3. Alat  Alat  Optik    

a. Mata    Mata  mempunyai  kornea  dan  lensa  kristalin  yang  berfungsi  untuk  membiaskan  dan  memfokuskan  sinar  yang  masuk  ke  mata    Pupil  dan  iris  adalah  bagian  mata  yang  mengatur  intensitas  cahaya  yang  masuk    Retina  pada  mata  berfungsi  seperti  layar.  Sinar  yang  masuk  difokuskan  pada  retina.  Bayangan  pada  retina  adalah  nyata,  terbalik  dan  diperkecil      Mata  dapat  melihat  benda  dengan  jelas  apabila  benda  berada  dalam  jangkauan  penglihatan    Jangkauan  penglihatan  mata  normal  adalah  titik  jauh  (Punctum  Remotum)  𝑃𝑅 = ∞  dan  titik  dekat  (Punctum  Proximum)  𝑃𝑃 = 25  cm    Rabun  Jauh  (miopi)  adalah  kelainan  mata  dimana  titik  jauh  mata  𝑃𝑅 < ∞  dan  bayangan  benda  di  dalam  mata  jatuh  di  depan  retina    Mata  normal  melihat  benda  jauh    

Gambar  40    Sinar  sejajar  yang  datang  dari  benda  yang  terletak  sangat  jauh  dibiaskan  oleh  lensa  mata  sehingga  bayangan  tepat  jatuh  pada  retina  di  belakang  lensa  mata                            

 

Mata  rabun  jauh  melihat  benda  jauh        

Gambar  41    Benda  yang  jauh  (sinar  datang  sejajar)  dibiaskan  sehingga  fokusnya  terletak  di  depan  retina  karena  lensa  mata  sudah  tidak  normal    Mata  bisa  melihat  dengan  jelas  benda  paling  jauh  terletak  pada  titik  jauh  mata  (titik  biru)  tanpa  bantuan  kaca  mata    Untuk  membantu  orang  dengan  kelainan  mata  rabun  jauh  digunakan  lensa  kacamata  sehingga  benda  yang  jauh  𝑠 = ∞  (sinar  yang  sejajar)  bayangannya  jatuh  di  depan  lensa  (maya)  pada  jarak  𝑠! = −𝑃𝑅  tanda  negatif  karena  bayangan  maya  di  depan  lensa    

Gambar  42      !!

= !!+ !

!!!!

= !!+ !

!!"!!

= 0− !!"

!!

= − !!"

           

𝑃 = !""!  (!")

𝑃 = !!  (!")

×100

𝑃 = − !!"  (!")

×100

𝑃 = − !""!"  (!")

 

 Oleh  karenanya  penderita  rabun  jauh  menggunakan  lensa  negatif    

1𝑓 = −

1𝑃𝑅  dan  𝑃 = −

100𝑃𝑅  (cm)  

       

 

     Rabun  Dekat  adalah  kelainan  mata  dimana  titik  dekat  mata  𝑃𝑃 > 25  dan  bayangan  benda  di  dalam  mata  jatuh  di  belakang  retina    Mata  normal  berakomodasi  melihat  benda  pada  jarak  titik  dekat    

Gambar  43      Karena  kelainan  pada  lensa  mata  maka  benda  pada  jarak  titik  dekat  normal  25  cm  tidak  bisa  melihat  dengan  jelas  karena  bayangan  benda  jatuh  di  belakang  retina    Titik  dekat  bergeser  menjauh  pada  titik  biru.  Bayangan  benda  pada  titik  biru  jatuh  tepat  di  retina  sehingga  tampak  jelas.  Jarak  lebih  pendek  dari  titik  biru  menjadi  tidak  jelas      

Gambar  44    Untuk  membantu  orang  dengan  kelainan  mata  rabun  jauh  digunakan  lensa  kacamata  sehingga  benda  pada  jarak  baca  normal  𝑠 = 25  cm    bayangannya  jatuh  di  depan  lensa  (maya)  pada  jarak  𝑠! = −𝑃𝑃  tanda  negatif  karena  bayangan  maya  di  depan  lensa      

!!

= !!+ !

!!!!

= !!"+ !

!!!!!

= !!"− !

!!

         

𝑃 = !""!  (!")

𝑃 = !!  (!")

×100

𝑃 = !!"  (!")

− !!!  (!")

×100

𝑃 = 4− !""!"  (!")

 

 

 

Oleh  karena  𝑃𝑃 > 25  maka   !!"− !

!!> 0  atau  positif  sehingga  penderita  

rabun  dekat  menggunakan  lensa  positif      

1𝑓 =

125−

1𝑃𝑃    dan    𝑃 = 4−

100𝑃𝑅  (cm)  

 

 b. Loupe  

 Loupe  adalah  lensa  cembung  yang  dapat  digunakan  untuk  memperbesar  sudut  pandang  mata  sehingga  benda  kecil  akan  tampak  lebih  besar  dan  jelas.    Karena  loupe  adalah  lensa  cembung  maka  untuk  mendapatkan  perbesaran  maksimum  benda  harus  diletakkan  pada  antara  fokus  pasif  dan  pusat  optik  sehingga  dihasilkan  bayangan  maya,  tegak  dan  diperbesar    

Gambar  46    𝛼    adalah  sudut  pandang  mata  tanpa  menggunakan  loupe    

Gambar  47    𝛽    adalah  sudut  pandang  mata  dengan  menggunakan  loupe    Untuk  sudut  pandang  yang  kecil  dalam  ukuran  radian  berlaku    

𝛼 = tan𝛼𝛼 = !

!!            

𝛽 = tan𝛽𝛽 = !"

!!

𝛽 = !!

 

   

 

Perbesaran  sudut  loupe         Persamaan  lensa  cembung  adalah  𝑀! =

!!  sehingga  

 𝑀! = !

!

𝑀! =!!!!!

𝑀! = !!× !!

!

𝑀! = !!!

           

!!

= !!+ !

!!!!− !

!!= !

!!!!"!− !

!"!= !

!!!!!!"!

= !!

 

 Substitusi    𝑀! = !!

!

𝑀! = !!×𝑃𝑃

𝑀! = !!!!!"!

×𝑃𝑃

𝑀! = !!

!"!− !

!"!×𝑃𝑃

𝑀! = !!− !

!!×𝑃𝑃

𝑀! = !!!− !!

!!

   

   

       

Perbesaran  sudut  (angular)  loupe  adalah    

𝑀! =𝑃𝑃𝑓 −

𝑃𝑃𝑠′  

 Supaya  mata  tidak  berakomodasi  saat  menggunakan  loupe  maka  bayangan  harus  pada  jarak  jauh  tak  terhingga  di  depan  lensa  𝑠! = −∞  sehingga  benda  harus  di  letakkan  pada  jarak  𝒔 = 𝒇  (fokus  aktif)  di  depan  loupe    Supaya  mata  berakomodasi  maksimum  saat  menggunakan  loupe  maka  bayangan  harus  pada  jarak  titik  dekat  mata  orang  di  depan  lensa  𝑠! = −𝑃𝑃  

 

 c. Mikroskop  

 Mikroskop  adalah  alat  optik  yang  dapat  menghasilkan  perbesaran  yang  lebih  besar  dibanding  perbesaran  loupe  dan  biasa  digunakan  untuk  melihat  benda  yang  sangat  kecil.    Mikroskop  terdiri  dari  dua  lensa  cembung,  lensa  yang  dekat  dengan  benda  yang  akan  diamati  disebut  lensa  objektif  sedang  lensa  yang  dekat  dengan  mata  pengamat  disebut  lensa  okuler.      Lensa  okuler  pada  mikroskop  berfungsi  seperti  loupe    Jakar  fokus  lensa  okuler  lebih  besar  dari  jarak  fokus  lensa  objektif  𝑓!" > 𝑓!"    Benda  yang  akan  diamati  diletakkan  pada  jarak  𝑓 < 𝑠 < 2𝑓  di  bawah  lensa  objektif  agar  dihasilkan  bayangan  yang  diperbesar  dan  nyata  sehingga  menjadi  benda  pada  lensa  okuler    

Gambar  48    Perbesaran  lensa  objektif  sama  dengan  perbesaran  lensa  cembung    

𝑀!" = −𝑠′!"𝑠!"

 

 Karena  lensa  okuler  berfungsi  seperti  loupe  maka  untuk  mendapatkan  perbesaran  sudut  okuler  secara  maksimum,  bayangan  dari  lensa  objektif  diatur  sehingga  berada  pada  jarak  0 < 𝑠!" ≤ 𝑓!"  di  depan  lensa  okuler    Jarak  antara  lensa  objektif  dan  okuler  adalah    

𝑑 = 𝑠′!" + 𝑠!"    

 

Perbesaran  sudut  lensa  okuler  sama  dengan  perbesaran  sudut  loupe    

𝑀!" =𝑃𝑃𝑓!"

−𝑃𝑃𝑠!"′

 

 Perbesaran  total  adalah  perbesaran  objektif  dikalikan  perbesaran  okuler    

𝑀!"! = 𝑀!"×𝑀!"        Gambar  di  bawah  adalah  penggunaan  mikroskop  dengan  mata  tanpa  akomodasi    Jarak  bayangan  lensa  objektif  diatur  sehingga  jatuh  pada  fokus  lensa  okuler  sehingga  bayangan  lensa  okuler  terletak  pada  jarak  𝑠′!" = −∞      

Gambar  49

 

 d. Teropong  Bintang  

 Teropong  bintang  adalah  alat  optik  untuk  melihat  benda  benda  langit  yang  sangat  jauh.    Prinsip  kerja  teropong  bintang  sama  dengan  mikroskop  terdiri  dari  dua  lensa  cembung  yaitu  lensa  objektif  dan  lensa  okuler    Jika  pada  mikroskop  jarak  fokus  lensa  okuler  lebih  panjang  dari  lensa  objektif  maka  pada  teropong  bintang  berlaku  sebaliknya  jarak  fokus  lensa  objektif  lebih  panjang  dari  jarak  fokus  lensa  okuler  𝒇𝒐𝒃 > 𝒇𝒐𝒌    

Gambar  50    Karena  letak  benda  langit  yang  diamati  sangat  jauh  𝑠!" = ∞  maka  sinar  sejajar  dibiaskan  oleh  lensa  objektif  jatuh  pada  titik  fokus  𝑠!"! = 𝑓!"    Karena  bayangan  lensa  objektif  merupakan  benda  pada  lensa  okuler  maka  𝑃𝑃 = 𝑠!"! = 𝑓!"    Umumnya  pengamatan  benda  langit  menggunakan  teropong  bintang  dilakukan  dengan  mata  tidak  berakomodasi  𝑠′!" = −∞  maka  bayangan  lensa  objektif  yang  juga  merupakan  benda  pada  lensa  okuler  harus  terletak  pada  fokus  aktif    lensa  okuler  𝑠!! = 𝑓!"  sehingga  berlaku    𝑑 = 𝑠′!" + 𝑠!"𝑑 = 𝑓!" + 𝑓!"

   

 𝑑 = 𝑓!" + 𝑓!"  

 

 

Perbesaran  sudut  lensa  okuler  teropong  bintang      𝑀!" = !!

!!"− !!

!!"!

𝑀!" = !!"!!"

− !!"!!

𝑀!" = !!"!!"

− 0

𝑀!" = !!"!!"

   

 

𝑀!" =𝑓!"𝑓!"

 

 

 e. Teropong  Bumi  

 Teropong  bumi  pada  prinsipnya  juga  sama  dengan  teropong  bintang  dengan  tambahan  sebuah  lensa  positif  antara  objektif  dan  okuler  yang  berfungsi  sebagai  pembalik  bayangan  terbalik  dari  lensa  objektif  sehingga  bayangan  akhir  yang  didapat  tegak.    Lensa  pembalik  hanya  membalik  bayangan  tanpa  memperbesar  bayangan  sehingga  bayangan  lensa  objektif    diarahkan  jatuh  pada  jarak  2𝑓!  lensa  pembalik.    Bayangan  lensa  pembalik  jatuhnya  pada  jarak  2𝑓!  di  belakang  lensa  pembalik  dan  ditangkap  sebabagai  benda  oleh  lensa  okuler      

Gambar  51      Jarak  lensa  objektif  dan  okuler  adalah    

𝑑 = 𝑓!" + 4𝑓! + 𝑓!"    Perbesaran  sudut  lensa  okuler  teropong  bumi  sama  dengan  perbesaran  okuler  teropong  bintang    

𝑀!" =𝑓!"𝑓!"