bab 15 alat alat optik

MATERI KULIAH

Materi yang akan dibahas :MataKamera dan ProyektorLupMikroskopTeropong/Teleskop

Pengertian Alat OptikAlat Optik : alat penglihatan manusia

Alamiah : mata

Buatan : alat bantu penglihatan manusia untuk mengamati benda-benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata: Kamera dan Proyektor, Lup, Mikroskop , Teropong/Teleskop

MATAKornea dan lensa mata berfungsi sebagai lensa cembung dan menghasilkan bayangan pada bagian retina yang sensitif terhadap cahaya disebut fovea. Iris mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke mata.

OPTIKA MATA

Ketika mata relaks (tidak berakomodasi), lensa mata pipih sehingga jarak fokusnya paling besar, dan benda yang sangat jauh difokuskan di retina.

Agar benda pada jarak berbeda dapat difokuskan dengan cara menebal dan memipihkan lensa mata (akomodasi mata)

Bayangan yang terjadi di retina adalah nyata, terbalik, diperkecil.

JANGKAUAN PENGLIHATAN

PP PR

Jangkauan Penglihatan

Mata dapat melihat dengan jelas jika letak benda dalam jangkauan penglihatan, yaitu diantara t it ik dekat mata (punctum proximum) dan tit ik jauh mata (punctum remontum).

Untuk mata normal

Titik dekat = 25 cm

Titik jauh = tak terhingga

= 25 cm= ∞

Jadi agar bayangan benda berada di retina perlu adanya perubahan panjang fokus lensa mata atau kekuatan lensa. Proses ini yang disebut sebagai akomodasi.

Pada kondisi ini (melihat dekat) mata harus berakomodasi , sedangkan untuk melihat jauh mata mengalami relaksasi total.

KameraKamera

SS’

NYATA

TERBALIK

DIPERKECIL

PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA KAMERA

1

S+

1

S’=

1

f

Berlaku Persamaan:

aperture

shuttter

PERBEDAAN MATA

Tempat BayanganRetina

Pengatur CahayaIris

Jarak BayanganTetap

Jarak Fokus Berubah sesuai dengan jarak benda

KAMERA

Diafragma

Berubah, sesuai dengan jarak benda

Tetap

Film

PERSAMAAN ANTARA MATA DENGAN KAMERA

SAMA SAMA MEMILIKI JENIS LENSA CEMBUNG

SIFAT BAYANGANNYA SAMA SAMA NYATA, TERBALIK,

DIPERKECIL

SLIDE PROYEKTORBerfungsi untuk memproyeksikan benda diapositif

SIFAT BAYANGAN

NYATA

TERBALIK

DIPERBESAR

LUPLup (kaca pembesar) adalah alat optik yang terdiri dari sebuah lensa cembung.

Fungsinya, untuk melihat benda benda kecil.

Benda diletakkan antara O dan F

Sifat bayangannya maya, tegak diperbesar

LUP

PERBESARAN LUP

+

M F O

Perbesaran Lup untuk Mata Berakomodasi pada jarak x

Ma

SS’= -X

Sn

f+

Sn

x=

Sn = titik dekat mata normal

F = fokus lensa

S = jarak benda

S’ = jarak bayangan

Perbesaran Lup untuk Mata Berakomodasi Maksimum

Penggunaan normal sebuah lup adalah berakomodasi maksimum. Jika dalam soal tidak disebutkan, maka selalu dianggap lup digunakan mata berakomodasi maksimum

MaSn

f+ 1=

Perbesaran Lup untuk Mata Tidak Berakomodasi

Perbesaran Lup untuk Mata Tidak Berakomodasi

MaSn

f=

MIKROSKOPMIKROSKOP Adalah alat untuk melihat benda benda

yang sangat kecil

Terdiri dari 2 lensa positif (lensa cembung)

Fokus Lensa Okuler > Fokus Lensa Obyektif

Benda yang diamati diletakkan antara Fob

dan 2 Fob

2Fob Fob

Fob 2Fob Fok

PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA MIKROSKOP

Lensa Obyektif

Lensa Okuler

SIFAT BAYANGAN

Nyata, Terbalik, DiperbesarLensa Obyektif :

Maya, Terbalik, DiperbesarLensa Okuler :

2Fob Fob

Fob 2Fob Fok

SobS’ob

1

Sob

+1

S’ob

=1

f ob

Sok

d = S’ob + S ok

S’ok

1

Sok

+1

S’ok

=1

f okM = Mob x Mok

Perbesaran :

KETENTUAN UMUM

Untuk mata berakomodasi maksimum, bayangan dari lensa okuler terletak di depan lensa sejauh titik dekat pengamat.

S’ok = - Sn

KETENTUAN UMUM

Jika mikroskup digunakan oleh mata tidak berakomodasi maksimum, titik jauh berada di tak terhingga, sehingga jarak benda okuler sama dengan jarak fokus okuler.

S’ok = tak terhingga, sehingga Sok = F ok

PERBESARAN MIKROSKOP M = Mob x Mok

M ob =h’ ob

h ob

-S’ob

S ob

=Perbesaran Lensa Obyektif

Perbesaran Lensa Okuler

M ok =S n

f ok

1+

M ok =S n

f ok

Mata berakomodasi maksimum

Mata tidak berakomodasi

Disebut juga TELESKOP

Fungsinya untuk melihat benda benda yang sangat jauh

JENISNYATeropong Bias Teropong Bintang (Teropong

Astronomi)

Teropong Bumi

Teropong Prisma (Binokuler)

Teropong Panggung (Galileo)

Teropong Pantul

Lensa ObyektifLensa Okuler

f ob = f ok

f ob f ok

d = f ob + f ok

M a =f ob

S ok

Perbesaran

TEROPONG BINTANG

Sifat bayangan

Maya , Diperbesar, Terbalik

Lensa Obyektif Lensa Okuler

f ob 2fp

d = f ob + 4 fp + f ok

M a =f ob

S ok

Perbesaran

TEROPONG BUMI

Lensa Pembalik

2fp fok

Untuk mata tidak berakomodasi

Sifat bayangan

Maya Diperbesar Tegak

TEROPONG PRISMADisebut juga teropong binokulerUntuk memperpendek teropong, lensa pembalik diganti

dengan dua prisma samakaki yang akan memantulkan bayangan secara sempurna

Bayangan akhir tegak, maya, diperbesar

Pemantulan pada prisma

TEROPONG PANGGUNG (TEROPONG GALILEI)

L. Okulerf ob

f ok

L. Obyektif

f ob = f ok

T

Sinar datang sejajar dari lensa obyektif membentuk bayangan tepat di fokusnya, sebagai benda maya lensa okuler

Sinar sejajar yang keluar dari lensa okuler menuju mata bersifat tegak di titik tak terhingga

d = f ob + f ok

M a =f ob

S ok

Perbesaran

TEROPONG PANTULTEROPONG PANTUL

f ob

cermin datar

lensa okuler

cerm

in ceku

n g

seba

gai

obyekt if

Menggunakan cermin cekung besar yang berfungsi sebagai pemantul cahaya dengan alasan :

cermin mudah dibuat dibandingkan lensacermin tidak mengalami aberasicermin lebih ringan daripada lensa

Contoh soal1, Seorang tukang arloji menggunakan sebuah lup

yang fokusnya 5 cm. a) Hitung perbesaran maksimum yang dapat diperoleh dari lup tersebut. b) Hitung juga perbesaran lup jika mata tidak berakomodasi . Abaikan jarak mata-lup dan anggap mata normal.

Jawab :

a) Perbesaran maksimum terjadi ketika :

25 cm (mata normal)ns d s′− + = =

251 1 6

5n

ok

sM

f= + = + =

b) Untuk mata tidak berakomodasi, bayangan yang dibentuk lensa harus jatuh di ∞

255

5n

a

sM

f= = =

2. Sebuah mikroskop mempunyai lensa obyektif dengan fokus 1 cm dan lensa okuler dengan fokus 4 cm. Anggap jarak kedua lensa d = 21 cm. Hitung perbesaran mikroskop ketika : mata tidak berakomodasi

Jawab

256,25

4n

ok

sM

f= = =

Lensa okuler

4 cmok oks f= =

ob ok

ob ok

Rumus panjang mikroskop :

d s s

s d s 21 4 17 cm

′= +′ = − = − =

ob ob ob

ob ob

ob

Lensa obyektif:

1 1 1

f s s

1 1 1 1 16

4 s 17 s 68

s 4, 25 cm

= +′

= + → =

=

obob

ob

ob ok

Perbesaran lensa obyektif

-s 17M 4

s 4,25

(tanda - menunjukkan bayangan terbalik)

Perbesaran total :

M M x M 4 x 6,25 25

′ −= = = −

= = − = −

Soal Latihan1. Tentukan kekuatan lensa kacamata yg

diperlukan oleh seseorang yg mempunyai titik dekat 40 cm, supaya orang tsb dapat membaca sebagaimana halnya orang normal.

2. Seorang anak mempunyai titik jauh 4 m. Supaya anak tsb dapat melihat benda2 jauh dg normal, tentukan kekuatan lensa kacamata yg diperlukan.

3. Sebuah preparat diletakkan 1 cm di depan lensa objektif dari sebuah mikroskop. Jarak fokus lensa objektifnya 0,9 cm, jarak fokus lensa okuler 5 cm. Jarak antara kedua lensa tsb 13 cm. tentukan perbesaran oleh mikroskop tsb.

4. Teropong bintang dg jarak fokus objektifnya 4 m dan jarak fokus okulernya 4 cm, tentukan perbesaran bayangan yg dihasilkan masing2 untuk mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi maksimum.