MAKALAH OPTIK | definisi Alat Optik | macam-macam Alat Optik Juni 2023
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam Fisika peralatan yang memanfaatkan prinsip pembiasaan dan pemantulan cahaya di sebut Alat Optik. Pada dasarnya dalam tubuh kita terdapat sebuah alat optik yang sangat vital, yaitu mata. Dalam hal ini mata merupakan alat optik alamiah, dan dalam makalah ini akan dibahas prinsip kerja mata dan beberapa alat optik buatan seperti lup, kamera, dan mikroskop.
1.2 Rumusan Masalah
- Apa definisi dari Alat Optik?
- Apa macam-macam Alat Optik ?
- Bagaimana Cara Kerja Alat-Alat Optik ?
1.3 Tujuan Makalah
- Untuk mengetahui definisi dari Alat Optik
- Untuk mengetahui macam-macam Alat Optik
- Untuk mengetahui Cara Kerja Alat-Alat Optik
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi Alat Optik
Optik adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Optik dijelaskan dan ditandai dengan fenomena optik. Kata berasal dari ὀπτική optik Latin, yang berarti tampilan.
Alat optik adalah alat yang berupa benda bening yang digunakan untuk menghasilkan bayangan melalui pemantulan atau pembiasan cahaya.
Alat optik terdiri dari alat optik alamiah dan alat optik buatan. Alat alamiah misalnya mata, sedangkan alat optik buatan seperti kacamata, lup, mikroskop, teleskop, kamera, dan proyektor. Alat optik yang paling utama adalah mata, karena mata merupakan alat untuk melihat. Banyak pengetahuan yang kita peroleh melalui proses penglihatan melalui mata. Fungsi alat-alat optik yang lainnya sebenarnya adalah membantu proses penglihatan atau pengamatan. Lensa optik bisa terbuat dari bahan kaca, plastik, fiber, dan lain sebagainya
2.2 Macam-Macam Alat Optik
2.2.1 Mata dan Kacamata
Mata adalah salah satu organ tubuh manusia yang sangat penting. Mata merupakan salah satu panca indera manusia. Mata merupakan indera untuk penglihatan. Tanpa mata, kita tidak dapat melihat benda-benda yang ada di dunia ini. Mata bisa melihat apabila ada cahaya. Dalam gelap mata tidak dapat melihat, karena tidak ada cahaya yang masuk ke dalam mata.
Kemampuan manusia dalam melihat suatu benda tidak lepas dari peran mata sebagai alat optik. 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.
bagian-bagian mata :
Organ mata dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu organ mata bagian luar dan organ mata bagian dalam. Organ bagian luar pada umumnya berfungsi untuk melindungi organ mata bagian dalam. Sedangkan organ mata bagian dalam berfungsi untuk menerima cahaya yang masuk kemudian meneruskannya ke otak.
I. Organ Mata Bagian Luar
Yaitu organ mata yang letaknya diluar bola mata yaitu seperti kelopak mata, alis mata dan bulu mata.
Kelopak mata berfungsi untuk menutupi dan melindungi mata.
Alis mata berfungsi untuk menahan keringat dan air hujan masuk ke dalam bola mata, selain itu alis mata juga berguna untuk mempercantik dan memperindah organ mata.
Bulu mata berfungsi untuk menyaring cahaya yang masuk serta melindungi mata dari benda-benda asing.
II. Organ Mata Bagian Dalam
Organ mata bagian dalam adalah organ-organ yang membentuk bola mata. Adapun organ mata bagian dalam sebagai berikut :
- Kornea mata (selaput bening), berfungsi untuk menerima cahaya dari sumber cahaya dan meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam dan berakhir di retina. Sifatnya tidak berwarna (bening) dan tidak punya pembuluh darah. Bila terjadi kerusakan maka dapat menyebabkan kebutaan.
- Iris (selaput pelangi), terletak di tengah-tengah bola mata, dibelakang kornea. Warna iris dipengaruhi oleh jenis ras atau bangsa.
- Pupil (anak mata), berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk. Dengan demikian cahaya tidak terlalu banyak (menyilaukan) atau terlalu sedikit (redup). Fungsi anak mata atau pupil sama dengan fungsi diafragma pada alat potret (kamera). Sifatnya jika cahaya teralalu banyak, pupil akan mengecil. Tapi apabila cahaya terlalu sedikit, pupil akan membesar. Pupil adalah celah bulat yang ada di tengah-tengah iris.
- Lensa mata, berfungsi untuk memfokuskan dan meneruskan cahaya yang masuk ke mata agar jatuh tepat pada retina (selaput jala). Dengan demikian, mata dapat melihat dengan jelas. Selain itu lensa juga punya fungsi untuk mencembung dan memipih untuk memfokuskan jatuhnya cahaya. Letak lensa ini terletak di tengah-tengah bola mata, yaitu di belakang anak mata (pupil) dan selaput pelangi. Sifatnya bila kita mengamati benda letaknya dekat, maka mata berakomodasi dengan kuat. Akibatnya, lensa mata menjadi lebih cembung, dan bayangan dapat jatuh tepat di retina. Namun sebalinya apabila kita mengamati benda yang letaknya jauh, maka mata tidak berakomodasi. Akibatnya, lensa mata berbentuk pipih. Kemampuan lensa mata untuk mengubah kecembungannya ini disebut daya akomodasi.
- Badan bening, fungsinya untuk meneruskan cahaya yang telah melewati lensa. Cahaya itu selanjutnya disampaikan ke selaput jala. Letak badan bening adalah di belakang lensa, bentuknya seperti agar-agar.
- Retina (selaput jala), adalah bagian yang paling peka terhadap cahaya. Khususnya bitik kuning. Retina berfungsi menangkap dan meneruskan cahaya dari lensa ke saraf mata. Di dalam selaput jala terdapat ujung-ujung saraf penerima, letaknya merupakan selaput yang terletak paling belakang.
- Saraf mata, atau saraf optik ini berfungsi untuk meneruskan rangsang cahaya ke otak. Informasi-informasi yang dibawa oleh saraf nantinya akan diproses di otak. Dengan demikian kita dapat melihat suatu benda.
C. Cara Kerja Mata
Syarat kita dapat melihat benda adalah harus ada cahaya. Cahaya dapat berasal langsung dari sumber cahaya atau berasal dari cahaya yang dipantulkan oleh benda-benda yang ada 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 atau informasi yang dibawa oleh syaraf penglihatan menuju pusat syaraf penglihatan di otak. Di otak, rangsangan ditafsirkan dan barulah kemudian kita mendapat kesan melihat benda.
Bagaimanakah cara lensa mata mengatur agar bayangan benda tepat jatuh di retina?
Lensa mata mengatur penyesuaian terhadap jarak benda dengan jalan mengatur cembung dan pipihnya lensa sehingga bayangan jatuh di retina. Proses itu disebut berakomodasi. Apabila jarak benda sangat dekat, lensa akan mencembung. Sebaliknya, apabila jarak benda jauh, lensa mata akan memipih. Lensa mata dalam keadaan secembung-cembungnya, dikatakan berakomodasi maksimum. Sebaliknya, lensa mata dalam keadaan sepipih-pipihnya, dikatakan berakomodasi minimum atau tidak berakomodasi.
Manusia mempunyai dua batas daya akomodasi (jangkauan penglihatan)
- Titik dekat mata (punctum proxium) adalah jarak benda terdekat didepan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal (emetropi) titik dekatnya berjarak 10cm s/d 20cm (untuk anak-anak) dan berjrak 20cm s/d 30 cm (untuk dewasa). Titik dekat disebut juga jarak baca normal.
- Titik jauh mata (punctum remotum) adalah jarak benda terjauh di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal titik jauhnya adalah tak terhingga.
D. Kepekaan Mata Terhadap Rangsang
Kemampuan dan kepekaan setiap orang itu berbeda-beda. Ada orang yang lensa matanya dapat berakomodasi dengan baik, ada juga yang tidak. Akibatnya, ada orang yang dapat melihat benda yang letaknya jauh dengan jelas, ada juga yang tidak.
Perbedaan kemampuan mata seseorang di atas disebabkan karena adanya perbedaan kepekaan. Ada orang yang tahan dengan cahaya banyak, ada yang tidak tahan. Ada orang yang dapat melihat dalam suasana redup (remang-remang), ada yang tidak.
E. Menjaga Kesehatan Mata
Mata penting bagi kehidupan keseharian kita. Karena mata memiliki bagia-bagian yang amat sensitif (peka) teradap benda asing. Yang tentu saja bagian itu mudah terluka. Pada mata normal, titik dekatnya 25 cm dan titik jauhnya di tempat yang tak terhingga.
Berikut ini berbagai macam jenis kelainan dan penyakit mata :
Miopi (Rabun Jauh), yaitu ketidakmampuan mata kita untuk melihat benda yang jauh dengan jelas. Karena lensa matanya kurang mampu memipih sebagaimana mestinya bila melihat benda jauh atau dalam keadaan istirahat lensa matanya terlalu cembung. Pada cacat mata miopi, bola mata antara retina dan bola matanya memiliki jarak antara lensa dan retina terlalu panjang. Cahaya sejajar yang datang dari jauh akan membentuk bayangan di depan retina. Cara menolongnya dengan penderita miopi dengan kacamata berlensa cekung. Lensa cekung membuat sinar menyebar sebelum cahaya masuk ke mata sehingga bayangan jatuh tepat pada retina.
Hipermetropi (Rabun Dekat), yaitu ketidakmampuan mata kita untuk melihat benda yang dekat dengan jelas. Orang yang biasa melihat benda yang jauh sering merasa pusing melihat benda dekat. Karena, lensa matanya menjadi lebih pipih dan kurang mampu mencembung. Akibatnya mata kurang mampu melihat dengan jelas benda-benda yang dekat. Bola mata hipermetropi jarak lensa dengan retina terlalu pendek. Cahaya yang datang dari benda jauh akan membentuk bayangan di belakang retina. Kelainan ini dapat diatasi dengan menggunakan kacamata berlensa plus (lensa cembung). Lensa cembung, membuat sinar-sinar mengumpul sebelum sampai ke mata, sehingga lensa mata membentuk bayangan jatuh tepat di retina.
Presbiopi (Mata Tua), yaitu ketidakmampuan mata kita untuk melihat benda yang dekat dan jauh dengan jelas. Karena bertambahnya usia seseorang, maka otot-otot matanya melemah, lensa matanya menjadi lebih pipih dan kurang mampu memipih dan mencembung sebagaimana mata normal. Pada penderita presbiopi, baik titik dekatnya maupun titik jauhnya telah bergeser menjauh atau menjadi lebih besar dari 25cm sedang titik jauhnya menjadi lebih jauh dari jauh tak terhingga. Kelainan mata ini dapat diatasi dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap, yaitu minus dan plus yang berbeda jarak fokusnya : bagian bawah untuk membaca dan bagian atas untuk melihat jauh.
Rabun Senja, yaitu kelainan mata dimana mata tidak mampu untuk melihat warna-warna tertentu. Selain itu ada pula orang yang buta warna total, walaupun hal itu sangat jarang sekali. Pada buta warna total, walaupun hal itu sangat jarang sekali. Pada buta warna total, mata hanya mengenal warna putih dan hitam.
Mata Merah, yaitu terjadi karena kemasukan benda asing, sehingga mata akan terasa gatal dan perih. Mata merah yang tidak segera diobati dapat mengakibatkan menumpuknya kotoran di sudut mata.
Katarak, yaitu terdapatnya lapisan putih yang sesungguhnya lapisan itu adalah lensa yang menjadi buram. Biasanya katarak menyerang orang lanjut usia. Katarak dapat disembuhkan dengan operasi pengangkatan lensa yang buram dan menggantinya dengan lensa buatan.
Cara Mencegah Penyakit / Kelainan Mata
- Jagalah kebesihan mata, sehingga tidak kemasukan kotoran.
- Lindungi mata jika berada di tempat yang berdebu dan berasap.
- Segera tetesi mata dengan obat tetes mata. Hal ini akan dapat membuat kotoran terdorong keluar.
- Makanlah makanan yang mengandung vitamin A. Vitamin A baik bagi kesehatan mata.
- Biasakan membaca buku dengan jarak sekitar 30 cm dan dengan penerangan yang cukup.
- Periksakan diri ke dokter mata jika mata anda mulai tidak mampu melihat dengan baik. Apalagi bila disertai dengan pusing atau sakit kepala. Jika tidak segera berobat, mata dapat mengalami gangguan yang lebih parah.
2.2.2 Kamera
Kamera adalah sebuah alat yang mengarahkan bayangan yang difokuskan oleh lensa/sistem optik lain keatas permukaan foto sensitif yang berada dalam tempat tetutup/ film.
Kamera mempunyai prinsip kerja seperti mata manusia. Kamera yang paling sederhana adalah alat potret yang dinamakan camera obscura. Kamera ini terbentuk sebuah kotak tertutup yang salah satu sisinya berlubang kecil.
Bagian-Bagian kamera:
- Lensa Cembung : Untuk membentuk bayangan pada film
- Diafragma : Untuk mengatur cahaya masuk kamera
- Shutter : Sebagai pembuka/ penutup lensa
- Ulir Sekrup : Untuk memfokuskan cahaya masuk kamera
- Film : Yang peka terhadap cahaya untuk menangkap bayangan yang di bentuk lensa kamera.
Prinsip kerja kamera
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.
2.2.3 Lup
Lup adalah alat optik berlensa cembung (lensa positif) yang di gunakan untuk mengamati / melihat benda kecil agar tampak besar. Jika kita mengamati objek dengan lup, maka benda harus di letakkan di ruang I (antara titik pusat lensa lup dengan jarak fokus lup). Sifat bayangan yang di bentuk lup adalah maya, tegak di perbesar. Dan bila kita akan mengamati objek dalam waktu yang lama dengan menggunakan lup, maka benda harus di letakkan pada titik fokusnya mata berakomodasi.
Perajin perhiasan emas dan perak juga menggunakan alat ini untuk memperoleh hasil yang lebih baik.sedangkan oleh siswa lup di gunakan saat praktikum biologi di pakai untuk mengamati bagian hewan atau tumbuhan agar kelihatan besar dan jelas.Sebagai alat optik,lup berupa lensa cembung tebal(berfokus pendek).Sifat bayangan yang di harapkan dari benda kecil yang di lihat dengan lup adalah tegak dan di perbesar.Orang yang melihat benda dengan menggunakan lup akan mempunyai sudut penglihatan(sudut anguler) yang lebih besar daripada orang yang melihat dengan mata biasa.
Ada dua cara memakai lup,yaitu dengan mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi.
- Untuk mata berakomodasi maksimum,benda di letakan diantara F dan O atau jarak benda (so) selalu lebih kecil daripada jarak titik (f)
- Untuk mata yang tidak berakomodasi,benda di letakkan tepat pada titik api (f) atau jarak benda (so) sama dengan jarak titik api lup (f).
Mata tidak berakomodasi
Untuk melihat tanpa berakomodasi maka lup harus membentuk bayangan di jarak jauh tak terhingga.Benda yang di lihat harus di letakan tepat pada titik fokus lup.Keuntungannya adalah untuk pengamatan lama mata tidak cepat lelah,sedangkan kelemahannya dari segi perbesaran berkurang.Sifat bayangan yang di hasilkan maya,tegak dan di perbesar.
Rumus pembentukan bayangan pada saat mata tidak berakomodasi :
keterangan : M = perbesaran lup dengan mata tak berakomodasi
f = jarak fokus lensa
Mata berakomodasi maksimum
Agar mata dapat melihat dengan berakomodasi maksimum,maka bayangan yang di bentuk oleh lensa harus berada di titik dekat mata(PP).Benda yang di lihat harus terletak antara titik fokus dan titik pusat sumbu lensa(O).Perbesaran anguler yang di dapatkan adalah karena si=-PP maka persamaan dari lensa tipis.Persamaan ini bila di masukan dalam persamaan M=Perbesaran lup PP=.Dekat mata=jarak titik fokus lensa.
Jika mata berakomodasi maksimum,jarak bayangan benda di titik dekat punctun proximum atau pada jarak baca normal adalah 25cm.Bayangan yang terjadi maya,si=-25cm.
Rumus pembentukan bayangan pada lup dengan mata berakomodasi :
Keterangan : M = pembesaran lup dengan mata berakomodasi
f = jarak fokus lensa
2.2.4 Mikroskop
Mikroskop adalah alat untuk melihat dan mengamati benda dan jasad renik atau objek yang sangat kecil. Mikroskop terdiri dari dua lensa cembung, yang masing-masing di sebut sebagai lensa objektif dan lensa okuler.
Lensa objektif adalah lensa pada mikroskop yang letaknya dekat dengan objek yang diamati, sedangkan lensa okuler adalah lensa pada mikroskop yang letaknya dekat dengan mata, ketika kita mengamati objek dengan mikroskop. Lensa okuler pada mikroskop berfungsi seperti lup.
Sifat bayangan yang di bentuk mikroskop:
- Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar. Lensa ini fokusnya lebih kecil dari lensa okuler.
- Bayangan yang di bentuk oleh lensa okuler bersifat maya, tegak dan di perbesar. Lensa ini fokusnya lebih besar dari lensa objektif.
- Bayangan akhir yang dibentuk oleh mikroskop bersifat maya, terbalik, dan diperbesar.
Bagian -bagian Mikroskop
- LENSA OBJEKTIF berfungsi untuk membentuk bayangan sejati, terbalik dan diperbesar dari benda yang diamati. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif dianggap benda bagi lensa okuler.
- LENSA OKULER berfungsi membentuk bayangan maya tegak diperbesar.
- TABUNG MIKROSKOP (TUBUS), tabung ini berfungsi untuk mengatur fokus dan menghubungan lensa objektif dengan lensa okuler.
- MAKROMETER (PEMUTAR KASAR), makrometer berfungsi untuk menaik turunkan tabung mikroskop secara cepat.
- MIKROMETER (PEMUTAR HALUS), pengatur ini berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan mikroskop secara lambat, dan bentuknya lebih kecil daripada makrometer.
- . REVOLVER, revolver berfungsi untuk mengatur perbesaran lensa objektif dengan cara memutarnya.
- . REFLEKTOR, terdiri dari dua jenis cermin yaitu cermin datar dan cermin cekung. Reflektor ini berfungsi untuk memantulkan cahaya dari cermin ke meja objek melalui lubang yang terdapat di meja objek dan menuju mata pengamat. Cermin datar digunakan ketika cahaya yang di butuhkan terpenuhi, sedangkan jika kurang cahaya maka menggunakan cermin cekung karena berfungsi untuk mengumpulkan cahaya.
- . DIAFRAGMA, berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk.
- . KONDENSOR, kondensor berfungsi untuk mengumpulkan cahaya yang masuk, alat ini dapat putar dan di naik turunkan.
- MEJA MIKROSKOP, berfungsi sebagai tempat meletakkan objek yang akan di amati.
- PENJEPIT KACA, penjepit ini berfungsi untuk menjepit kaca yang melapisi objek agar tidak mudah bergeser.
- LENGAN MIKROSKOP, berfungsi sebagai pegangang pada mikroskop.
- KAKI MIKROSKOP, berfungsi untuk menyangga atau menopang mikroskop.
- SENDI INKLINASI (PENGATUR SUDUT), untuk mengatur sudut atau tegaknya mikroskop.
Cara kerja mikroskop
Cara kerja mikroskop adalah sebagai berikut:Objek atau benda yang di amati harus di letakan di antara Fob dan 2Fob,sehingga lensa objektif membentuk bayangan yang terbalik dan di perbesar.Bayangan yang di bentuk lensa objektif merupakan benda bagi lensa okuler.Lensa okuler berperan seperti lup yang dapat di atur/di geser-geser sehingga mata dapat mengamati dengan cara berakomoasi atau tidak berakomodasi.Untuk pengamatan dengan akomodasi maksimum,maka bayangan yang di bentuk oleh lensa okuler harus jatuh/di letakan pada titik dakat mata(PP).Perbesaran yang di peroleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa objektif dan lensa okuler yaitu: M=Moby x Mok. Untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi,maka bayangan yang di bentuk oleh lensa okuler harus berada pada titik jauh mata.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Optik adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Optik dijelaskan dan ditandai dengan fenomena optik. Kata berasal dari ὀπτική optik Latin, yang berarti tampilan.
Alat optik adalah alat yang berupa benda bening yang digunakan untuk menghasilkan bayangan melalui pemantulan atau pembiasan cahaya.
Alat optik terdiri dari :
- Alat optik alamiah misalnya mata
- Alat optik buatan misalnya kacamata, lup, mikroskop, teleskop, kamera, dan proyektor.
Alat optik yang paling utama adalah mata, karena mata merupakan alat untuk melihat. Banyak pengetahuan yang kita peroleh melalui proses penglihatan melalui mata. Fungsi alat-alat optik yang lainnya sebenarnya adalah membantu proses penglihatan atau pengamatan. Lensa optik bisa terbuat dari bahan kaca, plastik, fiber, dan lain sebagainya.
3.2 Saran
Dalam penulisan makalah ini penulis meminta masukan dari pembaca terutama dosen mata kuliah yang bersangkutan. Karena di dalam penulisan makalah ini penulis merasa masih terdapat banyak kekurangan dan kekeliruan. Oleh karena itu saran dan kritik sangat diperlukan untuk kemajuan penulis pada makalah selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Sukabdiyah, sri. Dkk. 1993. IPA Fisika. Jakarta : Yudistira
MODUL Ilmu Pengetahuan Alam 2
Retno Wulan, Endang. 2006. BASIS Ilmu Pengetahuan Alam. Solo : Media Karima.
http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/01/alat-alat-optik-mata-dan-kacamata-teropong-mikroskop-lup-kamera.html
