Alat optik

LUP Fungsi Lup atau Kaca Pembesar Sebagaimana namanya, lup memiliki fungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lup adalah lensa cembung yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil agar nampak lebih besar. Bayangan yang dibentuk oleh lup memiliki sifat: maya, tegak, dan diperbesar. Untuk itu benda harus diletakkan di Ruang I atau daerah yang dibatasi oleh fokus dan pusat lensa atau cermin (antara f dan O), dimana So < f. Ada dua cara bagaimana menggunakan lup yaitu: 1. Dengan cara mata berakomodasi maksimum 2. Dengan cara mata tidak berakomodasi Mata Berakomodasi Maksimum Mata berakomodasi maksimum yaitu cara memandang obyek pada titik dekatnya (otot siliar bekerja maksimum untuk menekan lensa agar berbentuk secembung-cembungnya). Pada penggunaan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka yang perlu diperhatikan adalah: bayangan yang dibentuk lup harus berada di titik dekat mata / Punctum Proksimum (PP) benda yang diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan lensa kelemahan : mata cepat lelah keuntungan : perbesaran bertambah (maksimum) Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar Mata Tak Berakomodasi Mata tak berakomodasi yaitu cara memandang obyek pada titik jauhnya (yaitu otot siliar tidak bekerja/rileks dan lensa mata berbentuk sepipih-pipihnya). Pada penggunaan lup dengan mata tak berakomodasi, maka yang perlu diperhatikan adalah: maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak hingga benda yang dilihat harus diletakkan di titik fokus (So = f) keuntungan : mata tak cepat lelah Kerugian : perbesaran berkurang (minimum) Perhitungan Pada mata berakomodasi maksimum • Si = -PP = -Sn Perbesaran sudut atau perbesaran angular Pada mata tak berakomodasi  • Si = -PR • So = f Perbesaran sudut M = perbesaran sudut PP = titik dekat mata dalam meter f = Jarak focus lup dalam meter Mikroskop Mata Berakomodasi dan tak berakomodasi Perbesaran bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan lup yang hanya menggunakan sebuah lensa cembung kurang maksimal dan terbatas. Untuk mendapatkan perbesaran yang lebih besar diperlukan susunan alat optik yang lebih baik. Perbesaran yang lebih besar dapat diperoleh dengan membuat susunan dua buah lensa cembung. Susunan alat optik ini dinamakan mikroskop yang dapat menghasilkan perbesaran sampai lebih dari 20 kali. Sebuah mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung (lensa positif). lensa yang dekat dengan objek (benda) dinamakan lensa objektif, sedangkan lensa yang dekat mata dinamakan lensa okuler. Jarak fokus lensa okuler lebih besar daripada jarak fokus lensa objektif. Bagian-bagian mikroskop dan fungsinya #Lensa Okuler, lensa yang terletak pada ujung mikroskop, dekat mata (biasanya pembesaraanya 5 kali, 10 kali, 15 kali) #Lensa objektif, lensa yang terletak pada tabung, dan menempel pada revolver, lensa ini dengan pembesaran beraneka macam sesuai dengan model dan pabrik pembuatnya. Misalnya 4 kali, 10 kali, 40 kali, dan 100 kali #Meja Preparat, tempat meletakkan objek (preparat yang akan dilihat. #Kondensor, tersusun dari lensa gabungan yang berfungsi mengumpulkan sinar. #Diafragma, berfungsi mengatur banyaknya sinar yang masuk dengan mengatur bukaan iris. Letak diafragma melekat pada diafragma di bagian bawah. Pada mikroskop sederhana hanya ada diafragma tanpa konensor. #Cermin, mempunyai dua sisi, sisi cermin datar dan sisi cermin cekung, berfungsi memantulkan sinar dari sumber sinar. #Pengatur kasar dan Pengatur halus, komponen ini letaknya pada bagian lengan dan berfungsi untuk mengatur kedudukan lensa objektif terhadap objek yang akan dilihat. pembentukan bayangan pada mikroskop Objek yang ingin diamati diletakkan di depan lensa objektif di antara titik Fob dan 2Fob. Bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif adalah I1 yang berada di belakang lensa objektif dan di depan lensa okuler. Bayangan ini bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar. Bayangan I1 akan menjadi benda bagi lensa okuler dan terletak di depan lensa okuler antara pusat optik O dan titik fokus okuler Fok. Di sini lensa okuler akan berfungsi sebagai lup dan akan terbentuk bayangan akhir I2 di depan lensa okuler. Bayangan akhir I2 yang terbentuk bersifat maya, diperbesar, dan terbalik terhadap objek semula. Perbesaran yang dihasilkan mikroskop adalah gabungan dari perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Perbesaran lensa objektif mikroskop adalah   Dimana Pob adalah perbesaran lensa objektif, s’ob adalah jarak bayangan lensa objektif dan sob adalah jarak objek di depan lensa objektif. Adapun perbesaran lensa okuler mikroskop sama dengan perbesaran lup, yaitu sebagai berikut. Perbesaran pada mikroskop tergantung pada daya akomodasi mata. Artinya, ketika kita melihat benda dengan mata berakomodasi akan berbeda dengan tanpa berakomodasi (akomodasi minimum). Mata dikatakan berakomodasi maksumum jika beda yang dilihat berada pada titik dekat mata. Begitu juga pada mikroskop, agar mata berakomodasi maksumum, maka bayangan yang dihasilkan lensa okuler terletak di depan lensa okuler yang jaraknya sama dengan titik dekat pengamat. Pada lensa objektif berlaku persamaan:  Pembesaran oleh lensa objektif dihitung dengan rumus: Pada lensa okuler berlaku persamaan:  perbesaran mikroskop untuk mata berakomodasi maksimum sebagai berikut: Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi. Pengamatan ini menempatkan bayangan akhir (bayangan lensa okuler) maya pada titik jauh pengamat (PR). Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah: S(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter S’(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter PP = titik dekat pengamat dalam meterf(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter Panjang Mikroskop Panjang mikroskop diukur dari jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler. Untuk masing-masing jenis pengamatan, panjang mikroskop dapat dihitung dengan cara yang berbeda. A. Mata berakomodasi maksimum d = Si(Ob) + So(Ok) B. Mata tak berakomodasi d = Si(Ob) + f(Ok) Keterangan: d = panjang mikroskop dalam meter Si(Ob) = jarak bayangan lensa obyektif dalam meter So(Ok) = jarak benda lensa okulerdalam meterf(Ok) = jarak fokus lensa okuler dalam meter Teropong bintang Teropong bintang disebut juga teropong astronomi. - terdiri dari 2 buah lensa cembung. - jarak fokus lensa obyektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler. Dasar Kerja Teropong Obyek benda yang diamati berada di tempat yang jauh tak terhingga, berkas cahaya datang berupa sinar-sinar yang sejajar. Lensa obyektif berupa lensa cembung membentuk bayangan yang bersifat nyata, diperkecil dan terbalik berada pada titik fokus. Bayangan yang dibentuk lensa obyektif menjadi benda bagi lensa okuler yang jatuh tepat pada titik fokus lensa okuler. Penggunaan dengan mata tidak berkomodasi Untuk penggunaan dengan mata tidak berkomodasi, bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh di titik fokus lensa okuler. Perbesaran anguler yang diperoleh adalah : M = f (ob) / f (ok) Panjang teropong adalah : M = f (ob) + f (ok) Penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal Untuk penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh diantara titik pusat bidang lensa dan titik fokus lensa okuler. Perbesaran anguler dapat diturunkan sama dengan penalaran pada pengamatan tanpa berakomodasi dan didapatkan : M = f (ob) / So (ok) Panjang teropong adalah : M = f (ob) + So (ok) Teropong Bumi Teropong bumi digunakan untk melihat benda-benda di permkaan bumi. Teropong bumi terdiri atas tiga lensa cembung yang masing-masing berperan sebagai lensa objektif, lensa pembalik, lensa okuler. Lensa enbalik berfungsi membalik bayangan darilensa objektif agar teramati seperti keadaan aslinya oleh lensa okuler (tidak terbalik). Gambar 5.11 Pembentukan bayangan pada teropong bumi Selain keberadaan lensa pembalik, prinsip kerja teropong bumi sama dengan prinsip kerja teropong bintang. Perbesaran bayangan pada teropong bumi juga dapat ditentukan dengan rumus: Namun, rumus perhitungan panjang teropong bumi berbeda dengan rums perhitungan panjang teropong bintang. Hal ini karena adanya lensa pembalik. Panjang teropong bmi dapat ditentukan dengan rumus: Dengan fp adalah jarak fokus lensa pembalik. Teropong Panggung Teropong panggung atau teropong Galileo menggunakan sebuah lensa cembung sebagai lensa objektif dan sebuah lensa cekung sebagai okuler. Pada teropong panggung atau galileo, lensa objektif merupakan lensa positif dan lensa okuler merupakan lensa negatif. Teropong panggung atau galileo merupakan teropong bumi tanpa lensa pembalik. Agar bayangan yang terbentuk tidak terbalik, maka lensa okulernya menggunakan lensa negatif. Diagram Sinar Pada Teropong Panggung Dasar Kerja Dari Teropong Panggung Sinar-sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan tepat di titik fokus lensa obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata. Perlu diketahui bahwa bayangan yang dibentuk lensa okuler adalah tegak. Perhatikan diagram dari proses terbentuknya bayangan benda pada gambar tersebut Perbesaran anguler yang didapatkan adalah sama dengan perbesaran pada teropong bintang ataupun juga teropong bumi. Penggunaan Dengan Mata Tak Berakomodasi Perbesaran anguler yang diperoleh adalah : Panjang teropong adalah : Penggunaan Dengan Mata Berakomodasi Maksimal Perbesaran anguler yang diperoleh adalah : Teropong Prisma Teropong prisma adalah alat untuk melihat benda yang jauh tetapi bayangannya tidak terbalik.  Prinsip kerjanya yang hampir sama dengan teropong bumi. Teropong prisma hampir sama dengan teropong bumi, tetapi lensa pembaliknya diganti dengan sepasang prisma siku-siku sama kaki yang disiapkan di antara lensa objektif dan lensa okuler. Setiap setengah bagian teropong terdiri dari satu lensa objektif, satu lensa okuler, dan sepasang prisma siku-siku sama kaki yang diletakkan satu sama lain pada sudut siku-sikunya. Sepasang prisma itu digunakan untuk membalik dengan pemantulan sempurna. Prisma membalik bayangan lensa objektif, sehingga bayangan akhir yang dibentuk lensa okuler terlihat oleh mata terhadap arah benda semula. Kedua prisma disusun bersilang satu sama lain. Prinsip kerja teropong prisma: Sinar masuk melalui lensa obyektif (depan) Kemudian mengalami pemantuln pada sebuah prisma (sinar berbalik arah tetapi pada lintasan yang berbeda) Sinar mengenai sisi prisma yang lain, sehingga mengalami proses seperti nomor 2. Sinar menuju lensa okuler (dekat dengan mata) Proses selanjutnya adalah kita yang menggunakan teropong tersebut seperti melihat benda secara langsung. Perbesaran (M) = Fob / Fok Kamera Kamera merupakan alat optik yang dapat memindahkan/mengambil gambar dan menyimpannya dalam bentuk file, film maupun print-out. Kamera menggunakan lensa positif dalam membentuk bayangan. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil. Pemfokusan dilakukan dengan mengatur jarak lensa dengan film. Perubahan jarak benda mengakibatkan perubahan jarak bayangan pada film oleh karena itu lensa kamera perlu digeser agar bayangan tetap jatuh pada film. Hal ini terjadi karena jarak fokus lensa kamera tetap. Dari rumus umum optik, jika jarak fokus tetap, maka perubahan jarak benda (So) akan diikuti oleh perubahan jarak bayangan (Si). Bagian-bagian dari kamera secara sederhana terdiri dari: Lensa cembung Film Diafragma Aperture Bagaimanakah pembentukan bayangan pada kamera? Lensa positif, membiaskan cahaya dan membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil. Diafragma mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam kamera dengan mengubah ukuran aperturenya. Film merupakan media yang menangkap bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa. Agar bayangan selalu jatuh pada film karena letak benda yang berubah, maka dapat diatur dengan menggeser jarak lensa terhadap filmnya. So = jarak benda dalam meter, Si = jarak bayangan dalam meter, F = titik fokus lensa Perbandingan Kamera dan Mata Berdasarkan gambar di atas, kemiripan antara kamera dan mata adalah: Kamera Mata Keterangan Lensa Lensa Lensa cembung Diafragma Iris Mengatur besar kecilnya lubang cahaya Aperture Pupil Lubang tempat masuknya cahaya Film Retina Tempat terbentuknya bayangan Secara umum bagian-bagian kamera sama dengan bagian-bagian mata, namun kedua alat ini memiliki perbedaan dalam hal menempatkan bayangan pada retina/film, perbedaannya adalah: mata menggunakan daya akomodasi kamera menggunakan pergeseran lensa OHP Salah satu alat optik yang sering digunakan dalam sebuah persentasi adalah overhead projector (OHP).Pada prinsipnya, OHP adalah sebuah alat alat yang menayangkan benda tembus cahaya (dipositif) dengan bantuan cermin cekung dan lensa cembung.Cermin cekung dan lensa cembung sama-sama berfungsi sebagai pengumpul cahaya.