Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Copy of OPTIKA

A. OPTIKA GEOMETRIK optika geometrik merupakan cabang ilmu fisika tentang cahaya yang mempelajari sifat-sifat perambatan
by

Marta Mlynarčíková

on 5 October 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Copy of OPTIKA

OPTIKA
A. OPTIKA GEOMETRIK
Optika geometrik merupakan cabang ilmu fisika tentang cahaya yang mempelajari sifat-sifat perambatan cahaya seperti dalam peristiwa pemantulan,pembiasan,serta prinsip jalannya sinar-sinar dan pembentukan bayangan benda. Pada bagian ini kita akan mempelajari dan menggunakan persamaan tentang optika geometrik untuk di terapkan dalam menyelesaikan masalah alat-alat optik.
1. Pemantulan cahaya
Cahaya pada umumnya dipantulkan oleh setiap permukaan benda. Justru karena permukaan benda dapat memantulkan cahaya,maka kita dapat melihat benda.Permukaan benda ada yang halus,mengkilap,atau licin,ada juga yang kasar.Pada permukaan benda yang halus,cahaya dipantulkan dengan arah yang teratur.Sebaliknya pada permukaan yang kasar,cahaya dipantulkan dengan arah tidak teratur atau baur.
a.Hukum pemantulan cahaya
Hukum pemantulan cahaya sama dengan hukum pemantulan gelombang,yamg menyatakan:
- sinar datang,sinar pantul,dan garis normal terletak pada suatu bidang datar.
- sudut datang sama dengan sudut pantul
keterangan gambar:
i: sudut datang
r: sudut pantul
b. Pemantulan pada cermin datar
Cermin memiliki permukaan yang mampu memantulkan sebagian besar atau seluruh cahaya yang jatuh padanya. Cermin biasanya merupakan permukaan kaca yang dilapisi logam,misalnya amalgam raksa.
cermin datar memiliki permukaan yang datar,pemantulan pada cermin datar terjadi secara teratur. Adapun sifat-sifat cermin datar yaitu:
1. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin
2. Tinggi bayangan yang terbentuk sama dengan tinggi bendanya.
3. Bayangan maya,artinya berada di belakang cermin yang dibentuk oleh titik potong perpanjangan sinar pantul.
Bila bendanya berbentuk garis seperti gambar diatas,maka dari dua titik garis itu ditarik minimal dua garis sinar sembarang. Titik-titik bayangan merupakan titik-titik potong sinar pantul yang di perpanjang kebelakang cermin.
Untuk menentukan ruang tempat letak bayangan benda dan sifat bayangannya, digunakan aturan sebagai berikut:
a. Jumlah nomor ruang tempat benda dan nomor ruang tempat bayangan = 5
1.jika benda di ruang 1, maka bayangan ada di ruang IV;
11.jika benda di ruang 11,maka bayangan ada di ruang 111
111.jika benda di ruang 111,maka bayangan ada di ruang 11
b. Sifat bayangan
1. Bila benda di ruang 1, maka sifat bayangannya:
maya(karna, di ruang 1v atau di belakang cermin)
di perbesar (membesar dari 1 s/d 1v)
tegak
2. Bila benda di ruang 11, maka sifat bayangannya:
nyata ( di depan cermin)
diperbesar ( membesar dari 11 s/d 1v)
terbalik
3. Bila benda di ruang 111, maka sifat bayangannya:
nyata (di depan cermin)
di perkecil (mengecil dari 111 s/d 11)
terbalik
4. bila benda berada di titik pusat P,maka bayangan di titik P juga. Sifat bayangannya: nyata, terbalik, dan sama besar dengan bendanya.
5. bila benda berada di titik fokus F, maka bayangan berada jauh tak terhingga, sebaliknya bila benda berada juah tak terhingga, maka bayangan berada di titik fokus F.
Perhitungan jarak benda, bayangan, & perbesarannya pada cermin cembung dan cermin cekung
Rumus pada cermin cekung dan perbesaran bayangan
Pemantulan Pada Cermin Lengkung
Cermin lengkung adalah cermin yang permukaan pantulnya berbentuk lengkungan. Bentuk lengkungnya dapat berupa sferik (lengkung bola), parabola, hiperbola atau alipsoid. Tetapi yang akan ditinjau ialah cermin lengkung berupa sferik atau cermin sferik, yang terbagi menjadi dua macam yaitu cermin cekung (a) dan cermin cembung (b).
Cermin cembung bersifat menyebarkan sinar-sinar yang jatuh padanya. Dari kenyataan sifatnya ini, ada tiga sinar istimewa yang dapat kita gunakan untuk melukiskan pembentukan bayangan pada cermin cembung. Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung yaitu sebagai berikut:
1) Pembentukan bayangan oleh cermin cembung
a. Sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan seolah-olah berasal dari titik focus









b. Sinar datang menuju titik focus, dipantulkan sejajar sumbu utama








c. Sinar menuju titik pusat, dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat juga
Untuk melukiskan bayangan benda pada cermin-cermin cembung ini, kita cukup menggunakan dua sinar istimewa saja. Perhatikan contoh pembentukan bayangan pada gambar di bawah ini.
Dari uraian contoh lukisan pembentukan bayangan pada cermin cembung, dapat diketahui sifat-sifat cermin cembung sebagai berikut:
a. Menyebarkan berkas sinar
b. Bayangan yang dibentuknya selalu di belakang cermin atau selalu menghasilkan bayangan maya
c. Bayangan yang dibentuk selalu diperkecil
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung yaitu sebagai berikut:
a. Sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan melalui titik focus cermin









b. Sinar datang melalui titik focus, dipantulkan sejajar sumbu utama









c. Sinar datang melalui pusat kelengkungan, dipantulkan melalui titik pusat kelengkungan juga
1) Pembentukan bayangan oleh cermin cekung
Khusus untuk cermin cekung, kita dapat menentukan secara tepat letak bayangan benda dan sifat-sifat bayangan, dengan membagi garis sumbu cermin menjadi 4 nomor ruang. Perhatikan gambar.
I : Nomor ruang antara cermin dengan titik focus (F)
II : Nomor ruang antara titik focus (F) dengan titik pusat (P)
III : Nomor ruang antara titik pusat (P) sampai jauh tak terhingga
IV : Nomor ruang di belakang cermin
Pembagian ruang pada cermin cekung
Untuk menentukan ruang tempat letak bayangan benda dan sifat bayangannya, di gunakan aturan sebagai berikut:
a. Jumlah nomor ruang tempat benda dan nomor ruang tempat bayangan =5
- Jika benda di ruang 1 , maka bayangan ada di ruang 4
- Jika benda di ruang 2 , maka bayangan ada di ruang 3
- Jika benda di ruang 3 , maka bayangan ada di ruang 2
b. Sifat bayangan
1. Bila benda di ruang 1, maka sifat bayangannya:
- Maya (karna, di ruang 4 atau di belakang cermin)
- Diperbesar (membesar dari 1ke 4)
- Tegak
2. Bila benda di ruang 2, maka sifat bayagannya:
- Nyata (di depan cermin)
- Diperbesar ( membesar dari 2 ke 3)
- Terbalik
3. Bila benda di ruang 3, maka sifat bayangannya:
- Nyata (di depan cermin)
- Di perkecil (mengecil dari 3 ke2)
4. Bila benda berada di titik pusat P, maka bayangan di titik pusat P juga. Sifat bayangan: nyata, terbalik, dan sama besar dengan bendanya.
5. Bila benda berada di titik focus F, maka bayangan berada di jauh tak terhingga. Sebaliknya bila benda berada di jauh tak terhingga, maka bayangan berada di titik focus F.
Contoh soal
Tentukan letak bayangan benda dan sifat – sifatnya jika benda itu berada :
a. di ruang 1
b. di ruang 3
kemudian lukiskan jawaban b dengan gambar sederhana!
Penyelesaian:
a. Benda di ruang 1
Letak bayangan : 5-1 =4 (di ruang 4)
Sifat bayangan:
- Maya ( di belakang cermin)
- Diperbesar (dari 1 ke 4)
- Tegak
b. Benda di ruang 3
Letak bayangan: 5-3 =2(di ruang 2)
Sifat bayangan:
- Nyata (di depan cermin)
- Diperkecil ( dari 3 ke 2)
- Terbalik
Lukiskan pembentukan bayangan untuk benda di ruang 3:
3). Perhitungan jarak benda, jarak bayangan dan perbesarannya pada cermin cembung dan cekung
Dari hasil penentuan letak bayangan secara geometris seperti di jelaskan di atas , kita dapat memperoleh hubungan antara jarak benda (s), jarak bayangan (s’) dengan jarak focus (f).
PEMBESARAN BAYANGAN
Bayangan yang dihasilkan cermin cekung dapat membesar atau mengecil. Untuk menentukan apakah bayangan diperbesar atau diperkecil.
dalam bentuk persamaan (s),(s’), dan (f) serta pembesaran bayangan sebagai berikut:
S = jarak benda ke cermin
S’ = jarak bayangan ke cermin
f = jarak fokus
M = perbesaran bayangan
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan
R = jari-jari cermin
Catatan:
- Untuk cermin cembung, harga f dan R negatif
- Untuk cermin cekung, harga f dan R positif
Bila dalam perhitungan:
- Harga M negatif, berarti sifat bayangan nyata dan terbalik
- Harga M positif, berarti sifat bayangan maya dan tegak
Contoh soal
Sebuah cermin cembung mempunyai jarak focus 10 cm, kemudian sebuah benda diletakan pada sumbu utama berjarak 25 cm di depan cermin.
a) Tentukan jarak bayangan ke cermin an pembesarannya!
b) Sebutkan sifat sifat bayangannya!
Penyelesaian:
f = -10
s = 25
Jarak bayangan ke cermin

1/s+1/s^' = 1/f

1/25+1/s^' =1/10

↔ 1/s^' =-1/25-1/10

↔ 1/s^' =(-2-5)/50

↔ 1/s^' =(-7)/50

↔s^'=-50/7= -7,143 cm

Pembesaran bayangan :
M=s^'/s=((-7,143))/25=+0,286

|M| = 0,286 kali
Sifat bayangannya
Maya karena s’ bernilai negative (di belakang cermin)
Tegak karena nilai M positif;
Di perkecil karena |M| = 0,289 kali < 1.
Anda mungkin pernah menyaksikan dasar kolam renang tampak lebih dangkal dari sebenarnya atau sebentang pipa sedotan yang dicelupkan ke dalam air tampak bengkok. Ketika hari sangat panas , permukaan jalan aspal dari kejauhan tampak seolah olah tertutup air. Semua ini merupakan contoh kejadian sehari hari tentang pembiasan cahaya Pembiasan cahaya adalah pembengkokan arah cahaya apabila cahaya melewati bidang batas antara du mediumyang berbeda kerapatannya.
2. Pembiasan Cahaya
a. Hukum Sinellius pada pembiasan
Pada peristiwa pembiasaan berlaku dua hukum pembiasan yang pertama kali ditemukan oleh Willebord Sinellius (1591 – 1626) dan disebut Hukum Sinellius. Hukum Sinellius berbunyi sebagai berikut:
I. Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada sebuah bidang datar.
II. Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya apabila sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat, dibiaskan menjauhi garis normal.
Hal Khusus
Apabila sinar datang itu tegak lurus bidang batas, tidak dibiaskan melainkan diteruskan.
Dari hukumnya yang pertama (I), Sinellius juga memperoleh rumusan bahwa perbandingan sinus sudut datang(sin i) de ngan sinus sudut bias (sin r) merupakan tetapan (konstanta). Secara sistematis dapat dinyatakan sebagai berikut:
Persamaan tersebut dinamakan persamaan Snellius
b. Pengertian indeks bias
Tetapan pada persamaan Snellius selanjutnya disebut indeks bias mutlak diberi lambang n. Jadi, indeks bias mutlak n untuk cahaya yang bergerak dari hampa udara (atau udara) menuju ke medium tertentu yang dapat dinyatakan sebagai berikut:
Indeks bias mutlak suatu medium dapat dipandang sebagai suatu ukuran kemamapuan medium itu utuk membelokan cahaya. Medium yang memiliki indeks bias lebih besar adalah medium yang lebih kuat membelokan cahaya. Tabel berikut ini menyatakan nilai-nilai indeks bias mutlak beberapa medium.
Medium
Indeks bias
Hampa/vacum
Udara
Es
Air(200c)
Aceton
Etanol
Gula (30%)
Carbon tetra clorida
Kaca kuarsa
Gliserin
Gula (80%)
Bansin
Lucit
Kaca korona
Natrium klorida
Sodium klorida
Polistirena
Karbon sulfida
kaca flint
Safir
Kaca flint keras
Intan
1,00
1,00029
1,31
1,33
1,36
1,36
1,38
1,46
1,46
1,47
1,49
1,50
1,51
1,52
1,53
1,54
1,55
1,63
1,65
1,77
1,89
2,42
2) Indeks bias relatif
1) Indeks bias mutlak
Bila gelombang cahaya merambat dari medium 1 dengan cepat rambat c1 dan sudut datang i ke medium 2 dengan cepat rambat c2 dan sudut bias r, seperti ditunjukan gambar, maka berlaku:
Karena cepat rambat pada masing-masing medium itu tetap, maka sini/sinr juga tetap. Dalam hal ini sini/sinr disebut indeks bias relative medium 2 terhadap medium 1, diberi lambang n₂.1. Dengan demikian, persamaan (6.6) dapat ditulis:
n₂.1 = sin⁡i/sin⁡r = c1/c2 . . . (6.7)
dengan n₂.1 = indeks bias relative medium2 terhadp medium 1.
Jika medium 1 itu ruang hampa atau udara, maka tidak ditulis lagi n₂.1 melainkan n (indeks bias mutlak). Jadi, indeks bias mutlak merupakan kekecualian dari indeks bias relatif jika medium 1-nya ruang hampa atau udara. Persamaan indeks bias mutlak dapat juga ditulis:
n₂.1 = sin⁡i/sin⁡r = c/cm . . . . (6.8)
dengan:
n = indeks bias mutlak
c = cepat rambat cahaya dalam ruang hampa (vakum) atau udara
cm = cepat rambat cahaya dalam suatu medium
Bila indeks bias mutlak medium 1 nilainya n1= c:c1 dan indeks bias mutlak medium 2 nilainya n2 = c:c2 , maka perbandingan nilai n2 : n1 dapat kita tulis:
n2:n1 = (c:c1) : (c:c2)
n2:n1 = c1:c2
Menurut persamaan (6.7) :
c1:c2 = sini:sinr = n₂.1

Dengan demikian diperoleh:
n₂.1 = n2:n1
n₂.1 = indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1
n1 = indeks bias medium 1
n2= indeks bias medium 2




Selain itu, dari pembahasan di atas dapat juga diperoleh hubungan:
sini:sinr = n2:n1
atau
n1. sin i = n2 . sin r
Kesimpulan:
Setiap medium memiliki nilai indeks bias mutlak (sering disebut indeks bias saja) dan memiliki indeks bias relatif terhadap medium lain.




Indeks bias suatu medium dirumuskan:
n= sini:sinr = c:cm = (nm ) : (n vakum:udara)
Indeks bias reltif medium2 terhadap medium1 dirumuskan:
n₂.1 = sini:sinr = c1:c2 = n2:n1




Contoh soal

Diketahui indeks bias kaca 3/2 dan indeks bias air 4/3, berapakah:
a. indeks bias relatif kaca terhadap air
b. indeks bias relatif air terhadap gelas
Penyelsaian :
nk = 3/2 dan na = 4/3
Indeks bias relatif kaca terhadap air:
nka = nk:na
= (3⁄2):(4⁄3)
= 3/2×3/4
= 9/8
= 1,125
Indeks bias relatif air terhadap kaca:
n(ak = na:nk )
= (4⁄3):(3⁄2)
=4/3×2/3
=8/9
=0.89
1.Lensa
Lensa sudah dikenal orang sejak berabad-abad . Di Yunani dan Arab, orang sudah mengenal lensa sejak abad pertengahan. Banyajk alat yg bagian utamanya lensa. Misalnya: kamera, teropong, mikroskop, lup, proyektor bioskop, dan mata. Bahkan mata kita pun bekerja berdasarkan prinsip kerja lensa. Untuk memahami cara kerja berbagai alat optik tersebut, kita perlu memahami asas lensa. Tapi pembahasan lensa ini akan dibatasi pada pembahasan lensa tipis.


A.Jenis-jenis lensa tipis
Secara umum dapat dibedakan dua jenis lensa, yaitu lensa yg tersifat mengumpulkan berkas sinar disebut lensa konvergen dan lensa yg bersifat memancarkan sinar disebut lensa divergen, seperti ditunjukan gambar di bawah ini.
B. Pembiasan pada lensa
Selain dua jenis lensa tersebut, terdapat juga beberapa jenis lensa yg mempunyai cirri dan sifat khusus, yaitu seperti diperlihatkan gambar di bawah ini.
b. Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung
(konvergen atau konveks)
1) Sinar sejajar sumbu utama, dibiaskan melalui titik fokus.







2) Sinar yg melalui pusat lensa, tidak di biaskan.







3) Sinar yg melalui titik fokus, dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.
Contoh pembentukan bayangan
a.benda terletak di antara lensa dan titik f2
sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa :
-maya
-tegak
-diperbesar



b.benda terletak diantara titik focus dan titik pusat
sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa:
-nyata(dibelakang lensa)
-terbalik
-diperbesar


c.benda terletak lebih jauh dari titik f1
-nyata dibelakang lensa
-terbalik
-diperkecil
c.Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung (divergen atau konkaf)
a.Sinar sejajar sumbu utama ,dibiaskan seolah-olah berasal dari titik focus





b.Sinar yang seolah-seolah menuju titik focus dibiaskan sejajar sumbu utama




c.Sinar yang menuju pusat lensa tidak dibiaskan
Contoh pembentukan bayangan
Dari contoh pembentukan bayangan seperti ditunjukan gambar ,dapat disimpulkan bahwa dimana saja benda ditempatkan,bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung selalu berada di depan lensa dengan sifat -sifat:
-selalu maya
-selalu tegak
-selalu diperkecil
d.Perhitungan jarak benda ,jarak bayangan,dan perbesarannya pada lensa cembung dan cekung
*Hubungan jarak benda dan jarak bayangan pada lensa tipis dinyatakan dengan persamaan :
n + n = (n’-n)( 1 _ 1 ) . . . . (6.15)
s s’ R1 R 2
dengan :
n=indeks bias tempat disekitar lensa ,untuk udara n=1
n’=indeks bias lensa

*bila lensa berada di udara dengan n=1 maka persamaan:
n + n = (n’-n)( 1 _ 1 ) . . . . (6.16)
s s’ R1 R 2

*bila bendanya ada di jauh tak terhingga (s=˜),maka bayangan benda berada pada titik focus lensa (atau s’=f)sehingga persamaan diatas dapat ditulis
1 = (n’-1)( 1 – 1) . . . .(6.17)
f R1 R2
Catatan:
Dalam menggunakan persamaan di atas, harus diperhitungkan harga R:
• R di depan lensa, berharga negatif;
• R di belakang lensa, berharga positif.

Lihat kembali harga R untuk beberpa jenis lensa tipis pada gambar 6.21!

Persamaan (6.17) dapat disebut rumus jarak titik fokus lensa tipis. Bila persamaan (6.17) dibagi dengan persamaan (6.16), maka akan diperoleh persamaan yang sederhana yang berlaku untuk perhitungan pada lensa lipis, yaitu:
1 + 1 = 1 . . . . (6.18)
s s’ f

Persamaan (6.18) ini disebut juga rumus lensa tipis. Dalam menggunakan rumus ini, harus diperhatikan ketentuan-ketentuan tanda sebagai berikut:
• s bertanda (+) jika benda terletak di depan lensa (benda nyata);
• s bertanda (-) jika benda terletak di belakang lensa (benda maya);
• s’ bertanda (+) jika bayangan terletak di belakang lensa (bayangan nyata);
• s’ bertanda (-) jika bayangan terletak di depan lensa (bayangan maya);
• f bertanda (+) untuk lensa cembung (kovergen atau konveks);
• f bertanda (-) untuk lensa cekung (divergen atau konkaf).
2. Perbesaran bayangan
Seperti halnya pada cermin lengkung, perbesaran pada lensa tipis didefinisikan sebagai persamaan antara tinggi bayangan h’ dengan tinggi benda h, atau perbandingan antara jarak bayangan s’ dengan jarak benda s. Dinyatakan dengan persamaan berikut:





Ingat kembali ketentuan berikut:
• bila harga M negatif, berarti sifat bayangan nyata dan terbalik.
• bila harga M positif, berarti sifat bayangan maya dan tegak.
Contoh Soal
Sebuah benda diletakkan 40 cm di depan lensa konvergen yang jarak fokusnya 20 cm. Tentukanlah:
a. letak bayangan;
b. perbesaran bayangan;
c. sifat-sifat bayangan.

Penyelesaian:
s = +40 cm (di depan lensa)
f = +20 cm (lensa konvergen atau cembung)
a. letak bayangan s’ = … ?
Jadi, letak bayangannya 40 cm di belakang lensa (bayangan nyata).
b. Perbesaran bayangan M = … ?
|M| = 1 kali
Perbesarannya ternyata bertanda (-), berarti bayangan nyata dan terbalik.
c. sifat-sifat bayangan
•Nyata
•Terbalik
•Sama besar dengan bendanya ( l M l=1 kali)
e. Kuat lensa
Besaran yang menyatakan ukuran lensa dinamakan kuat lensa (P),yang didefinisikan sebagai kebalikan jarak focus (f).
P = 1:f
Dengan:
P=kuat lensa(dioptri)
f=jarak fokus (m)

kuat lensa cembung (konvergen )bernilai (+)karena jarak focus lensa cembung bernilai (+).
Senbaliknya ,kuat lensa cekung (divergen) bernilai(-)karena jarak fokusnya brernili(-).
Contoh soal
Berapa jarak focus lensa kaca mata seseorang yang bernilai -2 dioptri?

Penyelesaian :
P = -2 dioptri
P = 1:f
f = 1:"p
= 1/(-2)
= -1/(2 ) meter
= -50 cm
C. Alat-alat optik
Alat-alat optik membantu manusia dalam mengamati benda-benda dialam ini. Mata merupakan alat optik alamiah yang dimiliki manusia. Alat optik lain yang digunakan untuk menambah kemampuan pengelihatan manusia antara lain : kaca mata, luv, mikroskop, teropong(teleskop), kamera, dan proyektor. Pada bab ini, kita akan mempelajari sifat-sifat cermin dan lensa pada alat-alat optik tersebut.

1. Mata dan Kaca Mata
a. Bagian-bagian mata









Mata manusia ditunjukkan secara detail bagian-bagiannya paga gambar 6.31.
Pada waktu melihat benda, lensa mata membentuk bayangan pbenda pada retina di bagian belakang bola mata. Suatu susunan syaraf penglihatan menyalurkan rangsangan cahaya itu ke otak sehingga timbul kesan melihat benda itu.
Lensa mata dapat berubah-ubah tebal tipisnya sesuai dengan letak benda yang dilihat. Perubahan ini mengubah jarak fokus lensa itu. Dengan demikian, letak bayangan benda yang dilihat jatuh tepat di retina. Kemampuan lensa mata menyesuaikan jarak fokusnya itu disebut kemampuan berakomodasi atau daya akomodasi mata.
Didepan lensa mata terdapat pupil, yaitu lubang yang ukurannya diubah secara otomatis oleh iris (yaitu bagian yang berwarna pada bagian depan mata). Bila cahaya kuat, maka pupil mengecil, dan bila cahaya kurang kuat, maka pupil membesar.
b. Cacat mata
Seseorang disebut menderita cacat mata apabila terjadi kelainan-kelainan dalam penglihatannya. Misalnya ia hanya dapat melihat benda-benda yang dekat saja, atau sebaliknya seseorang tidak dapat melihat benda-benda yang terlalu dekat dengannya. Cacat mata ini dapat dibatasi dengan memakai kaca mata, lemsa kontak, atau dioperasi.

Mata mempunyai jarak pengelihatan yang jelas pada daerah yang dibatasi oleh 2 titik, yaitu titik dekat dan titik jauh.
-Titik dekat (punchtum proximum)
Titik dekat adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang berakomodasi maksimum. Untuk mata normal (emetropia), titik dekatnya 25 cm.
-Titik jauh (punchtum remotum)
titik jauh adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang tak berakomodasi (relaks). Untuk mata mornal (emetropia), titik jauhnya pada jarak tak terhingga (~).
Hipermetropia dan Presbiopia

Hipermetropia (disebut juga rabun dekat) dan presbiopia (disebut juga mata orang tua) adalah cacat mata yang tidak dapat melihat benda-benda dekat karena titik dekatnya lebih dari 25 cm. Titik jauh mata ini sama dengan mata normal, yaitu di tak berhingga.
Bola mata hipermetropia dan presbiopia terlalu pendek, sehingga bayangan benda pada titik jatuh dibelakang retina (gambar 6.32). agar bayangan kjatuh di retina, berkas cahaya perlu dibuat labih mengumpul (lebih konvergen). Hal ini dilakukan dengan bantuan lensa cembung.
Contoh soal
Seorang hipermetropia dapat membaca huruf dengan jelas pada jarak 75 cm. Ia ingin membaca pada jarak normal (25 cm).
Berapa jarak fokus kaca mata yang diperlukannya ?
Berapa kuat lensa dengan jarak fokus itu ?

Penyelesaian :
Jarak benda s = 25cm
Jarak bayangan s’ = (-)titik dekat
S’ = -75 cm
Jarak fokus lensa :
1/s+1/s'=1/f
1/25+1/(-75) = 1/f
(3-1)/75= 1/f
1/f=75/2
=37,5 cm

Kuat lensa kaca mata :
P=1/f dengan f dalam meter
= 1/0,375
=+22/3 dioptri

Ukuran lensa kaca mata yang dibeli ditoko selalu dinyatakan dalam satuan dioptri, yaitu satuan kuat lensa.
Miopia

Miopia atau disebut juga rabun jauh adalah cacat mata yang tidak dapan melihat banda benda jauh karena titik jauhnya kurang dari jarak tak berhingga (<~). Benda yang ada di tempat yang sangat jauh bayangannya jatuh di antara lensa retina karena bola mata terlalu panjang (gambar 6.34). Untuk memperbaiki kelainan mata seperti ini perlu lensa yang bersifat memancarkan berkas sinar, yaitu lensa cekung (lensa divergen). Bayangan benda yang ada di tempat yang sangat jauh harus ada di titik jauh mata.
Contoh soal
Seorang miopia hanya dapat melihat benda terjatuh dengan jelas pada jarak 4 meter di depan matanya
Berapakah Kuat lensa kaca mata yang diperlukannya!

Penyelesaian
Jika mata miopi ingin melihat benda yang sangat jauh, maka:
Jarak benda s = ~(benda sangat jauh)
Jarak bayangan, s’ = (-) titik jauh =-4 meter..
Jarak focus lensa:

1/s+ 1/s' = 1/"f"

1/(-4)+ 1/~= 1/"f"

=0-1/4

"f"= -4 meter
Kuat lensa kaca mata;
"p=" 1/f= -1/"4" dioptri

Jadi kuat lensa kaca mat yang diperlukan orang tersebut adalah -1/"4" dioptri. Tanda (-) menunjukkan bahwa lensa kacamata tersebut berupa lensa cekung (divergen).
Contoh soal
Cacat mata astigmatisma

Cacat mata lainnya yang disebut astigmatisma adalah cacat mata yang disebabkan oleh kornea mata yang tidak berbentuk bola, melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada bidang lain Seorang astigmatisma tidak bissa melihat garisb horizontal dan vertical bersama sama . untuk mengatasi cacat astigmatisma digunakan lensa silindris.
2. Kamera

Susunan kamera mirip dengan susunan mata . Susunan kamera yang agak lengkap ditunjukan gambar di samping. Bagian utama dari lensa tersebut adalah sebuah lensa cembung yang dipasang pada sebuah selubung kedap cahaya dan pita film yang tembus cahaya yang ditempatkan pada dinding belakang kotak kamera dan berhadapan dengan lensa. Lensa digunakan untuk membentuk bayangan nyata dari benda yang ada di depan lensa. bayangan dijatuhkan tepat pada film.

Di bagian tengah ada cincin pengatur jarak antara lensa dan film. Cincin ini diperlukan untuk mengatur jarak antara lensa dan film agar bayangan benda jatuh tepat di lensa. Ada rana (penutup) yang menutup ruang tempat film sebelum pencahayaan film dilakukan. Rana dibuka pada saat pengambilan gambar benda dalam waktu tertentu. Ada cincin pengatur diafragma, yaitu lubang tempat masuknya cahaya yang luasnya dapat diatur. Dengan cara ini, banyaknya cahaya yang mengenai film diatur.
3. Lup

Lup yang sering disebut juga kaca pembesar adalah sebuah lensa cembung yang digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar dari ukuran yang sebenarnya.

Perbesaran bayangan yang dibentuk oleh lup ditetapkan sebagai perbandingan antara sudut penglihatan me.lalui lup (B) dengan sudut penglihatan tanpa lup, ketika benda ditempatkan pada titik dekat mata normal (a). Lihat gambar 6.38.
Perbesaran ini disebut perbesaran angular (perbesaran sudut)
M = B:a . . . . (6.21)
Untuk sudut a dan B kecil, berlaku:
M= tg B:tg a . . . . (6.22)

Bila h’ panjang bayangan, h panjang benda, s’ jarak bayangan dan s jarak benda, maka diperoleh:
M = tgB:tga = h’:s’/h:s’ = h’:h
atau
M= h':h = s':s . . . . (6.23)

M pada persamaan ( 6.23) adalah perbesaran linear. Bila persamaan ini dihubungkan dengan persamaan 1/s+ 1/s'= 1/f , akan diperoleh persamaan pembesaran linear sebagai berikut.
Pembesaran linear untuk mata tak berakomodasi:
M = Sn:f . . . . (6.24)
Dengan Sn = S’ = jarak titik dekat ( untuk mata normal Sn = 25 cm).
M = Sn:f+ 1 . . . . (6.25)
Dengan :
M= pembesaran linear
Sn= Jarak titik dekat ( untuk mata normal S’= 25 cm)
f = jarak focus lup
Contoh soal
sebuah lup mempunyai jarak focus 2,5 cm. Berapa pembesaran linear yang dihasilkan lup jika titik dekat pengamatan 15cm (mata normal) dan mata dalam keadaan berakomodasi maksimum?
Penyelesaian:
S’ = 25 cm
f = 2,5 cm
M= Sn:f+ 1
= 25:2,5+1
=11 kali
4. Mikroskop

Menurut perhitungan, pembesaran lup dapat ditingkatkan dengan memperkecil jarak focus (f) lup. Tetapi kenyataannya, pada f yang sangat kecil terjadi cacat bayangan: makin kecil f, makin parah cacat bayangannya. Karena itu, untuk perbesaran bayangan benda yang lebih “tinggi “ , digunakan mikroskop (gambar 6.39). Mikroskop ini biasa digunakan untuk mengamati benda-benda yang sangat kecil, seperti bakteri atau penampang sel.


Pada mikroskop digunakan dua buah lensa positif, yang dekat dengan obyek ( benda yang diamati) disebut lensa objektif dan yang dekat dengan mata pengamat disebut Lensa okuler (gambar 6.40).

Dalam mengamati benda yang sangat kecil memakai mikroskop, dapat dilakukan dengan mata berakomodasi maksimum atau dengan mata tak berakomodasi. Mata berakomodasi maksimum berarti keadaan otot-otot mata menyesuaikan secara maksimum, sehingga perbesaran yang didapat pun maksimum. Sebaliknya, mata tak berakomodasi berarti keadaan otot-otot mata yang relaks saat mengamati benda.
Perbesaran pada mikroskop dilakukan dua kali, yaitu oleh lensa obyektif dan lensa okuler.

1. Perbesaran oleh lensa objektif:
Mob=S'ob/Sob
2. Perbesaran oleh lensa okuler:
a. Untuk mata berakomodasi maksimum,
M=Sn/fok+ 1
b. Untuk mata tidak berakomodasi M=Sn/fok.
3. Perbesaran total (M) mikroskop adalah hasil kali antara perbesaran obyektif ( Mob) dengan pembesaran okuler ( Mok).
M=Mob x Mok
a. Perbesaran total untuk mata berakomodasi maksimum:
M=S'ob/Sob x ( Sn/(fok )+ 1 )…(6.26)
b. Perbesaran total untuk mata tak berakomodasi:
M=S'ob/Sob x Sn/(fok ) . . . . (6.28)
Dengan:
M= Perbesaran Mikroskop
Sob= jarak benda ke lensa objektif
S’ob= jarak bayangan benda ke lensa objektif
Sn= titik dekat mata normal ( = 25 cm)
f ok= Jarak focus lensa okuler
5. Teropong

Teropong atau teleskop adalah optic yang di gunakan untuk mengamati benda benda yang jauh agar Nampak lebih dekat dan jelas.

a.Teropong bintang
Teropong bintang adalah teropong astronomi di gunakan untuk mengamati benda-benda angkasa seperti planet planet , bintang bintang ,dll.
Teropong bintang dibagi menjadi 2 tipe :

1.Teropong bias
Pada teropong bias , di pakai dua atau lebih lensa . teropong bias yang sederhana merupakan susunan dua buah lensa konvergen, seperti yang di tunjukan gambar 6.43. Lensa objektif mempunyai jarak focus (fob) lebuh panjang dan jarak focus lensa okuler (fok) lebih pendek.
Pengamatan dengan teropong bintang dilakukan dengan mata tidak berkomodasi (mata relaks), untuk menghindari kelelahan mata. Dengan demikian, bayangan lensa objektif terletak pada tinggi focus lensa okuler. Sebagai akibatnya, titik fuous lensa objektif dan lensa okuler berimpit, shingga jarak antara kedua lensa menjadi :
d = fob+fok . . . . (6.28)
dan perbesaran bayangan akhir yang dihasilkan:
M = fob:fok . . . . (6.29)
Dengan :
d= jarak antara kedua lensa tersebut
fob=jarak focus lensa objektif
fok=jarak focus lensa okuler
M=perbesaran teropong


Bayangan akhir yang di bentuk teropong bersifat terbalik. Hal ini tidak menjadi masalah untuk pengamatan benda-benda angkasa. Tetapi apabila di inginkan bayangan akhir tegak (tidak terbalik),maka dapat dilakukan 2 cara,yaitu :
* diantara lensa objektif dan lensa okuler disisipkan konvergen ketiga sebagai lensa pembalik.;
*menggunakan pasangan lensa konvergen sebagai objektif dan lensa difergen sebagai lensa okuler.
2. Teropong Pantul
Teropong pantul yang terkenal dan berukuran besar terdapat di Mount Palomar USA . teropong ini menggunakan reflektor cermin cekung yang berdiameter kira – kira 5 meter.
Pada teropong pantul ini , cermin cekung merupakan objektif ( Perhatikan Gambar diagram teropong pantulastronomi ) . Berkas – berkas sinar dari benda angkasa yang dipantulkan oleh cermin cekung, dipantulkan lagi oleh cermin datar dan akhirnya menuju lensa okuler.

b. Teropong Bumi
untuk mengamati benda- benda jauh yang ada di permukaan bumi , di gunakan teropong bumi. Pada teropong bumi , diantara lensa objektif dan lensa okuler di pasang lensa cembung ( konvergen) yang berfungsi sebagai pembalik sehingga bayangan akhir tegak. ( gambar diagram teropong bumi ).

Lensa pembalik adalah 2 kali jarak fokus lensa pembalik (2fpb ) diukur dari bayangan yang dibentuk objektif, yaitu dari Fob . Dengan cara ini , terbentuk bayangan sama besar dengan banyangan yang dibentuk oleh objektif. Bayangan akhir dilihat melalui okuler tampak tidak terbalik terhadap bendanya.
Untuk mata tak berakomodasi , jarak antara lensa objektif dan lensa okuler ( disebut juga panjang tubus teropong = d ) adalah :
d = Fob + 4 Fpb + Fok
Adapun pembesarannya sama dengan pembesaran pada teropong bintang, yaitu :

M = Fob:Fok
Dengan :
d = jarak antara lensa objektif dan lensa okuler atau panjang tubus
Fob = jarak fokus lensa objektif
Fok = jarak fokus lensa okuler
Fpb = jarak fokus lensa pembalik
M = Pembesaran teropong bumi

Teropong Binokuler
Teropong bumi menggunakan lensa pembalik berukuran panjang, swhingga sulit dibawa-bawa. Teropong binokuler disebut juga teropong prisma mempunyi ukuran yang relatif pendek. Pada teropong ini digunakan prisma pembalik untuk membalikan bayangan, seperti pada gambar.







Pada tiap setengah bagian teropong terdiri atas satu lensa objektif, satu lensa okuler , dan 2 prisma yang diletakan satu sama lain pada sudut siku – sikunya. Kedua prisma itu dugunakan untuk memantulkan cahaya dengan pemanyulan sempurna . dengan demikian , prisma membalik bayangan dari lensa objektif . Bayangan akhir yang dibentuk oleh lensa okuler ialah bayangan tegak sama seperti benda yang diamati
Pada dasarnya azas kerja proyektor itu sama, yaitu: sebuah benda tembus cahaya diterangi dengan kuat, cahaya yang melalui benda itu dijatuhkan ke lensa membentuk bayangan (gambar) benda itu di layar






Gambar 6.48 memperlihatkan azas kerja proyektor slaid, yang dapat dijelaskan sebagai berikut :
1.Slaid ditempatkan di antara lampu penerang O dan lensa objektif.
2.Di belakang lampu penerang, dipasang cermin cekung untuk memantulakan cahaya agar dapat dimanfaatkan sebanyak-banyaknya untuk mrnerangi slaid.
3.Sebelum cahaya menerangi slaid, dilewatkan dulu pada susunan lensa yang disebut kondensor untuk menghasilkan cahaya yang merata (sejajar)
4.Lensa objektif membentuk bayangan benda (slaid) pada layar.
Agar bayangan di layar tepat (tajam), jarak antara slaid dan lensa dapat diatur.
Contoh soal
Sebuah teropong bintang mempunyai lensa objektif dengan jarak fokus 100 cm dan jarak fokus lensa okulernya 2 cm. Bila teropong ini digunakan untuk melihat bulan yang tampak mempunyai diameter 20 cm, berapa diameter bulan terlihat melalui teropong ini dengan mata tak berakomodasi?
Penyelesaian:
f ob = 100 cm
fok = 2 cm
diameter bulan tanpa teropong do = 20 cm
perbesaran untuk mata tak berakomodasi:
M = fob:fok
= 100:2
= 50 kali
Diameter bulan terlihat melalui teropong:
d = do x 50
= 20 x 50
= 1000 cm atau 10 meter
c. Pemantulan sempurna

Dari gambar dapat dijelaskan perangai sinar yang keluar dari s (sinar datang):
1.Sinar datang tegak lurus bidang batas dua medium (antara air dan udara), tidak dibiaskan melainkan diteruskan. Hal yang sama akan terjadi jika sinar datang dari udara tegak lurus bidang batas dua medium.
2.Sinar datang dengan sudut I akan dibiaskan menjauhi garis normal dengan sudut r.
3.Makin besar sudut I, makin tampak adanya bagian sinar yang dipantulkan oleh bidang batas, sehingga sinar bias makin redup.
4.Mulai dari sudut tertentu, yaitu ketika sudut bias mencapai 90°, seluruh sinar dipantulkan oleh bidang batas. Keadaan inilah yang disebut sebagai pemantulan sempurna. Sudut datang ketika sudut biasnya mencapai 90° disebut sudut kritis atau disebut juga sudut batas.
Pemantulan sempurna hanya terjadi jika cahaya datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat dan sudut datang lebih besar daripada sudut kritis (i>ik).

Untuk menentukan besarnya sudut kritis, kita gunakan persamaan (6.10), yaitu:
n1 . sin I = n2 . sin r
dengan I diganti ik dan r = 90°, sehingga:
n1 . sin ik = n2 . sin 90°
sin ik = n2:n1
dengan : n2<n1
Contoh soal

Berapakah sudut kritis kaca untuk cahaya dari kaca ke udara? Diketahui indeks bias kaca=1,53 dan indeks bias udara=1.
Penyelesaian:
nkaca= 1,53
nudara = 1

sin ik = nudara:nkaca
= 1:1,53
= 0,6536
Ik = 40,8°
6. Proyektor

Proyektor yang dimaksud dalam optika adalah untuk memproyeksikan (menjatuhkan) gambar ke layar, sehingga diperoleh gambar yang jauh lebih besar. Sebagai benda, pada umumnya digunakan gambar tembus cahaya. Ada tiga jenis proyektor yang umum dipakai, yaitu:
-Proyektor slaid (slide), yangmemproyeksikan gambar pada film (slaid) ke layar.
-Proyektor overhead (OHV = over head proyektor), yang memproyeksikan gambar pada lembaran tembus cahaya ke layar.
-Proyektor film, yang memproyeksikan gambar-gambar pada pita film positif yang bergerak, sehingga gambar yang dihasilkan pada layar berupa gambar hidup.
Full transcript