Macam-Macam dan Fungsi dari Alat Optik

Alat optik adalah alat yang menggunakan komponen optik dengan prinsip kerja pembiasan dan pemantulan cahaya.

Alat optik memiliki banyak jenis. Ada alat optik alami, yakni organ mata yang Anda miliki dan alat optik buatan, seperti kamera atau teropong. Berikut ini adalah macam macam alat optik, baik yang alami ataupun alat buatan.

Berikut adalah penjelasan alat optik dan macam-macamnya, beserta penjelasannya:

Contoh jenis alat optik — Contoh perangkat optik kontemporer yang tersedia untuk pekerjaan laboratorium. Ilustrasi beberapa perangkat optik yang tersedia untuk pekerjaan laboratorium di Inggris pada tahun 1858. Sumber foto: William Barclay Parsons Collection / Wikimedia Commons

Mata

Kornea ; bagian terluar dari bola mata. Kornea merupakan bagian lapisan tipis yang bening dan bisa menembus cahaya.

Lensa Mata ; lensa yang terbuat dari bahan berserat, bening, dan elastis. fungsinya untuk mengatur pembiasan yang disebabkan oleh cairan aqueus humor di depan lensa. Lensa mata mempunyai fungsi sebagai lensa cembung yaitu pembentuk bayangan yang sifatnya terbalik, nyata, dan diperkecil.

Aqueous Humor ; suatu cairan yang terdapat di belakang kornea. Aqueous Humor fungsinya untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata

Pupil; celah lingkaran yang dibentuk iris. fungsi Pupil untuk mengatur banyak atau tidaknya cahaya yang masuk ke bola mata. Apabila cahaya yang masuk ke mata sangat kuat, maka pupil akan menyempit. Sehingga cahaya yang masuk ke bola mata akan lebih sedikit. jika cahaya yang masuk ke mata redup, maka pupil akan melebar sehingga cahaya yang masuk akan lebih banyak.

Iris ; selaput di depan lensa mata yang mempunyai celah lingkaran. fungsi Iris untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang boleh masuk melalui pupil. fungsi lain dari Iris yaitu untuk memberi warna pada mata.

Bintik kuning ; bagian pada retina yang sangat peka sekali terhadap cahaya. supaya bayangan jelas, maka bayangan harus berbentuk di retina tepat di bintik kuning.

Retina atau selaput jala ; mempunyai fungsi sebagai layar penangkap bayangan.

Saraf optik; saraf yang menghubungkan antara bintik kuning dengan otak sehingga sinyal-sinyal bayangan dari bintik kuning sampai ke otak. kemudian otak akan menerjemahkannya.

Daya akomodasi mata adalah kemampuan mata yang dapat mengubah kecembungan lensa mata baik menebal atau menipis supaya menghasilkan bayangan tepat pada retina.

Mata mampu untuk melihat benda dengan jelas apabila benda berada dalam jangkauan penglihatan, yaitu antara titik dekat mata ( punctum proximum/PP ) dan titik jauh mata ( Punctum Remotum/PR ). Titik dekat mata normal rata-rata adalah 25 cm. sedangkat untuk titik terjauh mata normal tidak terhingga (~)

CACAT MATA
Cacat mata dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu : Miopi atau rabun jauh, Hipermetropi atau rabun dekat dan presbiopi mata Tua.

Kacamata

Kacamata merupakan alat optik yang digunakan untuk membantu melihat pada orang yang memiliki cacat mata, baik itu rabun jauh, rabun dekat, ataupun mata silindris. Kacamata terdiri dari lensa cembung atau cekung (tergantung jenis cacat matanya), frame atau kerangka yang menyangga lensa.

Kacamata berfungsi dengan cara mengatur bayangan agar jatuh tepat di retina, dengan cara menjauhkan titik jatuh bayangan pada penderita rabun jauh dan mendekatkan titik jatuh bayangan pada penderita rabun dekat.

Jauh dekatnya bayangan terhadap lensa (kacamata) yang digunakan tergantung pada letak objek, jarak fokus lensa, dan kekuatan atau daya lensa.

Kekuatan atau daya lensa dirumuskan dengan:

$P = \frac{1}{f}$

di mana:

P = kekuatan atau daya lensa (dioptri)
f = jarak fokus lensa (m)

Untuk mencari jarak fokus lensa, kita bisa mendapatkannya dengan menggunakan rumus:

$\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}$

dimana,

s = jarak benda ke lensa (m)
s’ = jarak bayangan ke lensa (m)

Oleh karena itulah saat kita memeriksa matanya ke dokter mata, maka kita disuruh membaca rangkaian huruf-huruf di depan kita dengan jarak yang sudah ditentukan sehingga dokter dapat menentukan jarak fokus lensa untuk mengetahui besarnya daya lensa yang dibutuhkan.

Kamera

Kamera (alat memotret) adalah alat untuk menghasilkan foto. Kamera yang sederhana disebut kamera obskura.

Berikut Persamaan kamera dengan mata : menggunakan lensa cembung, celah diafragma berfungsi sama dengan isir, film, tempat film sama dengan bintik kuning pada mata. Bayangan yang dapat dihasilkan oleh kamera akan bersifat terbalik, Nyata, dan diperkecil

Lup (kaca pembesar)

Lup adalah alat optik yang mempunyai fungsi untuk mengamati benda kecil supaya bisa terlihat besar dan jelas dengan menggunakan lensa cembung. Bayangan yang dihasilkan lup akan terlihat membesar, tegak dan Maya.

Mikroskop

Mikroskop adalah alat optik mempunyai fungsi untuk melihat benda-benda yang sangat kecil supaya tampak lebih besar dan lebih jelas. Mikroskop mempunyai dua lensa cembung : lensa okuler atau dekat mata dan lensa objektif atau dekat benda. Fokus obejektif lebih kecil dari fokus okuler.

Lensa Objektif menghasilkan bayangan nyata terbalik, diperbesar. Bayangan ini sekaligus manjadi benda bagi lensa okuler.

Sifat Bayangan Akhir pada mikroskop adalah terbalik, Maya, dan diperbesar.

Persamaan antara mikroskop dengan lesan cembung, karena lensa objektif dan okuler merupakan lensa cembung. Sedang untuk perbesaran mikroskop sama saja dengan perkalian dari perbesaran lensa objektif dan okuler.

Perbesaran total mikroskop dapat dirumuskan dengan:

$M = M_{ob} \times M_{ok}$

di mana:

M_ob = perbesaran lensa objektif
M_ok = perbesaran lensa okuler

Untuk perbesaran lensa objektif, dapat dihitung dengan rumus:

$M_{ob} = \frac{s'_{ob}}{s_{ob}}$

Untuk perbesaran lensa okuler dengan pengamatan tanpa akomodasi, kita bisa menghitungnya dengan rumus:

$M_{ok} = \frac{s_n}{f_{ok}}$

Sedangkan, untuk perbesaran lensa okuler dengan mata berakomodasi maksimum:

$M_{ok} = \frac{s_n}{f_{ok}} + 1$

Dengan menjumlahkan jarak bayangan dari lensa objektif ke lensa objektif dan lensa objektif ke lensa okuler, kita dapat mengetahui panjang mikroskop yang dituliskan dengan:

$d = s'_{ob} + s'_{ok}$

Struktur mikroskop

Ada dua bagian utama yang umumnya menyusun mikroskop, yaitu:

Bagian optik, yang terdiri dari lensa objektif dan lensa okuler.
Bagian non-optik, yang terdiri dari kaki dan lengan mikroskop, diafragma, meja objek/meja preparat, pemutar halus dan kasar, penjepit kaca objek (preparat),cermin, kondensor, dan sumber cahaya.

Teleskop (teropong)

Teropong merupakan alat optik yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda yang letaknya jauh supaya tampak lebih dekat dan lebih jelas. Teropong juga sering disebut teleskop. Teleskop pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei. Teropong di bagi menjadi dua macam, yaitu teropong bintang dan teropong bumi. Teropong bintang biasa digunakan untuk mengamati benda-benda luar angkasa, sedangkan untuk teropong bumi digunakan untuk mengamati benda-benda yang ada di bumi yang letaknya jauh dari pengamat.

Untuk perbesaran teropong pada saat mata tidak berakomodasi dapat dihitung dengan rumus:

$M = \frac{f_{ob}}{f_{ok}}$

Sedangkan, untuk perbesaran teropong dengan mata berakomodasi maksimum:

$M = \frac{f_{ob}}{s_{ok}}$

Teropong bintang

Teropong bintang sederhana mempunyai dua jenis lensa cembung yang mana fungsinya sebagai lensa objektif dan lensa okuler. Pengamatan benda-benda yang ada di luar angkasa dengan menggunakan teropong bintang dilakukan dengan mata tidak berakomodasi.

Bayangan yang dihasilkan dari teropong bintang bersifat terbalik, nyata, dan diperkecil.

Teropong Bumi

Teropong bumi biasa disebut dengan teropong yojana atau teropong medan. Teropong bumi mempunyai tiga buah lensa cembung, ada lensa okuler, lensa objektif, dan lensa pembalik.

Bayangan yang terbentuk dari teropong bumi bersifat tegak, nyata, dan diperkecil. Bayangan benda dari teropong bumi bersifat tegak karena adanya lensa pembalik yang berfungsi untuk membalik bayangan dari lensa objektif.

Periskop

Periskop suatu alat optik yang fungsinya untuk mengamati benda dalam jarak yang jauh atau berada pada sudut tertentu. Bentuknya sederhana, hanya berupa tabung yang dilengkapi dengan cermin/prisma di ujungnya. Prisma ini hanya memantulkan cahaya yang datar sejajar padanya, lalu kemudian diatur sedemikian rupa sehingga membentuk sudut 45 derajat terhadap sumbu tabung.

Periskop biasa digunakan pada tank dan kapal selam. untuk cara kerjanya di kapal selam navigator memanfaatkannya untuk memantau situasi atau gerak-gerik yang terjadi pada permukaan laut.

Periskop mempunyai dua buah lensa cembung yaitu lensa objektif dan lensa okuler serta dilengkapi dengan dua buah prisma siku-siku sama kaki. ketika sebuah cahaya mengenai lensa yang objektif, maka cahaya tersebut akan diteruskan menuju prisma siku-siku pertama. Prisma dari siku-siku pertama akan memantulkan berkas cahaya tersebut menuju ke prisma siku-siku kedua. Berkas cahaya yang menembus ke prisma siku-siku kedua maka akan diteruskan ke lensa okuler.

Contoh Soal dan Jawaban Alat Optik

Cindy menderita rabun dekat mempunyai titik dekat 50 cm. Jika ingin membaca dengan jarak normal (25 cm), maka berapa kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai Reni?

Penyelesaian:

Diketahui:

s = 25 cm

s’ = -50 cm (tanda negatif menunjukkan bayangan bersifat maya, di depan lensa)

Ditanyakan: P = …?

Jawab:

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/25 – 1/50

1/f = 2/50 – 1/50

1/f = 1/50

f = 50 cm = 0,5 m

P = 1/f = 1/0,5 = 2 dioptri

Jadi, kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai Cindy adalah 2 dioptri.

Jika lensa mata dianggap sferis bola dengan jarak permukaan depan lensa dengan retina 3 cm, hitunglah: kuat lensa mata normal, perubahan kekuatan lensa mata dan kuat lensa mata normal dan perubahan kekuatan lensa!

Jawaban:

■ Kuat lensa mata normal ketika mata melihat benda yang jauh sekali (mata tidak berakomodasi) dan ketika melihat benda pada jarak 25 cm (mata berkomodasi maksimum).

■ Perubahan kekuatan lensa mata dari tidak berakomodasi sampai berakomodasi maksimum.

Penyelesaian:

Diketahui:

s’ = 3 cm

s = ~

Ditanyakan: kuat lensa mata normal saat tidak berakomodasi dan saat berakomodasi maksimum serta perubah kekuatan lensa.

Jawab:

■ Kuat lensa mata normal

Pada saat mata tidak berakomodasi (s = ~)

1/f = 1/s + 1/s’

⇒ 1/f = (1/~) + (1/3)

⇒ 1/f = 0 + 1/3

⇒ 1/f = 1/3

⇒ f = 3 cm = 0,03 m

Dengan demikian, daya lensa untuk mata tidak berakomodasi adalah sebagai berikut.

P = 1/f

⇒ P = 1/0,03

⇒ P = 33,3 dioptri

Pada saat mata berakomodasi (s = 25 cm)

1/f = 1/s + 1/s’

⇒ 1/f = (1/25) + (1/3)

⇒ 1/f = (3 + 25)/75

⇒ 1/f = 28/75

⇒ f = 75/28

⇒ f = 2,7 cm = 0,027

Dengan demikian, daya lensa untuk mata berakomodasi adalah sebagai berikut.

P = 1/f

⇒ P = 1/0,027

⇒ P = 37,03 dioptri

Jadi, kuat mata normal pada saat tidak berakomodasi adalah 33,3 dioptri dan pada saat mata berakomodasi adalah 37,,03 dioptri.

■ Perubahan kekuatan lensa

∆P = 33,3 – 37,03 = −4 dioptri

Jadi, perubahan kekuatan lensa adalah −4 dioptri.

Seseorang tidak dapat melihat benda jauh tak hingga dengan jelas. Kemudian dia memeriksakan diri ke dokter mata. Untuk mengatasi kelemahan itu dia diberi saran oleh dokternya untuk memakai kaca mata dengan kekuatan -1/3 dioptri. Berapakah titik jauh mata orang tersebut?

Penyelesaian:

s = ~

P = -1/3 D

s’ = -PR

Titik jauh s’ = -PR dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan (2) yaitu sebagai berikut.

P = 100/s + 100/s’

-1/3 = (100/~) − 100/PR

-1/3 = 0 − 100/PR

-1/3 = -100/PR

PR = -100 × (-3)

PR = 300 cm

Jadi, titik jauh mata orang tersebut adalah 300 cm.

Seorang kakek penderita presbiopi memiliki titik dekat 75 cm dan titik jauh 300 cm. Agar ia dapat melihat benda yang dekat (seperti mata normal) dan dapat melihat benda jauh, berapakah jarak fokus lensa bifokal dan kuat lensa kacamata yang harus digunakan kakek tersebut?

Jawab:

Kacamata bifokal tersusun atas dua lensa bagian atas lensa negatif (cekung) agar dapat melihat jauh dan bagian bawah lensa positif (cembung) agar dapat membaca normal.

■Untuk dapat melihat jauh, s = ~ dan s’ = -300 cm

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = (1/~) – 1/300

1/f = -1/300

f = -300 cm = -3 m

P = 1/f

P = 1/(-3) = -0,33 dioptri

Jadi, untuk dapat melihat benda jauh digunakan kacamata dengan jarak fokus 3 m dan kekuata lensa -0,33 dioptri.

■Untuk dapat melihat dekat, s = 25 dan s’ = -75 cm

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/25 – 1/75

1/f = 3/75 – 1/75

1/f = 2/75

f = 75/2

f = 37,5 cm = 0,375 m

P = 1/f

P = 1/0,375 = 2,67 dioptri

Jadi, untuk dapat melihat benda dekat digunakan kacamata dengan jarak fokus 0,375 m dan kekuata lensa 2,67 dioptri.

Contoh Soal tentang Kacamata. Budi tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang berjarak di bawah 40 cm. Ia ditawari temannya kacamata minus 1 dioptri. Jika kalian menjadi Budi, apakah kalian akan menerima tawaran tersebut? Berapakah kekuatan kacamata yang harus dipakai Budi agar dapat melihat benda secara normal?

Penyelesaian:

Diketahui: PP = sn = 40 cm

Ditanyakan: P

Jawab:

Karena Budi tidak dapat melihat dekat (mengalami rabun dekat) maka kacamata yang harus digunakan adalah kacamata berlensa positif. Jadi tawaran teman Budi tidak dapat menolong. Kekuatan kacamata yang harus dipakai dapat dicari dengan persamaan:

P	=	4	−	100
				sn

P	=	4	−	100
				40

1,5 D

Jadi, kacamata yang harus dipakai Budi adalah kacamata positif (plus) dengan kekuatan 1,5 dioptri (+1,5).

Contoh Soal tentang Kacamata. Melissa ingin membelikan kacamata untuk temannya yang hanya dapat melihat benda terjauh pada jarak 3 meter. Jenis kacamata apakah yang harus dibeli Melissa?

Penyelesaian:

Diketahui: mata miopi dengan PR = 3 m

Ditanyakan: jenis kacamata yang sesuai

Jawab:

Untuk menentukan kacamata yang sesuai, berarti kita menghitung kekuatan kacamata dengan rumus sebagai berikut:

P	=	−	1
			PR

P	=	−	1	D
			3

Jadi, kacamata yang sesuai untuk Melissa adalah kacamata negatif dengan kekuatan −1/3 dioptri.

Contoh Soal tentang Kamera. Sebuah kamera memiliki titik api 80 mm, awalnya digunakan untuk mengambil gambar benda yang cukup jauh. Kemudian, kamera digunakan untuk mengambil gambar sebuah benda yang jaraknya 2 m dari lensa. Tentukan ke mana dan berapa jauh lensa kamera harus digeser.

Jawab:

f = 80 mm = 0,08 m

■keadaan mula-mula s = ~, maka

1/s1 + 1/s1’ = 1/f

1/~ + 1/s1’ = 1/0,08

1/s1’ = 1/0,08

s1’ = 0,08 m

■keadaan akhir s2 = 2 m, maka

1/s2 + 1/s2’ = 1/f

1/2 + 1/s2’ = 1/0,08

1/s2’ = 1/0,08 – 1/2

1/s2’ = 100/8 – 1/2

1/s2’ = 100 – 4/8

1/s2’ = 96/8

s2’ = 8/96 = 0,0833 m

■besar pergeseran lensa kamera adalah sebagai berikut.

d = s2’– s1’

d = 0,0833 – 0,08

d = 0,0033 m

d = 3,3 mm

Oleh karena s2’ > s1’ maka d > 0, artinya lensa kamera harus digeser menjauhi film.

Contoh Soal tentang Kamera. Jarak fokus lensa sebuah kamera adalah 50 mm. Kamera tersebut diatur untuk memfokuskan bayangan benda pada jauh tak terhingga. Berapa jauh lensa kamera harus digeser agar dapat memfokuskan bayangan benda yang terletak pada jarak 2,5 m?

Jawab:

Ketika digunakan untuk memfokuskan benda yang letaknya jauh di tak terhingga, bayangan benda tersebut akan tepat berada di titik fokus lensa. Dengan kata lain, s’ = f = 50 mm. Ketika jarak benda ke lensa, s = 2,5 m = 2.500 mm, bayangannya adalah sebagai berikut.

1/s + 1/s’ = 1/f

1/2.500 + 1/s’ = 1/50

1/s’ = 1/50 – 1/2.500

1/s’ = 50 – 1/2.500

1/s’ = 49/2.500

s’ = 2.500/49

s’ = 51,02 mm

Dengan demikian, lensa harus digeser sejauh 51,02 mm – 50 mm = 1,02 mm.

Contoh Soal tentang Lup (Kaca Pembesar). Seorang tukang arloji bermata normal menggunakan lup yang berkekuatan 10 dioptri. Tentukanlah jarak benda ke lup dan perbesaran anguler lup jika mata tukang arloji berakomodasi maksimum!

Penyelesaian:

Diketahui:

s’ = −sn = −25 cm (mata normal)

P = 10 dioptri → f = 1/P = 1/10 = 0,1 m = 10 cm

Ditanyakan: s dan M untuk mata berakomodasi maksimum.

Jawab:

■Menentukan jarak benda (s) ke lup

Untuk menentukan jarak bayangan benda atau s dari lup, maka kita gunakan persamaan yang berlaku pada lensa cembung, yaitu sebagai berikut.

1	=	1	+	1
f	=	s	+	s’

1	=	1	+	1
10	=	s	+	−25

1	=	1	+	1
s	=	10	+	25

1	=	5 + 2
s	=	50

1	=	7
s	=	50

s	=	50	= 71/7
		7

Jadi jarak benda ke lup adalah 71/7 cm.

■Menentukan perbesaran anguler lup

Perbesaran sudut lup untuk penggunaan dengan mata berakomodasi maksimum dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut.

M	=	sn	+ 1
		f

M	=	25 cm	+ 1
		10 cm

M = 2,5 + 1 = 3,5

Jadi, perbesaran anguler lup untuk mata berakomodasi maksimum adalah 3,5 kali.

Contoh Soal tentang Lup (Kaca Pembesar). Sebuah lup berfokus 5 cm digunakan untuk mengamati benda yang panjangnya 4 mm. tentukanlah panjang bayangan benda apabila mata tidak berakomodasi!

Penyelesaian:

Diketahui:

sn = 25 cm

f = 5 cm

h = 4 mm = 0,4 cm

Ditanyakan: h’ untuk mata tidak berakomodasi

Jawab:

Untuk menentukan panjang bayangan (h’), pertama kita hitung dahulu perbesaran anguler lup untuk mata tidak berakomodasi yaitu sebagai berikut.

M	=	sn
		f

M	=	25 cm
		5 cm

M = 5 kali

Selanjutnya, panjang bayangan kita tentukan dengan menggunakan rumus perbesaran bayangan pada lensa cembung, yaitu sebagai berikut.

M	=	h’
		h

h’ = M × h

h’ = 5 × 0,4

h’ = 2

Jadi, panjang bayangan saat menggunakan lup untuk keadaan mata berakomodasi maksimum adalah 2 cm.

Contoh Soal tentang Lup (Kaca Pembesar). Seseorang mengamati sebuah benda dengan menggunakan lup berkekuatan 10 dioptri. Apabila titik dekat mata orang tersebut adalah 25 cm, berapakah perbesaran lup itu jika mata berakomodasi pada jarak 50 cm?

Penyelesaian:

Diketahui:

PP = 25 cm

P = 10 dioptri →1/f = 10, maka f = 0,1 m = 10 cm

x = 50 cm

Ditanyakan: Manguler ketika mata berakomodasi pada jarak 50 cm.

Jawab:

Perbesaran anguler lup dihitung untuk mata berakomodasi pada jarak 50 cm dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

Manguler	=	PP	+	PP
		f		x

Manguler	=	25	+	25
		10		50

M = 2,5 + 0,5 = 3

Jadi, perbesaran anguler lup untuk penggunaan mata berakomodasi pada jarak 50 cm adalah 3 kali.

Contoh Soal tentang Mikroskop. Sebuah mikroskop memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 2 cm dan lensa okuler dengan jarak fokus 6 cm. Jika jarak antarlensa 26 cm, hitunglah perbesaran total mikroskop pada saat mata berakomodasi maksimum.

Penyelesaian:

Diketahui:

fob = 2 cm

L = 26 cm

fok = 6 cm

Ditanyakan: M untuk mata berakomodasi maksimum

Jawab:

Pertama, kita hitung terlebih dahulu jarak benda oleh lensa okuler (sok). Perbesaran pada saat mata berakomodasi maksimum, mata dianggap normal (s’ok = −25 cm). Dengan menggunakan rumus pada lensa cembung, maka:

1	=	1	+	1
fok	=	sok	+	s’ok

1	=	1	−	1
sok	=	fok	−	s’ok

1	=	s’ok − fok
sok	=	fok s’ok

sok	=	fok s’ok
		s’ok − fok

sok	=	(6 cm)(−25 cm)
		(−25 cm) – (6 cm)

sok	=	−150 cm
		−31 cm

sok

4,84 cm

Kedua, kita tentukan jarak bayangan oleh lensa objektif (s’ob). Berdasarkan rumus panjang mikroskop, maka kita peroleh besar s’ob yaitu sebagai berikut.

L = s’ob + sok

26 cm = s’ob + 4,84 cm

s’ob = 26 cm – 4,84 cm

s’ob = 21,16 cm

ketiga, kita tentukan jarak benda oleh lensa objektif (sob). Dengan menggunakan rumus lensa tipis, maka kita peroleh:

1	=	1	+	1
fob	=	sob	+	s’ob

1	=	1	−	1
sob	=	fob	−	s’ob

1	=	s’ob − fob
sob	=	fob s’ob

sob	=	fob s’ob
		s’ob − fob

sob	=	(2 cm)(21,16 cm)
		(21,16 cm) – (2 cm)

sob	=	42,32 cm
		19,16 cm

sob

2,2 cm

Dari hasil perhitungan-perhitungan di atas, maka perbesaran lensa objektif (Mob) dan perbesaran lensa okuler (Mok) adalah sebagai berikut.

Mob	=	s’ob	=	21,16 cm	= 9,6 kali
		sob		2,2 cm

Mok	=	sn	+ 1	=	25 cm	+ 1	5,17 kali
		fok			6 cm

Jadi, perbesaran total mikroskop pada saat mata berakomodasi maksimum adalah sebagai berikut.

M = mob × mok

M = 9,6 × 5,17

M = 49,6 kali.

Contoh Soal tentang Mikroskop. Sebuah mikroskop disusun dari dua lensa positif. Lensa objektif dan lensa okuler masing-masing memiliki jarak fokus 3 cm dan 10 cm. Jika sebuah benda ditempatkan 3,5 cm di depan lensa objektif maka tentukan perbesaran dan panjang mikroskop untuk mata tidak berakomodasi.

Penyelesaian:

Diketahui:

fob = 3 cm

fok = 10 cm

sob = 3,5 cm

Dari sob dan fob dapat ditentukan jarak bayangan lensa objektif yaitu sebagai berikut.

1	=	1	−	1
s’ob	=	fob	−	sob

1	=	1	−	1
s’ob	=	3	−	3,5

1	=	7 – 6
s’ob	=	21

s’ob	=	21	= 21
		1

Jadi, jarak bayangan oleh lensa objektifnya adalah s’ob = 21 cm

Ditanya: M dan L mikroskop untuk mata tidak berakomodasi

Jawab:

Pada saat mata tidak berakomodasi, maka perbesaran total mikroskop dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut.

M	=	s’ob	×	sn
		sob		fok

M	=	21	×	25
		3,5		10

M	=	525	=15
		35

Dan panjang mikroskop pada mata tidak berakomodasi dihitung dengan menggunakan persamaan (5) yaitu sebagai berikut.

L = s’ob + fok

L = 21 + 10 = 31 cm

Dengan demikian kita peroleh perbesaran total mikroskop dan panjang mikroskop untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi yaitu berturut-turut 15 kali dan 31 cm.

Contoh Soal tentang alat optik: Teropong Bintang (Astronomi). Sebuah teropong bintang yang jarak fokus lensa objektifnya 50 cm diarahkan ke pusat bulan. Jika mata tidak berakomodasi diperoleh perbesaran 10 kali. Maka tentukanlah jarak fokus lensa okuler dan panjanag tubus teropong!

Penyelesaian:

Diketahui:

fob = 50 cm

M = 10x

Ditanyakan: fok dan d

Jawab:

Karena mata tidak berakomodasi, maka perbesaran teropong bintang memenuhi persamaan berikut.

M	=	fob
		fok

10	=	50
		fok

fok	=	50
		10

fok = 5 cm

Untuk mata tidak berakomodasi, panjang tubus teropong dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

d = fob + fok

⇒ d = 50 cm + 5 cm

⇒ d = 55 cm

Dengan demikian, jarak fokus lensa okuler dan panjang tubus teropong bintang tersebut berturut-turut adalah 5 cm dan 55 cm.

Contoh Soal tentang Teropong Bumi (Medan). Sebuah teropong Bumi dengan jarak fokus lensa objektif, pembalik dan okuler berturut-turut 80 cm, 5 cm dan 20 cm. Teropong ini digunakan untuk melihat benda jauh oleh orang bermata normal dengan berakomodasi maksimum. Tentukanlah perbesaran sudut dan panjang tubusnya.

Penyelesaian:

Diketahui:

fob = 80 cm

fp = 5 cm

fok = 20 cm

s’ok = titik dekat mata normal = -25 cm

Ditanyakan: M dan d

Jawab:

Karena mata berakomodasi maksimum, maka perbesaran sudut teropong Bumi dapat kita cari menggunakan persamaan berikut.

M	=	fob
		sok

Oleh karena jarak benda pada lensa okuler (sok) belum diketahui, maka kita tentukan dahulu menggunakan persamaan yang berlaku pada lensa yaitu sebagai berikut.

1	+	1	=	1
sok	+	s’ok	=	fok

1	+	1	=	1
sok	+	-25	=	20

1	=	1	+	1
sok	=	20	+	25

1	=	5 + 4
sok	=	100

1	=	9
sok	=	100

sok	=	100	= 11,1 cm
		9

Dengan demikian, perbesaran sudutnya adalah:

M	=	fob
		sok

M	=	80	= 7,2 kali
		11,1

Dan panjang tubus teropong dapat kita tentukan dengan menggunakan persamaan berikut.

d = fob + 4fp + sok

⇒ d = 80 cm + 4(5) cm + 11,1 cm

⇒ d = 80 cm + 20 cm + 11,1 cm = 111,1 cm

Jadi, perbesaran sudut dan panjang teropong Bumi tersebut adalah 7,2 kali dan 111,1 cm.

Contoh Soal tentang Teropong Panggung (Galileo). Sebuah teropong panggung dengan jarak fokus lensa objektif dan okulernya berturut-turut adalah 50 cm dan 5 cm. Teropong tersebut digunakan untuk melihat bintang oleh orang yang bermata normal tanpa berakomodasi. Tentukanlah perbesaran sudut dan panjang tubusnya.

Penyelesaian:
Diketahui:

fob = 50 cm

fok = −5 cm

Ditanyakan: M dan d

Jawab:

■Untuk penggunaan dengan mata tanpa akomodasi, perbesaran sudut teropong panggung dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut.

M	=	fob
		fok

M	=	50
		−5

Jadi, perbesaran sudutnya adalah 10 kali.

■Panjang teropong dihitung dengan rumus berikut.

d = fob + fok

d = 50 + (−5)

d = 45

Jadi, panjang tubung teropong panggung tersebut adalah 45 cm.

Contoh Soal alat optik: Teropong Panggung (Galileo). Sebuah teleskop Galilei yang memiliki perbesaran anguler 16 kali dan memiliki jarak fokus objektif 160 cm, digunakan untuk menyelidiki sebuah benda yang terletak sangat jauh. Hitunglah panjang teleskop Galilei ini apabil pada saat pengamatan, mata pengamat tidak berakomodasi.

Penyelesaian:

Diketahui:

M = 16 kali

fob = 160 cm

ditanyakan: d … ?

Jawab:
Karena mata dalam keadaan tidak berakomodasi, maka rumus perbesaran anguler teleskop adalah sebagai berikut.

M	=	fob
		fok

16	=	160
		fok

fok	=	160
		16

fok

Karena lensa okuler teropong panggung adalah lensa cekung, maka jarak fokusnya berharga negatif yaitu:

fok = −10 cm

Dengan demikian, panjang teropong tersebut adalah sebagai berikut.

d = fob + fok

d = 160 + (–10)

d = 150

jadi, panjang teleskop Galilei adalah 150 cm atau 1,5 m.

Seseorang bermata hipermetropi supaya dapat melihat dengan normal harus menggunakan kacamata yang kuat lensanya +2 dioptri. Maka jarak terdekat yang dapat dilihat orang tersebut tanpa kacamata adalah…

A. 2,5 cm
B. 15 cm
C. 50 cm
D. 60 cm
E. 100 cm

Pembahasan

Diketahui :

Kuat lensa (P) = +2 dioptri

Ditanya : Jarak terdekat yang dapat dilihat orang tersebut tanpa kaca mata

Jawab :

Lensa cekung atau cembung ?

Kekuatan lensa bertanda positif karenanya lensa yang digunakan adalah lensa positif alias lensa cembung alias lensa konvergen.

Berapa panjang fokus lensa tersebut ?

P = 1/f
2 = 1/f
f = 1/ 2 = 0,5 meter = 50 cm

Panjang fokus lensa cembung adalah 50 cm.

Bacaan Lainnya

Pasang iklan gratis di toko pinter — Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan?
Pasang iklan & promosikan jualan Anda sekarang juga! **100% GRATIS** di: www.TokoPinter.com

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: CK12, Byjus

Alat Optik | Penjelasan, Macam-Macam dan Fungsi dari Alat Optik | Soal dan Jawaban

Macam-Macam dan Fungsi dari Alat Optik

Mata

Kacamata

Kekuatan atau daya lensa dirumuskan dengan:

Untuk mencari jarak fokus lensa, kita bisa mendapatkannya dengan menggunakan rumus:

Kamera

Lup (kaca pembesar)

Mikroskop

Perbesaran total mikroskop dapat dirumuskan dengan:

Untuk perbesaran lensa objektif, dapat dihitung dengan rumus:

Sedangkan, untuk perbesaran lensa okuler dengan mata berakomodasi maksimum:

Dengan menjumlahkan jarak bayangan dari lensa objektif ke lensa objektif dan lensa objektif ke lensa okuler, kita dapat mengetahui panjang mikroskop yang dituliskan dengan:

Struktur mikroskop

Teleskop (teropong)

Untuk perbesaran teropong pada saat mata tidak berakomodasi dapat dihitung dengan rumus:

Sedangkan, untuk perbesaran teropong dengan mata berakomodasi maksimum:

Teropong bintang

Teropong Bumi

Periskop

Contoh Soal dan Jawaban Alat Optik

Cindy menderita rabun dekat mempunyai titik dekat 50 cm. Jika ingin membaca dengan jarak normal (25 cm), maka berapa kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai Reni?

Jika lensa mata dianggap sferis bola dengan jarak permukaan depan lensa dengan retina 3 cm, hitunglah: kuat lensa mata normal, perubahan kekuatan lensa mata dan kuat lensa mata normal dan perubahan kekuatan lensa!

Seseorang tidak dapat melihat benda jauh tak hingga dengan jelas. Kemudian dia memeriksakan diri ke dokter mata. Untuk mengatasi kelemahan itu dia diberi saran oleh dokternya untuk memakai kaca mata dengan kekuatan -1/3 dioptri. Berapakah titik jauh mata orang tersebut?

Seorang kakek penderita presbiopi memiliki titik dekat 75 cm dan titik jauh 300 cm. Agar ia dapat melihat benda yang dekat (seperti mata normal) dan dapat melihat benda jauh, berapakah jarak fokus lensa bifokal dan kuat lensa kacamata yang harus digunakan kakek tersebut?

Contoh Soal tentang Kacamata. Melissa ingin membelikan kacamata untuk temannya yang hanya dapat melihat benda terjauh pada jarak 3 meter. Jenis kacamata apakah yang harus dibeli Melissa?

Contoh Soal tentang Mikroskop. Sebuah mikroskop memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 2 cm dan lensa okuler dengan jarak fokus 6 cm. Jika jarak antarlensa 26 cm, hitunglah perbesaran total mikroskop pada saat mata berakomodasi maksimum.

Contoh Soal tentang alat optik: Teropong Bintang (Astronomi). Sebuah teropong bintang yang jarak fokus lensa objektifnya 50 cm diarahkan ke pusat bulan. Jika mata tidak berakomodasi diperoleh perbesaran 10 kali. Maka tentukanlah jarak fokus lensa okuler dan panjanag tubus teropong!

Seseorang bermata hipermetropi supaya dapat melihat dengan normal harus menggunakan kacamata yang kuat lensanya +2 dioptri. Maka jarak terdekat yang dapat dilihat orang tersebut tanpa kacamata adalah…

Bacaan Lainnya

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Rahasia Kehidupan Harimau: Mengenal Lebih Dekat dengan Sang Raja…

Asteroid Apophis “Dewa Kekacauan” dan Bumi: data baru pada…

Keajaiban Bintang Jatuh (Shooting Stars): Gemerlap Meteor di Langit…

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan