OPTIK
Pengertian Optik, Macam,
Jenis, Konsep dan Geometris Adalah cabang fisika yang
menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Optik
dijelaskan dan ditandai dengan fenomena optik dan alat yang bekerja berdasarkan
prinsip cahaya. Alat optik membuat hidup manusia lebih mudah
Pengertian
Optik
Alat optik merupakan alat yang bekerja
berdasarkan prinsip cahaya. Alat optik membuat hidup manusia lebih mudah dan
berarti. Anda dapat menikmati keindahan alam semesta, mengabadikan saat-saat
terindah pada lembaran foto, atau bahkan bisa membuat sehelai rambut di kepala menjadi
terlihat sebesar lengan.
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.Bidang optik biasanya menggambarkan sifat cahaya tampak, sinar
inframerah dan ultraviolet, tetapi sebagai cahaya adalah gelombang
elektromagnetik, fenomena yang sama juga terjadi dalam bentuk sinar-X,
gelombang mikro, gelombang radio, dan lainnya gejala radiasi elektromagnetikdan
mirip maupun pada balok muatan partikel (balok dibebankan). Optik secara umum
dapat dianggap sebagai bagian darikeelektromagnetan. Beberapa gejala optis
bergantung pada sifat kuantum cahaya yang terkait dengan beberapa bidang optik
kuantum hinggamekanika. Dalam prakteknya, sebagian besar fenomena optik dapat
dihitung dengan menggunakan sifat daricahaya elektromagnetik, seperti yang
dijelaskan oleh persamaan Maxwell.
Bidang optik memiliki identitas,
masyarakat, dan konferensi. Aspek lapangansering disebut ilmu optik atau fisika
optik. Ilmu optik terapan sering disebut rekayasa optik. Aplikasi dari rekayasa
optik yang terkait khusus dengan sistem iluminasi (iluminasi) disebut rekayasa
pencahayaan. Setiap disiplin cenderung sedikit berbeda dalam aplikasi,
keterampilan teknis, fokus, dan afiliasi profesionalnya. Inovasi lebih baru
dalam rekayasa optik sering dikategorikan sebagai fotonika atau Optoelektronik.
Batas-batas antara bidang ini dan “optik” yang tidak jelas, dan istilah yang
digunakan berbeda di berbagai belahan dunia dan dalam berbagai bidang industri.
Karena aplikasi yang luas dari ilmu
“cahaya” untuk aplikasi dunia nyata, ilmu optik dan rekayasa optik cenderung
sangat interdisipliner. Ilmu optik merupakan bagian dari berbagai disiplin
terkait termasuk elektro, fisika, psikologi, kedokteran (khususnya optalmologidan
optometri), dan lain-lain. Selain itu, perilaku optik yang paling lengkap,
seperti dijelaskan dalam fisika, tidak selalu rumit untuk kebanyakan masalah,
jadi model sederhana dapat digunakan. Model sederhana ini cukup untuk
menjelaskan sebagian besar perilaku fenomena optik dan mengabaikan relevan dan
/ atau tidak terdeteksi pada suatu sistem.
Dalam ruang bebas dengan kecepatan gelombang
bepergian c = 3 × 10 ^ 8 meter / detik. Ketika memasuki medium tertentu
(dielectric atau nonconducting) gelombang dengan kecepatan v, yang merupakan
karakteristik dari bahan dan kurang dari cahaya besarnyakecepatan sendiri (c).
Perbandingan kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya dalam
medium adalah indeks bias bahan n sebagai berikut: n = c / v
Macam dan Jenis Alat Optik
Mata
Setiap manusia memiliki alat optik
tercanggih yang pernah ada, yaitu mata. Mata merupakan bagian dari pancaindra
yang berfungsi untuk melihat. Mata membantu kita menikmati keindahan alam,
melihat teman-teman, mengamati benda-benda di sekeliling, dan masih banyak lagi
yang dapat kita nikmati melalui mata. Coba bayangkan bila manusia tidak
mempunyai mata atau mata kita buta, tentu dunia ini terlihat gelap gulita.
Apabila diamati, ternyata mata terdiri
atas beberapa bagian yang masing-masing mempunyai fungsi berbeda-beda tetapi
saling mendukung. Bagian-bagian mata yang penting tersebut, antara lain,
kornea, pupil, iris, aquaeus humour, otot akomodasi, lensa mata, retina,
vitreous humour, bintik kuning, bintik buta, dan saraf mata.
- Kornea merupakan
bagian luar mata yang tipis, lunak, dan transparan. Kornea berfungsi
menerima dan meneruskan cahaya yang masuk pada mata, serta melindungi
bagian mata yang sensitif di bawahnya.
- Pupil merupakan celah
sempit berbentuk lingkaran dan berfungsi agar cahaya dapat masuk ke dalam
mata.
- Iris adalah selaput
berwarna hitam, biru, atau coklat yang berfungsi untuk mengatur besar
kecilnya pupil. Warna inilah yang Anda lihat sebagai warna mata seseorang.
- Aquaeus Humour.Aquaeus humour merupakan cairan di depan
lensa mata untuk membiaskan cahaya ke dalam mata.
- Otot Akomodasi.Otot akomodasi adalah otot yang menempel pada
lensa mata dan berfungsi untuk mengatur tebal dan tipisnya lensa mata.
- Lensa Mata.Lensa mata berbentuk cembung, berserat,
elastis, dan bening. Lensa ini berfungsi untuk membiaskan cahaya dari
benda supaya terbentuk bayangan pada retina.
- Retina adalah bagian
belakang mata yang berfungsi sebagai tempat terbentuknya bayangan.
- Vitreous Humour.Vitreous humour adalah cairan di dalam bola
mata yang berfungsi untuk meneruskan cahaya dari lensa ke retina.
- Bintik Kuning. Bintik kuning adalah bagian dari retina yang
berfungsi sebagai tempat terbentuknya bayangan yang jelas.
- Bintik Buta.Bintik buta adalah bagian dari retina yang
apabila bayangan jatuh pada bagian ini, maka bayangan tampak tidak jelas
atau kabur.
- Saraf Mata.Saraf mata befungsi untuk meneruskan
rangsangan bayangan dari retina menuju ke otak.
Daya Akomodasi Mata
Bola mata Anda bentuknya tetap,
sehingga jarak lensa mata ke retina juga tetap. Hal ini berarti jarak bayangan
yang dibentuk lensa mata selalu tetap, padahal jarak benda yang kita lihat
berbeda. Bagaimana supaya kita tetap dapat melihat benda dengan jarak bayangan
yang terbentuk tetap, meskipun jarak benda yang dilihat berubah? Tentu kita
harus mengubah jarak fokus lensa mata, dengan cara mengubah kecembungan lensa
mata. Hal inilah yang menyebabkan kita bisa melihat benda yang memiliki jarak
berbeda tanpa mengalami kesulitan. Kemampuan ini merupakan karunia Tuhan yang
sampai sekarang manusia belum bisa menirunya.
Lensa mata dapat mencembung atau pun
memipih secara otomatis karena adanya otot akomodasi (otot siliar). Untuk
melihat benda yang letaknya dekat, otot siliar menegang sehingga lensa mata
mencembung dan sebaliknya untuk melihat benda yang letaknya jauh, otot siliar
mengendur (rileks), sehingga lensa mata memipih. Kemampuan otot mata untuk
menebalkan atau memipihkan lensa mata disebut daya akomodasi mata.
Agar benda/objek dapat terlihat jelas,
objek harus terletak pada daerah penglihatan mata, yaitu antara titik dekat dan
titik jauh mata. Titik dekat (punctum proximum = pp) adalah
titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata (± 25 cm). Pada
titik dekat ini lensa mata akan mencembung maksimal. Titik jauh (punctum
remotum = pr) adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan
jelas oleh mata, jaraknya tak terhingga. Pada titik jauh ini, lensa mata akan
memipih maksimal.
Cacat Mata
Tidak semua mata manusia dapat
membentuk bayangan tepat pada retina, ada mata yang mengalami anomali. Hal ini
dapat terjadi karena daya akomodasi mata sudah berkurang sehingga titik jauh
atau titik dekat mata sudah bergeser. Keadaan mata yang demikian disebut cacat
mata.
Cacat mata yang diderita seseorang
dapat disebabkan oleh kerja mata (kebiasaan mata) yang berlebihan atau cacat
sejak lahir.
- Miopi (Rabun Jauh)
Miopi adalah kondisi mata yang tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh. Penderita miopi titik jauhnya lebih dekat daripada tak terhingga (titik jauh < ~) dan titik dekatnya kurang dari 25 cm. Hal ini terjadi karena lensa mata tidak dapat dipipihkan sebagaimana mestinya sehingga bayangan dari benda yang letaknya jauh akan jatuh di depan retina. Untuk dapat melihat benda-benda yang letaknya jauh agar nampak jelas, penderita miopi ditolong dengan kaca mata berlensa cekung (negatif).
Miopi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda yang dekat. Cacat mata ini sering dialami tukang jam, tukang las, operator komputer, dan sebagainya. - Hipermetropi (Rabun
Dekat)
Hipermetropi adalah cacat mata dimana mata tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat. Titik dekatnya lebih jauh daripada titik dekat mata normal (titik dekat > 25 cm).
Penderita hipermetropi hanya dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh sehingga cacat mata ini sering disebut mata terang jauh. Hipermetropi disebabkan lensa mata terlalu pipih dan sulit dicembungkan sehingga bila melihat benda-benda yang letaknya dekat, bayangannya jatuh di belakang retina. Supaya dapat melihat benda-benda yang letaknya dekat dengan jelas, penderita hipermetropi ditolong dengan kaca mata berlensa cembung (positif).
Hipermetropi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda-benda yang jauh. Cacat mata ini sering dialami oleh orang-orang yang bekerja sebagai sopir, nahkoda, pilot, masinis, dan sebagainya. - Presbiopi (Mata Tua)
Orang-orang yang sudah tua, biasanya daya akomodasinya sudah berkurang. Pada mata presbiopi, titik dekatnya lebih jauh daripada titik dekat mata normal (titik dekat > 25 cm) dan titik jauhnya lebih dekat daripada titik jauh mata normal (titik jauh < ~). Oleh karena itu, penderita presbiopi tidak dapat melihat benda-benda yang letaknya dekat maupun jauh.
Untuk dapat melihat jauh dengan jelas dan untuk membaca pada jarak normal, penderita presbiopi dapat ditolong dengan kaca mata berlensa rangkap (kacamata bifokal). Kacamata bifokal adalah kaca mata yang terdiri atas dua lensa, yaitu lensa cekung dan lensa cembung. Lensa cekung berfungsi untuk melihat benda jauh dan lensa cembung untuk melihat benda dekat/membaca. - Astigmatisma
Astigmatisma adalah cacat mata dimana kelengkungan selaput bening atau lensa mata tidak merata sehingga berkas sinar yang mengenai mata tidak dapat terpusat dengan sempurna. Cacat mata astigmatisma tidak dapat membedakan garis-garis tegak dengan garis-garis mendatar secara bersama-sama. Cacat mata ini dapat ditolong dengan kaca mata berlensa silinder.
Tipuan Mata
Selain memiliki banyak keunggulan,
mata manusia juga memiliki beberapa keterbatasan. Oleh karena itu, dalam
pengamatan dan pengukuran, mata tidak selalu memberikan hal-hal yang benar.
Perhatikan gambar berikut!
LUP
Lup atau kaca pembesar adalah alat
optik yang terdiri atas sebuah lensa cembung. Lup digunakan untuk melihat
benda-benda kecil agar nampak lebih besar dan jelas. Ada 2 cara dalam
menggunakan lup, yaitu dengan mata berakomodasi dan dengan mata tak berakomodasi.
Pada saat mata belum menggunakan lup,
benda tampak jelas bila diletakkan pada titik dekat pengamat (s = sn) sehingga
mata melihat benda dengan sudut pandang α. Pada Gambar (b), seorang pengamat
menggunakan lup dimana benda diletakkan antara titik O dan F (di ruang I) dan
diperoleh bayangan yang terletak pada titik dekat mata pengamat (s’ = sn).
Karena sudut pandang mata menjadi lebih besar, yaitu β , maka mata pengamat
berakomodasi maksimum.
Pembiasan cahaya
Pada peristiwa pembiasan, cahaya yang
datang akan diteruskan namun mengalami pembiasan atau pembelokan arah. Besarnya
sudut yang dibentuk oleh sinar bias dengan garis normal dinamakan sebagai sudut
bias. Besar kecilnya sudut bias dipengaruhi oleh sifat dari medium yang biasa
disebut sebagai indeks bias ( n ). Indeks bias merupakan
perbandingan antara laju cahaya dalam ruang hampa ( c ) dengan laju cahaya
dalam medium ( v ) atau bila dirumuskan secara matematis :
n =c/v
Dari rumusan di atas terlihat bahwa
indeks bias n berbanding terbalik dengan v.
Artinya semakin besar n maka v semakin
kecil. Hal ini yang menyebabkan cahaya yang datang dari medium dengan n besar
ke medium dengan n lebih kecil akan
dibiaskan menjauhi garis normal. Sebaliknya cahaya yang datang dari medium
dengan n lebih
kecil ke medium dengan n lebih besar akan
dibiaskan mendekati garis normal.. Lihat gambar di bawah ini.
Sudut pantul : Sudut
yang dibentuk oleh sinar pantul dengan garis normal
Sudut bias : Sudut
yang dibentuk oleh sinar bias dengan garis normal
Pembentukan bayangan pada cermin
cekung
Menggunakan lup untuk mengamati benda
dengan mata berakomodasi maksimum cepat menimbulkan lelah. Oleh karena itu,
pengamatan dengan menggunakan lup sebaiknya dilakukan dengan mata tak
berakomodasi (mata dalam keadaan rileks).
Pada kehidupan sehari-hari, lup
biasanya digunakan oleh tukang arloji, pedagang kain, pedagang intan, polisi,
dan sebagainya.
KAMERA
Kamera adalah alat yang digunakan
untuk menghasilkan bayangan fotografi pada film negatif. Pernahkah Anda
menggunakan kamera? Biasanya Anda menggunakan kamera untuk mengabadikan
kejadian-kejadian penting.
Kamera terdiri atas beberapa bagian,
antara lain, sebagai berikut :
- Lensa cembung, berfungsi untuk membiaskan cahaya yang
masuk sehingga terbentuk bayangan yang nyata, terbalik, dan diperkecil.
- Diafragma, adalah lubang kecil yang dapat diatur lebarnya dan
berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk melalui lensa.
- Apertur, berfungsi untuk mengatur besar-kecilnya diafragma.
- Pelat film, berfungsi sebagai tempat bayangan dan
menghasilkan gambar negatif, yaitu gambar yang berwarna tidak sama dengan
aslinya, tembus cahaya.
Dalam kamera terdapat lensa cembung
yang berfungsi sebagai pembentuk bayangan. Jika sebuah benda diletakkan di
ruang tiga sebuah lensa cembung akan terbentuk bayangan nyata, terbalik, dan
diperkecil. Antara kamera dan mata manusia terdapat persamaannya, yaitu benda
yang diambil oleh kamera dan benda yang dilihat mata manusia berada di ruang
tiga dan lensa kamera atau lensa mata. Sehingga terbentuk bayangan yang
sifatnya nyata, terbalik, dan diperkecil.
Pada kamera bayangan ini diusahakan
jatuh tepat di plat film yang mempunyai sifat sangat peka terhadap cahaya. Jika
plat film yang peka cahaya ini dikenai cahaya maka plat film mengalami
perubahan kimia sesuai dengan cahaya dan benda di depan kamera. Plat ini masih
peka cahaya, agar plat film ini menjadi tidak peka terhadap cahaya dalam studio
perlu dicuci atau dimasukkan ke dalam larutan kimia tertentu. Setelah plat film
dicuci atau dimasukkan ke dalam larutan kimia tadi, plat film menjadi tidak
pekat terhadap cahaya dan terlihat gambar pada plat film yang disebut gambar
negatif (negatif film). Untuk memperoleh gambar yang sesuai dengan gambar
semula yang diambil di depan kamera, film negatif ini kemudian dicetak pada
kertas film (biasanya kertas film warnanya putih). Gambar pada kertas film
merupakan gambar dan benda yang diambil di depan kamera tersebut dan disebut
gambar positif. Gambar positif sangat tergantung pada proses pembentukan
bayangan pada plat film ini, jika bayangan terjadi pada plat film ini kabur
atau kurang jelas menyebabkan hasil cetakannya nanti juga kabur atau tidak
jelas.
Untuk memperoleh hasil pemotretan yang
bagus, lensa dapat Anda geser maju mundur sampai terbentuk bayangan paling
jelas dengan jarak yang tepat, kemudian Anda tekan tombol shutter.
Pelat film menggunakan pelat seluloid
yang dilapisi dengan gelatin dan perak bromida untuk menghasilkan negatifnya.
Setelah dicuci, negatif tersebut dipakai untuk menghasilkan gambar positif
(gambar asli) pada kertas foto. Kertas foto merupakan kertas yang ditutup
dengan lapisan tipis kolodium yang dicampuri dengan perak klorida. Gambar yang
ditimbulkan pada bidang transparan disebut gambar diapositif.
MIKROSKOP
Mikroskop adalah alat yang digunakan
untuk melihat benda-benda kecil agar tampak jelas dan besar. Mikroskop terdiri
atas dua buah lensa cembung. Lensa yang dekat dengan benda yang diamati (objek)
disebut lensa objektif dan lensa yang dekat dengan pengamat disebut lensa
okuler. Mikroskop yang memiliki dua lensa disebut mikroskop cahaya lensa ganda.
Karena mikroskop terdiri atas dua
lensa positif, maka lensa objektifnya dibuat lebih kuat daripada lensa okuler
(fokus lensa objektif lebih pendek daripada fokus lensa okuler). Hal ini
dimaksudkan agar benda yang diamati kelihatan sangat besar dan mikroskop dapat
dibuat lebih praktis (lebih pendek).
Benda yang akan amati diletakkan pada
sebuah kaca preparat di depan lensa objektif dan berada di ruang II lensa
objektif ( fobj < s < 2 fobj ). Hal ini
menyebabkan bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik dan diperbesar.
Bayangan yang dibentuk lensa objektif merupakan benda bagi lensa okuler.
Untuk memperoleh bayangan yang jelas,
Anda dapat menggeser lensa okuler dengan memutar tombol pengatur. Supaya
bayangan terlihat terang, di bawah objek diletakkan sebuah cermin cekung yang
berfungsi untuk mengumpulkan cahaya dan diarahkan pada objek. Ada dua cara
dalam menggunakan mikroskop, yaitu dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan
mata tak berakomodasi.
Sifat-sifat bayangan yang terbentuk
pada mikroskop sebagai berikut.
- Bayangan yang
dibentuk lensa objektif adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.
- Bayangan yang
dibentuk lensa okuler adalah maya, tegak, dan diperbesar.
- Bayangan yang
dibentuk mikroskop adalah maya, terbalik, dan diperbesar terhadap
bendanya.
TEROPONG
Teropong atau teleskop adalah alat
yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh agar tampak lebih jelas dan
dekat. Ditinjau dari objeknya, teropong dibedakan menjadi dua, yaitu teropong
bintang dan teropong medan.
Teropong Bintang
Teropong bintang adalah teropong yang
digunakan untuk melihat atau mengamati benda-benda langit, seperti bintang,
planet, dan satelit. Nama lain teropong bintang adalah teropong astronomi.
Ditinjau dari jalannya sinar, teropong bintang dibedakan menjadi dua, yaitu
teropong bias dan teropong pantul.
- Teropong Bias
Teropong bias terdiri atas dua lensa
cembung, yaitu sebagai lensa objektif dan okuler. Sinar yang masuk ke dalam
teropong dibiaskan oleh lensa. Oleh karena itu, teropong ini disebut teropong
bias.
Benda yang diamati terletak di titik
jauh tak hingga, sehingga bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif tepat
berada pada titik fokusnya. Bayangan yang dibentuk lensa objektif merupakan
benda bagi lensa okuler. Lensa okuler berfungsi sebagai lup.
Lensa objektif mempunyai fokus lebih
panjang daripada lensa okuler (lensa okuler lebih kuat daripada lensa
objektif). Hal ini dimaksudkan agar diperoleh bayangan yang jelas dan besar.
Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif selalu bersifat nyata, terbalik, dan
diperkecil. Bayangan yang dibentuk lensa okuler bersifat maya, terbalik, dan
diperkecil terhadap benda yang diamati. Seperti pada mikroskop, teropong
bintang juga dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata
tak berakomodasi.
- Teropong Pantul
Karena jalannya sinar di dalam
teropong dengan cara memantul maka teropong ini dinamakan teropong pantul. Pada
teropong pantul, cahaya yang datang dikumpulkan oleh sebuah cermin melengkung
yang besar. Cahaya tersebut kemudian dipantulkan ke mata pengamat oleh satu
atau lebih cermin yang lebih kecil.
Teropong Medan / Teropong Bumi
Teropong medan digunakan untuk
mengamati benda-benda yang jauh di permukaan bumi. Teropong bumi terdiri atas
tiga lensa cembung, masing-masing sebagai lensa objektif, lensa pembalik, dan
lensa okuler. Lensa pembalik hanya untuk membalikkan bayangan yang dibentuk
lensa objektif, tidak untuk memperbesar bayangan.
Lensa okuler berfungsi sebagai lup.
Karena lensa pembalik hanya untuk membalikkan bayangan, maka bayangan yang
dibentuk lensa objektif harus terletak pada titik pusat kelengkungan lensa
pembalik. Lensa okuler juga dibuat lebih kuat daripada lensa objektif. Teropong
bumi atau medan sebenarnya sama dengan teropong bintang yang dilengkapi dengan
lensa pembalik.
Sifat bayangan yang dibentuk teropong
medan adalah maya, tegak, dan diperbesar. Ada teropong bumi yang hanya
menggunakan dua lensa (teropong panggung), yaitu lensa cembung sebagai lensa
objektif dan lensa cekung sebagai lensa okuler. Lensa cekung di sini berfungsi
sebagai pembalik bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif dan sekaligus
sebagai lup.
Sifat bayangan yang dibentuk maya,
tegak, dan diperbesar daripada bayangan yang dibentuk lensa objektif. Teropong
ini sering disebut teropong panggung atau teropong Belanda atau teropong
Galileo.
Teropong bumi dan teropong panggung
memang tidak bisa dibuat praktis. Untuk itu, dibuat teropong lain yang
fungsinya sama tetapi sangat praktis, yaitu teropong prisma. Disebut teropong
prisma karena pada teropong ini digunakan dua prisma yang didekatkan bersilangan
antara lensa objektif dan lensa okuler sehingga bayangan akhir yang dibentuk
bersifat maya, tegak, dan diperbesar.
PERISKOP
Periskop adalah teropong pada kapal
selam yang digunakan untuk mengamati benda-benda di permukaan laut. Periskop
terdiri atas 2 lensa cembung dan 2 prisma siku-siku sama kaki.
Jalannya sinar pada periskop adalah
sebagai berikut:
- Sinar sejajar dari
benda yang jauh menuju ke lensa obyektif.
- Prisma P1 memantulkan
sinar dari lensa objektif menuju ke prisma P2.
- Oleh prisma P2 sinar
tersebut dipantulkan lagi dan bersilangan di depan lensa okuler tepat di
titik fokus lensa okuler.
PROYEKTOR SLIDE
Proyektor slide adalah alat yang
digunakan untuk memproyeksikan gambar diapositif sehingga diperoleh bayangan
nyata dan diperbesar pada layar. Bagian-bagian yang penting pada proyektor
slide, antara lain lampu kecil yang memancarkan sinar kuat melalui pusat kaca,
cermin cekung yang berfungsi sebagai reflektor cahaya, lensa cembung untuk
membentuk bayangan pada layar, dan slide atau gambar diapositif.
OPTALMOSKUP
Alat ini dipakai untuk memeriksa
retina mata. pada gambar melukiskan bagian-bagian penting dari optalmoskup.
berkas cahaya yang datang dari sumber cahaya S yang terletak pada fokus lensa L1 dibiaskan sejajar ke cermin C. dari cermin C
sinar dpantulkan ke amta. selanjutnya dokter dapat mengamati retina
melalui lubang ditengah-tengah cermin C dan lensa L2 bertindak sebagai lup.
size=0 width="100%" noshade style='color:black' align=center>
Konsep Optika
Optika adalah cabang fisika yang
menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi.
Optika menerangkan dan diwarnai oleh gejala optis. Kata optik berasal
dari bahasa Latin ὀπτική, yang berarti tampilan.
Bidang optika memiliki identitas,
masyarakat, dan konferensinya sendiri. Aspek keilmuannya sering disebut ilmu
optik atau fisika optik. Ilmu optik terapan sering disebut rekayasa optik.
Aplikasi dari rekayasa optik yang terkait khusus dengan sistem iluminasi
(iluminasi) disebut rekayasa pencahayaan. Setiap disiplin cenderung sedikit
berbeda dalam aplikasi, keterampilan teknis, fokus, dan afiliasi
profesionalnya. Inovasi lebih baru dalam rekayasa optik sering dikategorikan
sebagai fotonika atau optoelektronika. Batas-batas antara bidang ini dan
“optik” sering tidak jelas, dan istilah yang digunakan berbeda di berbagai
belahan dunia dan dalam berbagai bidang industri.
Karena aplikasi yang luas dari ilmu
“cahaya” untuk aplikasi dunia nyata, bidang ilmu optika dan rekayasa optik
cenderung sangat lintas disiplin. Ilmu optika merupakan bagian dari berbagai
disiplin terkait termasuk elektro, fisika, psikologi, kedokteran (khususnya
optalmologi dan optometri), dan lain-lain. Selain itu, penjelasan yang paling
lengkap tentang perilaku optis, seperti dijelaskan dalam fisika, tidak selalu
rumit untuk kebanyakan masalah, jadi model sederhana dapat digunakan. Model
sederhana ini cukup untuk menjelaskan sebagian gejala optis serta mengabaikan
perilaku yang tidak relevan dan / atau tidak terdeteksi pada suatu sistem.
Di ruang bebas suatu gelombang
berjalan pada kecepatan c = 3×108 meter/detik.
Ketika memasuki medium tertentu (dielectric atau nonconducting)
gelombang berjalan dengan suatu kecepatan v, yang mana adalah karakteristik
dari bahan dan kurang dari besarnya kecepatan cahaya itu sendiri (c).
Perbandingan kecepatan cahaya di dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya di
medium adalah indeks bias n bahan sebagai berikut : n = c⁄v
Optika
Geometris
Optika geometris, atau optika sinar,
menjelaskan propagasi cahaya dalam bentuk “sinar”. Sinar dibelokkan di
antarmuka antara dua medium yang berbeda, dan dapat berbentuk kurva di dalam
medium yang mana indeks-refraksinya merupakan fungsi dari posisi. “Sinar” dalam
optik geometris merupakan objek abstrak, atau “instrumen”, yang sejajar dengan
muka gelombang dari gelombang optis sebenarnya. Optik geometris menyediakan
aturan untuk penyebaran sinar ini melalui sistem optis, yang menunjukkan
bagaimana sebenarnya muka gelombang akan menyebar. Ini adalah penyederhanaan
optik yang signifikan, dan gagal untuk memperhitungkan banyak efek optis
penting seperti difraksi dan polarisasi. Namun hal ini merupakan pendekatan
yang baik, jika panjang gelombang cahaya tersebut sangat kecil dibandingkan dengan
ukuran struktur yang berinteraksi dengannya. Optik geometris dapat digunakan
untuk menjelaskan aspek geometris dari penggambaran cahaya (imaging), termasuk
aberasi optis.
Optika geometris sering disederhanakan
lebih lanjut oleh pendekatan paraksial, atau “pendekatan sudut kecil.” Perilaku
matematika yang kemudian menjadi linear, memungkinkan komponen dan sistem optis
dijelaskan dalam bentuk matrik sederhana. Ini mengarah kepada teknik optik
Gauss dan penelusuran sinar paraksial, yang digunakan untui order pertama dari
sistem optis, misalnya memperkirakan posisi dan magnifikasi dari gambar dan
objek. Propagasi sorotan Gauss merupakan perluasan dari optik paraksial yang
menyediakan model lebih akurat dari radiasi koheren seperti sorotan laser.
Walaupun masih menggunakan pendekatan paraksial, teknik ini memperhitungkan
difraksi, dan memungkinkan perhitungan pembesaran sinar laser yang sebanding
dengan jarak, serta ukuran minimum sorotan yang dapat terfokus. Propagasi
sorotan Gauss menjembatani kesenjangan antara optik geometris dan fisik.
Pemantulan
Dan Pembiasan Cahaya
Pemantulan Cahaya
Refleksi atau
pantulan cahaya terbagi menjadi 2 tipe: specular reflection dan diffuse
reflection. Specular reflection menjelaskan
perilaku pantulan sinar cahaya pada permukaan yang mengkilap dan rata, seperti
cermin yang memantulkan sinar cahaya ke arah yang dengan mudah dapat diduga.
Kita dapat melihat citra wajah dan badan kita di dalam cermin karena pantulan
sinar cahaya yang baik dan teratur. Menurut hukum refleksi untuk cermin datar,
jarak subyek terhadap permukaan cermin berbanding lurus dengan jarak citra di
dalam cermin namun parity inverted, persepsi arah
kiri dan kanan saling terbalik. Arah sinar terpantul ditentukan oleh sudut yang
dibuat oleh sinar cahaya insiden terhadap normal permukaan, garis tegak lurus
terhadap permukaan pada titik temu sinar insiden. Sinar insiden dan pantulan
berada pada satu bidang dengan masing-masing sudut yang sama besar terhadap
normal.
Citra yang dibuat dengan pantulan dari
2 (atau jumlah kelipatannya) cermin tidak parity inverted. Corner
retroreflector memantulkan sinar cahaya ke arah datangnya
sinar insiden.
Diffuse
reflection menjelaskan pemantulan sinar cahaya pada permukaan yang
tidak mengkilap (Inggris:matte) seperti pada kertas atau
batu. Pantulan sinar dari permukaan semacam ini mempunyai distribusi sinar
terpantul yang bergantung pada struktur mikroskopik permukaan. Johann Heinrich
Lambert dalam Photometria pada tahun 1760 dengan hukum
kosinus Lambert (atau cosine
emission law atau Lambert’s
emission law) menjabarkan intensitas radian luminasi sinar terpantul yang
proposional dengan nilai kosinus sudut θ antara pengamat dan normal permukaan Lambertian dengan
persamaan:
Ada 3 buah bentuk cermin pemantul,
yaitu : cermin datar, cermin cekung dan cermin cembung. Pada ketiga cermin itu
berlaku persamaan umum yang digunakan untuk menghitung jarak bayangan (s`) dari
suatu benda yang terletak pada jarak tertentu (s) dari cermin itu.
Jika lensa mata dianggap sferis bola
dengan jarak permukaan depan lensa dengan retina 3 cm, hitunglah:
■ 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.
Komentar
Posting Komentar