1. GELOMBANGGelombangadalahgetaranyang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selainradiasi elektromagnetik, dan mungkinradiasi gravitasional, yang bisa berjalan lewat ruang hampa udara, gelombang juga terdapat padamedium(yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkangayapegas) di mana mereka dapat berjalan dan dapat memindahkanenergidari satu tempat kepada lain tanpa mengakibatkanpartikelmedium berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara masal.Suatu medium disebut:1. linearjika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan,2. terbatasjika terbatas, selain itu disebuttak terbatas3. seragamjika ciri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda4. isotropikjika ciri fisiknya "sama" pada arah yang berbeda5. Sulit untuk membuat suatudefinisitentang semua yang mencakup aspek dari katagelombang. Sebuahgetarandapat didefinisikan sebagai sebuah gerakanbolak balikdi sekitar nilai referensi. Namun, sebuah getaran belum tentu sebuah gelombang. Sebuah usaha untuk menetapkan keperluan dan karakteristik yang mencukupi yang memenuhi kriteria sebagai sebuahfenomenayang dapat disebut sebagai sebuahGelombangyang menghasilkan garis perbatasan kabur.6. Katagelombangkadang dipahami secara intuitif sebagai suatu yang mengacu kepada transportasi spasial gangguan yang secara umum tidak disertai oleh sebuah gerakan dari medium yang menempati suatu ruangan secara keseluruhan. Pada gelombang,energidari sebuahgetaranberpindah jauh dari sumbernya dalam bentuk sebuah gangguan di sekitar mediumnya(Hall 1980, hal.8). Namun, gerakan ini bermasalah untuk sebuahgelombang transversal(misalnya, gelombang padatali), di manaenergibergerak di kedua arah yang sama, atau untukgelombang elektromagnetik/cahayadalamhampa udara, dimana konsep medium tidak berlaku dan interaksi dengan suatu target adalah kunci utama untuk pendeteksian dan penerapan praktis sebuah gelombang. Antara laingelombang airpada permukaan air laut;gelombang cahayadihasilkan olehMatahari;microwavedigunakan diovenmicrowave; penyiarangelombang radiooleh stasiun radio; dangelombang suaradihasilkan oleh penerima gelombang radio,ponseldanmakhluk hidup(sebagaisuara), untuk menyebutkan hanya sedikit fenomena gelombang.7. Mungkin itu terlihat bahwadeskripsidari gelombang berhubungan dekat ke asal fisiknya untuk setiap contoh spesifik dari proses terbentuknya gelombang. Contohnya,akustikdibedakan darioptikdalam gelombang suara terkait ke mekanik daripada ke perpindahangelombang elektromagnetikdisebabkan olehgetaran. Konsep-konsep sepertimassa,momentum,inertia, atauelastisitas, oleh karena itu penting dalam menggambarkan akustik (sebagai yang berbeda darioptik) untuk proses terbentuknya gelombang. Perbedaan dalam pengenalan awal karakteristik gelombang tertentu terhadap sifat dari medium yang terlibat. Contohnya, dalam kasusudara:vortex,tekanan radiasi,gelombang kejutdan lain lain; dalam kasusbenda padat:gelombang Rayleigh,dispersi; dan sebagainya.8. Sifat-sifat yang lain, namun, meskipun biasanya digambarkan dalam hal asal, mungkin disamaratakan untuk semua gelombang. Untuk beberapa alasan, teori gelombang mewakili cabangfisikatertentu yang prihatin dengan sifat dari proses terbentuknya gelombang secara bebas dari asal fisik mereka.[1]Contohnya, berdasarkan asalnya secaramekanikdarigelombang akustik, gangguan yang berpindah dalam ruang waktu bisa ada jika hanyamediumyang terlibat bukan kaku tak terbatas maupunlenturyang tak terbatas.2. frekuensi dan panjang gelombangFREKUENSIFrekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam satuan waktu yang diberikan. Untuk menghitung frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Pada Sistem Satuan Internasional, hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik.Gelombang sinusoida dengan beberapa macam frekuensi

Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian / peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan frekuensi (f ) sebagai hasil kebalikan dari periode (T ), seperti pada rumus di bawah ini :dimana f adalah frekuensi (hertz) dan T periode (sekon atau detik).PANJANG GELOMBANGPanjang gelombang adalah sebuah jarak antara satuan berulang dari sebuah pola gelombang. Biasanya memiliki denotasi huruf Yunani lambda ().Dalam sebuah gelombang sinus, panjang gelombang adalah jarak antara puncak :Panjang Gelombang

Axis x mewakilkan panjang, dan I mewakilkan kuantitas yang bervariasi (misalnya tekanan udara untuk sebuah gelombang suara atau kekuatan listrik atau medan magnet untuk cahaya), pada suatu titik dalam fungsi waktu x. Panjang gelombang memiliki hubungan inverse terhadap frekuensi f, jumlah puncak untuk melewati sebuah titik dalam sebuah waktu yang diberikan. Panjan gelombang sama dengan kecepatan jenis gelombang dibagi oleh frekuensi gelombang. Ketika berhadapan dengan radiasi elektromagnetik dalam ruang hampa, kecepatan ini adalah kecepatan cahaya c, untuku sinyal (gelombang) di udara, ini merupakan kecepatan suara di udara. Hubungannya adalah:

di mana: = panjang gelombang dari sebuah gelombang suara atau gelombang elektromagnetikc = kecepatan cahaya dalam vakum = 299,792.458 km/d ~ 300,000 km/d = 300,000,000 m/d atauc = kecepatan suara dalam udara = 343 m/d pada 20 C (68 F)f = frekuensi gelombang3. amplitudo dan intensitas gelombangAMPLITUDOAmplitudo adalah pengukuran skalar yang nonnegatif dari besar osilasi suatu gelombang. Amplitudo juga dapat didefinisikan sebagai jarak terjauh dari garis kesetimbangan dalam gelombang sinusoide yang kita pelajari pada mata pelajaran fisika dan matematika geometrika.

4. bunyi

Bunyiatausuaraadalah pemampatan mekanis ataugelombang longitudinalyang merambat melaluimedium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zatcair,padat,gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalamair,batu bara, atauudara.Kebanyakan suara adalah gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari gelombangharmonis, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan getarosilasiataufrekuensiyang diukur dalam satuan getaranHertz(Hz) danamplitudoataukenyaringan bunyidengan pengukuran dalam satuan tekanan suaradesibel(dB).Manusia mendengar bunyi saatgelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai kegendang telingamanusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar olehtelingamanusiaberkisar antara 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebutultrasonikdan di bawah 20 Hz disebutinfrasonik.Gema[sunting|sunting sumber]Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu oleh permukaan, seperti tebing pegunungan, dan getaran kembali pada telinga kita segera setelah bunyi asli kita dengar. Kejernihan ucapan dan musik dalam ruangan atau gedung konser tergantung pada cara bunyi bergaung di dalamnya. Suara gema merupakan efek suara pantulan yang mengalami penundaan waktu (delay line) dari pantulan suara setelah suara asli kita dengar.Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara jadi, gema adalah gelombang pantul yang mengalami penundaan waktu reaksi dari gelombang yang dipancarkan bunyi.Gelombang bunyi[sunting|sunting sumber]Gelombang bunyi terdiri darimolekul-molekuludarayang bergetar merambat ke segala arah. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia, Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.Kecepatan bunyi[sunting|sunting sumber]Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara.Resonansi[sunting|sunting sumber]Suatu benda, misalnya gelas, mengeluarkan nada musik jika diketuk sebab ia memiliki frekuensi getaran alami sendiri. Jika kita menyanyikan nada musik berfrekuensi sama dengan suatu benda, benda itu akan bergetar. Peristiwa ini dinamakanresonansi. Bunyi yang sangat keras dapat mengakibatkan gelas beresonansi begitu kuatnya sehingga pecah. Sehingga karena resonansi benda ikut bergetarnya suatu benda ketika benda lain di dekatnya digetarkan.5. cahayaCahayaadalahenergiberbentukgelombang elekromagnetikyang kasatmatadenganpanjang gelombangsekitar 380750 nm.[1]Pada bidangfisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik denganpanjang gelombangkasat matamaupun yang tidak.[2][3]Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebutfoton. Kedua definisi tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebutspektrumkemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagaiwarna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutanoptika, merupakan area riset yang penting padafisikamodern.Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya eraoptika klasikyang mempelajari besaran optik seperti:intensitas,frekuensiataupanjang gelombang,polarisasidanfasecahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan denganpendekatan paraksialgeometris sepertirefleksidanrefraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu:interferensi,difraksi,dispersi,polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut denganoptika geometris(en:geometrical optics) danoptika fisis(en:physical optics).Pada puncak optika klasik,cahayadidefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik dan memicu serangkaian penemuan dan pemikiran, sejak tahun 1838 olehMichael Faradaydengan penemuansinar katode, tahun 1859 denganteori radiasi massa hitamolehGustav Kirchhoff, tahun 1877Ludwig Boltzmannmengatakan bahwa statusenergisistem fisik dapat menjadi diskrit,teori kuantumsebagai model dariteori radiasi massa hitamolehMax Planckpada tahun 1899 dengan hipotesa bahwaenergiyang teradiasi dan terserap dapat terbagi menjadi jumlahan diskrit yang disebutelemen energi,E.Pada tahun 1905,Albert Einsteinmembuat percobaanefek fotoelektrik, cahaya yang menyinariatommengeksitasielektronuntuk melejit keluar dariorbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan olehLouis de Brogliemenunjukkanelektronmempunyai sifat dualitas partikel-gelombang, hingga tercetusteori dualitas partikel-gelombang.Albert Einsteinkemudian pada tahun 1926 membuatpostulatberdasarkanefek fotolistrik, bahwa cahaya tersusun darikuantayang disebutfotonyang mempunyai sifat dualitas yang sama. KaryaAlbert EinsteindanMax Planckmendapatkanpenghargaan Nobelmasing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasarteori kuantum mekanikyang dikembangkan oleh banyak ilmuwan, termasukWerner Heisenberg,Niels Bohr,Erwin Schrdinger,Max Born,John von Neumann,Paul Dirac,Wolfgang Pauli,David Hilbert,Roy J. Glauberdan lain-lain.Era ini kemudian disebut eraoptika moderndancahayadidefinisikan sebagai dualismegelombangtransversal elektromagnetik dan aliranpartikelyang disebutfoton. Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannyasinarmaser, dansinarlaserpada tahun 1960. Era optika modern tidak serta merta mengakhiri eraoptika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya yang lain yaitudifusidanhamburan.6. pemantulan dan pembiasanPEMANTULAN DAN PEMBIASANOptika Geometri mempelajari sifat-sifat cahaya sebagai gelombang yang rnengalamipemantulan dan pembiasan.PEMANTULAN (REFLEKSI)Pada proses pemantulan berlaku: sinar datang d, garis normal N dan sinar pantul pterletak pada bidang datar sudut datang () = sudut pantul ()

PEMBIASAN (REFRAKSI)Pada proses pembiasan berlaku Hukum SNELLIUS: sinar datang dari medium kurang rapat (n1) menuju mediumlebih rapat (n2) akan dibiaskan mendekati garis normal,begitu juga sebaliknya.sin i / sin r = n2 / n1 = v1 / v2 = kontanta karena v = f . dan f adalah konstan pada saat sinar melaluibidang batas n1 - n2 maka sin i / sin r = 1 / 2PEMANTULAN SEMPURNASyarat terjadinya pemantulan sempurna: sinar datang dari n2 menuju ke n1, dimana n2 > n1 sudut datang (i) lebih besar daripada sudut batas (b) atau i> bsin b = n1 / n2

CONTOH-CONTOH PEMBIASAN:Benda tidak terlihat pada tempat sebenarnyan2 / n1 = Y2 / Y1Y1 = kedalaman sesungguhnyaY2 = kedalaman semu

Pembiasan Oleh Keping Paralelt = d sin (i - r)/cos rd = tebal kepingt = pergeseran sinar ke luar terhadap sinar masukPEMBIASAN PADA PRISMASudut deviasi adalah sudut antara arahsinar masuk dan arah sinar ke luar prisma. = i1 + r2 - Jika BA = BC i1, maka deviasi menjadisekecil-kecilnya deviasi minimum (m).sin 1/2 ( + m) = n2/n1 sin 1/2 Jika (sudut pembias prisma) kecil sekali ( < 15) maka m = ( n2/n1 - 1)CERMIN DATARUntuk benda nyata maupun benda maya berlaku persamaans = - s'y = y'M = | y'/y | = +1s = jarak bendas' = jarak bayangany = tinggi benday' = tinggi bayanganUntuk mendapatkan bayangan yang terbentuk pada cermincekung/cembung diperlukan sinar-sinar istimewa, yaitu:1. Sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan melalui/seolah-olah dari titikfokus.2. Sinar datang melalui/menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.3. Sinar datang melalui/menuju titik pusat kelengkungan dipantulkan melaluititik pusat juga.

Rumus yang berlaku untuk cermin cekung den cermin cembung adalahf = R / 21/f = 1/s + 1/s'M = |y' / y | = |s' / s |Dengan :R = jari-jari kelengkunganf = fokus (jarak titik api)M= pembesaran bayanganBayangan yang terbentuk selalu maya, tegak dan diperkecil.

DUA BUAH CERMIN ATAU DUA BUAH LENSA BERHADAPANPrinsip dua cermin sama dengan dua lensa yaitu bayangan yang dihasilkan daricermin 1 merupakan benda untuk cermin 2, sehingga:d = s1' + s2Mtot = | (s1'/s1) x (s2'/s2) |d = jarak kedua cermin/lensas1' = jarak bayangan 1 ke cermin/lensa 1s2 = jarak benda 2 ke cermin/lensa 2PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA LENSA CEMBUNG (KONVEKS/POSITIF)Perhatikan pembagian ruang I, II, III, IV (ruang IV adalah daerah di depan lensa)

PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA LENSA CEKUNG (KONKAF/NEGATIF)Bayangan yang terbentuk selalu maya, tegak dan diperkecil Untuk kedua jenis lensa cembung den cekung berlaku rumus:Lensa tipis Lensa tebal1/f = 1/s + 1/s' n1/s + n2/s' = (n2 - n1) / RLensa +f > 0Lensa -f < 0M = |s'/s| = |y'/y|1/f = (n2/n1 - 1)(1/R1 - 1/R2)n2 = indeks bias lensan1 = indeks bias lingkunganR1 ; R2 = jari-jari kelengkungan lensaMENENTUKAN SIFAT DAN LETAK BAYANGAN PADA CERMIN CEKUNG (+)DAN LENSA CEMBUNC (+)1. Tentukan Jarak bayangan (s')s+ bayangan nyata dan terbalik- bayangan maya dan tegak

2. Tentukan pembesaran (M)M> 1 diperbesar= 1 sama besar< 1 diperkecil

3. Letak benda dan bayangan dapat ditentukan berdasarkan(No) ruang benda + (No) ruang bayangan = 5Jika :(No) ruang benda > (No) ruang bayangan bayangan diperkecil(No) ruang benda < (No) ruang bayangan bayangan diperbesarPada cermin cekung, benda dan bayangan di ruang 1, 2 den 3 adalah positifdan di ruang 4 adalah negatif, begitu juga sebaliknya untuk cermin cembung7. alat optikPada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat menerapkan konsep dan prinsip kerja alat-alat optik dengan cara menganalisis alat-alat optik secara kuantitatif serta menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari. Anda memiliki kamera? Meskipun Anda tidak memiliki kamera, tetapi setidaknya Anda pasti pernah berhadapan dengan kamera, yakni ketika Anda difoto. Pernahkah Anda bertanya, bagaimana kamera itu bekerja? Kamera merupakan salah satu alat optik. Dewasa ini, seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi, kualitas gambar yang dihasilkan kamera semakin baik. Hasil foto pun dapat diolah lagi. Ketika Anda difoto dengan latar belakang rumah Anda, hal tersebut dapat disulap menjadi berlatar belakang menara Pissa atau Istana Negara. Hal ini tidak terlepas dari berkembangnya kamera digital yang hasilnya dapat dibaca dan diolah dengan bantuan komputer.

Bukan hanya kamera yang termasuk alat optik, tetapi masih terdapat banyak benda yang termasuk alat optik, seperti lup, mikroskop, dan teropong. Bahkan, mata kita juga termasuk ke dalam alat optik. Bahkan, mata merupakan alat optik ciptaan Tuhan yang tiada ternilai harganya. Anda dapat menikmati keindahan dunia berkat mata. Anda juga dapat membaca tulisan ini karena mata. Oleh karena itu, bersyukurlah kepada Tuhan. Apakah Anda tahu bagaimana alat optik bekerja? Jika Anda menggunakan kacamata, bagaimanakah cara kerja kacamata sehingga Anda dapat melihat seperti mata normal? Supaya Anda memahami materi mengenai alat-alat optik, pelajarilah bahasan-bahasan berikut ini dengan saksama.

A. Mata dan Kacamata

1. Mata

Mata merupakan alat optik alamiah, ciptaan Tuhan yang sangat berharga. Diagram sederhana mata manusia adalah seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1(a). Bagian depan mata yang memiliki lengkung lebih tajam dan dilapisi selaput cahaya disebut kornea. Tepat di belakang kornea terdapat cairan (aquaeous humor). Cairan ini berfungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke mata. Intensitas cahaya yang masuk ke mata diatur oleh pupil, yakni celah lingkaran yang dibentuk oleh iris. Iris sendiri merupakan selaput yang selain berfungsi membentuk pupil, juga berfungsi sebagai pemberi warna pada mata (hitam, biru, atau coklat). Setelah melewati pupil, cahaya masuk ke lensa mata. Lensa mata ini berfungsi untuk membentuk bayangan nyata sedemikian sehingga jatuh tepat di retina. Bayangan yang ditangkap retina bersifat nyata dan terbalik.

Gambar 1.(a) Diagram sederhana mata manusia. (b) Lensa mata membentuk bayangan nyata dan terbalik di retina.

Bayangan ini kemudian disampaikan ke otak melalui syaraf optik dan diatur sehingga manusia mendapatkan kesan melihat benda dalam kondisi tegak. Proses pembentukan bayangan pada mata diilustrasikan pada Gambar 1(b).

Gambar 2.Pada mata miopi, bayangan benda jauh jatuh di depan retina.

Mata memiliki daya akomodasi, yakni kemampuan untuk mengubahubah jarak fokus lensa mata sehingga bayangan benda yang dilihat selalu jatuh tepat di retina. Jarak fokus lensa mata diubah dengan cara mengatur ketebalannya (menipis atau menebal) yang dilakukan oleh otot siliar. Daya akomodasi ini memungkinkan mata dapat melihat dengan jelas setiap benda yang dilihatnya, meskipun jaraknya berbeda-beda di depan mata.

Akan tetapi, meskipun memiliki daya akomodasi, mata memiliki keterbatasan jangkauan pandang. Mata tidak dapat melihat benda yang terlalu dekat atau terlalu jauh. Sebagai contoh, mampukah Anda melihat partikel debu yang masuk/menempel pada kornea mata Anda? Atau sebaliknya, mampukah Anda melihat dengan jelas benda yang sangat jauh sekali? Tentu tidak, bukan? Jarak titik terdekat dari mata yang masih dapat dilihat dengan jelas disebut titik dekat, sedangkan jarak titik terjauh dari mata yang masih dapat dilihat dengan jelas disebut titik jauh. Ketika mata melihat pada titik dekatnya, mata dalam keadaan berakomodasi maksimum dan ketika mata melihat pada titik jauhnya, mata dalam keadaan tanpa akomodasi.

Berdasarkan jangkauan pandang ini, mata dibedakan menjadi mata normal (emetropi) dan mata cacat. Mata normal memiliki jangkauan pandang dari 25 cm sampai takhingga. Dengan kata lain, titik dekat mata normal adalah 25 cm, sedangkan titik jauhnya takhingga (jauh sekali). Mata yang jangkauan pandangnya tidak sama dengan jangkauan pandang mata normal disebut mata cacat, yang terdiri dari miopi, hipermetropi, dan presbiopi.

Miopi atau rabun jauh adalah mata yang hanya dapat melihat dengan jelas benda-benda dekat. Mata miopi memiliki titik dekat lebih dekat dari 25 cm dan titik jauh terbatas pada jarak tertentu. Miopi biasanya disebabkan oleh bola mata yang terlalu lonjong, bahkan kadang-kadang lengkungan korneanya terlalu besar. Pada mata miopi, bayangan benda jauh jatuh di depan retina, seperti diilustrasikan pada Gambar 2. Akibatnya, bayangan benda jauh akan tampak kabur.

Hipermetropi atau rabun dekat adalah mata yang tidak dapat melihat benda-benda dekat dengan jelas. Mata hipermetropi memiliki titik dekat lebih jauh dari 25 cm dan titik jauhnya takhingga. Meskipun dapat melihat dengan jelas benda-benda jauh, titik dekat yang lebih besar dari 25 cm membuat mata hipermetropi mengalami kesulitan untuk membaca pada jarak baca normal. Cacat mata ini disebabkan oleh bola mata yang terlalu memipih atau lengkungan korneanya kurang. Ketika mata hipermetropi digunakan untuk melihat benda-benda dekat, bayangan benda-benda ini akan jatuh di belakang retina, seperti diilustrasikan pada Gambar 3. Akibatnya, bayangan benda dekat menjadi terlihat kabur.

Gambar 3.Pada mata hipermetropi, bayangan benda dekat jatuh di belakang retina..

Presbiopi memiliki titik dekat lebih jauh dari 25 cm dan titik jauh terbatas. Dengan demikian, penderita presbiopi tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda jauh dan juga tidak dapat membaca dengan jelas pada jarak baca normal. Umumnya, presbiopi terjadi karena faktor usia (tua) sehingga otot siliarnya tidak mampu membuat lensa mata berakomodasi normal seperti ketika ia masih muda. Selain ketiga jenis cacat mata tersebut, ada lagi yang disebut astigmatisma. Pada penderita astigmatisma, benda titik akan terlihat sebagai sebuah garis dan kabur, seperti diilustrasikan pada Gambar 4. Hal ini terjadi karena lensa matanya tidak berbentuk bola, melainkan berbentuk silinder.

Gambar 4.Pada mata astigmatisma, benda titik akan terlihat sebagai sebuah garis dan kabur.

2. Kacamata

Kacamata merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengatasi cacat mata. Kacamata terdiri dari lensa cekung atau lensa cembung, dan frame atau kerangka tempat lensa berada, seperti yang dapat Anda lihat pada Gambar 5. Fungsi dari kacamata adalah mengatur supaya bayangan benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata menjadi jatuh di titik dekat atau di titik jauh mata, bergantung pada jenis cacat matanya. Di SMP, Anda telah mempelajari bahwa jika sebuah benda berada di depan sebuah lensa, bayangan akan dibentuk oleh lensa tersebut. Jauh dekatnya bayangan terhadap lensa, bergantung pada letak benda dan jarak fokus lensa.

Gambar 5.Kacamata dapat membantu orang yang cacat mata.

Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut : (1-1)

dengan :S = jarak benda ke lensa (m),S' = jarak bayangan ke lensa (m), danf = jarak fokus lensa (m).

Selain itu, Anda juga pernah mempelajari kekuatan atau daya lensa. Kekuatan atau daya lensa adalah kemampuan lensa untuk memfokuskan sinar yang datang sejajar dengan lensa. Hubungan antara daya lensa dan kekuatan lensa memenuhi persamaan :

P = 1 / f (1-2)dengan :

P = kekuatan atau daya lensa (dioptri), danf = jarak fokus lensa (m).

a. Kacamata Berlensa Cekung untuk Miopi

Seperti telah dibahas sebelumnya, mata miopi tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang jauh atau titik jauhnya terbatas pada jarak tertentu. Lensa kacamata yang digunakan penderita miopi harus membentuk bayangan benda-benda jauh (S~) tepat di titik jauh mata atau S' = PR, dengan PR singkatan dari punctum remotum, yang artinya titik jauh. Tanda negatif pada S' diberikan karena bayangan yang dibentuk lensa kacamata berada di depan lensa tersebut atau bersifat maya. Jika nilai S dan S' tersebut Anda masukkan ke dalam Persamaan (11), diperoleh : (1-3)

Persamaan (13) menunjukkan bahwa jarak fokus lensa kacamata adalah negatif dari titik jauh mata miopi. Tanda negatif menunjukkan bahwa keterbatasan pandang mata miopi perlu diatasi oleh kacamata berlensa\negatif (cekung atau divergen).

Gambar 6.Bayangan benda jauh yang dibentuk lensa untuk miopi harus jatuh di titik jauh mata.

Jika Persamaan (13) dimasukkan ke dalam Persamaan (12), diperoleh : (1-4)

dengan PR dinyatakan dalam satuan m (meter) dan P dalam dioptri.

b. Kacamata Berlensa Cembung untuk Hipermetropi

Karena hipermetropi tidak dapat melihat benda-benda dekat dengan jelas, lensa kacamata yang digunakannya haruslah lensa yang dapat membentuk bayangan benda-benda dekat tepat di titik dekat matanya. Benda-benda dekat yang dimaksud yang memiliki jarak 25 cm di depan mata. Oleh karena itu, lensa kacamata harus membentuk bayangan benda pada jarak S = 25 cm tepat di titik dekat (PP, punctum proximum) atau S' = PP. Kembali tanda negatif diberikan pada S' karena bayangannya bersifat maya atau di depan lensa.

Jika nilai S dan S' ini dimasukkan ke dalam Persamaan (11) dan (12), diperoleh :

dengan PP dinyatakan dalam satuan meter (m) dan P dalam dioptri. Karena PP > 0,25 m, kekuatan lensa P akan selalu positif. Hal ini menunjukkan bahwa seseorang yang bermata hipermetropi perlu ditolong oleh kacamata berlensa positif (cembung atau konvergen).

Jelajah Fisika :

Kacamata

Kacamata telah digunakan selama hampir 700 tahun. Kacamata yang paling dini memiliki sepasang lensa cembung dan dipakai oleh orang-orang yang menderita presbiopi atau rabun mata yang menyebabkan penderitanya tidak dapat melihat benda dengan jelas. Pada tahun 1784, Benjamin Franklin menciptakan kacamata bifokal yang lensalensanya terdiri atas dua bagian dan masing-masing memiliki jarak fokal yang berbeda. (Sumber: Jendela Iptek, 1997)

c. Kacamata untuk Presbiopi dan Astigmatisma

Penderita presbiopi merupakan gabungan dari miopi dan hipermetropi. Oleh karena itu, kaca mata yang digunakannya haruslah berlensa rangkap atau bifokal, yakni lensa cekung pada bagian atas untuk melihat benda jauh dan lensa cembung pada bagian bawah untuk melihat benda-benda dekat. Sementara itu, astigmatisma dapat diatasi dengan menggunakan lensa silindris.

d. Lensa Kontak

Lensa kontak atau contact lens juga dapat digunakan untuk mengatasi cacat mata. Pada dasarnya lensa kontak adalah kacamata juga, hanya tidak menggunakan rangka, melainkan ditempelkan langsung ke kornea mata.

B. Kamera

Kamera merupakan alat optik yang menyerupai mata. Elemen-elemen dasar lensa adalah sebuah lensa cembung, celah diafragma, dan film (pelat sensitif). Lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan benda, celah diafragma berfungsi untuk mengatur intensitas cahaya yang masuk, dan film berfungsi untuk menangkap bayangan yang dibentuk lensa. Film terbuat dari bahan yang mengandung zat kimia yang sensitif terhadap cahaya (berubah ketika cahaya mengenai bahan tersebut). Pada mata, ketiga elemen dasar ini menyerupai lensa mata (lensa cembung), iris (celah diafragma), dan retina (film).

Prinsip kerja kamera secara umum sebagai berikut. Objek yang hendak difoto harus berada di depan lensa. Ketika diafragma dibuka, cahaya yang melewati objek masuk melalui celah diafragma menuju lensa mata. Lensa mata akan membentuk bayangan benda. Supaya bayangan benda tepat jatuh pada film dengan jelas maka letak lensa harus digeser-geser mendekati atau menjauhi film. Mengeser-geser lensa pada kamera, seperti mengatur jarak fokus lensa pada mata (akomodasi). Diagram pembentukan bayangan pada kamera ditunjukkan pada Gambar 7.

C. Lup

Lup atau kaca pembesar (atau sebagian orang menyebutnya suryakanta) adalah lensa cembung yang difungsikan untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak lebih jelas dan besar, seperti tampak pada Gambar 8.

Gambar 8.Lup digunakan untuk melihat objek-objek kecil agar tampak besar dan jelas.

Penggunaan lup sebagai kaca pembesar bermula dari kenyataan bahwa objek yang ukurannya sama akan terlihat berbeda oleh mata ketika jaraknya ke mata berbeda. Semakin dekat ke mata, semakin besar objek tersebut dapat dilihat. Sebaliknya, semakin jauh ke mata, semakin kecil objek tersebut dapat dilihat. Sebagai contoh, sebuah pensil ketika dilihat pada jarak 25 cm akan tampak dua kali lebih besar daripada ketika dilihat pada jarak 50 cm. Hal ini terjadi karena sudut pandang mata terhadap objek yang berada pada jarak 25 cm dua kali dari objek yang berjarak 50 cm.

Meskipun jarak terdekat objek yang masih dapat dilihat dengan jelas adalah 25 cm (untuk mata normal), lup memungkinkan Anda untuk menempatkan objek lebih dekat dari 25 cm, bahkan harus lebih kecil daripada jarak fokus lup. Hal ini karena ketika Anda mengamati objek dengan menggunakan lup, yang Anda lihat adalah bayangan objek, bukan objek tersebut. Ketika objek lebih dekat ke mata, sudut pandangan mata akan menjadi lebih besar sehingga objek terlihat lebih besar. Perbandingan sudut pandangan mata ketika menggunakan lup dan sudut pandangan mata ketika tidak menggunakan lup disebut perbesaran sudut lup.

Untuk menentukan perbesaran sudut lup, perhatikan Gambar 9. Sudut pandangan mata ketika objek yang dilihat berada pada jarak Sn, yakni titik dekat mata, diperlihatkan pada Gambar 9(a), sedangkan sudut pandangan mata ketika menggunakan lup diperlihatkan pada Gambar 9(b).

Gambar 9.Menentukan perbesaran lup (a) sudut pandang mata tanpa menggunakan lup. (b) saat menggunakan lup.

Perbesaran sudut lup secara matematis didefinisikan sebagai : (1-6)Dari Gambar 10. diperoleh bahwa :

dan

Untuk sudut-sudut yang sangat kecil berlaku :

dan,

Jika persamaan terakhir dimasukkan ke Persamaan (16), perbesaran sudut lup dapat ditulis menjadi : (1-7)

dengan :Sn= titik dekat mata (25 cm untuk mata normal), danS = letak objek di depan lup.

Perlu dicatat bahwa objek yang akan dilihat menggunakan lup harus diletakkan di depan lup pada jarak yang lebih kecil daripada jarak fokus lup atau S f (f = jarak fokus lup). Ketika objek diletakkan di titik fokus lup, S = f, bayangan yang dibentuk lup berada di tak terhingga, S' = . Ketika bayangan atau objek berada di tak terhingga, mata dalam keadaan tanpa akomodasi. Jika S = f dimasukkan ke Persamaan (67), diperoleh perbesaran sudut lup untuk mata tanpa akomodasi, yaitu : (1-8)Persamaan (18) menunjukkan bahwa semakin kecil jarak fokus lup, semakin besar perbesaran sudut lup tersebut. Apabila mata berakomodasi maksimum mengamati bayangan dengan menggunakan lup, bayangan tersebut akan berada di titik dekat mata atau S' = Sn (tanda negatif karena bayangannya maya). Sesuai dengan Persamaan (11) diperoleh :

atau,

Berdasarkan hasil tersebut, Persamaan (17) menjadi :

sehingga diperoleh perbesaran sudut ketika mata berakomodasi maksimum,yaitu : (1-9)D. Mikroskop

Sebuah mikroskop terdiri atas susunan dua buah lensa positif. Lensa yang berhadapan langsung dengan objek yang diamati disebut lensa objektif. Sementara itu, lensa tempat mata mengamati bayangan disebut lensa okuler. Fungsi lensa okuler ini sama dengan lup. Salah satu bentuk sebuah mikroskop diperlihatkan pada Gambar 10.

Gambar 10.Mikroskop digunakan dalam melihat benda-benda kecil yang sulit dilihat oleh mata.

Fungsi mikroskop mirip dengan lup, yakni untuk melihat objek-objek kecil. Akan tetapi, mikroskop dapat digunakan untuk melihat objek yang jauh lebih kecil lagi karena perbesaran yang dihasilkannya lebih berlipat ganda dibandingkan dengan lup. Pada mikroskop, objek yang akan diamati harus diletakkan di depan lensa objektif pada jarak antara fob dan 2fob sehingga bayangannya akan terbentuk pada jarak lebih besar dari 2fobdi belakang lensa objektif dengan sifat nyata dan terbalik. Bayangan pada lensa objektif dipandang sebagai objek oleh lensa okuler dan terbentuklah bayangan pada lensa okuler. Agar bayangan pada lensa okuler dapat dilihat atau diamati oleh mata, bayangan ini harus berada di depan lensa okuler dan bersifat maya. Hal ini dapat terjadi jika bayangan pada lensa objektif jatuh pada jarak kurang dari fok dari lensa okuler. Proses terbentuknya bayangan pada mikroskop, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 11. Pada Gambar 11 terlihat bahwa bayangan akhir yang dibentuk oleh mikroskop bersifat maya, terbalik, dan diperbesar.

Gambar 11.Diagram pembentukan bayangan pada mikroskop.

Jarak antara lensa objektif dan lensa okuler menentukan panjang pendeknya sebuah mikroskop. Seperti dapat Anda lihat pada Gambar 11, panjang mikroskop atau jarak antara lensa objektif dan lensa okuler sama dengan jarak bayangan objektif ke lensa objektif ditambah jarak bayangan objektif tadi ke lensa okuler atau secara matematis dituliskan : (1-10)

dengan :

d = panjang mikroskop,S'ob= jarak bayangan lensa objektif ke lensa objektif, danSok= jarak bayangan objektif ke lensa okuler.

Perbesaran total yang dihasilkan mikroskop merupakan perkalian antara perbesaran yang dihasilkan oleh lensa objektif dan perbesaran sudut yang dihasilkan oleh lensa okuler. Secara matematis, perbesaran total yang dihasilkan mikroskop ditulis sebagai berikut. (1-11)

dengan :M = perbesaran total yang dihasilkan mikroskop,Mob= perbesaran yang dihasilkan lensa objektif, danMok= perbesaran sudut yang dihasilkan lensa okuler.

Perbesaran yang dihasilkan oleh lensa objektif memenuhi : (1-12)

sedangkan perbesaran sudut yang dihasilkan lensa okuler mirip dengan perbesaran sudut lup, yakni, untuk pengamatan tanpa akomodasi : (1-15)dan untuk pengamatan dengan berakomodasi maksimum : (1-14)denganfok= panjang fokus lensa okuler.

E. Teropong

Anda tentu pernah melihat bintang. Pada malam hari, terutama ketika sinar bulan tidak terlalu terang, bintang-bintang di langit akan terlihat sangat banyak. Akan tetapi bintang-bintang tersebut terlihat sangat kecil, meskipun aslinya sangat besar, bahkan mungkin lebih besar dari bulan yang Anda lihat. Lalu, apa yang digunakan untuk mengamati benda-benda tersebut agar tampak jelas dan dekat?

Teropong atau teleskop merupakan alat optik yang digunakan untuk melihat objek-objek yang sangat jauh agar tampak lebih dekat dan jelas. Benda-benda langit, seperti bulan, planet, dan bintang dapat diamati dengan bantuan teropong. Dengan adanya teropong, banyak hal-hal yang berkaitan dengan luar angkasa telah ditemukan. Bagaimana proses terlihatnya bintang menggunakan teropong? Dan tahukah Anda jenis-jenis teropong yang digunakan untuk melihat benda jauh?

Gambar 12. Teropong.

Secara umum ada dua jenis teropong, yaitu teropong bias dan teropong pantul. Perbedaan antara keduanya terletak pada objektifnya. Pada teropong bias, objektifnya menggunakan lensa, yakni lensa objektif, sedangkan pada teropong pantul objektifnya menggunakan cermin.

1. Teropong Bintang

Teropong bintang menggunakan dua lensa cembung, masing-masing sebagai lensa objektif dan lensa okuler dengan jarak fokus objektif lebih besar daripada jarak fokus okuler (fob> fok). Diagram sinar pembentukan bayangan pada teropong untuk mata tak terakomodasi sebagai berikut:

Gambar 13.Pembentukan bayangan menggunakan teropong bintang.

Perbesaran sudut dan panjang teropong bintang memenuhi persamaan-persamaan sebagai berikut:

(1) Untuk mata tak terakomodasi (1-15)(2) Untuk mata berakomodasi maksimum (S'ok= Sn) (1-16)

Contoh Soal 7 :

Sebuah teropong bintang memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 150 cm dan lensa okuler dengan jarak fokus 30 cm. Teropong bintang tersebut dipakai untuk melihat benda-benda langit dengan mata tak berakomodasi. Tentukanlah (a) perbesaran teropong dan (b) panjang teropong.

Kunci Jawaban :

Diketahui: jarak fokus objektiffob= 150 cm dan jarak fokus okulerfok= 30 cm.a. Perbesaran teropong untuk mata tak berakomodasi

b. Panjang teropong untuk mata tak berakomodasi

d =fob+ fok= 150 + 30 = 180 cm

Contoh Soal 8 :

Teropong bintang memiliki perbesaran anguler 10 kali. Jika jarak titik api objektifnya 50 cm, panjang teropong adalah ....a. 5 cmb. 32 cmc. 45 cmd. 50 cme. 55 cmKunci Jawaban :

Diketahui:M = 10 kali, danFob = 50 cm

fok= 5 cm

Panjang teropongok + ob= (50 cm + 5 cm) = 55 cm

Jawab: e

2. Teropong Bumi

Teropong bumi menggunakan tiga jenis lensa cembung. Lensa yang berada di antara lensa objektif dan lensa okuler berfungsi sebagai lensa pembalik, yakni untuk pembalik bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif. Diagram sinar pembentukan bayangan pada teropong bumi mata tak berakomodasi sebagai berikut:

Gambar 14.Pembentukan bayangan menggunakan teropong Bumi.

Perbesaran dan panjang teropong bumi untuk mata tak berakomodasi berturut-turut memenuhi persamaan: (1-17)

denganfp= jarak fokus lensa pembalik.

Contoh Soal 9 :

Teropong bumi dengan jarak fokus lensa objektif 40 cm, jarak fokus lensa pembalik 5 cm, dan jarak fokus lensa okulernya 10 cm. Supaya mata melihat bayangan tanpa akomodasi, berapakah jarak antara lensa objektif dan lensa okuler teropong tersebut?

Kunci Jawaban :

d =fob+ fok+ 4fp= 40 cm + 10 cm + 4(5 cm) = 70 cm

3. Teropong Panggung

Teropong panggung atau teropong Galileo menggunakan sebuah lensa cembung sebagai objektif dan sebuah lensa cekung sebagai okuler. Diagram sinar pembentukan bayangan pada teropong panggung sebagai berikut:

Gambar 15.Pembentukan bayangan pada teropong panggung.

Perbesaran dan panjang teropong panggung untuk mata tak berakomodasiberturut-turut memenuhi persamaan :

(1-18)

Oleh karena lensa okulernya adalah lensa cekung makafokbertanda negatif.

Contoh Soal 10 :

Sebuah teropong panggung dipakai untuk melihat bintang yang menghasilkan perbesaran 6 kali. Jarak lensa objektif dan okulernya 30 cm. Teropong tersebut digunakan dengan mata tak berakomodasi. Tentukanlah jarak fokus lensa okulernya.

Kunci Jawaban :

M = 6 kali dan d = 30 cm. Misalkan,fok= -a (lensa cekungnya)

d =fob+ fok30 = 6a a = 5a a = 6 cm fok= 6 cm

Dengan demikian, jarak fokus lensa okulernya adalah 6 cm.

4. Teropong Pantul

Teropong pantul tersusun atas beberapa cermin dan lensa. Teropong jenis ini menggunakan cermin cekung besar sebagai objektif untuk memantulkan cahaya, cermin datar kecil yang diletakkan sedikit di depan titik fokus cermin cekung F, dan sebuah lensa cembung yang berfungsi sebagai okuler.

Gambar 16.Pembentukan bayangan pada teropong pantul.

Rangkuman :

1. Bagian-bagian mata iris, pupil, lensa, kornea, aqueous humor, dan retina.

2. Cacat mata di antaranya emetropi (mata normal), miopi (rabun jauh), hipermetropi (rabun dekat), presbiopi (rabun tua), dan astigmatisme.

3. Kacamata merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengatasi cacat mata.

4. Rumus kacamata berlensa cekung untuk miopi

f = PR

5. Rumus kacamata berlensa cembung untuk hipermetropi :

6. Kamera merupakan alat optik yang menyerupai mata. Elemen-elemen dasar lensa adalah sebuah lensa cembung, celah diafragma, dan film (pelat sensitif).

7. Lup atau kaca pembesar (atau sebagian orang menyebutnya suryakanta) adalah lensa cembung yang difungsikan untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak lebih jelas dan besar.

8. Rumus perbesaran sudut lup untuk mata tanpa akomodasi

9. Rumus perbesaran sudut ketika mata berakomodasi maksimum

10. Mikroskop memiliki dua buah lensa, yaitu lensa objektif dan lensa okuler.

11. Rumus panjang mikroskop

d =Sob+ Sok

12. Rumus perbesaran mikroskop

M =Mob Mok

13. Teropong atau teleskop merupakan alat optik yang digunakan untuk melihat objek-objek yang sangat jauh agar tampak lebih dekat dan lebih jelas.

14. Secara umum ada dua jenis teropong, yaitu teropong bias dan teropong pantul. Perbedaan antara keduanya terletak pada objektifnya. Pada teropong bias, objektifnya menggunakan lensa, yakni lensa objektif, sedangkan pada teropong pantul objektifnya menggunakan cermin.