optik

Optik PEMANTULAN

PEMBIASAN

Mata dan Kamera

Lup dan Mikroskop

Teropong

1. Pemantulan Cahaya

Hukum Pemantulan Cahaya

▪ Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

▪ Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

a. Pemantulan pada Cermin Datar

Sifat pembentukan bayangan pada cermin datar :

▪ Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin

▪ Tinggi bayangan = tinggi benda

▪ Bayangan bersifat tegak dan maya, dibelakang cermin

b. Pemantulan pada Cermin Cekung

Sinar-sinar Istimewa pada cermin Cekung :

▪ Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

▪ Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

▪ Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.

Sifat Bayangan :

a. Bila benda di ruang I, maka c. Bila benda di ruang III, maka

Bayangan di ruang IV Bayangan di ruang II

Maya, tegak, diperbesar Nyata, terbalik, diperkecil

b. Bila benda di ruang II, maka

Bayangan di ruang III

Nyata, terbalik, diperbesar

c. Pemantulan pada Cermin Cembung

Sinar-sinar Istimewa pada cermin Cembung :

▪ Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.

▪ Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

▪ Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.

Sifat Bayangan :

Maya, tegak, diperkecil.

d. Perhitungan Pembentukan Bayangan

Contoh :

Sebuah benda berdiri tegak 10 cm di depan cermin cembung yang mempunyai titik fokus 30 cm. Jika tinggi bendanya 2 m, tentukanlah tinggi bayangan yang terbentuk dan perbesaran benda.

Rssfss

2

'

11atau

1

'

11

s

s

h

hm

''

2. Pembiasan Cahaya

a. Indeks Bias

n = indeks bias suatu medium

c = kecepatan cahaya di udara

cn = kecepatan cahaya dlm medium

b. Hukum Pembiasan Cahaya

i = sudut datang

r’ = sudut bias

n = indeks bias medium 1

n’ = indeks bias medium 2

nc

cn

n

n'

r'sin

isin

c. Pembiasan pada Lensa Cembung

Sinar-sinar Istimewa pada Lensa Cembung :

▪ Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

▪ Sinar melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

▪ Sinar datang melalui titik pusat optik tidak dibiaskan.

Sifat Bayangan :

a. Bila benda di ruang I, maka

Bayangan maya (di depan lensa), tegak, diperbesar

b. Bila benda di ruang II, maka

Bayangan nyata (dibelakang lensa), terbalik, diperbesar

c. Bila benda di ruang III, maka

Bayangan nyata, terbalik, diperkecil

d. Pembiasan pada Lensa Cekung

Sinar-sinar Istimewa pada Lensa Cekung :

▪ Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.

▪ Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.

▪ Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan.

Sifat Bayangan :

Maya, tegak, diperkecil.

Alat Optik

Alat Optik

Alat optik adalah alat-alat yang menggunakan lensa dan memerlukan cahaya.

Alat optik yang alami adalah mata kita.

Mata kita memiliki kemampuan untuk melihat sangat terbatas, yaitu tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda kecil, benda-benda yang sangat jauh dan tidak dapat merekam apa yang dilihatnya dengan baik.

Oleh sebab itu mata kita harus dibantu dengan alat-alat optik buatan seperti kamera, lup, mikroskop, dan teropong.

Mata

Lensaretina

pupil

kornea

iris

Bintik buta

Syaraf mataOtot akomodasi

Bintik kuning

Mata adalah alat indra kita yang berfungsi untuk melihat.Bola mata memiliki diameter kurang lebih 2,5 cm.Kita memiliki 2 buah mata agar kita dapat melihat benda dengan tiga dimensi dan juga kita dapat menentukan letak suatu benda tanpa mengukurnya

Daya Akomodasi

Daya akomodasi mata adalah kemampuan lensa mata untuk menebal dan menipis.

Lensa mata akan menipis bila melihat benda yang menjauh

Lensa mata akan menebal bila melihat benda yang mendekat

Titik terjauh yang dapat dilihat mata disebut punctum remotum. Untuk mata normal jaraknya tak terhingga.Ketika melihat jauh mata tidak berakomodasi.

Titik terdekat yang dapat dilihat mata dengan jelas disebut punctum proximum. Untuk mata normal adalah 20 cm – 25 cm. Ketika melihat dekat mata berakomodasi.

Daya AKOMODASI mata▪ Adalah kemampuan mata untuk

mengubah ketebalan lensa mata, karena menyesuaikan jarak bendanya

▪ Atau kemampuan mata untuk mengubah jarak fokus lensa mata, karena disesuaikan

dengan jarak bendanya.

Sebagaimana gambar berikut !

Mata Normal

Pada mata normal (emetropi) letak titik dekat (PP) terhadap mata sekitar 25 cm, sedang letak titik jauh (PR) terhadap mata adalah ~. Mata normal ini dapat melihat dg jelas suatu benda yg letaknya jauh maupun dekat.

Benda jauh dilihatnya dg mata tak berakomodasi, sedang benda dekat dilihatnya dg mata berakomodasi.

Cacat Mata

Rabun dekat (hipermetropi) Rabun Jauh (miopi)

Tidak mampu melihat benda2 dekat Tidak mampu melihat benda2 jauh

Titik dekatnya > 25 cm Titik dekatnya = 25 cm

Titik jauhnya ~ Titik jauhnya < ~

Dibantu dg kacamata positif Dibantu dg kacamata negatif

Pada waktu melihat benda, maka lensa mata membentuk bayangan dari benda itu.

▪ Bayangan benda harus jatuh tepat pada retina agar benda tampak dengan jelas.

▪ Karena letak benda tidak tetap maka fokus lensa harus berubah dengan cara

mengubah ketebalan lensa mata

▪ Perubahan ketebalan ini yang dikenal dengan nama DAYA AKOMODASI MATA

Jangkauan penglihatanMata akan dapat melihat benda dengan jelas jika benda berada pada daerah jangkauan penglihatan

Daerah ini dibatasi oleh dua buah titik :

▪ Titik terjauh (punctum remotum (PR)) adalah titik paling jauh yang masih dapat dilihat dengan

jelas oleh mata dikatakan mata tidak berakomodasi

▪ Titik terdekat (punctum proximum (PP)) adalah titik terdekat yang dapat dilihat paling jelas

oleh mata dikatakan mata berakomodasi maksimum

Sifat bayangan

▪ Jangkauan pernglihatan selalu berada di ruang III

▪ Sifat bayangan adalah :

–Nyata–Terbalik

–diperkecil

Cacat mata

Dibedakan berdasarkan kemampuan optimal daya akomodasinya menjadi :

▪ Rabun jauh (Myopi)

▪ Rabun dekat (Hipermetropi)

▪ Mata Tua (Presbiopi)

Cacat MataRabun jauh (miopi)

Rabun jauh adalah kelainan mata karena bayangan benda-benda yang jauh jatuh di depan retina. Hal ini terjadi karena lensa mata tidak dapat menipis dengan baik.

Rabun jauh dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata dengan lensa negatif.

MIOPI▪ Disebut juga rabun jauh

▪ Kurang jelas melihat benda-benda yang letaknya jauh

▪ Titik jauhnya terbatas

▪ Diakibatkan karena bentuk lensa yang tidak dapat terlalu pipih

▪ Bayangan benda selalu jatuh di depan retina jika benda berada di tempat jauh

Dalam perhitungan

Lensa negatif membentuk bayangan maya di depan lensa

Benda yang berada pada jarak tak hingga (So = ) bayangannya terbentuk pada

titik jauhnya (Si = -PR)

Dengan rumus pembentukan bayangan

1/f = 1/So + 1/Si

1/f = 1/ + 1/(-PR)

1/f = 0 + 1/(-PR)

F = - PRKekuatan lensa yang digunakan

P = 1/f = 1/(-PR)

Cacat MataRabun dekat (hipermetropi)

Rabun dekat adalah kelainan mata karena bayangan benda-benda yang dekat jatuh di belakang retina. Hal ini disebabkan karena lensa mata tidak dapat menebal dengan baik.

Rabun dekat dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata dengan lensa positif.

HIPERMETROPI▪ Disebut juga rabun dekat

▪ Kurang jelas melihat benda-benda yang letaknya dekat

▪ Titik dekatnya lebih besar dari 25 cm

▪ Diakibatkan karena bentuk lensa yang tidak dapat terlalu cembung

▪ Bayangan benda selalu jatuh di belakang retina jika benda berada di tempat yang dekat (jarak baca)

Dalam perhitungan

Lensa positif membentuk bayangan maya di depan lensa

Benda yang berada pada titik bacanya (So = Sn) bayangannya terbentuk pada titik

dekatnya (Si = -PP)

Dengan rumus pembentukan bayangan

1/f = 1/So + 1/Si

1/f = 1/Sn + 1/(-PP)Sn = titik baca normal (25 cm)

Kekuatan lensa yang digunakan

P = 1/f

Cacat MataMata tua (presbiopi)

Mata tua adalah kelainan mata karena bayangan benda tidak jatuh pada retina baik itu benda dekat maupun benda jauh. Hal ini disebabkan karena daya akomodasi lensa mata sudah berkurang.

Mata tua dapat dibantu dengan menggunakan kacamata bivokal.

Cacat MataSilindris (astigmatis)

Astigmatis adalah cacat mata karena mata tidak dapat melihat dengan baik untuk garis-garis vertikal dan garis-garis horisontal. Hal ini disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk bola

Astigmatis dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata silindris.

Perhitungan cacat mataCacat mata dapat dibantu dengan menggunakan

kacamata. Kacamata yang tepat dapat di hitung dengan persamaan:

= +1 1 1 f s s’

Ket. f = fokus lensa kacamata

s = jarak dekat normal (hipermetropi) = jarak terjauh normal (miopi) s’ = jarak dekat hipermetropi (negatif) = jarak terjauh miopi (negatif) P = kekuatan lensa kacamata

P =100 f

PRESBIOPI▪ Disebut juga mata

tua

▪ Kurang jelas melihat benda-benda yang

letaknya jauh maupun dekat

▪ Titik dekatnya lebih besar dari 25 cm dan

titk jauhnya kurang dari tak hingga

▪ Diakibatkan karena melemahnya daya akomodasi

▪ Bayangan benda selalu jatuh di belakang retina jika benda berada di tempat yang dekat (jarak baca) dan di depan retina jika melihat jauh.

Tipuan mata

astigmatisma▪ Disebut juga mata

silinder

▪ Benda yang berupa titik tampak sebagai

ruas garis

▪ Tidak ada pengaruhnya dengan

titik dekat atau titik jauh

▪ Diakibatkan karena bentuk lensa seperti irisan tabung.

▪ Ditolong dengan kaca mata silinder.

Mikroskop Lensa okuler

PengaturJarak/ fokus

Lensaobyektif

Mejapreparat

Cermincekung

Mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda mikroskopis (sangat kecil)Mikroskop menggunakan dua buah lensa cembung, yaitu lensa okuler dan lensa objektif.

Melihat bayangan benda tanpa akomodasi

Perbesaran bayangan :

Melihat bayangan benda dengan berakomodasi

Sob = jarak benda ke lensa objektif

Sob’ = jarak bayangan ke lensa objektif

Sn = jarak titik dekat mata normal

fok = jarak fokus lensa okuler

ok

n

ob

ob

f

Sx

S

Sm

'

1

'

ok

n

ob

ob

f

Sx

S

Sm

Persamaan MikroskopMata tak berakomodasi.

Panjang mikroskop = s’ob + fok

Perbesarab bayangan = M = Mob x Mok

M = xS’ob

Sob

nfok

fob fob fok s’ob fok

Persamaan MikroskopMata berakomodasi.

Panjang mikroskop =

Perbesaran bayangan = M = Mob x Mok

s’ob + sok

M = x + 1S’ob

Sob

nfok

fob fob fok s’ob sok fok

Kamera

lensa

Diafragma

film

apertur

Range finder

Kamera merupakan alat optik untuk merekam gambar bayangan suatu benda.Prisp kerja kamera mirip dengan prinsip kerja pada mata

Persamaan mata dengan kamera

Mata dan kamera memiliki persamaan sebagai berikut:

- memiliki satu lensa

- memiliki pengatur cahaya

pada mata retina dan pupil

pada kamera diafragma dan apertur

- memiliki layar penangkap bayangan

pada mata retina

pada kamera film

Persamaan kamera

Kamera memiliki persamaan sama dengan lensa cembung, yaitu:

= +1 1 1 f s s’

dan M = =s’ h’s h

Ket. f = fokus lensa s = jarak benda s’ = jarak film M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan pada film

Lup

Lup atau kaca pembesar merupakan alat optik yang paling sederhana yang berfungsi untuk melihat benda-benda yang kecil.

Lup terdiri dari sebuah lensa cembung.

Agar benda tampak lebih besar, benda harus diletakkan antara titik fokus dengan lensa.

Sifat Bayangan :

Maya (didepan lup), tegak, diperbesar.

Perbesaran Anguler :

mata tak berakomodasi - mata berakomodasi maks

M = perbesaran anguler

Sn = titik dekat orang normal

f = jarak fokus lup

f

SM n

1f

SM n

Persamaan Lup

▪ Untuk mata tak berakomodasi, benda diletakkan tepat di titik fokus. Perbesaran dapat dihitung dengan persamaan:

M = snf

Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan S n = titik dekat mata. f

f

Persamaan Lup

▪ Untuk mata berakomodasi maksimum, benda diletakkan antara titik fokus dengan lensa. Perbesaran dapat dihitung dengan persamaan:M = sn

f+ 1

Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan Sn = titik dekat mata.

f f

Disebut juga TELESKOP

Fungsinya untuk melihat benda benda yang sangat jauh

JENISNYA Teropong Bias Teropong Bintang (Teropong Astronomi)

Teropong Bumi

Teropong Prisma (Binokuler)

Teropong Panggung (Galileo)

Teropong Pantul

TEROPONG

Lensa Obyektif Lensa Okuler

f ob = f ok

f ob f ok

d = f ob + f ok

M a =f ob

S ok

Perbesaran

TEROPONG BINTANG

Sifat bayangan

Maya , Diperbesar, Terbalik

Teropong Bintang

Sesuai namanya, teroong ini digunakan untuk melihat benda-benda langit yang sangat jauh jaraknya.

Panjang teropong bintang = d = fob + fok

Perbesaran bayangan = M =

fobfok

Lensa objektifLensa okuler

Pembentukan bayangan pada teropong bintang

fob

fob fok

fok

Sifat bayangan:- Maya- Terbalik- lebih dekat

+ +

Ob Ok

Lensa Obyektif Lensa Okuler

f ob 2fp

d = f ob + 4 fp + f ok

M a =f ob

S ok

Perbesaran

TEROPONG BUMI

Lensa Pembalik

2fp fok

Untuk mata tidak berakomodasi

Sifat bayanganMaya Diperbesar Tegak

Teropong Bumi

Teropong ini digunakan untuk melihat objek yang jauh di permukaan bumi.

Teropong ini memiliki 3 lensa positif, yaitu lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler. Lensa pembalik berfungsi membalik bayangan yang terbentuk, sehingga bayangan yang dibentuk oleh teropong tidak terbalik

Panjang teropong = d = fob + 4fp + fok

Perbesaran bayangan = M = fobfok

Lensa objektifLensa okulerLensa pembalik

Pembentukan bayangan pada teropong bumi

fob fp fok

fok

Sifat bayangan:- Maya- Tegak- lebih dekat

+ +

Ob Ok

fob fp

+

P

TEROPONG PRISMA

Disebut juga teropong binokuler

Untuk memperpendek teropong, lensa pembalik diganti dengan dua prisma samakaki yang akan memantulkan bayangan secara sempurna

Bayangan akhir tegak, maya, diperbesar

Pemantulan pada prisma

TEROPONG PANGGUNG (TEROPONG GALILEI)

L. Okulerf ob

f ok

L. Obyektif

f ob = f ok

T

Sinar datang sejajar dari lensa obyektif membentuk bayangan tepat di fokusnya, sebagai benda maya lensa okuler

Sinar sejajar yang keluar dari lensa okuler menuju mata bersifat tegak di titik tak terhingga

d = f ob + f ok

M a =f ob

S ok

Perbesaran

Teropong PanggungTeropong panggung atau galileo merupakan

teropong bumi tanpa lensa pembalik. Agar bayangan yang terbentuk tidak terbalik, maka lensa okulernya menggunakan lensa negatif.

Panjang teropong = d = fob – fok

Perbesaran bayangan = M =fobfok

Lensa okuler (-)Lensa objektif (+)

Pembentukan bayangan pada teropong panggung

fob

fob fok

fok

Sifat bayangan:- nyata- Tegak- lebih dekat

+ -

Ob Ok

TEROPONG PANTULTEROPONG PANTUL

f ob

cermin datar

lensa okuler

cermin cekung

sebagai obyektif

Menggunakan cermin cekung besar yang berfungsi sebagai pemantul cahaya dengan alasan :cermin mudah dibuat dibandingkan lensacermin tidak mengalami aberasicermin lebih ringan daripada lensa

Teropong PantulTeropong pantul merupakan teropong yang

menggunakan cermin cekung sebagai pengganti lensa objektif.

PeriskopPeriskop adalah

teropong yang digunakan pada kapal selam untuk melihat keadaan diatas air.