ALAT-ALAT OPTIK

DESKRIPSI

Pada makalah ini, Akan di bahas cara penerapan  konsep dan prinsip kerja alat-alat optik dengan cara menganalisis alat-alat optik secara kuantitatif serta menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari. 

Kemajuan teknologi telah membawa dampak yang positif bagi kehidupan manusia, berbagai peralatan elektronik diciptakan untuk dapat menggantikan berbagai fungsi organ atau menyelidiki fungsi dan penyimpangan pada organ tubuh manusia. Apakah yang dimaksud dengan alat optik?

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, seperti: cermin, lensa, serat optik atau prisma. Prinsip kerja dari alat optik adalah dengan memanfaatkan prinsip pemantulan cahaya dan pembiasan cahaya. Pemantulan cahaya adalah peristiwa pengembalian arah rambat cahaya pada reflektor. Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya karena cahaya melalui bidang batas antara dua zat bening yang berbeda kerapatannya. Alat optik dibedakan atas dua jenis, yaitu :

1.      Alat optik alami, contoh : mata

2.      Alat optik buatan, contoh : kamera, lup, mikroskop, teropong,dan periskop.

A.    STANDAR KOMPETENSI

Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik.

B.     KOMPETENSI DASAR

Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan kuantitatif.

C.    INDIKATOR

1. dapat mendeskripsikan prinsip kerja mata

2. dapat mendreskripsikan prinsip kerja kamera.

3. dapat menerapkan prnsip kerja lup dalam menyelesaikan permasalahan yang berhubungan dengan kaca pembesar.

4. dapat menerapkan prinsip mrikroskop dalam menyelesaikan permasalahan berkaitan dengan mikroskop.

5. dapat mendeskripsikan prinsip kerja periskop.

6. dapat menerapkan prinsip kerja teleskop dalam pembuatan model teleskop.

D.    TUJUAN

1.      Menganalisa prinsip kerja mata manusia. 

2.       Menganalis prinsip kerja kamera.

3.       Menganalisa prinsip kerja kaca pembesar (lup)

4.       Menganalisa prinsip kerja mikroskop

5.      Menganalisa prinsip kerja periskop

6.      Menganalisis prinsip kerja optalmoskup

7.      Menganalisa prinsip kerja proyektor slide

8.      Menganalisis prinsip kerja teropong

MATERI

1. Mata

Setiap manusia memiliki alat optik tercanggih yang pernah ada, yaitu mata. Mata merupakan bagian dari pancaindra yang berfungsi untuk melihat. Mata membantu kita menikmati keindahan alam, melihat teman-teman, mengamati benda-benda di sekeliling, dan masih banyak lagi yang dapat kita nikmati melalui mata. Coba bayangkan bila manusia tidak mempunyai mata atau mata kita buta, tentu dunia ini terlihat gelap gulita.

Bagian-Bagian Mata

Apabila diamati, ternyata mata terdiri atas beberapa bagian yang masing-masing mempunyai fungsi berbeda-beda tetapi saling mendukung. Bagian-bagian mata yang penting tersebut, antara lain, kornea, pupil, iris, aquaeus humour, otot akomodasi, lensa mata, retina, vitreous humour, bintik kuning, bintik buta, dan saraf mata.

• Kornea. Kornea merupakan bagian luar mata yang tipis, lunak, dan transparan. Kornea berfungsi menerima dan meneruskan cahaya yang masuk pada mata, serta melindungi bagian mata yang sensitif di bawahnya.

• Pupil. Pupil merupakan celah sempit berbentuk lingkaran dan berfungsi agar cahaya dapat masuk ke dalam mata.

• Iris. Iris adalah selaput berwarna hitam, biru, atau coklat yang berfungsi untuk mengatur besar kecilnya pupil. Warna inilah yang Anda lihat sebagai warna mata seseorang.

• Aquaeus Humour. Aquaeus humour merupakan cairan di depan lensa mata untuk membiaskan cahaya ke dalam mata.

• Otot Akomodasi. Otot akomodasi adalah otot yang menempel pada lensa mata dan berfungsi untuk mengatur tebal dan tipisnya lensa mata.

• Lensa Mata. Lensa mata berbentuk cembung, berserat, elastis, dan bening. Lensa ini berfungsi untuk membiaskan cahaya dari benda supaya terbentuk bayangan pada retina.

• Retina. Retina adalah bagian belakang mata yang berfungsi sebagai tempat terbentuknya bayangan.

• Vitreous Humour. Vitreous humour adalah cairan di dalam bola mata yang berfungsi untuk meneruskan cahaya dari lensa ke retina.

• Bintik Kuning. Bintik kuning adalah bagian dari retina yang berfungsi sebagai tempat terbentuknya bayangan yang jelas.

• Bintik Buta. Bintik buta adalah bagian dari retina yang apabila bayangan jatuh pada bagian ini, maka bayangan tampak tidak jelas atau kabur.

• Saraf Mata. Saraf mata befungsi untuk meneruskan rangsangan bayangan dari retina menuju ke otak.

Proses terlihatnya benda oleh mata yaitu benda yang berada di depan mata memantulkan cahaya. Cahaya tersebut masuk ke mata melalui pupil yang kemudian akan dibiaskan oleh lensa mata sehingga terbentuk bayangan pada retina. Oleh saraf, bayangan tadi diteruskan ke pusat saraf (otak), sehingga Anda terkesan melihat benda.

a.      Daya Akomodasi Mata

Bola mata Anda bentuknya tetap, sehingga jarak lensa mata ke retina juga tetap. Hal ini berarti jarak bayangan yang dibentuk lensa mata selalu tetap, padahal jarak benda yang kita lihat berbeda. Bagaimana supaya kita tetap dapat melihat benda dengan jarak bayangan yang terbentuk tetap, meskipun jarak benda yang dilihat berubah? Tentu kita harus mengubah jarak fokus lensa mata, dengan cara mengubah kecembungan lensa mata. Hal inilah yang menyebabkan kita bisa melihat benda yang memiliki jarak berbeda tanpa mengalami kesulitan. Kemampuan ini merupakan karunia Tuhan yang sampai sekarang manusia belum bisa menirunya.

Lensa mata dapat mencembung atau pun memipih secara otomatis karena adanya otot akomodasi (otot siliar). Untuk melihat benda yang letaknya dekat, otot siliar menegang sehingga lensa mata mencembung dan sebaliknya untuk melihat benda yang letaknya jauh, otot siliar mengendur (rileks), sehingga lensa mata memipih. Kemampuan otot mata untuk menebalkan atau memipihkan lensa mata disebut daya akomodasi mata

Agar benda/objek dapat terlihat jelas, objek harus terletak pada daerah penglihatan mata, yaitu antara titik dekat dan titik jauh mata. Titik dekat (punctum proximum = pp) adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata (± 25 cm). Pada titik dekat ini lensa mata akan mencembung maksimal. Titik jauh (punctum remotum = pr) adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata, jaraknya tak terhingga. Pada titik jauh ini, lensa mata akan memipih maksimal

          b. Cacat Mata

Tidak semua mata manusia dapat membentuk bayangan tepat pada retina, ada mata yang mengalami anomali. Hal ini dapat terjadi karena daya akomodasi mata sudah berkurang sehingga titik jauh atau titik dekat mata sudah bergeser. Keadaan mata yang demikian disebut cacat mata.

Cacat mata yang diderita seseorang dapat disebabkan oleh kerja mata (kebiasaan mata) yang berlebihan atau cacat sejak lahir.

             1) Miopi (Rabun Jauh)

           Miopi adalah kondisi mata yang tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh. Penderita miopi titik jauhnya lebih dekat daripada tak terhingga (titik jauh < ~) dan titik dekatnya kurang dari 25 cm. Hal ini terjadi karena lensa mata tidak dapat dipipihkan sebagaimana mestinya sehingga bayangan dari benda yang letaknya jauh akan jatuh di depan retina. Untuk dapat melihat benda-benda yang letaknya jauh agar nampak jelas, penderita miopi ditolong dengan kaca mata berlensa cekung (negatif)

.

Miopi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda yang dekat. Cacat mata ini sering dialami tukang jam, tukang las, operator komputer, dan sebagainya

.
            2) Hipermetropi (Rabun Dekat)

           Hipermetropi adalah cacat mata dimana mata tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat. Titik dekatnya lebih jauh daripada titik dekat mata normal (titik dekat > 25 cm).

           Penderita hipermetropi hanya dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh  sehingga cacat mata ini sering disebut mata terang jauh. Hipermetropi disebabkan lensa mata terlalu pipih dan sulit dicembungkan sehingga bila melihat benda-benda yang letaknya dekat, bayangannya jatuh di belakang retina. Supaya dapat melihat benda-benda yang letaknya dekat dengan jelas, penderita hipermetropi ditolong dengan kaca mata berlensa cembung (positif)

           Hipermetropi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda-benda yang jauh. Cacat mata ini sering dialami oleh orang-orang yang bekerja sebagai sopir, nahkoda, pilot, masinis, dan sebagainya

.

            3) Presbiopi (Mata Tua)

          Orang-orang yang sudah tua, biasanya daya akomodasinya sudah berkurang. Pada mata presbiopi, titik dekatnya lebih jauh daripada titik dekat mata normal (titik dekat > 25 cm) dan titik jauhnya lebih dekat daripada titik jauh mata normal (titik jauh < ~). Oleh karena itu, penderita presbiopi tidak dapat melihat benda-benda yang letaknya dekat maupun jauh.

          Untuk dapat melihat jauh dengan jelas dan untuk membaca pada jarak normal, penderita presbiopi dapat ditolong dengan kaca mata berlensa rangkap (kacamata bifokal). 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/membaca.

             4) Astigmatisma

           Astigmatisma adalah cacat mata dimana kelengkungan selaput bening atau lensa mata tidak merata sehingga berkas sinar yang mengenai mata tidak dapat terpusat dengan sempurna. Cacat mata astigmatisma tidak dapat membedakan garis-garis tegak dengan garis-garis mendatar secara bersama-sama. Cacat mata ini dapat ditolong dengan kaca mata berlensa silinder

  c. Tipuan Mata

           Selain memiliki banyak keunggulan, mata manusia juga memiliki beberapa keterbatasan. Oleh karena itu, dalam pengamatan dan pengukuran, mata tidak selalu memberikan hal-hal yang benar. Perhatikan gambar berikut!

2. LUP

Lup atau kaca pembesar adalah alat optik yang terdiri atas sebuah lensa cembung. Lup digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar nampak lebih besar dan jelas. Ada 2 cara dalam menggunakan lup, yaitu dengan mata berakomodasi dan dengan mata tak berakomodasi.

Pada saat mata belum menggunakan lup, benda tampak jelas bila diletakkan pada titik dekat pengamat (s = sn) sehingga mata melihat benda dengan sudut pandang α . Pada Gambar (b), seorang pengamat menggunakan lup dimana benda diletakkan antara titik O dan F (di ruang I) dan diperoleh bayangan yang terletak pada titik dekat mata pengamat (s' = sn). Karena sudut pandang mata menjadi lebih besar, yaitu β , maka mata pengamat berakomodasi maksimum.

Menggunakan lup untuk mengamati benda dengan mata berakomodasi maksimum cepat menimbulkan lelah. Oleh karena itu, pengamatan dengan menggunakan lup sebaiknya dilakukan dengan mata tak berakomodasi (mata dalam keadaan rileks). 

Pada kehidupan sehari-hari, lup biasanya digunakan oleh tukang arloji, pedagang kain, pedagang intan, polisi, dan sebagainya.

3. KAMERA

Kamera adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan bayangan fotografi pada film negatif.Biasanya di gunakan kamera untuk mengabadikan kejadian-kejadian penting.

Kamera terdiri atas beberapa bagian, antara lain, sebagai berikut :

• Lensa cembung, berfungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk sehingga terbentuk bayangan yang nyata, terbalik, dan diperkecil.

• Diafragma, adalah lubang kecil yang dapat diatur lebarnya dan berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk melalui lensa.

• Apertur, berfungsi untuk mengatur besar-kecilnya diafragma.

• Pelat film, berfungsi sebagai tempat bayangan dan menghasilkan gambar negatif, yaitu gambar yang berwarna tidak sama dengan aslinya, tembus cahaya

.

Dalam kamera terdapat lensa cembung yang berfungsi sebagai pembentuk bayangan. Jika sebuah benda diletakkan di ruang tiga sebuah lensa cembung akan terbentuk bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil. Antara kamera dan mata manusia terdapat persamaannya, yaitu benda yang diambil oleh kamera dan benda yang dilihat mata manusia berada di ruang tiga dan lensa kamera atau lensa mata. Sehingga terbentuk bayangan yang sifatnya nyata, terbalik, dan diperkecil.

Pada kamera bayangan ini diusahakan jatuh tepat di plat film yang mempunyai sifat sangat peka terhadap cahaya. Jika plat film yang peka cahaya ini dikenai cahaya maka plat film mengalami perubahan kimia sesuai dengan cahaya dan benda di depan kamera. Plat ini masih peka cahaya, agar plat film ini menjadi tidak peka terhadap cahaya dalam studio perlu dicuci atau dimasukkan ke dalam larutan kimia tertentu. Setelah plat film dicuci atau dimasukkan ke dalam larutan kimia tadi, plat film menjadi tidak pekat terhadap cahaya dan terlihat gambar pada plat film yang disebut gambar negatif (negatif film). Untuk memperoleh gambar yang sesuai dengan gambar semula yang diambil di depan kamera, film negatif ini kemudian dicetak pada kertas film (biasanya kertas film warnanya putih). Gambar pada kertas film merupakan gambar dan benda yang diambil di depan kamera tersebut dan disebut gambar positif. Gambar positif sangat tergantung pada proses pembentukan bayangan pada plat film ini, jika bayangan terjadi pada plat film ini kabur atau kurang jelas menyebabkan hasil cetakannya nanti juga kabur atau tidak jelas.

Untuk memperoleh hasil pemotretan yang bagus, lensa dapat Anda geser maju mundur sampai terbentuk bayangan paling jelas dengan jarak yang tepat, kemudian Anda tekan tombol shutter.

Pada kamera barlaku persamaan

 

Pelat film menggunakan pelat seluloid yang dilapisi dengan gelatin dan perak bromida untuk menghasilkan negatifnya. Setelah dicuci, negatif tersebut dipakai untuk menghasilkan gambar positif (gambar asli) pada kertas foto. Kertas foto merupakan kertas yang ditutup dengan lapisan tipis kolodium yang dicampuri dengan perak klorida. Gambar yang ditimbulkan pada bidang transparan disebut gambar diapositif.

4. MIKROSKOP

Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar tampak jelas dan besar. Mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung. Lensa yang dekat dengan benda yang diamati (objek) disebut lensa objektif dan lensa yang dekat dengan pengamat disebut lensa okuler. Mikroskop yang memiliki dua lensa disebut mikroskop cahaya lensa ganda

Karena mikroskop terdiri atas dua lensa positif, maka lensa objektifnya dibuat lebih kuat daripada lensa okuler (fokus lensa objektif lebih pendek daripada fokus lensa okuler). Hal ini dimaksudkan agar benda yang diamati kelihatan sangat besar dan mikroskop dapat dibuat lebih praktis (lebih pendek). 

Benda yang akan amati diletakkan pada sebuah kaca preparat di depan lensa objektif dan berada di ruang II lensa objektif ( f_obj < s < 2 f_obj ). Hal ini menyebabkan bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan yang dibentuk lensa objektif merupakan benda bagi lensa okuler.

Untuk memperoleh bayangan yang jelas, Anda dapat menggeser lensa okuler dengan memutar tombol pengatur. Supaya bayangan terlihat terang, di bawah objek diletakkan sebuah cermin cekung yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya dan diarahkan pada objek. Ada dua cara dalam menggunakan mikroskop, yaitu dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tak berakomodasi.

Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

Keterangan:

S(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter

S’(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

PP = titik dekat pengamat dalam meter

f(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi.

Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

S(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter

S’(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

PP = titik dekat pengamat dalam meter

f(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Panjang Mikroskop

Panjang mikroskop diukur dari jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler. Untuk masing-masing jenis pengamatan, panjang mikroskop dapat dihitung dengan cara yang berbeda.

A.   Mata berakomodasi maksimum

d = Si(Ob) + So(Ok)

B.    Mata tak berakomodasi

d = Si(Ob) + f(Ok)

Keterangan:

d = panjang mikroskop dalam meter

Si(Ob) = jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

So(Ok) = jarak benda lensa okulerdalam meter

f(Ok) = jarak fokus lensa okuler dalam meter

Sifat-sifat bayangan yang terbentuk pada mikroskop sebagai berikut.

• Bayangan yang dibentuk lensa objektif adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.

• Bayangan yang dibentuk lensa okuler adalah maya, tegak, dan diperbesar.

• Bayangan yang dibentuk mikroskop adalah maya, terbalik, dan diperbesar terhadap bendanya.

5. TEROPONG

Teropong atau teleskop adalah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh agar tampak lebih jelas dan dekat. Ditinjau dari objeknya, teropong dibedakan menjadi dua, yaitu teropong bintang dan teropong medan.

   a. Teropong Bintang

Teropong bintang adalah teropong yang digunakan untuk melihat atau mengamati benda-benda langit, seperti bintang, planet, dan satelit. Nama lain teropong bintang adalah teropong astronomi. Ditinjau dari jalannya sinar, teropong bintang dibedakan menjadi dua, yaitu teropong bias dan teropong pantul.Pada teropong bintang berlaku persamaan:

      1) Teropong Bias

Teropong bias terdiri atas dua lensa cembung, yaitu sebagai lensa objektif dan okuler. Sinar yang masuk ke dalam teropong dibiaskan oleh lensa. Oleh karena itu, teropong ini disebut teropong bias.

Benda yang diamati terletak di titik jauh tak hingga, sehingga bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif tepat berada pada titik fokusnya. Bayangan yang dibentuk lensa objektif merupakan benda bagi lensa okuler. Lensa okuler berfungsi sebagai lup.

Lensa objektif mempunyai fokus lebih panjang daripada lensa okuler (lensa okuler lebih kuat daripada lensa objektif). Hal ini dimaksudkan agar diperoleh bayangan yang jelas dan besar. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif selalu bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Bayangan yang dibentuk lensa okuler bersifat maya, terbalik, dan diperkecil terhadap benda yang diamati. Seperti pada mikroskop, teropong bintang juga dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tak berakomodasi. 

2) Teropong Pantul

Karena jalannya sinar di dalam teropong dengan cara memantul maka teropong ini dinamakan teropong pantul. Pada teropong pantul, cahaya yang datang dikumpulkan oleh sebuah cermin melengkung yang besar. Cahaya tersebut kemudian dipantulkan ke mata pengamat oleh satu atau lebih cermin yang lebih kecil.

   

b. Teropong Medan / Teropong Bumi

Teropong medan digunakan untuk mengamati benda-benda yang jauh di permukaan bumi. Teropong bumi terdiri atas tiga lensa cembung, masing-masing sebagai lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler. Lensa pembalik hanya untuk membalikkan bayangan yang dibentuk lensa objektif, tidak untuk memperbesar bayangan.

Lensa okuler berfungsi sebagai lup. Karena lensa pembalik hanya untuk membalikkan bayangan, maka bayangan yang dibentuk lensa objektif harus terletak pada titik pusat kelengkungan lensa pembalik. Lensa okuler juga dibuat lebih kuat daripada lensa objektif. Teropong bumi atau medan sebenarnya sama dengan teropong bintang yang dilengkapi dengan lensa pembalik. 

Sifat bayangan yang dibentuk teropong medan adalah maya, tegak, dan diperbesar.

Ada teropong bumi yang hanya menggunakan dua lensa (teropong panggung), yaitu lensa cembung sebagai lensa objektif dan lensa cekung sebagai lensa okuler. Lensa cekung di sini berfungsi sebagai pembalik bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif dan sekaligus sebagai lup.

Sifat bayangan yang dibentuk maya, tegak, dan diperbesar daripada bayangan yang dibentuk lensa objektif. Teropong ini sering disebut teropong panggung atau teropong Belanda atau teropong Galileo.

Teropong bumi dan teropong panggung memang tidak bisa dibuat praktis. Untuk itu, dibuat teropong lain yang fungsinya sama tetapi sangat praktis, yaitu teropong prisma. Disebut teropong prisma karena pada teropong ini digunakan dua prisma yang didekatkan bersilangan antara lensa objektif dan lensa okuler sehingga bayangan akhir yang dibentuk bersifat maya, tegak, dan diperbesar. 

Teropong Prisma

6. PERISKOP

Periskop adalah teropong pada kapal selam yang digunakan untuk mengamati benda-benda di permukaan laut. Periskop terdiri atas 2 lensa cembung dan 2 prisma siku-siku sama kaki.

Jalannya sinar pada periskop adalah sebagai berikut:

ɸ Sinar sejajar dari benda yang jauh menuju ke lensa obyektif.

ɸ Prisma P1 memantulkan sinar dari lensa objektif menuju ke prisma P2.

ɸ Oleh prisma P2 sinar tersebut dipantulkan lagi dan bersilangan di depan lensa okuler tepat di titik fokus lensa okuler. 

Jalannya Sinar pada Periskop

7. PROYEKTOR SLIDE

Proyektor slide adalah alat yang digunakan untuk memproyeksikan gambar diapositif sehingga diperoleh bayangan nyata dan diperbesar pada layar. Bagian-bagian yang penting pada proyektor slide, antara lain lampu kecil yang memancarkan sinar kuat melalui pusat kaca, cermin cekung yang berfungsi sebagai reflektor cahaya, lensa cembung untuk membentuk bayangan pada layar, dan slide atau gambar diapositif.

Proyektor Slide Tahun 1895

8. OPTALMOSKUP

Alat ini dipakai untuk memeriksa retina mata. pada gambar melukiskan bagian-bagian penting dari optalmoskup. berkas cahaya yang datang dari sumber cahaya S yang terletak pada fokus lensa L₁ dibiaskan sejajar ke cermin C. dari cermin C sinar dpantulkan ke amta. selanjutnya dokter dapat mengamati retina melalui lubang ditengah-tengah cermin C dan lensa L₂ bertindak sebagai lup.

Sketsa Optamolkus

LATIHAN SOAL

1.       Sebuah koin terletak di antara dua cermin datar dengan sudut 40°. Hitunglah jumlah bayangan yang terbentuk!

Pemecahan:

                

2.       Benda X berada didepan cermin cekung dengan jari-jari kelengkungan 0,2 m. Jika bayangan terbentuk pada jarak 0,6 m di depan cermin, hitunglah jarak benda X terhadap cermin (satuan cm)!

Pemecahan :

R = 0,2 m = 20 cm     f = ½ R = 10 cm                  s’= 60 cm

Ditanya: s = ….?

3.       Sebuah lemari setinggi 220 cm diletakkan di depan cermin datar. Hitunglah tinggi minimal cermin agar semua bayangan lemari dapat dilihat!

Pemecahan:

h _min= ½ h = ½ . 220 = 110 cm

4.       Hitunglah kekuatan lensa dari sebuah lensa cembung yang memiliki titik focus 20 cm!

Pemecahan:

5.       Dua buah lensa cembung disusun membentuk satu lensa. Jika focus masing-masing lensa 6 cm dan 10 cm, hitunglah panjang focus gabungan kedua lensa!

Pemecahan :

f ₁= 6 cm                       f₂ = 10 cm

f _gab = 3,75 cm

6.       Sebuah lensa bikonveks yang berada diudara mempunyai indeks bias 1 dan 4. R masing-masing lensa adalah 5 cm dan 15 cm. Hitunglah panjang focus lensa tersebut!

Pemecahan:

7.       Pak Parjo menderita rabun jauh dengan titik jauh 75 cm. Tentukan kekuatan lensa kacamata agar dapat melihat pada jarak normal!

Pemecahan:

PR (titik jauh) = 75 cm = 0,75 m

8.       Bu Eli menderita hipermetropi dengan titik dekat 30 cm. Tentukan kekuatan lensa agas Bu Eli dapat melihat dengan normal!

Pemecahan:

PP (titik dekat) = 30 cm = 0,3 m

 9.       Jika kelengkungan jari-jari lensa cembung 16 cm, tentukanlah nilai perbesaran bayangan pada LUP dengan mata berakomodasi maksimum!

Pemecahan:

R = 16 cm     f = ½ R = 8 cm

S_n = 25cm

Ditanya : M = ….?

                                                                                                   

10.   Jika kelengkungan jari-jari lup 22 cm, tentukanlah nilai perbesaran bayangan pada LUP dengan mata tak berakomodasi! (jarak bayangan ke lensa 20 cm)

Pemecahan:

R = 22 cm     f = ½ 22 = 11 cm                s’= s_n= 20 cm

M = ….?

11.   Pak Jono mengamati sebuah benda dengan menggunakan lup, dengan titik dekat 20 cm dan dengan mata berakomodasi maksimum. Titik fokus lensa tersebut 4 cm, tentukan perbesaran bayangan benda tersebut !

Pemecahan :

S_n = 20 cm    f = 4 cm               

M = ….?

12.    Sebuah mikroskop mempunyai lensa objektif dan lensa okuler masing-masing dengan daya 12 dioptri dan 30 dioptri. Jika kedua lensa tersebut terpisah sejauh 25 cm, tentukan perbesaran mikroskop untuk mata tidak berakomodasi!

Pemecahan:

 13.    Sebuah teropong bintang memiliki jarak focus lensa objektif sebesar 150 cm. Jika jarak focus lensa okuler 5 cm dan teropong digunakan dengan mata tidak berakomodasi, tentukan:

a.        Panjang teropong

b.       Perbesaran bayangan

Pemecahan:

SOAL

1.       Fungsi pemantulan divergen dihasilkan oleh….

a.       Cermin cembung

b.       Cermin cekung

c.        Lensa cembung

d.       Lensa sekung

e.       Kaca transparan

Jawab: Divergen bersifat memancarkan berkas sinar sejajar. Jadi, cermin yang bersifat memancarkan berkas sinar sejajar adalah cermin cembung

2.      Jika sinar datang yang menuju cermin datar disimbolkan dengan X dan sinar pantul di simbolkan dengan Y, hubungan yang tepat keduanya yaitu….

a.       X=Y

b.       X ≠ Y

c.        X > Y

d.       X < Y

e.       X=Y=0

3.       Sebuah benda yang tingginya M berada di depan cermin datar. Perbesaran yang terjadi pada benda M adalah…

a.       4 kali

b.       2 kali

c.        3 kali

d.       0 kali

e.       1 kali

4.      Sebuah benda terletak 6 cm dari cermin cekung. Bayangan benda terbentuk pada jarak 10 cm dari cermin. Besar jari-jari cermin adalah….

a.        3,4 cm

b.       5,5 cm

c.        6,8 cm

d.       6,7 cm

e.       7 cm

5.      Pernyataan berikut yang tidak sesuai dengan sifat pembentukan bayangan oleh cermin datar adalah….

a.        Tinggi benda sama dengan tinggi bayangan

b.       Ukuran benda sama dengan ukuran bayangan

c.        Bayangan yang dihasilkan bersifat maya

d.       Bayangan yang dihasilkan bersifat nyata

e.       Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin

6.      Cermin yang di gunakan pada proyektor film atau senter adalah cermin….

a.       Konkaf

b.       Cembung

c.        Datar

d.       Konkaf-konveks

e.       Plankonkaf

7.      Sebuah batu berada di antara dua cermindatar yang disatukan hingga membentuk sudut 30°. Jumlah bayangan yang terbentuk adalah…

a.        12

b.       11

c.        10

d.       9

e.       8

8.      Sebuah mobil truk berada didepan cermin datar. Jika tinggi mobil truk tersebut adalah 310 cm, hitunglah berapa tinggi minimal cermin, agar semua bayangan mobil truk dapat terlihat!

a.        330 cm

b.       310 cm

c.        141 cm

d.       155 cm

e.       155,5 cm

9.      Di depan cermin cekung yang titik fokusnya 10 cm diletakkan sebuah benda G. Agar bayangan benda G berukuran 2 kali lebih besar dan nyata, benda G diletakkan … dari cermin.

a.       15 cm

b.       25 cm

c.        20 cm

d.       10 cm

e.       30 cm

10.   Benda B mempunyai jarak sebesar X  dari cermin cembung. Dimana, X di rumuskan dengan 28,5 = x + 5 – y + b. Dengan Y = 19,5 – b, dengan 33 = b  ½. Bayangan benda B terbentuk pada jarak 5 cm di belakang cermin. Nilai titik focus cermin cembung yaitu….

a.        30 cm di depan cermin

b.       20 cm di belakang cermin

c.        20 cm di depan cermin

d.       10 cm di depan cermin

e.       30 cm di belakang cermin

11.  Jika seberkas sinar datang menuju titik focus lensa cekung, seberkas sinar tersebut akan…

a.        Diteruskan tanpa dibiaskan

b.       Dipantukan menuju titik focus

c.        Dibiaskan menuju titik pusat optic

d.       Dibiaskan menuju titik focus

e.       Dibiaskan sejajar sumbu utama

12.  Sebuah benda yang panjangnya 30 cm diletakkan di sumbu utama sebuah lensa konvergen yang jaraknya 10 cm. Ujung benda yang terdekat pada lensa jaraknya 20 cm dari lensa. Panjang bayangan yang terjadi adalah…

a.        5 cm

b.       7,5 cm

c.        10 cm

d.       12,5 cm

e.       15 cm

13.  Jika dua buah lensa tipis yang berjarak focus masing-masing 10 cm dan – 20 cm di gabungkan, maka kekuatan lensa gabungannya adalah….

a.        10 dioptri

b.       5 dioptri

c.        2 dioptri

d.       – 5 dioptri

e.       – 10 dioptri

14.  Sebuah lensa bikonveks simetris berjari-jari 8 cm berindeks bias 1,5. Jarak focus lensa tersebut ketika berada di dalam air adalah…. (n_air =  ).

a.        12 cm

b.       15 cm

c.        20 cm

d.       28 cm

e.       32 cm   

15.  Jika bayangan suatu benda jatuh di depan retina, mata akan mengalami cacat mata sejenis….

a.       Miopi

b.       Hipermetropi

c.        Astigmatisme

d.       Presbiopi

e.       Buta

16.  .    Bayangan yang terbentuk pada film kamera adalah….

a.        Maya, tegak, dan diperkecil

b.       Nyata, tegak, dan diperbesar

c.        Nyata, terbalik, dan diperkecil

d.       Maya, terbalik, dan diperkecil

e.       Nyata, terbalik, dan bisa diperbesar atau diperkecil

17.  Seseorang menggunakan lensa kacamata positif berkekuatan 0,5 dioptri. Titik dekat orang tersebut adalah….

a.        13,4 cm

b.       25,7 cm

c.        32,1 cm

d.       28,6 cm

e.       35 cm

18.  Sebuah mikroskop mempunyai panjang tabung 21,4 cm. Panjang focus objektifnya 4 mm dan panjang focus okulernya 5 cm. Jika mata mengamati benda tanpa berakomodasi, maka jarak benda terhadap lensa objektif adalah….

a.        2,7 mm

b.       4,1 mm

c.        3,8  mm

d.       5,3 mm

e.       6 mm

19.  Perbesaran sudut suatu teleskop dengan f_okuler = 25 cm dan f_objektif = 75 cm adalah…

a.       3 kali

b.       5,3 kali

c.        18,75 kali

d.       50 kali

e.       100 kali

20.  Sebuah teropong bumi digunakan untuk mengamati benda yang sangat jauh. Jarak focus lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler masing-masing 50 cm, 4 cm, dan 5 cm. Panjang teropong itu jika mata tak berakomodasi adalah…

a.        75 cm

b.       54 cm

c.        43 cm

d.       32 cm

e.       71 cm

21.  Sebuah prisma dengan indeks bias 1,6 mempunyai sudut pembias 9°. Besar sudut deviasinya adalah….

a.        6,6 °

b.       23,4 °

c.        5,4 °

d.       10,6 °

e.       14,4 °

22.  Sebuah lup yang fokusnya 6 cm dugunakan untuk mengamati sebuah benda dengan mata berakomodasi maksimum. Jika titik dekat 25 cm. Maka jarak benda dari lup dan perbesarannya adalah…

a.       4,84 cm dan 5,1 kali

b.       8,82 cm dan 2,83 kali

c.        25 cm dan 5,16 kali

d.       6 cm dan 47 kali

e.       6 cm dan 5,16 kali

RANGKUMAN

1.      Bagian-bagian mata terdiri dari, kornea, pupil, iris, aquaeus humour, otot akomodasi, lensa mata, retina, vitreous humour, bintik kuning, bintik buta, dan saraf mata.

2.      Daya akomodasi mata adalah kemampuan lensa mata untuk menebal atau memipih sesuai dengan jarak benda yang dilihat.

3.      Titik dekat mata (punctum proximum) adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata.

4.      Titik jauh mata (punctum remotum) adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata

5.      Mata normal mempunyai titik dekat 25 cm dan titik jauhnya tak terhingga(∞)

6.      Bayangan benda yang dibentuk oleh lensa berada di retina dengan sifat-sifat nyata, terbalik, dan diperkecil.

7.      Jenis-jenis cacat mata, antara lain, miopi (rabun jauh), hipermetropi(rabun dekat), presbiopi (mata tua), dan astigmatisma.

8.      Lup (kaca pembesar) adalah sebuah lensa positif yang digunakan untuk melihat benda-benda yang kecil agar tampak lebih besar.

9.      Untuk membentuk bayangan yang maya, tegak, dan diperbesar,benda diletakkan di ruang I lup.

10.  Kamera adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan gambar fotografi.

11.  Bagian-bagian kamera, antara lain, lensa cembung, diafragma, apertur, shutter, dan film.

12.  Gambar negatif adalah gambar yang warnanya tidak sama dengan aslinya dan tembus cahaya.

13.  Gambar diapositif adalah gambar yang warnanya sama dengan aslinya dan tembus cahaya.

14.  Gambar positif adalah gambar yang warnanya sama dengan aslinya dan tidak tembus cahaya.

15.  Mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil.

16.  Mikroskop terdiri atas dua lensa cembung yang masing-masing sebagai lensa objektif dan okuler.

17.  Sifat-sifat bayangan yang dibentuk mikroskop adalah maya, terbalik, dan diperbesar.

18.  Teleskop (teropong) adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh agar tampak lebih dekat dan jelas.

19.  Perbesaran bayangan pada teropong dengan mata berakomodasi maksimum dan mata tak berakomodasi adalah sebagai berikut.

20.  Periskop adalah teropong pada kapal selam untuk mengamati  benda-benda di permukaan laut.

21.  Proyektor slide digunakan untuk membentuk bayangan nyata yang diperbesar pada layar di dalam ruangan yang cukup gelap dari gambar-gambar diapositif.

DAFTAR PUSTAKA

 Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika 1 untuk SMA/MA kelas X.Jakarta : Pusat Perbukuan   Departemen Pendidikan Nasional.

Mudjiran, dkk. 2007. ALAT-ALAT OPTIK. Padang: UNP Press

Sunarto dan Hartono, Agung. 1995. MATA,KAMERA DAN LUP. Jakarta: Rineka Cipta

Sumantri, Mulyani dan Syaodih, Nana. 2008.OPTIK GEOMETRI. Jakarta: Universitas Terbuka

Tim Pembina Mata Kuliah FISIKA. 2007. ALAT OPTIK DAN PENERAPANNYA. Padang: Dikti bekerjasama dengan HEDS-JICA.

Widodo, Tri dan Suparmo. 2009. Panduan Pembelajaran Fisika untuk SMA/MA Kelas  X. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.