A. Pengertian
Alat optik merupakan alat yang bekerja
berdasarkan prinsip cahaya. Alat optik membuat hidup manusia lebih mudah dan
berarti. Anda dapat menikmati keindahan alam semesta, mengabadikan saat-saat
terindah pada lembaran foto, atau bahkan bisa membuat sehelai rambut di kepala
menjadi terlihat sebesar lengan.
B. Macam-Macam Alat Optik
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.
Pembentukan Bayangan
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. 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. Pernahkah Anda menggunakan kamera? Biasanya Anda menggunakan
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. Bagian dalam Kamera 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. 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. Artikel Terkait : Pengertian, Fungsidan Bagian
Mikroskop 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 ( fobj < s < 2 fobj
). 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.
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.
1)
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
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.