Satu diantara kita pasti memiliki teman yang menggunakan kaca mata? Kekuatan lensa merupakan penerapan konsep dalam menentukan ukuran kacamata. Kekuatan lensa atau daya lensa diberi simbol P (Power), menyatakan kemampuan suatu lensa dalam mengumpulkan sinar (lensa cembung) atau menyebarkan sinar (lensa cekung). Kekuatan lensa berbanding terbalik dengan jarak fokus f dan dinyatakan secara matematis dengan persamaan:
P= Kekuatan lensa (dioptri)
Contoh soal:
Sebuah lensa plankonkaf (nL= 1,5) memiliki jari-jari permukaan cekung 5cm. tentukan kekutan lensa tersebut di udara (nU= 1)
Jawab:
Soal:
Sebuah lensa plankonkaf (nL= 1,5) memiliki jari-jari permukaan cekung 5cm. tentukan kekutan lensa tersebut di air (nA= 4/3)
Untuk menambah atau mengurangi kekutan lensa, beberapa lensa dapat digabungkan bersama-sama. Penggabungan lensa dapat dilakukan dengan cara merapatkan beberapa lensa atau dengan cara meletakkan lensa pada jarak tertentu. Salah satu contoh lensa gabungan adalah lensa bikonveks dan lensa plankonveks yang dirapatkan menjadi satu. kedua lensa tersebut membentuk lensa gabungan dengan fokus fg dan kekuatan lensa Pg.
Ketika terdapat lensa gabungan dimana kedua sisi kiri dan kanan terletak pada medium yang sama maka, fokus lensa gabungan:
Alat-alat Optik
Jika kalian ditanya mengenai alat optik, bisakah kalian menyebutkan apa saja alat optik yang kalian ketahui?
Alat optik yang selalu kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari dan merupakan karunia Allah SWT ialah mata. Mata termasuk salah satu contoh dari alat optik. Selain mata bisakah kamu meyebutkan apa saja alat optik yang kalian ketahui? Yap contoh alat optik yang lain ialah kamera, lup, mikroskop, teropong dan sebagainya. Selanjutnya kita akan membahasnya satu persatu. Jadi kalian tetap setia dan terus baca sampe akhir ya...
1. Mata
 |
| Bagian-bagian mata |
Agar sebuah benda dapat terlihat jelas, cahaya dari benda akan difokuskan oleh lensa sehingga bayangan benda tersebut harus jatuh tepat di retina. Oleh karena jarak antara lensa mata dan retina selalu tetap untuk melihat benda yang jaraknya berbeda kecembungan lensa diubah oleh otot siliar. Sehingga jarak fokus lensa pun akan berubah. Perubahan kecembungan lensa kita kenal sebagai daya akomodasi mata.
Perlu kita ketahui bersama bahwa mata dapat melihat benda dengan jelas apabila benda tersebut berada dalam jangakauan penglihatan. yaitu antara titik dekat mata Punctum Proximum (PP) dan titik jauh mata Punctum Remotum (PR). Titik dekat mata adalah titik terdekat yang dapat dilihat oelh mata secara jelas dengan daya akomodasi maksimum. Titik dekat mata normal rata-rata 25 cm. Titik jauh mata tanpa akomodasi memiliki jarak tak hingga (~).
Jenis-jenis cacat mata
Rabun jauh (miopi)
Orang yang menderita rabun jauh memiliki titik jauh <~ tetapi titik dekatnya tidak mengalami perubahan. Hal ini dapat terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi pipih sebagaimana seharusnya. Alhasil sinar-sinar sejajar yang berasal dari benda jauh akan berpotongan di depan retina.
Untuk dapat melihat benda dengan jarak tak hingga, orang yang menderita miopi akan dibantu dengan menggunakan lensa cekung, agar menghasilkan bayangan maya didepan lensa. Untuk menghitung kekuatan lensa menggunakan persamaan yang sama seperti telah dituliskan sebelumnya.
Rabun dekat (hipermetropi)
Orang yang menderita rabun dekat memiliki titik dekat mata >25 cm. Sedangkan titik jauh mata tetap pada jarak ~. Hal ini dapat terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi cembung sebagai mana mustinya. Alhasil sinar-sinar yang berasal dari jarak sejauh titik dekat normal akan berpotongan dibelakang retina.
Untuk menolong penderita hipermetropi mereka harus menggunakan kaca mata lensa cembung. Sehingga bayangan yang dihasilkan menjadi maya di depan lensa pada jarak yang sama dengan jarak dekat mata. sehinggan s'= -PP. Oleh karena itu persamaan kekuatan lensa untuk penderita hipermetropi adalah sebagai berikut:
Mata tua(Presbiopi)
Mata tua atau presbiopi memiliki titik dekat PP> 25cm dan titik jauh PR<~. Hal ini dapat terjadi kurangnya daya akomodasi mata akibat usia yang sudah lanjut. Untuk menolong penderita presbiopi digunakan lensa rangkap atau disebut juga bifokal. Bifokal memiliki dua jenis lensa yang disatukan. Pada bagian atasnya berupa lensa cekung untuk melihat benda pada jarak jauh sedangkan pada bagian bawah adalah lensa cembung untuk melihat benda pada jarak dekat.
Astigmatisma (silindris)
Orang yang menderita astigmatisma tidak mampu melihat garis-garis horizontal dan vertikal secara bersama-sama. Hal ini dapat terjadi karena kornea mata tidak berbentuk sferis (lengkungan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari bidang lainnya. Untuk mengatasi hal ini penderita dapat menggunakan kaca mata dengan lensa silindris.
2. Kamera
Kamera adalah alat optik yang digunakan untuk menangkap bayangan sebuah objek pada film, kemudian bayangan pada film tersebut dapat dicetak dalam bentuk foto. Pada kamera terdapat lensa cembung berfungsi untuk memfokuskan cahaya yang datang dari benda yang akan di foto. Kemudian, cahaya tersebut diatur intensitasnya oleh celah diafragma.
Benda yang akan di foto diletakan di ruang III sehingga dihasilkan bayangan pada ruang II yang sifatnya nyata, terbalik dan diperkecil. Pada kamera jarak fokus (f) tetap, sehingga untuk mendapatkan fokus foto yang jelas lensa kamera harus dapat digerakan agar dihasilkan jarak lensa yang tepat dari film yaitu s'. jarak s' bergantung pada letak benda dari lensa kamera.
3. Lup (kaca pembesar)
Lup atau kaca pembesar (magnifying glass) merupakan alat optik yang terdiri atas sebuah lensa cembung (umumnya lensa bikonveks). Lup dapat digunakan untuk memperbesar sudut pandang mata sehingga benda-benda kecil tampak menjadi besar dan jelas. Pembesaran pada lup akan maksimum jika benda diletakan diantara titik fokus F di ruang I. Bayangan pada lup bersifat diperbesar, maya dan tegak. Dalam perhitungan umumnya jarak mata ke lup (d) dianggap sama dengan nol. Saat alpha dan beta lebih kecil dari 10 derajat maka besarnya alpha dan beta mendekati nilai tangennya.
Perbesaran pada lup ditulikan dalam persamaan:
Mata tanpa akomodasi:
Mikroskop merupakan alat optik yang mampu melihat benda yang lebih kecil karena memiliki perbesaran yang lebih besar dari pada lup. Oleh karena itu mikroskop digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat kecil seperti bakteri atau sel.
Mikroskop tersusun atas dua jenis lensa cembung. Lensa cembung yang dekat dengan objek dinamakan lensa objektif sedangkan lensa yang dekat dengan mata dinamakan lensa okuler. Jarak fokus lensa okuler lebih besar dari pada jarak fokus lensa objektif. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar. Lensa okuler berfungsi sebagai lup dan dapat digeser mendekati atau menjauhi lensa objektif. Lensa okuler bersifat maya, terbalik, dan diperbesar terhadap benda semula.
Mata tanpa akomodasi
 |
| sumber: cerdas belajar fisika, Kamajaya-Grafindo |
d= s'ob+ fok
Maka perbesaran total menjadi:
Bayangan benda yang dibentuk oleh lensa objektif jatuh di depan lensa okuler diantara titik pusat optik O dan titik fokus okuler Fok (diruang I lensa okuler). Dengan demikian bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler terletak didepan lensa okuler di titik dekat mata (S'ok = -PP= -25cm)
 |
| sumber: cerdas belajar fisika, Kamajaya-Grafindo |
d= S'ob + S'ok
Untuk pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum pembesaran total menjadi
Contoh Soal:
1. Sebuah mikroskop memilki panjang tabung 21,4 cm. Panjang fokus objektif = 4 mm dan fokus okuler= 5 cm. Jika mata mengamati sel tanpa berakomodasi tentukan: (Sumber: Cerdas Belajar Fisika, Kamajaya-Grafindo)
a. jarak benda terhadap lensa objektif
b. pembesaran total mikroskop
jawab
5. Teropong
 |
| Sumber: Dokumentasi penulis |
Teropong yang objektifnya menggunakan sebuah cermin cekung besar yang berfungsi untuk memantulkan cahaya. Pada teropong pantul objektif yang biasanya menggunakan lensa cembung digantikan oleh lensa cekung dengan pertimbangan:
1. cermin cekung tidak dipengaruhi aberasi kromatik (penguraian warna cahaya), seperti halnya pada lensa cembung
2. cermin cekung lebih ringan dari pada lensa cembung yang berukuran sama sehingga lebih mudah dipasang pada teropong
3. sifat cermin cekung sama dengan lensa cembung yaitu sama-sama mengumpulkan sinar
b. Teropong Bias
Teropong bias merupakan teropong yang objektifnya menggunakan lensa yang berfungsi membiaskan cahaya. teropong bias meliputi teropong bintang, teropong bumi, teropong prisma, dan teropong panggung.
1. Teropong bintang
Terdiri atas dua susunan lensa cembung. Lensa cembung yang dekat dengan objek dinamakan lensa objektif dan lensa yang dekat dengan mata disebut lensa okuler. Jarak fob> fok.
d= fob+ fok
Perbesaran untuk mata tanpa akomodasi
Teropong bumi menggunakan tiga buah lensa positif, yaitu lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler. Jarak fokus lensa objektif lebih besar dari pada lensa jarak fokus lensa okuler (fob> fok). Lensa pembalik dengan fokus fp hanya berfungsi membalikan bayangan tidak memperbesar bayangan.
Untuk pengamatan tanpa akomodasi jarak antara lensa objektif dan lensa okuler
d=fob+ 4fp + fok
untuk perbesaran pada teropong bumi sama dengan perbesaran pada teropong bintang.
3. Teropong Prisma (Binokuler)
Teropong prisma menggunakan dua buah prisma siku-siku sama kaki yang disisipkan diantara lensa objektif dan lensa okuler. Prisma tersebut digunakan sebagai pembalik bayangan dengan pemantulan sempurna sehingga bayangan akhir yang dibentuk lensa okuler dapa dilihat sebagai bayangan yang tegak terhadap kedudukan benda semula.
4. Teropong panggung
Menggunakan lensa cembung sebagai objektifnya dan lensa cekung sebagai okulernya. Dengan demikian bayangan akhir akan bersifat maya dan tegak tehadap benda semula. Jarak fokus objektif pada teropong panggung lebih besar dari pada fokus okulernya. Untuk pengamatan dengan mata tanpa akomodasi
d= fob + fok
Pembesaran sudut teropong panggung untuk pengamatan tanpa akomodasi adalah
Daftar Pustaka
Kamajaya. Cerdas Belajar Fisika untuk Kelas X SMA/MA. Jakarta: Grafindo, 2007
0 komentar:
Posting Komentar