kegiatan pelajaran 5 - fisika itu … · web viewretina, yaitu lapisan terdalam dari dinding bola...

KEGIATAN PELAJAR 5ALAT OPTIK

A. Alat Optik

Alat optic adalah alat-alat yang berkaitan dengan penglihatan. Mata merupakan alat

optic terpenting bagi manusia. Lup dan mikroskop digunakan sebagai alat bantu

agar dapat melihat benda-benda yang letaknya jauh, seperti melihat planet dan

bintang.

1. Mata

Bagian –bagian mata dan fungsinya:

a. Kornea adalah selaput luar bola mata yang tidak berwarna/bening,

berfungsi sebagai pelindung bagian dalam mata dan menerima rangsangan

cahaya serta meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam. Kornea

selalu dibasahi oleh air mata agar tetap bersih.

b. Aqueous humor, berupa cairan dengan indek bias 1,336 yang berfungsi

sebagai pembias cahaya yang masuk ke mata

c. Vitreous humor, berupa cairan bening dengan indek bias 1,336 yang

berfungsi sebagai pengisi bagian dalam mata.

d. Pupil adalah celah bundar di tengah iris. Pupil berfungsi mengatur cahaya

masuk ke retina. Jika cahaya redup , pupil akan membesar dan cahaya

terlalu terang pupil akan mengecil.

Modul Fisika SMAN 10 Samarinda 138

e. Iris, adalah bagian lapisan di depan lensa mata yang berwarna. Warna iris

menentukan warna mata seseorang. Iris berfungsi untuk mengatur besar

kecilnya lubang pupil/ diafrahma.

f. Lensa mata yaitu benda bening di dalam bola mata yang berbentuk

cembung, dengan indek bias 1,437. Lensa mata berfungsi untuk

meneruskan dan memfokuskan cahaya atau bayangan benda agar tepat

cauh diretina.

g. Retina, yaitu lapisan terdalam dari dinding bola mata. Berfungsi sebagai

layar penerima cahaya, dan bayangan yang terbentuk bersifat nyata,

terbalik dan diperkecil.

h. Otot ciliary, berfungsi sebagai pengatur fokus lensa kristalin agar

bayangan selalu jauh tepat di retina.

i. Sklera, merupakan lapisan terluar bola mata yang tidak tembus cahaya.

j. Cheroid, berupa membran hitam yang berfungsi sebagai penyerap cahaya.

k. Syaraf optik, berfungsi sebagai penghubung syaraf-syaraf mata dengan

otak.

Mata dapat melihat sebuah benda dengan tanpa akomodasi, berakomodasi

maksimum dan berakomodasi

a. Mata tanpa akomodasi, hal ini terjadi bila mata melihat benda yang berada

di tak terhingga, bayangan tepat diretina dalam keadaan istirahat.

b. Mata berakomodasi maksimum, apabila mata melintasi suatu benda

sehingga lensa mata secembung-cembungnya.

c. Mata berakomodasi, bila benda terletak diantara tak terhingga dan titik f,

maka melihat benda tersebut dengan berakomodasi tetapi tidak maksimum.

Jarak paling jauh dari suatu titik yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh

mata tak berakomodasi disebut dengan jarak titik jauh ( PR = punctum

remotum ). Titik jauh mata untuk mata normal tak terhingga. Sedangkan jarak

paling dekat dari suatu titik yang dapat dilihat dengan mata yang

berakomodasi maksimum dinamakan jarak titik dekat ( PP = punctum

proximum ). Secara umum titik dekat mata berubah-ubah sesuai dengan umur

seseorang.


Untuk mata normal mempunyai jarak titik dekat kurang lebih 25 cm. Mata

dengan batas penglihatan titik dekat ( PP ) 25 cm dan titik jauh ( PR ) tak

terhingga dinamakan mata normal ( emotropi )

Ada dua jenis cacat mata yang sering ditemui, yaitu rabun jauh ( miopi ) dan

rabun dekat ( hipermetropi ). Cacat mata yang lain adalah presbiop ( mata tua )

dan astigmatisma ( silindris ).

a. Mata miopi ( rabun jauh )

Cacat mata miopi tidak mampu melihat jelas benda yang letaknya

jauh, mempunyai PP < 25 cm dan PR = ~

Dalam keadaan istirahat , berkas sejajar terfokuskan didepan retina,

yang disebabkan bola mata terlalu lonjong.

Penanggulangannya dengan kaca mata yang berlensa cekung

( divergen ) atau kaca mata negatif.

Kekuatan kaca mata minus adalah:

P = 4 -

b. Mata hipermetropi ( rabun dekat )

Cacat mata hipermetrop tidak mampu melihat jelas benda yang

letaknya dekat, mempunyai PP > 25 cm

Bola mata terlalu pipih sehingga berkas sejajar oleh lensa mata tanpa

akomodasi difokuskan di belakang retina

Penanggulangannya dengan kaca mata yang berlensa cembung

( konvergen ) atau kaca mata positif.

Kekuatan kaca mata positif adalah:

P = -

c. Mata hipermetropi ( rabun dekat )

Cacat mata ini , lensa mata terlalu lemah karena lanjut usia, daya

akomodasi berkurang, jarak titik jauh berkurang, jarak titik dekat

makin besar ( bertambah ) serta mempunyai PP > 25 cm dan PR < ~

Ditolong dengan kaca mata bifokal ( berfokus dua ). Bagian atas

negatif untuk melihat jauh dan bagian bawah positif untuk melihat

dekat.

d. Cacat mata karena penyakit


Katarak, membuat lensa mata secara parcial atau secara total buram

( tidak tembus cahaya ). Pengobatannya adalah dengan cara operasi

pembersihan lensa.

Glaucoma, disebabkan oleh peningkatan apnormal pada tekanan fluida

dalam retina yang dapat mengurangi suplai darah ke retina dan dapat

menyebabkan kebutaan. Cara penanggulangannya dengan obot atau

dengan pembedahan.

2. Kamera

Kamera merupakan alat optik yang dapat digunakan untuk menyimpan atau

merekam bayangan dalam bentuk gambar foto. Pola verja kamera sama

dengan mata, yaitu mengambil bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil. Hal

dapat terwujud karena verja lensa cembung yang berada dibagian depan

kamera, ingá bayangan tepat jatuh pada film yang ditempatkan dibelakang

dalam kamera.

3. Slide Proyector

Slide proyector berguna untuk memproyeksikan sebuah benda diapositif

sehingga diperoleh bayangan nyata, terbalik, diperbesar.

4. Lup

Lup adalah lensa positif yang berfungsi sebagai kaca pembesar, digunakan

untuk mengamati sebuah benda kecil agar detailnya dapat diketahui.

Perbesaran angular pada lup adalah:

a. Mata berakomodasi

M =

b. Mata tak berakomodasi

M =

c. Mata berakomodasi pada jarak x

M =

5. Mikroskop


Mikroskop adalah alat yang dapat digunakan untuk melihat renik seperti

bakteri, penampang akar, daun dll agar tampak lebih jelas

Mikroskop terdiri atas dua lensa cembung ( positif ) yaitu

a. lensa yang dekat dengan benda dinamakan lensa objektif

b. lensa yang dekat dengan mata dinamakan lensa okuler. Lensa okuler

berfungsi sebagai lup

Panjang mikroskop ( d ) didefinisikan sebagai jarak lensa objektif ke lensa

okuler.

d = fob + fok

Persamaan yang berlaku pada mikroskop sama dengan persamaan pada cermin

dan lensa:

Perbesaran mikroskop merupakan total dari lensa objektif dan lensa okuler.

a. Untuk mata berakomodasi

Untuk mata berakomodasi s’ok = - sn = - 25 cm

M = Mob x Mok

M = atau M =

b. Untuk mata tak berakomodasi

M = Mob x Mok


M =

6. Teropong

Teropong adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda jauh sehingga

tampak lebih dekat dan jelas.

Teropong dibedakan menjadi dua:

a. Teropong pantul

b. Teropong bias

Teropong bias dibedakan menjadi

1. Teropong bintang ( Astronomi )

Teropong bintang terdiri dari dua lensa cembung. Jarak fokus lensa

objektif lebih besar dari pada jarak fokus lensa okuler.

Panjang teropong dan perbesarannya :

d = fob + fok

M =

2. Teropong bumi.

Teropong bumi menggunakan tiga buah lensa positif, yaitu lensa

objektif, lensa pembalik dan lensa okuler.


d = fob + 4 fpb + fok

M =

3. Teropong panggung.

Teropong menggunakan lensa cembung sebagai objektif dan lensa

cekung sebagai okulernya. Bayangan akahir yang terjadi bersifat

maya, tegak terhadap benda semula.


d = fob + fok dan fok bernilai negatif

M =

B. Cahaya dan Gelombang Elektromagnetik

Cahaya merupakan salah satu bentuk energi yang dapat dilihat langsung oleh mata

menusia. Cahaya mempunyai dua sifat yaitu sebagai gelombang dan


partikal.Cahaya merupakan radiasi atau pancaran yang di hasilkan dari partikel-

partikel bermuatan listri.

1. Hakekat Cahaya

Cahaya dipancarkan oleh elektron bermuatan negatif dan bergerak

mengelilingi inti dalam tingkat orbit tertentu. Cahaya bergerak membawa

energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik dan dalam rambatannya tidak

memerlukan medium dan dapat bergerak dalam ruang hampa. Foton

merupakan paket-paket energi yang dibawa oleh cahaya, sehingga selain

bersifat gelombang, cahaya merupakan partikel. Max Planck ( 1900 )

fisikawan Jerman menemukan bahwa energi cahaya dibawa oleh foton.

E = h f

Keterangan :

E = energi foton ( J atau eV )

h = konstanta Planck ( Js )

F = frekuensi ( Hz )

2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik terdiri dari bermacam-macam gelombang yang

berada frekuensi dan panjang gelombangnya, tetapi kecepatannya di ruang

hampa sama yaitu c = 3 x 108 m/s

Urutan spektum gelombang elektromagnetik dari frekurnsi terkecil hingga

frekuensi terbesar.


a. gelombang radio

b. gelombang televisi

c. delombang mikro ( radar )

d. sinar imfra merah

e. cahaya tampak

f. sunar ultraviolet

g. sinar X

h. sinar gamma

3. Sifat-sifat Cahaya

Cahaya dalam merambat dapat:

a. Interverensi

b. Defraksi

CONTOH SOAL

1. Seseorang yang miopi, titik dekatnya 20 cm sedang titik jauhnya 200 cm. Agar ia

dapat melihat jelas benda yang jauh, berakah kuat lensa kaca mata yang digunakan.

Penyelesaian

Titik jauh miop x = 200 cm

f = - x ↔ f = - 200 cm = 2 m

Kuat lensa P

P = dioptri

2. Pada saat membaca , jarak terdekat yang dapat dilihat seorang kakek rabun dekat

adalah 40 cm. Tentukan kekuatan lensa kaca mata yang digunakan.

Penyelesaian


Titik dekat x = 40 cm dan jarak baca normal sn = 25 cm

f = m

kuat lensa P

P = dioptri

3. Sebuah lup memiliki kekuatan 12,5 dioptri. Tentukan jarak fokus lup, perbesaran

untuk mata berakomodasi maksimum, perbesaran untuk mata tak berakomodasi.

Penyelesaian

Kuat lensa lup P = 12,5 dioptri, titik dekat sn = 25 cm

Jarak fokus f = cm

Mata berakomodasi maksimum

M = = kali

Mata tak berakomodasi maksimum

M = = kali

4. Sebuah benda kecil diletakkan pada jarak 0,9 cm di depan lensa objektif sebuah

mikroskop. Jarak fokus lensa objektif dan lensa okuler masing-masing 0,8 cm dan

1,25 cm . Tentukan panjang dan perbesaran miroskop jika dengan mata tak

berakomodasi dan mata berakomodasi.

Penyelesaian

Jarak benda objektif sob = 0,9 cm jarak fokus objektif fob = 0,8 cm

Untuk mata tak berakomodasi

s’ob = cm

Panjang tabung teropong

d = s’ob + fok = 7,2 + 1,28 = 8,45 cm

Perbesaran total mikroskop

M = = ( 8 ) ( 20 ) = 160 kali


Untuk mata berakomodasi

s’ok = - sn = -25 cm

Jarak benda okuler

s’ok = cm


d = s’ob + sok = 7,2 + 1,19 = 8,39 cm

Perbesaran total mikroskop

M = = ( 8 ) ( 21 ) = 168 kali

5. Lensa objektif dan lensa okuler sebuah teropong bintang adalah 160 cm dan 8 cm.

Tentukan panjang dan perbesaran oleh teropong tersebut.

Penyelesaian

Jarak fokus objektif fob = 160 cm dan fok = 8 cm

Panjang teropong untuk penggunaan normal

d = fob + fok = 160 + 8 = 168 cm

Perbesaran teropong

M = = kali

6. Sebuah teropong bumi memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 80 cm dan lensa

okuler dengan jarak fokus 10 cm. Di antara kedua lensa terdapat lensa pembalik

yang mempunyai jarak fokus 5 cm. Tentukan perbesaran bayangan dan panjang

teropong untuk mata tak berakomodasi.

Penyelesaian

Jarak fokus objektif fob = 80 cm, fok = 10 cm dan fp = 5 cm

M = = kali


d = fob + 4 fp + fok = 80+ 4.(5)+10 = 110 cm

7. Sebuah teropong panggung memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 32 cm dan

lensa okuler dengan jarak fokus 4 cm. Hitung panjang dan perbesaran teropong.

Penyelesaian

Jarak fokus objektif fob = 32 cm, fok = -4 cm


M = = kali


d = fob + fok = 32+ (-4 ) = 28 cm

UJI PEMAHAMAN

Pilih satu jawaban yang anda anggap tepat

1. Mata dapat melihat benda apabila terbentuk ....

a. sejati, tegak, diretina

b. sejati, terbalik, diretina

c. maya, tegak, diretina

d. maya, terbalik diretina

e. maya, tegak, dilensa mata

2. Titik jauh penglihatan seseorang 100 cm di depan mata. Orang ini memerlukan

kaca mata dengan kekuatan lensa ....

a. 0,5 dioptri

b. 0,3 dioptri

c. 3,0 dioptri

d. -3,0 dioptri


Asiknya mencoba

e. -1,0 dioptri

3. Titik dekat mata seseorang 200 cm di depan mata. Agar orang itu dapat melihat

pada jarak 25 cm maka perlu kaca mata berkekuatan ...

a. 3,5 dioptri

b. 0,2 dioptri

c. -0,2 dioptri

d. -0,4 dioptri

e. -0,5 dioptri

4. Cacat mata yang dikoreksi dengan lensa silindris adalah ...

a. miopi

b. hipermetropi

c. presbiopi

d. katarak

e. astikmatisma

5. Sebuah kaca pembesar memiliki lensa dengan kekuatan 25 dioptri, maka

perbesaran maksimum yang dapat diproleh ...

a. 5,25 kali

b. 6,00 kali

c. 7,25 kali

d. 8,5 kali

e. 10 kali

6. Sebuah mikroskop mempunyai objektif yang berjarak titik api 2 cm. Sebuah objek

diletakkan 2,2 cm di bawah objektif. Jika perbsaran okuler 10 kali maka perbesaran

mikroskop adalah ...

a. 100 kali

b. 110 kali

c. 200 kali

d. 220 kali

e. 300 kali

7. Sebuah mikroskop jarak fokus okulernya 2,5 cm dan jarak fokus objektifnya 0,9 cn

digunakan oleh mata normal ( sn = 25 cm ) tanta berakomodasi ternyata

perbesarannya 90 kali. Berarti jarak objek terhadap lensa abjektif adalah ...


a. 1,0 cm

b. 1,2 cm

c. 1,5 cm

d. 2,0 cm

e. 2,5 cm

8. Sebuah teropong diarahkan ke bintang, menghasilkan perbesaran anguler 20 kali.

Jika jarak fokus lensa objektifnya 100 cm maka jarak antara lensa objektif dan

lensa okuler teropong adalah ...

a. 120 cm

b. 105 cm

c. 100 cm

d. 95 cm

e. 80 cm

9. Berikut ini adalah sinar yang terbentuk gelombang elektromaknetik, kecuali ...

a. sinar gamma

b. sinar-X

c. sinar beta

d. sinar ultraviolet

e. sinar imframerah

10. Urutan panjang gelombang elektromaknetik dari yang terbesar ke yang terkecil

adalah ...

a. gelombang radio, imfra merah, cahaya tampak

b. sinar gamma, sinar X, ultrviolet

c. sinar X, gelombang radio, cahaya tampak

d. gelombang radio, sinar gamma, imfra merah

e. cahaya tampak, gelombang radio, imfra merah


TernyataAku bias ….. !

kegiatan pelajaran 5 - fisika itu … · web viewretina, yaitu lapisan terdalam dari dinding bola...

Documents