Alat Optik Teleskop

TELESKOP

            Teropong atau teleskop adalah sebuah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh sehingga tampak lebih jelas dan lebih dekat. Secara umum teropong terdiri atas dua buah lensa positif. Satu lensa mengarah ke obyek dan disebut lensa obyektif dan satu lensa mengarah ke mata dan disebut lensa okuler.

Berdasarkan fungsinya teropong dibagi menjadi:

1. teropong bintang

2. teropong bumi

3. teropong panggung

            Prinsip utama pembentukan bayangan pada teropong adalah: lensa obyektif membentuk bayangan nyata dari sebuah obyek jauh dan lensa okuler berfungsi sebagai lup. Dengan demikian cara mengamati obyek apakah mau dengan cara berakomodasi maupun tidak berakomodasi tergantung dari posisi lensa okulernya. Oleh karena itu jarak antara obyektif dan okuler dapat diubah-ubah. Panjang teropong adalah jarak antara lensa obyektif dan lensa okulernya.

1. Teropong Bintang

            Teropong bintang digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang ada di langit (bintang). Teropong bintang terdiri dari sebuah lensa cembung yang berfungsi sebagai lensa obyektif dengan diameter dan jarak fokus besar, sedangkan okulernya adalah sebuah lensa cembung dengan jarak fokus pendek.

2.  Teropong Bumi

            Teropong bumi digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang jauh dipermukaan bumi. Teropong ini akan menghasilkan bayangan yang nampak lebih jelas, lebih dekat dan tidak terbalik. Teropong bumi terdiri dari tiga lensa positif dan salah satunya berfungsi sebagai pembalik bayangan. Pembentukan bayangan pada alat ini dapat dilihat dalam gambar berikut.

Panjang teropong bumi adalah panjang fokus lensa obyektif ditambah 2 kali jarak fokus lensa pembalik dan panjang fokus lensa okuler. Dengan rumus : d = fOb + 4 fp + fOk

3.    Teropong Panggung

            Teropong panggung adalah teropong yang mengkombinasikan antara lensa positif dan lensa negatif. Lensa negatif digunakan sebagai pembalik dan sekaligus sebagai okuler. Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dandiperkecil.

            Prinsip kerja teropong panggung adalah sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan nyata tepat di titik fokus obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Dan oleh lensa okuler akan dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata.

Pada pengamatan tanpa berakomodasi maka panjang teropong adalah :

d = f _(Ob) – f _(Ok)

d = panjang teropong dalam meter

f _(Ob) = panjang fokus lensa obyektif dalam meter
f _(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Read More

Alat Optik Mikroskop

MIKROSKOP

            LUP sebagai alat yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda kecil memiliki keterbatasan. Untuk itu diperlukan alat optik yang memiliki kemampuan untuk memperbesar bayangan hingga berlipat-lipat. Alat ini dikenal dengan nama mikroskop. Mikroskop yang paling sederhana menggunakan kombinasi dua buah lensa positif, dengan panjang titik fokus obyektif lebih kecil daripada jarak titik fokus lensa okuler.

Prinsip Kerja:

            Prinsip kerja mikroskop adalah obyek ditempatkan di ruang dua lensa obyektif sehingga terbentuk bayangan nyata terbalik dan diperbesar. Lensa okuler mempunyai peran seperti lup, sehingga pengamat dapat melakukan dua jenis pengamatan yaitu dengan mata tak berakomodasi atau dengan mata berakomodasi maksimum. Pilihan jenis pengamatan ini dapat dilakukan dengan cara menggeser jarak benda terhadap lensa obyektif yang dilakukan dengan tombol soft adjustment (tombol halus yang digunakan untuk menemukan fokus). Kegiatan berikut ini akan memperlihatkan pembentukan bayangan pada mikroskop.

Pembentukan Bayangan pada Mikroskop

a.  Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum.
Pengamatan ini menempatkan bayangan akhir (bayangan lensa okuler) maya pada titik dekat pengamat (PP). Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

M = M_(Ob) + M_(Ok)

M = (S’_(Ob) / S_(Ok) ) X  (PP/ f_(Ok) + 1)


Keterangan:
S_(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter
S’_(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter
PP = titik dekat pengamat dalam meter
f_(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

b.  Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi.

Pengamatan ini menempatkan bayangan akhir (bayangan lensa okuler) maya pada titik jauh pengamat (PR).Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:


M = (S’_(Ob) / S_(Ok) ) X  (PP/ f_(Ok) )

S_(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter

S’_(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

PP = titik dekat pengamat dalam meter
f_(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Panjang Mikroskop

            Panjang mikroskop diukur dari jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler. Untuk masing-masing jenis pengamatan, panjang mikroskop dapat dihitung dengan cara yang berbeda.

A. Mata berakomodasi maksimum

d = Si_(Ob) + So_(Ok)

B. Mata tak berakomodasi

d = Si_(Ob) + f_(Ok)

Keterangan:
d = panjang mikroskop dalam meter

Si_(Ob) = jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

So_(Ok) = jarak benda lensa okulerdalam meter
f_(Ok) = jarak fokus lensa okuler dalam meter.

Read More

Alat Optik Kaca Pembesar (Lup)

LUP

            Sebagaimana namanya, lup memiliki fungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lup adalah lensa cembung yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil agar nampak lebih besar. Bayangan yang dibentuk oleh lup memiliki sifat:maya, tegak, dan diperbesar. Untuk itu benda harus diletakkan di Ruang I atau daerah yang dibatasi oleh fokus dan pusat lensa atau cermin (antara f dan O), dimana So < f.

Ada dua cara bagaimana menggunakan lup yaitu:a.  Dengan cara mata berakomodasi maksimum.

b.  Dengan cara mata tidak berakomodasi.

a. Mata Berakomodasi Maksimum

Mata berakomodasi maksimum yaitu cara memandang obyek pada titik dekatnya (otot siliar bekerja maksimum untuk menekan lensa agar berbentuk secembung-cembungnya).
Pada penggunaan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka yang perlu diperhatikan adalah:

1. bayangan yang dibentuk lup harus berada di titik dekat mata / Punctum Proksimum (PP)
2. benda yang diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan lensa
3. kelemahan : mata cepat lelah
4. keuntungan : perbesaran bertambah (maksimum)
5. Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar

b. Mata Tak Berakomodasi

Mata tak berakomodasi yaitu cara memandang obyek pada titik jauhnya (yaitu otot siliar tidak bekerja/rileks dan lensa mata berbentuk sepipih-pipihnya).
Pada penggunaan lup dengan mata tak berakomodasi, maka yang perlu diperhatikan adalah:

1. maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak hingga
2. benda yang dilihat harus diletakkan di titik fokus (So = f)
3. keuntungan : mata tak cepat lelah
4. Kerugian : perbesaran berkurang (minimum)

Perhitungan
a. Pada mata berakomodasi maksimum

• Si = -PP = -Sn

1/f = 1/So + 1/-Sn
 
Perbesaran sudut atau perbesaran angular
M = (PP/f)  +  1

b. Pada mata tak berakomodasi

• Si = -PR

• So = f

Perbesaran sudut

M = PP/f 

 M = perbesaran sudut

PP = titik dekat mata dalam meter 
f = Jarak focus lup dalam meter

Read More

Alat Optik Kamera

KAMERA

Kamera merupakan alat optik yang dapat memindahkan/mengambil gambar dan menyimpannya dalam bentuk file, film maupun print-out. Kamera menggunakan lensa positif dalam membentuk bayangan. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.

Pemfokusan dilakukan dengan mengatur jarak lensa dengan film. Perubahan jarak benda mengakibatkan perubahan jarak bayangan pada film oleh karena itu lensa kamera perlu digeser agar bayangan tetap jatuh pada film. Hal ini terjadi karena jarak fokus lensa kamera tetap. Dari rumus umum optik, jika jarak fokus tetap, maka perubahan jarak benda (So) akan diikuti oleh perubahan jarak bayangan (Si).

Bagian-bagian dari kamera secara sederhana terdiri dari:

1. Lensa cembung
2. Film
3. Diafragma
4. Aperture

Bagaimanakah pembentukan bayangan pada kamera?

Lensa positif, membiaskan cahaya dan membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil. Diafragma mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam kamera dengan mengubah ukuran aperturenya. Film merupakan media yang menangkap bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa.
Agar bayangan selalu jatuh pada film karena letak benda yang berubah, maka dapat diatur dengan menggeser jarak lensa terhadap filmnya.Dengan So sebagai jarak benda dalam meter, Si sebagai jarak bayangan dalam meter, dan F sebagai titik fokus lensa

Perbandingan Kamera dan Mata

                 

Kamera	Mata	Keterangan
Lensa	Lensa	Lensa cembung
Diafragma	Iris	Mengatur besar kecilnya lubang cahaya
Aperture	Pupil	Lubang tempat masuknya cahaya
Film	Retina	Tempat terbentuknya bayangan

Secara umum bagian-bagian kamera sama dengan bagian-bagian mata, namun kedua alat ini memiliki perbedaan dalam hal menempatkan bayangan pada retina/film, perbedaannya adalah:

1. mata menggunakan daya akomodasi
2. kamera menggunakan pergeseran lensa 

Read More

Indra Penglihatan Serangga

Indra Penglihatan Serangga

Jumlah dan jenis serangga sangat banyak, bahkan paling banyak dibanding hewan lain di dunia in i. Sebagian besar serangga memiliki indra penglihat, pendengar, dan peraba yang berkembang dengan baik. Pada umumnya, serangga memiliki mata majemuk (faset) sebagai indra penglihatnya. Mata majemuk ini terdiri atas ribuan unit-unit visual atau alat penerima rangsang cahaya yang disebut omatidium (jamak: omatidia). Tiap-tiap omatidium memiliki satu lensa yang hanya mampu menerima rangsang cahaya yang jatuh tegak lurus padanya. Mata majemuk ini memungkinkan serangga untuk melihat objek yang bergerak dengan cepat. Itulah sebabnya kita sulit menangkap lalat atau serangga yang lain.

Selain mata majemuk, serangga juga memiliki mata\tunggal yang disebut oselus. (jamak: oseli). Oselus tidak dapat mengindra bayangan sejati. Oselus berfungsi untuk menangkap perubahan intensitas cahaya kemudian serangga menanggapi dengan meningkatkan atau mengurangi aktivitasnya. Rangsang cahaya yang jatuh di oselus akan meningkatkan kecepatan berjalan atau terbang serangga. Mata serangga dapat membedakan wama dan bentuk benda.Indra pendengar pada beberapa jenis serangga, misalnya jangkrik dan belalang, terdapat di kedua kaki depannya, sedangkan indra pendengar serangga jenis ngengat terletak di bagian antarruas dada. Indra pendengar tersebut berupa selaput mirip gendang telinga.Kemampuan mendengar pada serangga sangat bervariasi. Misalnya, kupu-kupu mampu mendengar suara yang berfrekuensi lebih rendah daripada frekuensi suara yang dapat didengar manusia. Lebah dapat mendengar suara dengan frekuensi 250 getaran per detik, belalang bahkan dapat mendengar bunyi yang berfrekuensi antara 2.000-1.000.000 getaran per detik. Semua serangga dilengkapi dengan sepasang antena sebagai indra peraba. Antena pada beberapa serangga juga berfungsi sebagai indra pencium. Bahkan, antena pada beberapa jenis lalat dan beberapa jenis kupu-kupu dapat menerima gelombang bunyi. Antena membantu serangga menemukan makanan, membedakan kawan atau lawan, dan mencari pasangan untuk kawin.

Kesimpulan :  Indra penglihat serangga terdiri atas mata majemuk dan mata tunggal. Indra pendengar serangga berupa selaput mirip gendang telinga. Indra peraba (dan juga indra pencium,) serangga adalah sepasang antena.

Read More

Indra Penglihatan Manusia

Indera Penglihatan pada Manusia (Mata) : Struktur Fungsi Bagian - Mata mempunyai reseptor untuk menangkap rangsang cahaya yang disebut fotoreseptor. Oleh karena itu, pada siang hari pantulan sinar matahari oleh benda-benda di sekeliling kita dapat kita tangkap dengan jelas. Sebaliknya pada malam hari, benda-benda di sekitar kita tidak memantulkan cahaya matahari seperti waktu siang hari. Akibatnya, kita hanya mampu melihat benda-benda itu bila mereka memantulkan cahaya dari sumber cahaya lain, misalnya lampu. Perhatikan Gambar 1. untuk mengetahui bagian-bagian bola mata. 

Gambar 1. Bagian-bagian bola mata

Mata terdiri atas beberapa bagian. Bagian-bagian mata dan fungsinya dijelaskan dalam Tabel 

Tabel 1. Bagian-Bagian Mata dan Fungsinya

Bagian Mata				Fungsi
a.	Sklera	:	pembungkus lapisan luar	•	Melindungi bola mata dari kerusakan mekanis dan memungkinkan melototnya otot mata
b.	Kornea	:	selaput bening tembus pandang pada bagian depan sklera	•	Penerima rangsang cahaya
				•	Mereaksikan cahaya
c.	Koroidea	:	lapisan tengah di antara sklera dan retina berupa selaput darah (kecuali di bagian depan)	•	Penyedia makan bagi bagian mata yang lain
d.	Iris (selaput pelangi)	:	selaput berwarna (mengandung pigmen melanin) merupakan bagian depan koroidea	•	Melindungi refleksi cahaya dalam mata
				•	Mengendalikan kerja pupil
e.	Pupil	:	berupa lubang yang dibatasi oleh iris	•	Mengatur banyak sedikit cahaya yang diperlukan mata
f.	Lensa	:	berupa lensa bikonveks	•	Membiaskan dan memfokuskan cahaya agar bayangan benda tepat jatuh pada retina mata
g.	Aqueous humor	:	berupa cairan encer	•	Menjaga bentuk kantong depan bola mata
h.	Vitreous humor	:	berupa cairan bening dan kental selaput jala	•	Meneruskan rangsang ke bagian mata mem-perkukuh bola mata
i.	Retina	:		•	Menerima bayangan dan untuk melihat benda
j.	Fovea (bintik kuning)	:	berupa bagian yang mengandung sel- sel kerucut	•	Sebagai tempat bayangan jatuh pada daerah retina
k.	Badan silia	:	berupa otot melingkar dan otot radial yang terdekat pada ujung depan lapisan koroid yang membentuk penebalan	•	Menyokong lensa dan mensekresikan aqueous humor
l.	Bintik buta	:	tempat saraf optik meninggalkan bagian dalam bola mata	•	Tidak peka terhadap cahaya karena tidak mengandung sel konus dan sedikit sel batang
m.	Saraf mata	:	berupa serabut saraf	•	Meneruskan rangsang cahaya ke saraf kranial (saraf optik)

Rangsang yang diterima indra penglihat (mata) berupa cahaya. Cahaya yang masuk melalui kornea akan diteruskan seperti berikut.

Cahaya → Aqueous humor → Pupil → Lensa → Vitreous humor → Retina

Apabila cahaya yang masuk terlalu terang, pupil akan menyempit atau mengalami konstriksi. Bila cahaya redup, pupil akan melebar atau mengalami dilatasi. Cahaya yang dipantulkan ke mata masuk ke dalam retina khususnya pada fovea (bintik kuning). Cahaya ini dapat terfokus ke dalam fovea karena diatur oleh lensa. Lensa mata mempunyai kemampuan untuk memipih dan mencembung. Kemampuan ini disebut daya akomodasi. Coba

Anda rasakan gerakan otot mata Anda saat membaca buku ini.

Pada jarak seperti ini berarti jarak benda dekat. Apakah Anda merasakan adanya perubahan pada otot mata Anda bila dibandingkan dengan otot mata yang digunakan saat melihat benda yang jauh?

Otot yang terikat pada lensa dan dinding koroidea ini disebut otot siliaris. Otot ini berfungsi mengubah bentuk lensa. Apabila lensa digunakan untuk melihat benda jarak dekat maka lensa mata akan mencembung, bentuk lensa akan memipih bila digunakan untuk melihat benda jarak jauh. Pada retina terkandung 2 macam sel yaitu sel batang dan sel kerucut. Sel batang mengandung pigmen rhodopsin, yaitu suatu bentuk senyawa vitamin A dengan protein tertentu. Sel-sel ini paling banyak terletak di fovea dan berfungsi untuk menerima bayangan dengan cahaya lemah, dan bayangan yang terbentuk atau terpersepsi hitam putih. Perhatikan Gambar 2.

Gambar 2. Sel kerucut dan sel batang pada mata

Apakah Anda pernah mengalami pandangan menjadi gelap saat masuk ruangan (dari luar ruangan yang terang benderang)?

Bagaimana hal tersebut dapat terjadi? Saat Anda berada di luar ruangan (terdapat cahaya matahari) sel kerucut melakukan tugasnya menyampaikan bayangan ke otak. Sementara itu, pigmen-pigmen rhodopsin dalam sel batang akan terurai sehingga sel batang tidak dapat bekerja dengan baik. Jika tiba-tiba Anda masuk ke ruangan gelap, pigmen-pigmen rhodopsin yang terurai dalam sel batang akan terbentuk kembali, dan sel batang akan mengambil alih tugas sel kerucut dalam menyampaikan bayangan ke otak. Terbentuknya pigmen-pigmen rhodopsin itu berlangsung secara bertahap. Hal ini menyebabkan seseorang tidak dapat segera melihat dengan jelas saat memasuki ruang gelap. Lama waktu yang diperlukan untuk proses pembentukan rhodopsin disebut waktu adaptasi rhodopsin.

Selain mengandung sel batang, retina juga mengandung sel kerucut atau sel konus. Sel ini mengandung iodopsin. Fungsi sel konus untuk menerima rangsang warna merah, biru, dan hijau. Setiap satu sel kerucut mengandung satu di antara ketiga pigmen. Apabila retina mata hanya memiliki satu pigmen atau sel kerucut satu maka akan mengalami buta warna. Orang yang hanya memiliki dua macam sel kerucut disebut dikromat.

Sementara itu, orang yang hanya memiliki satu macam sel kerucut disebut monokromat. Pada monokromat, warna yang terlihat oleh mata hanya hitam dan putih serta bayangan kelabu.

Seluruh bagian retina terdapat sel-sel batang maupun sel kerucut, kecuali tempat saraf mata berada. Daerah tempat saraf mata ini sangat kecil hingga menyerupai sebuah titik saja. Titik kecil ini disebut bintik buta.

Kemampuan lensa memfokuskan bayangan pada retina berbeda-beda. Berikut ini adalah gambar lensa saat memfokuskan bayangan tersebut.

Selain harus ada cahaya, syarat agar mata dapat melihat dengan baik yaitu mata harus dalam keadaan normal. Mata normal (emetropi) yaitu mata yang dapat berakomodasi dengan baik.Titik terjauh (punctum remotum) berada pada jarak sejauhjauhnya. Titik terdekat (punctum proximum) berada pada jarak baca ideal (25 cm) di depan mata. Perhatikan Gambar 3.

Gambar 3. Lensa mata mampu memipih (a) dan mencembung (b)

Oleh karena sesuatu hal, mata dapat mengalami cacat mata. Perhatikan Gambar 4. untuk mengetahui macam-macam cacat mata.

Gambar 4. Cacat mata pada manusia hipermetropi (a) dan miopi (b)

1. Rabun dekat (hipermetropi) adalah cacat mata yang mengakibatkan pandangan mata kabur jika melihat benda yang dekat dengan mata. Hal ini karena lensa mata tidak dapat mencembung dengan sempurna. Rabun dekat dapat dibantu dengan kacamata berlensa positif atau cembung.
2. Rabun jauh (miopi) adalah cacat mata yang mengakibatkan pandangan mata kabur jika melihat benda yang jauh dari mata. Hal ini karena lensa mata tidak dapat memipih dengan sempurna. Rabun jauh dapat dibantu dengan kacamata berlensa negatif atau cekung.
3. Mata tua (presbiopi) adalah cacat mata yang mengakibatkan pandangan mata kabur jika melihat benda yang dekat maupun benda yang jauh. Cacat mata ini karena lensa mata tidak dapat berakomodasi dengan baik. Mata tua dapat dibantu dengan kacamata berlensa ganda.
4. Buta warna adalah cacat mata karena kerusakan sel konus, sehingga penderita tidak dapat membedakan warna. Biasanya merupakan cacat keturunan.
5. Astigmatisme adalah kecembungan kornea tidak merata sehingga bayangan menjadi tidak terfokus (kabur). Cacat mata ini dapat dibantu dengan lensa silinder (silindris).

Lensa Kamera = Lensa Mata

Bagian-bagian, fungsi, dan proses yang terdapat pada kamera dibuat seperti mata manusia. Akan tetapi, kemampuan mata dalam mencembung dan memipihkan lensa tidak dapat ditiru oleh kamera. Kamera hanya dapat menyesuaikan jarak lensa agar maju dan mundur seperti sistem mata pada ikan dan hewan lain. (Sumber: Biologi, Kimball)

Read More