Fisika Sekolah 2

(Alat-alat Optik)

MAKALAH

Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Fisika Sekolah 2

yang diampu oleh Prof. Nathan Hindarto, Ph.D dan Prof. Dr. Supriyadi, M.Si

Disusun Oleh :

Artika Sari (4201412059)

Rini Yunawati (4201412043)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

TAHUN 2015

BAB I

ISI

1. Mata dan Kacamata

Diagram sederhana mata ditunjukkan pada Gambar 1 berikut ini

Gambar 1. Diagram mata manusia

Keterangan gambar

1. Lensa kristalin

2. Pupil

3. Iris

4. Kornea

5. Bintik kuning

6. Syaraf mata

7. Retina

8. Otot Siliar

Bagian depan mata mempunyai kelengkungan yang lebih tajam dan dilapisi

oleh selaput transparan yang disebut kornea (nkornea = 1,37). Di belakang kornea

terdapat cairan (aquaeous humor) dengan n = 1,33 yang berfungsi membiaskan

cahaya yang masuk ke mata. Lebih kedalam lagi terdapat lensa yang terbuat dari

bahan bening, berserat dan kenyal yang disebut lensa kristalin (npenutup lensa = 1,38,

ntengah-tengah lensa = 1,41) . Lensa ini berfungsi mengatur pembiasan yang disebabkan oleh

cairan di depan lensa. Di depan lensa kristalin terdapat selaput yang membentuk celah

lingkaran. Selaput ini disebut iris yang berfungsi memberi warna pada mata. Celah

lingkaran yang dibentuk oleh iris disebut pupil. Lebar pupil diatur oleh iris sesuai

dengan intensitas cahaya yang mengenai mata. Di tempat yang gelap (intensitas

cahaya kecil), pupil membesar supaya cahaya yang masuk ke mata lebih banyak. Di

tepat yang sangat terang (intensitas cahaya besar) pupil mengecil, supaya cahaya yang

masuk ke mata lebih sedikit, sehingga mata tidak silau.

Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata (lensa kristalin) ke

permukaan belakang mata, yang disebut retina. Di antara lensa dan retina terdapat

cairan yang disebut vitreus humor (n = 1,33). Permukaan retina terdiri atas berjuta-

juta sel sensitif, yang karena bentuknya disebut sel batang dan sel kerucut. Ketika

dirangsang oleh cahaya, sel-sel ini mengirim sinyal-sinyal melalui syaraf optik ke

otak. Di otak, arti bayangan diterjemahkan, sehingga kita mendapat kesan melihat

benda. Sehingga dapat kita simpulkan bahwa suatu bayangan nyata dari benda dapat

diterima dengan jelas, jika bayangan tersebut jatuh di retina.

Akomodasi Mata

Jarak antara lensa mata dan retina sebagai layar selalu tetap, tetapi

kelengkungan lensa mata dapat diubah-ubah oleh otot siliar (Gambar 2). Dengan

kelengkungan lensa mata dapat diubah-ubah. Dengan berubahnya kelengkungan

lensa, berarti jarak fokus lensa pun berubah.

Untuk memfokuskan benda-benda yang dekat, otot-otot siliar tegang sehingga

lensa mata lebih cembung. Untuk melihat benda-benda yang sangat jauh, otot siliar

mengendor (relaks), sehingga lensa mata lebih pipih. Perubahan-perubahan ini disebut

akomodasi mata.

Akomodasi mata adalah daya untuk membuat lensa mata lebih

cembung atau lebih pipih, sesuai dengan jarak benda yang dilihat oleh

mata supaya bayangan tetap jatuh di retina

Gambar 2. (a) Benda dekat, lensa lebih cembung, bayangan difokuskan di retina.

(b) Benda jauh, lensa lebih pipih, bayangan difokuskan di retina.

Mata dapat melihat dengan jelas jika letak benda berada dalam jangkauan

penglihatan, yaitu di antara titik dekat mata (punctum proximum) dan titik jauh mata

(punctum remotum)

Gambar 3 Jangkauan penglihatan antara punctum proximum (PP) dan punctum remotum

(PR)

Titik dekat mata (punctum proximum) adalah titik terdekat yang dapat

dilihat oleh mata dengan jelas dengan akomodasi maksimum.

Titik jauh mata (punctum remotum) adalah titik terjauh yang dapat

dilihat oleh mata dengan jelas tanpa akomodasi.

Cacat Mata

Ada kemungkinan terjadi beberapa ketidaknormalan pada mata, yang disebut

cacat mata. Cacat mata dapat diatasi dengan memakai kacamata atau operasi.

PR PP

Jangkauan penglihatan

mata

Mata normal (emetropi) memiliki titik dekat 25 cm dan titik jauh tak hingga

(Gambar 4). Jadi mata normal dapat melihat benda dengan jelas pada jarak paling

dekat 25 cm dan paling jauh tak hingga tanpa bantuan kacamata.

Gambar 4. Mata norrmal (emetropi)

a. Rabun jauh (miopi)

Seseorang yang memiliki cacat mata rabun jauh atau terang dekat mempunyai

titik dekat lebih kecil dari 25 cm dan titik jauh pada jarak tertentu (Gambar 5). Orang

yang menderita rabun jauh dapat melihat dengan jelas pada jarak 25 cm, tetapi ia

tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas. Keadaan ini terjadi karena lensa

mata tidak dapat menjadi pipih sebagaimana mestinya, sehingga bayangan benda

yang sangat jauh terbentuk di depan retina (Gambar 6)

Gambar 5 Mata rabun jauh (miopi)

Gambar 6. (a) Rabun jauh (b) Rabun jauh ditolong dengan kacamata lensa cekung

PR= PP= 25 cmmata

PR tertentu PP<25 cmmata

Agar dapat melihat benda-benda pada jarak takberhingga (s = ), penderita

rabun jauh harus menggunakan lensa kacamata yang menghasilkan bayangan di depan

lensa pada jarak yang sama dengan titik jauh penderita. Sesuai dengan perjanjian

tanda, untuk bayangan di depan lensa s’ bertanda negatif.

s’ = - titik jauh penderita rabun jauh = -pr

Dengan menggunakan persamaan untuk lensa

Dengan menggunakan persamaan untuk kekuatan lensa

dengan f dalam satuan meter

b. Rabun dekat (hipermetropi)

seseorang dengan cacat mata rabun dekat atau terang jauh memiliki titik dekat

lebih besar dari 25 cm dan titik jauh pada jarak tak hingga (Gambar 7). Karena itu

mata rabun dekat dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh tanpa

akomodasi, tetapi dia tidak dapat melihat benda-benda dekat dengan jelas. Keadaan

ini terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi cembung sebagaimana mestinya,

sehingga bayangan benda yang dekat terbentuk di belakang retina (Gambar 8)

Gambar 7. Mata rabun dekat (hipermetropi)

PR= PP> 25 cmmata

Gambar 8. (a) Rabun dekat (b). Rabun dekat ditolong dengan kacamata lensa cembung

Dengan menggunakan persamaan untuk kekuatan lensa

dengan f dalam satuan meter

c. Mata Tua (presbiopi)

Daya akomodasi dapat berkurang karena bertambahnya usia, sehingga letak

titik dekat maupun titik jauh mata telah bergeser. Jadi mata tua adalah cacat mata

akibat berkurangnya daya akomodasi karena usia lanjut. Titik dekat presbiopi lebih

besar dari 25 cm dan titik jauhnya pada jarak tertentu (Gambar 9). Oleh karena itu

penderita presbiopi tidak dapat melihat benda jauh dengan jelas, dan dia juga tidak

dapat membaca pada jarak baca normal.

Mata presbiopi ditolong dengan kacamata berlensa rangkap, untuk melihat

jauh dan untuk membaca.

Gambar 9. Mata presbopi

2. LUP

Perbesaran Sudut

Ketika membahas lensa, kita telah membahas perbesaran linier, yaitu

perbndingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda. Pada bagian ini kita akan

membahas perbesaran sudut.

PR tertentu

PP> 25 cmmata

Bagaimana ukuran bayangan pada retina mata, jika benda berada pada jarak

yang berbeda dari mata. Gambar 10 menunjukkan bahwa makin dekat benda ke mata,

sudut penglihatan ( ) makin besar.

Gambar 10. Perbesaran sudut

Jika benda kita bawa terus mendekati mata, maka ada jarak terdekat ke mata

yang bayangannya masih tampak jelas. Jika benda terus kita bawa mendekati mata,

maka bayangan tampak kabur. Titik terdekat yang bayangannya masih tampak jelas,

disebut titik dekat mata (titk dekat mata normal sekitar 25 cm).

Lup (Kaca Pembesar)

Lup atau kaca pembesar adalah alat optik yang terdiri atas sebuah lensa cembung

(lensa konvergen) yang digunakan untuk memperbesar sudut penglihatan yang tidak

dapat dilakukan oleh mata. Lup dapat digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat

kecil, biasanya banyak digunakan oleh tukang arloji.

Perbesaran sudut ( ) lup adalah perbandingan antara sudut penglihatan dengan

menggunakan lup ( ) dan tanpa lup ( ).

Secara matematis

Ada dua kasus mengenai perbesaran sudut sebuah lup, yaitu

1. Perbesaran sudut lup untuk mata berakomodasi maksimum

2. Perbesaran sudut lup untuk mata tak berakomodasi.

O2O1 O3

21 3

mata

Ukuran bayangan pada retina membesar

1. Perbesaran sudut lup untuk mata berakomodasi maksimum

Untuk mata berakomodasi maksimum, bayangan maya yang dibentuk lup terletak

di titik dekat mata (s’ = - sn , dengan sn = jarak titik dekat mata)

Gambar 11 Perbesaran sudut lup untuk mata berakomodasi maksimum

Pada Gambar 11 dilukiskan sudut buka benda dilihat dengan mata

berakomodasi maksimum tanpa lup. Sedangkan dengan lup sudut bukanya adalah .

Perbandingan dengan disebut perbesaran sudut

Untuk lup s’ = -sn

Sehingga

2. Perbesaran sudut lup untuk mata tak berakomodasi.

sn

Mata tidak cepat lelah (lebih relaks) jika bayangan yang dibentuk lup terletak

sangat jauh di depan mata

Gambar 12. Perbesaran sudut lup untuk mata tak berakomodasi

Untuk mata tak berakomodasi, bayangan di tak hingga, maka benda harus

diletakkan pada titik fokus F . Perbesaran sudutnya adalah :

3. MIKROSKOP

LUP sebagai alat yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda kecil

memiliki keterbatasan. Untuk itu diperlukan alat optik yang memiliki kemampuan

untuk memperbesar bayangan hingga berlipat-lipat. Alat ini dikenal dengan nama

mikroskop. Mikroskop yang paling sederhana menggunakan kombinasi dua buah

lensa positif, dengan panjang titik fokus obyektif lebih kecil daripada jarak titik fokus

lensa okuler.

F F

Prinsip kerja mikroskop adalah  obyek ditempatkan di ruang dua lensa

obyektif sehingga terbentuk bayangan nyata terbalik dan diperbesar. Lensa okuler

mempunyai peran seperti lup, sehingga pengamat dapat melakukan dua jenis

pengamatan yaitu dengan mata tak berakomodasi atau dengan mata berakomodasi

maksimum. Pilihan jenis pengamatan ini dapat dilakukan dengan cara menggeser

jarak benda terhadap lensa obyektif yang dilakukan dengan tombol soft

adjustment (tombol halus yang digunakan untuk menemukan fokus). Kegiatan

berikut ini akan memperlihatkan pembentukan bayangan pada mikroskop.

Pembentukan Bayangan pada Mikroskop

1. Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum.

Pada mikroskop, lensa okuler berfungsi sebagai lup. Pengamatan dengan mata

berakomodasi maksimum menyebabkan bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif

harus terletak di ruang I lensa okuler (di antara Ook dan fok ). Hal ini bertujuan agar

bayangan akhir yang dibentuk lensa okuler tepat pada titik dekat mata pengamat.

Secara matematis perbesaran bayangan untuk mata berakomodasi maksimum

dapat ditulis sebagai berikut :

Panjang Mikroskop (tubus) dapat dinyatakan :

2. Pengamatan menggunakan mikroskop

dengan mata tak berakomodasi

Agar mata pengamat dalam menggunakan mikroskop tidak berakomodasi,

maka lensa okuler harus diatur/digeser supaya bayangan yang diambil oleh lensa

objektif tepat jatuh pada fokus lensa okuler.

Perbesaran bayangan pada mata tak berakomodasi dapat ditulis sebagai beriukut :

Panjang mikroskop (jarak tubus) dapat dinyatakan :

4. Teleskop

Teleskop (teropong) digunakan untuk melihat benda-benda besar yang

letaknya jauh. Fungsi teleskop untuk membawa bayangan benda yang terbentuk lebih

dekat sehingga tampak benda lebih besar. Pada tahun 1608, Hans Lippershey

ilmuwan Belanda berhasil membuat teleskop. Pada tahum 1611, seorang ilmuwan

Italy, Galileo berhasil membuat teropong dengan perbesaran sampai dengan 30 kali.

Galileo adalah orang pertama yang menggunakan teleskop untuk mengamati benda-

benda langit. Dia berhasil mengamati adanya pegunungan di Bulan dan bulan-bulan

yang mengitari planet Yupiter. Teleskop ini lebih sering digunakan untuk mengamati

benda-benda langit sehingga sering disebut teleskop astronomis.

4.1. Teropong Bintang

Pada teropong bintang terdapat dua buah lensa positif (lensa objektif dan lensa

okuler) fob > fok. Untuk mata berakomodasi maksimal prinsip kerja:

- Lensa objektif: Sob= ~ ; S’ob= ob

- Lensa okuler (berfungsi sebagai lup) Sok < fok ; S’ok =-Sn

- Perbesaran Sudut :

- Panjang Tubus : d = fob + Sok

Untuk mata tak berakomodasi prinsip kerjanya:

- Lensa obektif : Sob = ~ ; S’ob = fob

- Lensa okuler (berfungsi sebagai lup) Sok = fok ; S’ok = ~

- Perbesaran sudut :

- Panjang Tubus : d = fob + fok

Secara garis besar, teleskop atau teropong bintang (teropong astronomi)

dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu

a. Teropong Pembias (Keplerian)

b. Teropong Pemantul

a. Teropong Pembias (Keplerian)

Lensa yang paling dekat dengan objek disebut lensa objektif dan akan

membentuk bayangan nyata I1 dari benda yang jatuh pada bidang titik fokusnya Fob

(atau di dekatnya jika benda tidak berada pada tak berhingga). Walaupun bayangan I1

lebih kecil dari benda aslinya, ia membentuk sudut yang lebih besar dan sangat dekat

ke lensa okuler, yang berfungsi sebagai pembesar. Dengan demikian, lensa okuler

memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif untuk menghasilkan

bayangan kedua yang jauh lebih besar I2, yang bersifat maya dan terbalik.

Gambar 13. Diagram pembentukan pada teropong pembias

Jika mata yang melihat rileks (tak berakomodasi), lensa okuler dapat diatur

sehingga I2 berada pada tak berhingga. Kemudian bayangan nyata I1 berada pada titik

fokus f’ok dari okuler, dan jarak antara lensa objektif dengan lensa okuler adalah d =

fob+f’ok untuk benda pada jarak tak berhingga.

Perbesaran total dari teropong dapat diketahui dengan melihat bahwa ,

dimana h adalah tinggi bayangan I1 dan kita anggap kecil, sehingga tan =

Kemudian garis yang paling tebal untuk berkas sinar sejajar dengan sumbu utama

tersebut, sebelum jatuh pada okuler, sehingga melewati titik fokus okuler Fok, berarti

Perbesaran anguler (daya perbesaran total) teropong adalah:

Tanda minus (-) untuk menunjukka bahwa bayangan yan terbentuk bersifat

terbalik. Untuk mendapatkan perbesaran yang lebih besar, lensa objektif harus

memiliki panjang fokus (fob) yang anjang dan panjang fokus yang pendek untuk

okuler (fok)

b. Teropong Pemantul

Sebelumnya telah disebutkan bahwa untuk membuat teleskop pembias

(teleskop astronomi) berukuran besar diperlukan konstruksi dan pengasahan lensa

besar yang sangat sulit. Untuk mengatasi hal ini, umumnya teleskop-teleskop paling

besar merupakan jenis teleskop pemantul yang menggunakan cermin lengkung

sebagai objektif, (Gambar 14) karena cermin hanya memiliki satu permukaan sebagai

dasarnya dan dapat ditunjang sepanjang permukaannya. Keuntungan lain dari cermin

sebagai objektif adalah tidak memperlihatkan aberasi kromatik karena cahaya tidak

melewatinya. Selain itu, cermin dapat menjadi dasar dalam bentuk parabola untuk

membetulkan aberasi sferis. Teleskop pemantul pertama kali diusulkan oleh Newton.

Biasanya lensa atau cermin okuler, tampak seperti pada Gambar 14 dipindahkan

sehingga bayangan nyata yang dibentuk oleh cermin objektif dapat direkam langsung

pada film.

Gambar 14. cermin cekung digunakan untuk sebagai objektif pada

teleskop astronomi

Agar teleskop astronomi menghasilkan bayangan yang terang dari bintang-

bintang yang jauh, lensa objektif harus besar untuk memungkinkan cahaya masuk

sebanyak mungkin. Dan memang, diameter objektif merupakan parameter yang

paling penting untuk teleskop astronomi, yang merupakan alasan mengapa teleskop

yang paling besar dispesifikasikan dengan menyebutkan diameter objektifnya,

misalnya teleskop Hale 200 inci di Gunung Palomar. Dalam hal ini, konstruksi dan

pengasahan lensa besar sangat sulit.

Gambar 15. Teleskop Hale yang termasuk teleskop pemantul, adalah

teleskop terbesar di dunia

4.2. Teropong Medan (Teropong bumi)

Teropong terestrial atau teropong medan yang digunakan untuk melihat

benda-benda di Bumi, tidak seperti teropong bintang (teleskop), harus menghasilkan

bayangan tegak.

4.2.1. Teropong Galilean

Gambar 16. Teropong Galilean

Teropong Galilean ditunjukkan pada Gambar 16 , yang digunakan Galileo

untuk penemuan-penemuan astronominya yang terkenal, memiliki lensa divergen

(lensa cekung) sebagai okuler yang memotong berkas yang mengumpul dari lensa

objektif sebelum mencapai fokus, dan berfungsi untuk membentuk bayangan tegak

maya. Rancangan ini sering digunakan pada kacamata opera. Tabungnya pendek,

tetapi medan pandang kecil.

Gambar 17. Pembentukan sinar pada Teropong Terestrial Galilean

Pada teropong bumi(teropong medan) terdaat tiga buah lensa positif (lensa

objektif, lensa pembalik, lensa okuler) fob > fok

Untuk mata berakomodasi maksimum prinsip kerja:

- Lensa objektif : Sob = ~ ; S’ob = fob

- Lensa pembalik : Sp = 2 fp ; S’p = 2 fp

- Lensa okuler (berfungsi sebagai lup) : Sok < fok ; S’ok = -Sn

- Perbesaran sudut :

- Panjang tubus : d = fob + 4fp + Sok

Untuk mata tak berakomodasi, prinsip kerjanya :

- Lensa objektif : Sob = ~ ; S’ob = fob

- Lensa pembalik : Sp =2fp ; S’p = 2 fp

- Lensa okuler (berfungsi sebagai lup) ; Sok = fok ; S’ok = ~

- Perbesaran Sudut :

- Panjang tubus: d = fob + 4fp + fok

5. 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.

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

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

3. Oleh prisma P2 sinar tersebut dipantulkan lagi dan bersilangan didepan lensa

okuler tepat di titik fokus lensa okuler.

Gambar 18. Jalannya sinar pada periskop

6. KAMERA

Gambar 19. bagian-bagan dari kamera

Bagian-bagian penting dari kamera adalah sebagai berikut

a. Shutter, sebagai pengatur jarak lensa ke benda

b. Appature, sebgai lubang tempat cahaya masuk.

c. Lensa, sebagai pembentuk bayangan

d. Diafragma, sebagai pengatur besar kecilnya appature.

e. Film , sebagai layar tempat terbentuknya bayangan

Komponen-komponen dasar kamera adalah lensa, kotak ringan yang rapat,

shutter (penutup) untuk memungkinkan lewatnya cahaya melalui lensa dalam waktu

yang singkat, dan pelat atau potongan film yang peka. Gambar 20. menunjukkan

desain atau diagram sebuah kamera sederhana. Ketika shutter dibuka, cahaya dari

benda luar dalam medan pandangan difokuskan oleh lensa sebagai bayangan pada

film. Film terdiri dari bahan kimia yang peka terhadap cahaya yang mengalami

perubahan ketika cahaya menimpanya. Pada proses pencucian, reaksi kimia

menyebabkan bagian yang berubah menjadi tak tembus cahaya sehingga bayangan

terekam pada film. Benda atau film ini disebut negatif, karena bagian hitam

menunjukkan benda yang terang dan sebaliknya. Proses yang sama terjadi selama

pencetakan gambar untuk menghasilkan gambar “positif ” hitam dan putih. Film

berwarna menggunakan tiga bahan celup yang merupakan warna-warna primer.

Kalian juga dapat melihat bayangan dengan membuka bagian belakang kamera dan

memandang melalui secarik tissue atau kertas lilin (di mana bayangan dapat

terbentuk) yang diletakkan pada posisi film dengan shutter terbuka.

Gambar 20. Kamera Sederhana

Ada tiga penyetelan utama pada kamera dengan kualitas yang baik, yaitu

kecepatan shutter, f-stop, dan pemfokusan. Pada saat ini, walaupun banyak kamera

dengan system penyetelan secara otomatis, pemahaman mengenainya akan berguna

untuk menggunakan kamera apa pun dengan efektif. Untuk hasil yang khusus dan

kualitas tinggi, kamera yang memungkinkan penyetelan manual harus dimiliki.

6.1. Kelajuan Shutter

Kelajuan shutter mengacu pada berapa lama penutup kamera (shutter) dibuka

dan film terbuka .laju ini bisa bervariasi dari satu detik atau lebih(“waktu

pencahayaan”) sampai 1/1000 detk lebih kecil lagi. Untuk menghindari pengaburan

karena gerak kamera,laju yang lebih cepat dari 1/100 detik biasanya digunakan . Jika

benda bergerak laju shutter yang lebih tinggi dibutuhkan untuk menghentikan gerak

tersebut. Umumnya shutter berada persis dibelakang lensa, sedangkan pada kamera

SLR(single lens reflex/refleks lensa tunggal) adalah shutter “bidang fokus” , yang

merupakan tirai tidak tembus cahaya persis di depan film yang bukaannya dapat

bergerak cepat melintasi film untuk menerima cahaya.

6.2. F-Stop

Banyaknya cahaya yang mencapai film harus dikendalikan dengan hati-hati

untuk menghindari kekurangan cahaya (terlalu sedikit cahaya sehingga yang terlihat

hanya benda yang paling terang) atau kelebihan cahaya (terlalu banyak cahaya,

sehingga semua benda terang tampak sama, tanpa adanya kesan kontras dan kesan

“tercuci”. Untuk mengendalikan bukaan, suatu “stop” atau diafragma mata, yang

bukaannya dengan diameter variabel, diletakkan di belakang lensa. Ukuran bukaan

bervariasi untuk mengimbangi hari-hari yang terang atau gelap, kepekaan film yang

digunakan, dan kecepatan shutter yang berbeda. Ukuran bukaan diatur dengan f-stop,

didefinisikan sebagai:

f-stop= f/D

Dengan f-stop adalah panjang fokus lensa dan D adalah diameter bukaan.

Contohnya, jika lensa dengan panjang fokus 50 mm memiliki bukaan D = 25 mm,

maka lensa tersebut diatur pada f/2. bila lensa diatur pada f/8, bukaan hanya 25/4

mm(50/(25/4)= 8)

6.3. Pemfokusan

Pemfokusan adalah peletakan lensa pada posisi yang benar relatif terhadap

film untuk mendapatkan bayangan yang paling tajam. Jarak bayangan minimum

untuk benda di jarak tak berhingga (∞ ) dan sama dengan panjang fokus. Untuk

benda-benda yang lebih dekat, jarak bayangan lebih besar dari panjang fokus, sesuai

dengan persamaan atau rumus lensa . Untuk memfokuskan benda –benda

dekat, lensa harus dijauhkan dari film, dengan memutar gelang pada lensa.

Jika lensa terfokus pada benda dekat, bayangan tajam dari benda itu akan

terbentuk, tetapi benda yang jauh mungkin akan kabur. Berkas-berkas dari titik pada

benda jauh akan berada di luar fokus, dan membentuk lingkaran pada film. Benda

jauh akan menghasilkan bayangan yang terdiri atas lingkaran-lingkaran yang

bertumpang-tindih dan akan kabur. Lingkaran-lingkaran ini disebut lingkaran

kebingungan. Agar benda dekat dan jauh terlihat tajam pada saat yang sama dapat

diperoleh dengan mengatur fokus lensa pada posisi pertengahan. Untuk pengaturan

jarak tertentu, ada kisaran jarak di mana lingkaran-lingkaran tersebut akan cukup

kecil, sehingga bayangan akan cukup tajam. Kisaran ini disebut kedalaman medan.

Untuk pilihan diameter lingkaran kebingungan tertentu sebagai batas atas (biasanya

diambil 0,03 mm untuk kamera 35 mm), kedalaman medan bervariasi terhadap

bukaan lensa. Faktor lain juga memengaruhi ketajaman bayangan, antara lain

kekasaran film, difraksi, dan aberasi lensa yang berhubungan dengan kualitas lensa itu

sendiri.

Berdasarkan panjang fokus dan ukuran film, lensa kamera dibedakan menjadi

normal, telefoto, dan sudut lebar. Lensa normal adalah lensa yang menutup film

dengan medan pandangan yang kira-kira sama dengan pandangan normal. Lensa

normal untuk film 35 mm mempunyai panjang fokus dalam jarak 50 mm. Lensa

telefoto berfungsi seperti teleskop untuk memperbesar bayangan. Lensa ini memiliki

panjang fokus yang lebih panjang dari lensa normal, ketinggian bayangan untuk jarak

benda tertentu sebanding dengan jarak bayangan, dan jarak bayangan akan lebih besar

untuk lensa dengan panjang fokus yang lebih besar. Untuk benda-benda jauh, tinggi

bayangan hampir sebanding dengan panjang fokus. Bila lensa telefoto 200 mm yang

digunakan pada kamera 35 mm menghasilkan perbesaran 4× lensa normal 50 mm.

Contoh Soal

1. Sebuah teropong bintang dengan fob =100 cm dan fok = 5cm, digunakan

untuk melihat buan purnama oleh orang bermata normal tanpa berakomodasi. Jika

sudut yang lihat diameter bulan tanpa alat 3 derajat, maka berapakah sudut lihat

diameter bulan dengan alat?

Penyelesaian

Diketahui: fob = 100 cm

fok = 5 cm

α = 3 derajat

Ditanya: β =… ?

Jawab:

2. Sebuah teropong bumi dengan fob =80 cm; fp= 5 cm dan fok = 20 cm

digunakan untuk melihat benda jauh oleh orang bermata normal dengan

berakomodasi maksimum. Tentukan:

a). Perbesaran sudut b). Panjang Tubus

Penyelesaian

Diketahui: fob = 80 cm ; fp = 5 cm ; fok = 20 cm

Ditanya: a) γ =…? ; b) d =..?

Jawab:

DAFTAR PUSTAKA

Karyono. 2009. Fisika untuk SMA dan MA kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen

Pendidikan Nasional

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

Departemen Pendidikan Nasional

Sumarsono, Joko. 2008. Fisika untuk SMA/Ma kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan

Departemen Pendidikan Nasional

Widodo, Tri. 2009. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen

Pendidikan Nasional