BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Mungkin beberapa di antara kita harus memakai kacamata agar dapat

melihat dengan baik. Orangtua kita mungkin juga berkacamata. Kacamata adalah

alat bantu bagi seseorang yang memiliki kelainan pada matanya. Kacamata

termasuk alat optik. Sebenarnya, mata juga disebut sebagai alat optik. Alat optik

lain yang dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari adalah kamera.

Pernahkah kita menggunakan kamera untuk memotret sebuah peristiwa? Dengan

kamera, kita dapat memindahkan keadaan nyata di sekitar kita ke dalam

lembaran film, lalu memperbanyaknya dalam bentuk gambar di atas kertas.

Gambar hasil pemotretan akan persis sama dengan kenyataan.

Selain mata, kacamata, dan kamera, masih dapat dijumpai berbagai alat

optik lain. Pembahasan tentang alat optik berhubungan dengan cahaya, cermin,

lensa, serta pembentukan bayangan akan dibahas pada Bab selanjutnya.

B. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah :

1. Untuk memenuhi tugas Mata Pelajaran Fisika sebagai salah satu syarat

pembelajaran yang diajarkan.

2. Untuk memperdalam pengetahuan penulis dalam bidang Fisika, khususnya

tentang alat-alat optik.

3. Untuk menjadi acuan bagi penulis dalam mengembangkan ketrampilan dan

kemampuan menulis khususnya penulisan makalah.

1

BAB II

PEMBAHASAN

ALAT-ALAT OPTIK

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya

menggunakan benda optik, misalnya cermin, lensa, atau prisma. Alat optik

memanfaatkan prinsip pemantulan dan atau pembiasan cahaya. Ada beberapa alat

optik antara lain kamera, lup, mikroskop, teleskop, proyektor, dan episkop.

1) KAMERA

- Kamera adalah alat optik yang berguna untuk menghasilkan gambar melalui

proses fotografi, yaitu proses menghasilkan gambar dengan cahaya pada film.

Pada kamera terdapat sebuah lensa cembung untuk membiaskan sinar dari

benda hingga bayangan yang jatuh di film sebagai layar. Benda yang akan

dipotret ditempatkan pada jarak lebih besar daripada 2 f (2 kali jarak titik api)

di depan lensa. Hal ini dimaksud bahwa bayangan akan jatuh antara f dan 2 f

yang memiliki sifat diperkecil, nyata dan terbalik.

- Prinsip kerja kamera dan mata adalah sama. Apabila mata melihat benda, sinar

dari benda yang masuk ke mata dibiaskan lensa mata. Bayangan jatuh di layar

mata atau retina. Sifat bayangan yang terjadi nyata, diperkecil dan terbalik.

Pelat film berupa celluloid, pelat itu dilapisi gerak bromida dan sangat peka

terhadap cahaya. Apabila bayangan objek mengenai pelat film akan tercetak

sebagai gambar negatif. Setelah proses pencucian, film dapat dicetak sebagai

gambar positif pada kertas foto.

2) MATA

- Mata adalah salah satu bagian tubuh manusia yang berfungsi sebagai

alat/indera penglihatan. Mata memiliki diameter sekitar 2,5 cm.

1. Bagian-Bagian Mata

a. Sklera

b. Kornea

c. Aqueous humour

d. Lensa mata

2

e. Vitreous humour

f. Iris

g. Retina

h. Pembuluh darah (koroid)

i. Otot-otot siliar dan sendi perekat

j. Pupil

2. Lensa Mata

Gambar 1. Mata, indera penglihatan dan bagian-bagiannya

- Bentuk mata menyerupai bola. Pada bola mata terdapat benda bening yang

disebut lensa mata. Lensa mata bersifat tembus cahaya. Lensa mata berupa

lensa cembung. Lensa mata memiliki fungsi membiaskan sinar-sinar yang

datang ke mata. Dengan demikian bayangan benda dapat tepat jatuh di retina

mata. Jadi mata memiliki fungsi seperti pada kamera. Oleh karena itu mata

disebut alat optik.

3. Proses terjadinya bayangan pada retina

- Pupil adalah : Bagian mata yang berfungsi mengatur besar kecilnya

cahaya yang masuk ke bola mata.

- Retina adalah : Selaput tipis di bagian belakang bola mata. Lapisan itu

paling banyak mengandung saraf penglihatan.

- Fovea/bintik kuning : adalah bagian retina, tempat berkumpulnya ujung-

ujung saraf penglihatan sehingga paling peka terhadap

rangsangan (impuls) cahaya.

Syarat kita dapat melihat benda adalah harus ada cahaya. Cahaya dapat berasal

langsung dari sumber cahaya/berasal dari cahaya yang dipantulkan oleh benda-

3

benda yang berada di sekeliling kita. Cahaya masuk menembus kornea, terus

melewati lensa mata.

Dan akhirnya sampai ke retina. Bayangan benda jatuh tepat di bintik kuning,

bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Bayangan itu merupakan

rangsangan/informasi yang dibawa oleh saraf penglihatan menuju pusat saraf

penglihatan di otak. Di otak rangsangan itu ditafsirkan dan barulah kemudian kita

mendapat kesan melihat benda.

- Kesamaan antara kamera dan mata, adalah cara kerja lensa kamera dan lensa

mata dalam membentuk bayangan. Keduanya sama-sama memiliki sifat nyata,

terbalik, dan diperkecil.

- Perbedaan antara kamera dan mata

Pembeda Kamera Mata- Cara memfokuskan

bayangan

- Alat pengatur cahaya

- Tempat jatuhnya bayangan

- Memaju-mundurkan lensa kamera

- Diafragma

- Pelat film

- Lensa mata ber-akomodasi

- Pupil

- Selaput retina

4. Akomodasi Mata

Kemampuan mata untuk mengubah-ubah fokus mata disebut daya akomodasi

mata. Adapun peristiwanya disebut akomodasi. Ada pula jenis daya akomodasi

mata yaitu:

a. Mata tanpa akomodasi

Mata tanpa akomodasi adalah kondisi mata ketika lensa mata agak datar

atau kondisi otot-otot siliar dalam keadaan relaks (santai). Sinar yang

datang dari jauh tak terhingga dibentuk bayangan pada bintik kuning. Titik

paling jauh yang masih dapat jelas dilihat oleh mata tanpa akomodasi ini

disebut dengan titik jauh punctum remotum (P. r). Untuk mata normal,

titik jauh mata tersebut berada di depan mata pada jarak tak terhingga

atau jarak jauh mata normal = P. r = ~ (tak terhingga)

b. Mata berakomodasi

4

Mata berakomodasi adalah lensa mata yang mengatur penyesuaian

terhadap jarak benda dengan jalan mengatur cembung dan pipihnya lensa

sehingga bayangan jatuh di retina. Apabila jarak benda sangat dekat, lensa

akan cembung, sebaliknya apabila lensa mata dalam keadaan secembung-

cembungnya dikatakan berakomodasi maksimum. Titik paling dekat yang

masih dapat dilihat punctum proximum (P. p) untuk mata yang normal

memiliki lensa mata dalam keadaan sepipih-pipihnya, dikatakan

berakomodasi minimum atau tidak berakomodasi.

3) ALAT-ALAT OPTIK LAIN

Kemajuan sains dan teknologi menuntut beragamnya alat bantu, sesuai dengan

kebutuhan hidup dan keingintahuan manusia, beberapa alat optik yang

merupakan alat bantu kerja manusia antara lain;

A. Lup atau Kaca Pembesar

Lup adalah lensa positif yang digunakan untuk mengamati benda-benda

kecil agar tampak lebih besar dan lebih jelas. Lup banyak digunakan oleh

tukang arloji pada waktu mereparasi kerusakan jam tangan. Perajin perhiasan

pun memakainya untuk memperoleh hasil pekerjaan yang baik.

1) Cara menggunakan Lup

a. Untuk mata berakomodasi maksimum, benda diletakkan diantara f dan

o atau jarak benda (So) selalu lebih kecil dari pada jarak titik api (f).

b. Untuk mata tidak berakomodasi, benda diletakkan tepat di titik api (f)

atau jarak benda (So) sama dengan jarak titik api lup (f).

Untuk mengamati benda dalam waktu yang cukup lama, sebaiknya mata

tidak berakomodasi sehingga tidak cepat lelah, jadi benda diletakkan tepat di

titik api.

2) Perbesaran bayangan pada Lup

Jika berakomodasi maksimum, jarak bayangan benda titik dekat

punctum proximum, atau pada jarak baca normal adalah 25 cm, karena

bayangan terjadi adalah maya. Si = 25 cm atau Si = -n

Berdasarkan persamaan lensa:

=

5

=

=

=

=

Pembesaran M =

=

=

=

=

Jadi perbesaran bayangan apabila mata berakomodasi maksimum adalah:

Jika mata tidak berakomodasi, jarak bayangan di tempat jauh tak terhingga

atau Si = ~

Perbesaran bayangan:

Keterangan

M : Perbesaran bayangan

n : Jarak baca normal 25 cm

f : Jarak titik api

Contoh:

1. Seorang tukang jam mengamati sebuah sekrup yang panjangnya 0,2 cm. Ia

menggunakan lup yang jarak titik apinya 10 cm. Jika punctum proximum

orang tersebut 25 cm, tentukan tinggi bayangan apabila mata tidak

6

berakomodasi dan tentukan tinggi bayangan apabila mata berakomodasi

maksimum!

Penyelesaian:

Dik : n : 25 cm

F : 10 cm

ho : 0,2 cm

Dit : a. hi apabila mata tidak berakomodasi

b. hi apabila mata berakomodasi maksimum

Jawab:

a. Mata tidak berakomodasi

=

hi = M. ho

= 2,5 x 0,2

= 0,5 cm

b. Mata berakomodasi maksimum

=

= 2,5 + 1 = 3,5 kali

hi = M. ho

= 3,5 x 0,2

= 0,7 cm

B. Mikroskop

Mikroskop adalah alat optik untuk mengamati benda-benda yang sangat

kecil (mikro), misalnya bakteri dan kuman-kuman. Perhatikan gambar berikut

ini !

7

Gambar 2. Mikroskop

Sebuah mikroskop terdiri atas dua lensa positif yaitu lensa objektif dan

lensa okuler. Lensa objektif berada di dekat objek atau benda, sedangkan lensa

okuler berada di depan mata pengamat.

Bagaimana pembentukan bayangan pada mikroskop? Perhatikan gambar

berikut ini !

Gambar 3. Pembentukan bayangan pada mikroskop

a. Lensa objektif berfungsi membentuk bayangan sejati, terbalik, dan

diperbesar dari benda yang diamati (AB) untuk memperoleh bayangan

sejati, benda yang diamati diletakkan diantara Fob an 2 Fob di depan lensa

objektif. Bayangan A1 B1 yang dibentuk lensa objektif dan dianggap sebagai

benda bagi lensa okuler terletak antara Fob dan O.

8

b. Lensa okuler berfungsi membentuk bayangan maya, tegak dan

memperbesar (A2 B2) dan bayangan objektif A1 B1.

Perbesaran bayangan

a) Perbesaran lensa objektif :

b) Perbesaran lensa okuler

c) Perbesaran mikroskop

(1) Untuk mata tidak berakomodasi

(2) Untuk mata berakomodasi maksimum

Perbesaran Mikroskop

M = Mob . Mok

Keterangan

Siob : Jarak bayangan dari lensa objektif

Soob : Jarak benda dari lensa objektif

Siok : Jarak bayangan dari lensa okuler

Sook : Jarak benda dari lensa okuler

hiob : Tinggi bayangan yang dibentuk lensa objektif

hoob : Tinggi benda yang berada di depan lensa objektif

hiok : Tinggi bayangan yang dibentuk lensa okuler

hook : Tinggi benda yang berada di depan lensa okuler

n : Jarak Punctum Proximum

D : Jarak lensa objektif dan lensa okuler

Sook : D – Siob

Mob : Perbesaran lensa objektif

Mok : Perbesaran lensa okuler

M : Perbesaran mikroskop

Contoh :

1) Seseorang bermata normal mempunyai punctum proximum 25 cm,

mengamati sebuah preparat dengan mikroskop. Jarak titik api lensa

objektif 1.25 cm dan lensa okuler 2,5 cm. Jika jarak preparat 1,5 cm, berapa

perbesarannya jika mata tidak berakomodasi?

Penyelesaian:

Diketahui: n = 25 cm

Fob = 1,25 cm

9

Fok = 2,5 cm soob = 1.5 cm

Ditanyakan: M mata tidak berakomodasi

Jawab:

Lensa objektif

Siob = 7,5 cm

Mob = = 5 kali

Lensa okuler :

Karena mata tidak berakomodasi maka:

Mok =

= = 10 kali

M = Mob. Mok

= 5 x 10

= 50

Jadi, perbesaran yang terjadi adalah = 50 kali.

C. Teleskop

Lup dan mikroskop adalah alat optik pandang dekat, yaitu untuk mengamati

benda-benda yang dekat letaknya. Teleskop atau teropong adalah alat optik

pandang jauh, yaitu untuk mengamati benda-benda yang jauh jaraknya.

10

Teleskop adalah alat optik untuk mengamati benda-benda di bumi atau di

angkasa luar agar tampak lebih dekat dan jelas.

Teleskop atau teropong dibedakan menjadi dua, yaitu teropong bintang dan

teropong bumi.

1) Teropong Bintang

Teropong bintang adalah alat untuk mengamati benda-benda angkasa luar,

misalnya bintang, planet-planet, dan bulan. Ada dua jenis teropong bintang,

yaitu teropong bias dan teropong pantul.

a. Teropong Bias

Teropong bias berupa tabung yang di dalamnya terdapat dua lensa

positif, yaitu lensa objektif dan lensa okuler. Jarak titik api lensa objektif

lebih besar daripada jarak titik api lensa okuler. Karena benda yang

diamati berada di tempat yang sangat jauh, berkas sinar yang melewati

lensa objektif adalah berkas sinar sejajar. Bayangan yang terbentuk

oleh lensa objektif ialah nyata, terbalik, diperkecil, dan terletak di titik

apinya.

Gambar 4. (a) Teropong bias (b) Pembentukan bayangan pada teropong bias

b. Teropong Pantul

Teropong pantul berupa tabung yang di dalamnya terdapat cermin

cekung dan cermin datar sebagai reflektor atau pemantul, serta sebuah

lensa cembung sebagai okuler. Yang berfungsi sebagai objektif adalah

cermin cekung.

2) Teropong Bumi

Teropong bumi adalah alat untuk mengamati benda-benda di darat atau di

laut yang jauh letaknya agar tampak lebih dekat dan jelas. Ada dua jenis

teropong bumi, yaitu teropong bias dan teropong prisma.

11

a. Teropong Bias

Teropong bumi yang termasuk teropong bias terdiri atas tiga buah

lensa positif.

Gambar 5. (a)Teropong pantul (b) Pembentukan bayangan padateropong pantul

Yaitu lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler. Lensa pembalik

terletak di antara lensa objektif dan lensa okuler. Lensa pembalik

berfungsi memperoleh bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif.

Bayangan yang dibentuk lensa pembalik merupakan benda bagi lensa

okuler. Lensa okuler selanjutnya membentuk bayangan maya, tegak

dan diperbesar.

b. Teropong Prisma

1. Teropong Binokuler

Teropong binokuler menggunakan dua buah prisma siku-siku sama

kaki untuk menggantikan fungsi lensa pembalik. Kedua prisma

disusun bersilangan satu dengan lainnya. Teropong itu disebut

teropong binokuler karena menggunakan dua buah lensa okuler.

2. Periskop

Periskop menggunakan dua lensa positif sebagai lensa objektif dan

lensa okuler, serta dua buah prisma siku-siku sama kaki sebagai

reflektor.

Gambar 6. (a) Teropong binokuler (b) Pembentukan bayangan pada teropong

binokuler

12

Periskop digunakan sebagai teropong untuk mengamati benda-

benda di permukaan laut sehingga biasa dipasang pada kapal selam.

Berkas cahaya yang berasal dari benda-benda di permukaan laut

setelah melewati lensa objektif dipantulkan sempurna oleh sisi-sisi

miring kedua prisma. Perhatikan Gambar di bawah ini !

Periskop dapat diputar 3600 sehingga dapat digunakan untuk

mengamati seluruh medan di permukaan laut.

Gambar 7. Pembentukan bayangan pada periskop

D. Proyektor

Proyektor adalah alat optik yang digunakan untuk memproyeksikan gambar

pada sebidang layar. Berdasarkan jenis gambar yang dapat diproyeksikan,

proyektor dibedakan menjadi dua, yaitu diaskop dan episkop.

1. Diaskop

Diaskop adalah alat untuk memproyeksikan bayangan nyata dari

sebuah gambar diapositif. Gambar diapositif adalah gambar positif tembus

cahaya. Termasuk diaskop antara lain proyektor film, slide proyektor, dan

overhead proyektor (OHP).

a. Proyektor Film

Sebuah proyektor film digunakan untuk memproyeksikan

gambar tembus pandang. Gambar yang satu dengan lainnya sebenarnya

adalah gambar terputus-putus dan merupakan gambar mati. Namun,

13

karena diputar dengan kecepatan tinggi, yakni 16 gambar setiap detik,

kesan yang ditangkap oleh mata kita adalah sebagai gambar hidup.

Bayangan iring adalah kesan cahaya yang terjadi dalam mata dan

masih tetap berpengaruh lebih kurang detik setelah cahaya yang

menyebabkannya sudah tidak ada lagi. Misalnya, apabila bara ujung lidi

yang dibakar dikibas-kibaskan dalam ruangan gelap, akan tampak

kesan garis cahaya, bukan titik cahaya. Oleh karena itu, apabila

sejumlah gambar tembus cahaya (gambar diapositif) diputar lebih dari

10 gambar setiap detik, kesan bayangan yang diproyeksikan di layar

adalah gambar hidup.

b. Slide Proyektor

Slide proyektor adalah proyektor yang memproyeksikan slide

(film) satu demi satu ke bidang layar.

Bagian-bagian slide proyektor adalah sebagai berikut.

(1) Lampu proyektor merupakan bagian utama. Lampu itu sangat kuat

memancarkan cahaya.

(2) Cermin cekung, berfungsi mengumpulkan cahaya agar daya pancar

sinar proyektor lebih kuat.

(3) Kondensor, berupa dua buah lensa cembung-datar yang disusun

bertolak belakang. Kondensor berfungsi agar sinar jatuh ke slide

merata ke seluruh permukaannya.

(4) Filter, berfungsi melindungi slide dari panas yang dihasilkan lampu

proyektor.

(5) Lensa proyektor, berupa lensa cembung yang berfungsi sebagai

pembalik. Oleh karena itu, untuk memperoleh bayangan tegak di

layar, slide dipasang terbalik.

14

Gambar 8. Pembentukan bayangan pada slide proyektor

c. Overhead Proyektor (OHP)

Overhead proyektor adalah proyektor untuk memproyeksikan

gambar diapositif.

Proyektor film dan slide proyektor hams digunakan di ruangan

yang gelap untuk memperoleh bayangan yang tajam. Bagian-bagian

OHP sama seperti slide proyektor. Bagian-bagian itu ialah dua buah

cermin datar untuk memantulkan cahaya dan dua buah lensa cembung

untuk lensa proyektor. Perhatikan Gambar di bawah. Gambar yang

akan diproyeksikan diletakkan di meja objek.

2. Episkop

Episkop adalah proyektor untuk memproyeksikan gambar-gambar

tidak tembus cahaya.

Gambar 9. (a) Overhead proyektor (b) Pembentukan bayangan pada overhead

proyektor

15

Episkop biasanya digunakan oleh seniman lukis untuk mereproduksi

lukisan, misalnya untuk membuat gambar pada billboard atau papan

reklame.

Gambar yang akan diproyeksikan, misalnya foto seorang artis,

diletakkan di meja objek. Sebagian cahaya yang berasal dari dua buah

lampu L1 dan L2 dipantulkan oleh gambar itu. Seterusnya, cahaya tersebut

ditangkap dan dipantulkan oleh cermin datar ke lensa proyektor. Akhirnya,

terbentuk bayangan sejati dan diperbesar pada layar Perhatikan Gambar di

bawah ini.

Alat yang dapat dipakai, baik untuk episkop maupun diaskop,

dinamakan epidiaskop.

Gambar 10. Episkop, pembentukan bayangan pada episkop

16

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Alat-alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya

menggunakan benda optik. Misalnya, cermin, lensa, atau prisma.

Alat optik memanfaatkan prinsip pemantulan dan atau pembiasan cahaya.

Beberapa alat optik antara lain kamera, lup, mikroskop, teleskop, proyektor, dan

episkop.

B. Saran

Saran yang dapat penulis sampaikan ialah agar pembaca dapat

mengetahui betapa pentingnya alat-alat optik bagi kehidupan manusia.

17

DAFTAR PUSTAKA

Drs. Agus Taranggono, Drs. Hari Subagyo, Abdul Khalim, S.Pd., Fisika Untuk SLTP Kelas

2 Kurikulum 1994 Semester 1 dan Semester 2. Bumi Aksara, Jakarta.

18

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah Tuhan Semesta Alam, yang karena atas limpahan rahmat dan

anugerah-Nyalah penulis dapat menyelesaikan tugas makalah ini dengan baik.

Tak lupa pula penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

Guru Mata Pelajaran Fisika yang telah memberikan ilmu dan pengetahuannya kepada

penulis, terutama terkait penulisan makalah ini.

Adapun makalah ini penulis rangkum dari sumber yang dapat dipercaya yang

penyajiannya penulis sajikan dalam lembar Daftar Pustaka.

Penulis menyadari penulisan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu saran dan kritik sangat penulis harapkan guna penyempurnaannya di masa

mendatang.

Akhir kata semoga makalah ini dapat menambah ilmu pengetahuan dan

kemampuan kita dalam bidang Ilmu Fisika sebagaimana yang kita semua harapkan.

Ambon, April 2009

Penulis

19i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR......................................................................................................................... i

DAFTAR ISI......................................................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................................ 1

A. Latar Belakang.................................................................................................... 1

B. Tujuan Penulisan............................................................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN ALAT-ALAT OPTIK................................................................... 2

1. Kamera................................................................................................................... 2

2. Mata......................................................................................................................... 2

3. Alat-Alat Optik Lain.......................................................................................... 5

a. Lup atau Kaca Pembesar......................................................................... 5

b. Mikroskop...................................................................................................... 7

c. Teleskop.......................................................................................................... 10

d. Proyektor........................................................................................................ 13

BAB III PENUTUP..................................................................................................................... 17

A. Kesimpulan.......................................................................................................... 17

B. Saran....................................................................................................................... 17

DAFTAR PUSTAKA

20ii