Alat-Alat Optik

C.      Alat – Alat Optik

Alat-alat optik adalah alat yang bekerja berdasarkan prinsip optic (cermin dan lensa).

1.       Mata

Titik terdekat yang mampu dilihat oleh mata dengan jelas disebut titik dekat mata (Punctum proximum/PP). titik dekat mata disebut juga jarak baca normal (Sn) yakni 25 cm.

 Daya akomodasi (daya suai) adalah kemampuan otot siliar untuk menebalkan atau memipihkan kecembungan lensa mata yang disesuaikan dengan dekat atau jauhnya jarak benda yang dilihat.

Manusia memiliki dua batas daya akomodasi (jangkauan penglihatan) yaitu :

§   Titik dekat mata (punctum proximum) adalah jarak benda terdekat di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal (emetropi) titik dekatnya berjarak 10cm s/d 20cm (untuk anak-anak) dan berjarak 20cm s/d 30cm (untuk dewasa). Titik dekat disebut juga jarak baca normal.

§   Titik jauh mata (punctum remotum) adalah jarak benda terjauh di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal titik jauhnya adalah “tak terhingga”.

Untuk mata normal (emetropi) melihat benda jauh dengan akomodasi yang sesuai, sehingga bayangan jatuh tepat pada retina.

Cacat pada mata ada 3 macam, yaitu:

a.        Rabun jauh (miopi)

Rabun jauh yaitu mata tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas, disebut juga mata perpenglihatan dekat (terang dekat/mata dekat).

Mata miopi melihat benda jauh bayangan jatuh di depan retina, karena lensa mata terbiasa tebal. Mata miopi ditolong dengan kacamata berlensa cekung (negatif) dengan titik jauh mata (Punctum Remotum/PR) tidak terhingga (~).

Untuk menentukan berapa kekuatan lensa cekung yang harus digunakan dengan persamaan:

Keterangan :

P    = kekuatan lensa (dioptri)

PR = Punctum Remotum (cm)

b.       Rabun dekat (hipermetropi)

Rabun dekat tidak dapat melihat jelas benda dekat, disebut juga mata perpenglihatan jauh (terang jauh/mata jauh). Rabun dekat mempunyai titik dekat yang lebih jauh daripada jarak baca normal. Rabun jauh ditolong dengan kacamata berlensa cembung (positif).

Bayangan yang dibentuk lensa cembung harus berada pada titik dekat mata penderita rabun dekat. Bayangan yang dihasilkan lensa cembung berada di depan lensa.

Keterangan :

P   = kekuatan lensa (dioptri)

PP = Punctum Proximum (cm)

c.        Mata tua (presbiopi)

Mata tua tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh dan benda-benda pada jarak baca normal, disebabkan daya akomodasi telah berkurang akibat lanjut usia (tua). Pada mata tua titik dekat dan titik jauh keduanya telah bergeser. Mata tua diatasi atau ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap (cembung dan cekung). Pada kacamata dengan lensa rangkap, lensa negatif bekerja seperti lensa pada kaca mata miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti halnya pada kacamata hipermetropi.

d.       Astigmatisma (mata silindris)

Astigmatisma disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk sferik (irisan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada bidang lainnya. Akibatnya benda yang berupa titik difokuskan sebagai garis. Mata astigmatisma juga memfokuskan sinar-sinar pada bidang vertikal lebih pendek dari sinar-sinar pada bidang horisontal. Astigmatisma ditolong/dibantu dengan kacamata silindris.

2.       Lup (kaca pembesar)

Lup (kaca pembesar) dipakai untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar dan jelas. Sebagai alat optik, lup berupa lensa cembung tebal (berfokus pendek). Sifat bayangan yang diharapkan dari benda kecil yang dilihat dengan lup adalah tegak dan diperbesar. Orang yang melihat benda dengan menggunakan lup akan mempunyai sudut penglihatan (sudut anguler) yang lebih besar daripada orang yang melihat dengan mata biasa.

Keterangan :

f           = jarak fokus lensa lup

s           = jarak benda ke lup

s¹         = jarak bayangan ke lup

R (2f)  = jari-jari kelengkungan cermin

h          = tinggi benda

h¹        = tinggi bayangan benda

Ada dua cara memakai lup, yaitu dengan mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi.

Melihat dengan mata tak berakomodasi

Untuk melihat tanpa berakomodasi maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak berhingga. Benda yang dilihat harus diletakkan tepat pada titik fokus lup. Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.

Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :

Melihat dengan mata berakomodasi maksimum

Agar mata dapat melihat dengan berakomodasi maksimum, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa harus berada di titik dekat mata (PP). Benda yang dilihat harus terletak antara titik fokus dan titik pusat sumbu lensa. Kelemahannya untuk pengamatan lama mata cepat lelah, sedangkan keuntungannya dari segi perbesaran bertambah. Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.

Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :

Keterangan :

M        = perbesaran lup

f           = jarak titik fokus lensa

s_n         = titik dekat mata

3.       Mikroskop

Sebuah mikroskop terdiri dari dua buah lensa cembung (lensa positif). Yaitu lensa objektif yang dekat dengan benda dan lensa okuler yang dekat dengan mata. Dengan panjang mikroskop adalah:

Perbesaran total mikroskop adalah hasil kali perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Dirumuskan:

Perbesaran lensa objektif            

Perbesaran lensa okuler  untuk mata berakomodasi maksimum

Perbesaran lensa okuler  untuk mata tidak berakomodasi

Perbesaran total mikroskop       

Keterangan :

M_ob     = perbesaran lensa objektif

M_ok     = perbesaran lensa okuler

f_ob        = fokus lensa objektif

f_ok        = fokus lensa okuler

Sob     = jarak benda terhadap lensa objektif

S’ob    = jarak bayangan terhadap lensa objektif

Sok     = jarak benda terhadap lensa okuler

S’ok    = jarak bayangan terhadap lensa okuler

4.       Teropong

a.        Teropong bintang

Teropong bintang atau teleskop dapat digunakan untuk melihat bintang atau objek yang letaknya sangat jauh. Teropong terdiri atas dua lensa cembung. Pada teropong jarak fokus lensa objektif lebih besar dari pada jarak fokus lensa ocular (f_ob > f_ok).

Panjang teropong (jarak antara kedua lensa) dirumuskan sebagai berikut:

b.       Teropong bumi

Teropong bumi terdiri dari 3 lensa positif, yaitu lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler.

Panjang teropong (jarak antara kedua lensa) adalah sebagai berikut:

            Perbesaran yang dihasilkan oleh teropong dirumuskan sebagai berikut:

Tweet