Alat-Alat Optik : Mata dan Kacamata,
Kamera, Lup, Mikroskop, Teropong
Pada artikel ini, Anda akan diajak
untuk dapat menerapkan konsep dan prinsip kerja alat-alat optik dengan cara
menganalisis alat-alat optik secara kuantitatif serta menerapkan alat-alat
optik dalam kehidupan
Bukan hanya kamera yang termasuk
alat optik, tetapi masih terdapat banyak benda yang termasuk alat optik,
seperti lup, mikroskop, dan teropong. Bahkan, mata kita juga termasuk ke dalam
alat optik.
A. Mata dan Kacamata
1. Mata
Mata merupakan alat optik alamiah,
ciptaan Tuhan yang sangat berharga. Diagram sederhana mata manusia adalah
seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1(a). Bagian depan mata yang memiliki
lengkung lebih tajam dan dilapisi selaput cahaya disebut kornea. Tepat di
belakang kornea terdapat cairan (aquaeous humor). Cairan ini berfungsi untuk
membiaskan cahaya yang masuk ke mata. Intensitas cahaya yang masuk ke mata
diatur oleh pupil, yakni celah lingkaran yang dibentuk oleh iris. Iris sendiri
merupakan selaput yang selain berfungsi membentuk pupil, juga berfungsi sebagai
pemberi warna pada mata (hitam, biru, atau coklat). Setelah melewati pupil,
cahaya masuk ke lensa mata. Lensa mata ini berfungsi untuk membentuk bayangan
nyata sedemikian sehingga jatuh tepat di retina. Bayangan yang ditangkap retina
bersifat nyata dan terbalik.
Mata memiliki daya akomodasi, yakni kemampuan untuk
mengubahubah jarak fokus lensa mata sehingga bayangan benda yang dilihat selalu
jatuh tepat di retina. Jarak fokus lensa mata diubah dengan cara mengatur
ketebalannya (menipis atau menebal) yang dilakukan oleh otot siliar. Daya
akomodasi ini memungkinkan mata dapat melihat dengan jelas setiap benda yang
dilihatnya, meskipun jaraknya berbeda-beda di depan mata.
Akan
tetapi, meskipun memiliki daya akomodasi, mata memiliki keterbatasan jangkauan
pandang. Mata tidak dapat melihat benda yang terlalu dekat atau terlalu jauh.
Sebagai contoh, mampukah Anda melihat partikel debu yang masuk/menempel pada
kornea mata Anda? Atau sebaliknya, mampukah Anda melihat dengan jelas benda
yang sangat jauh sekali? Tentu tidak, bukan? Jarak titik terdekat dari mata
yang masih dapat dilihat dengan jelas disebut titik dekat, sedangkan jarak
titik terjauh dari mata yang masih dapat dilihat dengan jelas disebut titik
jauh. Ketika mata melihat pada titik dekatnya, mata dalam keadaan berakomodasi
maksimum dan ketika mata melihat pada titik jauhnya, mata dalam keadaan tanpa
akomodasi.
Berdasarkan jangkauan pandang ini,
mata dibedakan menjadi mata normal (emetropi) dan mata cacat. Mata normal
memiliki jangkauan pandang dari 25 cm sampai takhingga. Dengan kata lain, titik
dekat mata normal adalah 25 cm, sedangkan titik jauhnya takhingga (jauh
sekali). Mata yang jangkauan pandangnya tidak sama dengan jangkauan pandang
mata normal disebut mata cacat, yang terdiri dari miopi, hipermetropi, dan
presbiopi.
Miopi atau rabun jauh adalah mata
yang hanya dapat melihat dengan jelas benda-benda dekat. Mata miopi memiliki
titik dekat lebih dekat dari 25 cm dan titik jauh terbatas pada jarak tertentu.
Miopi biasanya disebabkan oleh bola
mata yang terlalu lonjong, bahkan kadang-kadang lengkungan korneanya terlalu
besar. Pada mata miopi, bayangan benda jauh jatuh di depan retina,. Akibatnya,
bayangan benda jauh akan tampak kabur.
Hipermetropi atau rabun dekat adalah
mata yang tidak dapat melihat benda-benda dekat dengan jelas. Mata hipermetropi
memiliki titik dekat lebih jauh dari 25 cm dan titik jauhnya takhingga.
Meskipun dapat melihat dengan jelas benda-benda jauh, titik dekat yang lebih
besar dari 25 cm membuat mata hipermetropi mengalami kesulitan untuk membaca
pada jarak baca normal. Cacat mata ini disebabkan oleh bola mata yang terlalu
memipih atau lengkungan korneanya kurang. Ketika mata hipermetropi digunakan
untuk melihat benda-benda dekat, bayangan benda-benda ini akan jatuh di
belakang retina. Akibatnya, bayangan benda dekat menjadi terlihat kabur.
2. Kacamata
Kacamata
merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengatasi cacat mata.
Kacamata terdiri dari lensa cekung atau lensa cembung, dan frame atau kerangka
tempat lensa berada, seperti yang dapat Anda lihat pada Gambar 5. Fungsi dari
kacamata adalah mengatur supaya bayangan benda yang tidak dapat dilihat dengan
jelas oleh mata menjadi jatuh di titik dekat atau di titik jauh mata,
bergantung pada jenis cacat matanya. Di SMP, Anda telah mempelajari bahwa jika sebuah
benda berada di depan sebuah lensa, bayangan akan dibentuk oleh lensa tersebut.
Jauh dekatnya bayangan terhadap lensa, bergantung pada letak benda dan jarak
fokus lensa.
B. Kamera
Kamera
merupakan alat optik yang menyerupai mata. Elemen-elemen dasar lensa adalah
sebuah lensa cembung, celah diafragma, dan film (pelat sensitif). Lensa cembung
berfungsi untuk membentuk bayangan benda, celah diafragma berfungsi untuk
mengatur intensitas cahaya yang masuk, dan film berfungsi untuk menangkap
bayangan yang dibentuk lensa. Film terbuat dari bahan yang mengandung zat kimia
yang sensitif terhadap cahaya (berubah ketika cahaya mengenai bahan tersebut).
Pada mata, ketiga elemen dasar ini menyerupai lensa mata (lensa cembung), iris
(celah diafragma), dan retina (film).
Prinsip kerja kamera secara umum
sebagai berikut. Objek yang hendak difoto harus berada di depan lensa. Ketika
diafragma dibuka, cahaya yang melewati objek masuk melalui celah diafragma
menuju lensa mata. Lensa mata akan membentuk bayangan benda. Supaya bayangan
benda tepat jatuh pada film dengan jelas maka letak lensa harus digeser-geser
mendekati atau menjauhi film. Mengeser-geser lensa pada kamera, seperti
mengatur jarak fokus lensa pada mata (akomodasi)
C. Lup
Lup atau kaca pembesar (atau
sebagian orang menyebutnya suryakanta) adalah lensa cembung yang difungsikan
untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak lebih jelas dan besar,
Penggunaan lup sebagai kaca pembesar
bermula dari kenyataan bahwa objek yang ukurannya sama akan terlihat berbeda oleh
mata ketika jaraknya ke mata berbeda. Semakin dekat ke mata, semakin besar
objek tersebut dapat dilihat. Sebaliknya, semakin jauh ke mata, semakin kecil
objek tersebut dapat dilihat. Sebagai contoh, sebuah pensil ketika dilihat pada
jarak 25 cm akan tampak dua kali lebih besar daripada ketika dilihat pada jarak
50 cm. Hal ini terjadi karena sudut pandang mata terhadap objek yang berada
pada jarak 25 cm dua kali dari objek yang berjarak 50 cm.
Meskipun jarak terdekat objek yang
masih dapat dilihat dengan jelas adalah 25 cm (untuk mata normal), lup
memungkinkan Anda untuk menempatkan objek lebih dekat dari 25 cm, bahkan harus
lebih kecil daripada jarak fokus lup. Hal ini karena ketika Anda mengamati
objek dengan menggunakan lup, yang Anda lihat adalah bayangan objek, bukan
objek tersebut. Ketika objek lebih dekat ke mata, sudut pandangan mata akan
menjadi lebih besar sehingga objek terlihat lebih besar. Perbandingan sudut
pandangan mata ketika menggunakan lup dan sudut pandangan mata ketika tidak
menggunakan lup disebut perbesaran sudut lup.
D. Mikroskop
Sebuah mikroskop terdiri atas
susunan dua buah lensa positif. Lensa yang berhadapan langsung dengan objek
yang diamati disebut lensa objektif. Sementara itu, lensa tempat mata mengamati
bayangan disebut lensa okuler. Fungsi lensa okuler ini sama dengan lup
Fungsi mikroskop mirip dengan lup, yakni untuk melihat
objek-objek kecil. Akan tetapi, mikroskop dapat digunakan untuk melihat objek
yang jauh lebih kecil lagi karena perbesaran yang dihasilkannya lebih berlipat
ganda dibandingkan dengan lup. Pada mikroskop, objek yang akan diamati harus
diletakkan di depan lensa objektif pada jarak antara fob dan 2fob sehingga
bayangannya akan terbentuk pada jarak lebih besar dari 2fob di
belakang lensa objektif dengan sifat nyata dan terbalik. Bayangan pada lensa
objektif dipandang sebagai objek oleh lensa okuler dan terbentuklah bayangan
pada lensa okuler. Agar bayangan pada lensa okuler dapat dilihat atau diamati
oleh mata, bayangan ini harus berada di depan lensa okuler dan bersifat maya.
Hal ini dapat terjadi jika bayangan pada lensa objektif jatuh pada jarak kurang
dari fok dari lensa okuler.
E.
Teropong
Teropong atau teleskop merupakan alat optik yang digunakan
untuk melihat objek-objek yang sangat jauh agar tampak lebih dekat dan jelas.
Benda-benda langit, seperti bulan, planet, dan bintang dapat diamati dengan
bantuan teropong. Dengan adanya teropong, banyak hal-hal yang berkaitan dengan
luar angkasa telah ditemukan
Secara umum ada dua jenis teropong, yaitu teropong bias dan
teropong pantul. Perbedaan antara keduanya terletak pada objektifnya. Pada
teropong bias, objektifnya menggunakan lensa, yakni lensa objektif, sedangkan
pada teropong pantul objektifnya menggunakan cermin.
No comments:
Post a Comment