pada mikroskop dengan mata berakomodasi dan pembesaran bayangan pada mikroskop dengan mata tanpa berakomodasi.

4. Teleskop atau Teropong Bintang

Teleskop digunakan untuk memperbesar benda yang sangat jauh letaknya. Pada kebanyakan kasus di dalam penggunaan teleskop, benda bisa dianggap berada pada jarak tak berhingga. Ada beberapa jenis terepong, silahkan baca jenis-jenis teropong.

5. Kamera

Siapa yang tidak mengenal kamera? Hampir semua orang mengenal yang namanya kamera. Kamera dikatakan sebagai alat optik karena pada kamera terdapat lensa yang fungsinya sama seperti pada lensa mata. Sekarang kamera tidak hanya digunakan sebagai alat untuk mengambil gambar, juga digunakan untuk merekam suatu peristiwa di bumi.

 

Contoh kamera.
Sumber gambar: www.canon.co.id

6. Periskop

Periskop merupakan alat optik yang berfungsi untuk mengamati benda dalam jarak jauh atau berada dalam sudut tertentu. Sebuah periskop dilengkapi dengan cermin atau prisma yang ditaruh di ujung-ujungnya dengan membentuk sudut 45 derajat terhadap sumbu tabung. Cermin atau prisma ini akan memantulkan cahaya yang datar sejajar padanya. Periskop digunakan pada tank dan kapal selam.

Postingan sebelumnya sudah membahas tentang pembesaran lup dengan mata berakomodasi maksimum. Postingan ini masih membahas cara menghitung pembesaran lup tetapi dengan mata tidak berakomodasi (akomodas minimum). Jika kita melihat objek secara langusng dengan mata normal (tanpa bantuan lup) maka skema gambarnya seperti Gambar 1 di bawah ini. Di mana h merupakan tinggi objek, S_n merupakan titik dekat untuk mata normal, dan α merupakan sudut yang dilihat oleh mata terhadap tinggi objek.

Sumber gambar: Modifikasi dari BSE

Gambar 2 merupakan pengamatan menggunakan lup dengan mata tidak berakomodasi atau akomodasi minimum. Jika kita menggunakan lup dengan mata tidak berakomodasi maka jarak bayangan pada jarak tak hingga (S’ = ∞) dengan membentuk sudut β. Agar membentuk bayangan tak terhingga maka benda harus diletakan tepat di titik fokus (s = f). Kenapa harus di titik fokus? Silhakan baca cara menggambar pembentukan bayangan pada lensa cembung. Maka pembesaran anguler (sudut) lup dapat dihitung dengan rumus:

M = β/α

Dalam hal ini sudut yang dibentuk oleh α dan β sangatlah kecil sehingga tan α = α dan tan β = β. Jika α = h/S_n dan β = h/S maka:

M = β/α

M = (h/S)/(h/Sn)

M = Sn/S

Dalam hal ini S = f, maka:

M = Sn/f

Untuk memantapkan pemahaman Anda tentang cara menghitung pembesaran lup dengan mata tidak berakomodasi, silahkan simak contoh soal di bawah ini.

Contoh Soal 1

Sebuah lensa yang memiliki fokus 2,5 cm digunakan sebagai lup. Jika orang yang menggunakannya bermata normal (PP = 25 cm dan PR = ~) maka tentukan jarak benda harus ditempatkan dan perbesaran angulernya jika mata tidak berakomodasi.

Penyelesaian:

Mengamati benda dengan lup dengan mata tidak berakomodasi maka benda harus diletakan di titik fokus atau sama dengan jarak fokusnya (s = f). Jadi benda harus diletakan pada jarak 2,5 cm di depan lup.

Pembesaran angulernya dapat dihitung dengan rumus:

M = Sn/f

M = 25/2,5

M = 10

Jadi, perbesaran anguler lup dengan mata tidak berakomodasi adalah 10 kali.

Contoh Soal 2

Seorang tukang arloji bermata normal menggunakan lup yang berkekuatan 10 dioptri. Tentukan jarak benda ke lup dan perbesaran angulernya jika diharapkan pemgamatannya dengan mata tidak berakomodasi.

Penyelesaian:

Cari jarak fokus lup dengan rumus kekuatan lensa yakni:

P = 1/f

10 = 1/f

f = 1/10

f = 0,1 m = 10 cm

Mata tak berakomodasi berarti jarak bayangan dan benda dari lup memenuhi:

S’ = ~

S = f = 10 cm

Dan perbesaran anguler akomodasi minimumnya memenuhi:

M = Sn/f

M = 25/10

M = 2,5

Jadi benda harus diletakan pada jarak 10 cm di depan lensa dan pembesaran angulernya 2,5 kali.