BAB 11 �CAHAYA DAN ALAT OPTIK

CAHAYA DAN ALAT OPTIK

• Pembentukan Bayangan pada Alat Optik
• Sifat-sifat Cahaya
• Pembentukan Bayangan Pada Cermin
• Pembentukan Bayangan pada Lensa
• Pemanfaatan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
• Sistem Penglihatan pada Manusia
• Pembentukan Bayangan pada Mata Serangga
• Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
• Kamera
• Kaca Pembesar (Lup)
• Mikroskop
• Teleskop

A. PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA ALAT OPTIK

• Cahaya dapat didefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik yang berada pada frekuensi tertentu yang dapat merangsang saraf mata.
• Rangsangan pada saraf mata ini yang menyebabkan kita dapat melihat.

1. SIFAT-SIFAT CAHAYA

• Cahaya memiliki beberapa sifat antara lain cahaya merambat lurus, cahaya dapat dipantulkan, cahaya dapat dibiaskan, cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

• Cahaya Merambat Lurus

​

​

​

• Pemantulan Cahaya

​

​

​

​

• Akibat cahaya merambat lurus, benda yang tidak tembus cahaya akan membentuk suatu bayang-bayang apabila terkena cahaya. Bayang-bayang merupakan suatu daerah gelap yang terbentuk pada saat sebuah benda menghalangi cahaya yang mengenai suatu permukaan. Jika sumber cahaya cukup besar, bayang-bayang sering terdiri dari dua bagian.

1) HUKUM PEMANTULAN

• Berkas sinar yang mengenai cermin disebut sinar datang. Sedangkan berkas sinar yang meninggalkan cermin disebut sinar pantul. Sebuah garis putus-putus yang digambar tegak lurus permukaan cermin disebut garis normal.
• Sudut yang dibentuk oleh sinar datang dan garis normal disebut sudut datang, yang dilambangkan dengan i. Sedangkan sudut yang dibentuk oleh sinar pantul dan garis normal disebut sudut pantul, yang dilambangkan dengan r. Hukum pemantulan menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul. Setiap cahaya yang dipantulkan, apakah dipantulkan dari sebuah cermin, aluminium foil, atau bulan mengikuti hukum pemantulan tersebut.

2) JENIS PEMANTULAN

1. Pemantulan teratur

• Semua sinar yang mencapai permukaan cermin datang dengan sudut yang sama sehingga sinar itu juga dipantulkan pada sudut yang sama.
• pemantulan baur
• Cahaya yang dipantulkan yang tersebar ke banyak arah yang berbeda dikarenakan suatu permukaan tidak teratur.
• Contoh sinar yang mengenai dinding

2. PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA CERMIN

• Cermin Datar

Titik bayangan dihasilkan dari perpotongansinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus.Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin datar dengan diagram sinar, ikutilahlangkah-langkah berikut ini.

• Lukis sebuah sinar dari benda menuju cermin dan dipantulkan ke mata, sesuai hukumpemantulan cahaya, yaitu sudut sinar datang harus sama dengan sudut sinar pantul.
• Lukis sinar kedua sebagaimana langkah pertama.
• Lukis perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut di belakang cermin sehingga berpotongan.Perpotongan sinar-sinar pantul tersebut merupakan bayangan benda.
• Jika diukur dari cermin, jarak benda terhadap cermin (s) harus sama dengan jarakbayangan terhadap cermin (s’).

Keterangan:

S = Jarak benda terhadap cermin

S’= Jarak bayanganterhadap cermin

• Bayangan itu disebut bayangan maya. Bayangan maya adalah suatu bayangan yang tidak dapat ditangkap dengan layar. Artinya apabila di belakang cermin itu diletakkan layar, pada layar itu tidak akan tampak bayangan tersebut. Hal ini dikarenakan cermin tersebut tidak tembus cahaya, dan tidak ada sinar cahaya di belakang cermin yang berasal dari kamu.
• Sifat-sifat bayangan pada cermin datar yaitu maya, jarak bayangan sama dengan jarak benda, ukuran bayangan sama besar dengan ukuran benda, tetapi posisinya berkebalikan antara kanan dan kiri.

• Cermin lengkung
• Pernahkah kamu mengamati kaca spion yang dipasang di kendaraan? Kaca yangdipasang pada spion adalah contoh dari cermin lengkung. Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya melengkung yang disebut juga lengkung sferis. Ada dua jenis cermin lengkung sederhana yaitu cermin silinder dan cermin bola

1) CERMIN CEKUNG

• Pada subbab ini, kamu hanya akan mempelajari cermin bola, khususnya tentang cermin cekung dan cembung. Cermin cekung dan cembung dianggap sebagai irisan permukaan yang berbentuk bola. Cermin cekung merupakan irisan permukaan bola yang bagian mengkilapnya terdapat di dalam sedangkan irisan permukaan bola yang bagian mengkilapnya terdapat di luar adalah cermin cembung. Agar dapat memahami unsur-unsur padacermin cekung dan cembung.
• Bagian M adalah titik pusat kelengkungancermin, yaitu titik pusat bola. Titik tengahcermin adalah O. Sumbu utama yaitu, OM, garis yang menghubungkan titik M dan O. Sudut POM adalah sudut buka cermin jikatitik P dan M adalah ujung-ujung cermin.

Unsur-unsur cermin lengkung, yaitu sebagai berikut.

1. Pusat kelengkungan cermin

Pusat kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris menjadi cermin.Pusat kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan M.

2. Vertex

Vertex merupakan titik di permukaan cermin dimana sumbu utama bertemu dengancermin dan disimbolkan dengan O.

3. Titik api (titik fokus)

Titik api adalah titik pertengahan antara vertex dan pusat kelengkungan cermin dan disimbolkan dengan F.

4. Jari-jari kelengkungan cermin

Jari-jari kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex ke pusat kelengkungan cermin. Jari-jari kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan R.

5. Jarak fokus

Jarak fokus cermin adalah jarak dari vertex ke titik api dan disimbolkan dengan f.

• Hukum pemantulan kedua yang menyatakan besar sudut datang sama dengan sudut pantul, berlaku pula untuk cermin lengkung. Pada cermin lengkung, garis normal adalah garis yang menghubungkan titik pusat lengkung cermin M dan titik jatuhnya sinar. Jadi, garis normal pada cermin lengkung berubah-ubah, bergantung pada titik jatuh sinar. Misalnya, jika sinar datang dari K mengenai cermin cekung di B, maka garis normalnya adalah garis MB dan sudut datangnya adalah sudut KBM = α. Sesuai hukum pemantulan, maka sudut pantulnya, yaitu sudut MBC = α dan sinar pantulnya adalah sinar BC. Sinar datang dari K mengenai cermin cekung di D, maka garis normalnya adalah garis MD dan sudut datangnya adalah sudut KDM = β. Sesuai hukum pemantulan, maka sudut pantulnya, yaitu sudut MDC = β, sedangkan sinar pantulnya adalah sinar DC. Hal yang sama berlaku juga pada cermin cembung.

SINAR-SINAR ISTIMEWA PADA CERMIN CEKUNG

• Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
• Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
• Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui titikpusat kelengkungan cermin pula.

MELUKIS PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH CERMIN CEKUNG

Benda berada pada jarak lebih dari R

Benda di antara cermin dan F

dari R, bayangannya terbalik dan nyata.

Sumber : Zubaidah, dkk.

kurang dari f, bayangannya tegak dan maya.

Sumber : Zubaidah, dkk.

SIFAT BAYANGAN PADA CERMIN CEKUNG

PERSAMAAN CERMIN CEKUNG

Catatan :

• h’ positif (+) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya)
• h’ negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata)

2) CERMIN CEMBUNG

• Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cembung
• Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari titik fokus (F).
• Sinar yang datang menuju titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama.
• Sinar yang datang menuju titik pusat kelengkungan cermin seolah-olah berasal darititik pusat kelengkungan tersebut

​

• Untuk melukis bayangan pada cermin cembung dibutuhkan minimal dua buah sinar istimewa dengan langkah-langkah sebagai berikut.
• Pilih sebuah titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
• Setelah sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa pada cermin cembung.
• Tandai titik potong sinar-sinar pantul atau perpanjangan sinar-sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
• Lukis bayangan benda pada perpotongan perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut.

​

• Sifat-sifat bayangan pada cermin cembung : bersifat maya, tegak, dan diperkecil.

• Persamaan Cermin Cembung
• Masih ingat dengan persamaan pada cermin cekung? Rumus-rumus yang berlaku untuk cermin cekung juga berlaku untuk cermin cembung. Namun, ada hal yang perlu diperhatikan yaitu titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin M untuk cermin cembung terletak di belakang cermin. Oleh karena itu, dalam menggunakan persamaan cermin cembung jarakfokus (f) dan jari-jari cermin (R) selalu dimasukkan bertanda negatif.

3. PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA LENSA

• Lensa adalah sebuah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang bias atau dua bidang lengkung atau satu bidang datar dan satu bidang lengkung yang berfungsi untuk membiaskan cahaya. Proses pembiasan dapat diperhatikan pada gambar 18
• Pada gambar diatas, berkas cahaya dari udara yang masuk ke dalam kaca akanmengalami pembelokan. Peristiwa tersebut disebut pembiasancahaya. Hal ini disebabkan medium udara dan medium kacamemiliki kerapatan optik yang berbeda. Jadi, kamu dapatmenyimpulkan bahwa pembiasan cahaya terjadi akibat cahayamelewati dua medium yang berbeda kerapatan optiknya.
• Sinar bias akan mendekati garis normal ketika sinardatang dari medium kurang rapat (udara) ke medium lebihrapat (kaca). Sinar bias akan menjauhi garis normal ketikacahaya merambat dari medium lebih rapat (kaca) ke mediumkurang rapat (udara).
• Bidang lengkung yang membentuk lensa merupakan bagian dari permukaan bola atau permukaan silindris. Batasan pada lensa bola (sferik) yang tipis yaitu lensa bola yang tebalnya dapat diabaikan terhadap diameter kelengkungan lensa. Dengan demikian, sinar-sinar sejajar sumbu utama tepat difokuskan ke suatu titik disebut titik fokus. Secara garis besar, lensa dibedakan menjadi dua jenis, yaitu lensa cembung dan lensa cekung

1) LENSA CEMBUNG

• Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tebal daripada bagian pinggirnya.
• Lensa cembung disebut juga lensa positif.
• Apabila ada berkas cahaya sejajar sumbu utama mengenai permukaan lensa, maka berkas cahaya tersebut akan dibiaskan melalui satu titik.
• Titik cahaya mengumpul disebut titik fokus. Perhatikan gambar 19 macam-macam bentuk lensa cembung!

​

• Ketika lensa cembung dilewati sinar-sinar sejajar dari kotak sinar dimana salah satu sinar tersebut melalui pusat kelengkungan lensa cembung, maka akan didapatkan sifat lensa cembung yaitu mengumpulkan cahaya (konvergen).

​

• Sinar-sinar Istimewah Pada Lensa Cembung
• Seperti dengan halnya cermin, lensa cembung juga memiliki sinar istimewa yaitu :
• Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus
• Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
• Sinar datang melalui titik pusat lensa akan diteruskan tanpa membias

• Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cembung
• Sama halnya seperti ketika kamu melukis bayangan pada cermin maka ketika melukis bayangan pada lensa cembungpun cukup menggunakan dua sinar istimewa.
• Bayangan yangtejadi merupakan hasil perpotongan sinar-sinar bias atauperpanjangan sinar-sinar bias.
• Sinar datang sejajar dengan sumbu utama (sinar a) akan dibiaskan melalui titik fokus F1 (sinar c) dan sinar datang melalui titik fokus F2 (sinar b) akan dibiaskan sejajar sumbu utama (sinar d). Hasil perpotongan sinar-sinar bias (sinar c dan d) membentuk satu titik ujung bayangan. Jika kamu tarik garis tegak lurus dari sumbu utama ke titik itu akan terbentuk bayangan nyata. Jika benda diletakkan pada jarak lebih besar dari pada 2F, sifat bayangannya adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.

• Jika benda diletakkan antara F2 dan 2F2, sifat bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar.
• Bayangan benda yang berada diantara F2 dan O bersifat maya,tegak, dan diperbesar.
• Jika benda diletakkan pada jarak lebih kecil daripada F2,sifat bayangannya adalah maya, sama tegak, dan diperbesar.
• Benda yang diletakkan pada titik 2F2 sifatnya nyata, terbalik, dan diperbesar

DALIL ESBACH

• Jumlah nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan sama dengan lima.
• Untuk setiap benda nyata dan tegak:
• Semua bayangan yang terletak di belakang lensa bersifat nyata dn terbalik.
• Semua bayangan yang terletak di depan lensa bersifat maya dan tegak.
• Bila nomor ruang bayangan lebih besar dari nomor ruang benda, maka ukuran bayangan lebih besar dari bendanya dan sebaliknya.

​

2) LENSA CEKUNG

• Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis daripada bagian pinggirnya.
• Lensa cekung disebut juga lensa negatif.
• Apabila ada berkas cahaya sejajar sumbu utama mengenai permukaan lensa, maka berkas cahaya tersebut akan dibiaskan melalui satu titik.
• Titik cahaya mengumpul disebut titik fokus.

• Jenis-jenis bentuk lensa cekung

(a) cekung rangkap (bikonkaf)

(b) cekung datar (plan-konkaf)

(c) cekung-cembung (konveks-konkaf).

• Ketika lensa cekung dilewati sinar-sinar sejajar dari kotak sinar dimana salah satu sinar tersebut melalui pusat kelengkungan lensa cekung, maka akan didapatkan sifat lensa cekung yaitu menyebarkan cahaya (divergen).

​

• Sinar Istimewah Lensa Cekung

Sinar-sinar istimewa pada pembiasan cahaya oleh lensacekung adalah sebagai berikut.:

• Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan berasal dari titik fokus
• Sinar datang seakan-akan menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
• Sinar datang melalui titik pusat lensa akan diteruskan tanpa membias

​

• Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cekung
• Seperti halnya lensa cembung, untuk menggambarkan bayangan pada lensa cekung. Untuk melukiskan bayangan pada lensa cekung cukup digunakan dua berkas sinar istimewa saja.

• Jadi jika benda diletakkan di depan lensa,bayangan yang terjadi akan selalu sama, yaitu maya, samategak, dan diperkecil.
• Selain melaui sinar-siar istimewah, sifat-sifat bayangan benda oleh lensa cekung juga dapat ditentukan melalui dalil Esbach seperti pada lensa cembung.

B. PEMANFAATAN ALAT OPTIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

• Ada tiga pendapat mengenai cahaya, yaitu cahaya dianggap sebagai gelombang, cahaya dianggap sebagai partikel, dan cahaya dianggap sebagai dualisme sebagian partikel dan gelombang.
• Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium. Oleh karena itu, cahaya matahari dapat sampai ke bumi dan memberi kehidupan di dalamnya
• Cahaya merambat dengan sangat cepat, yaitu dengan kecepatan 3 × 108 m/s, artinya dalam waktu satu sekon cahaya dapat menempuh jarak 300.000.000 m atau 300.000 km. Setiap benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya dan setiap benda yang tidak dapat memancarkan cahaya disebut benda gelap.
• Mata normal manusia akan dapat mendeteksi panjang gelombang dari 400 sampai 700 nm, meskipun beberapa orang dapat menerima panjang gelombang dari 380 sampai 780 nm. Mata yang telah beradaptasi dengan cahaya biasanya memiliki sensitivitas maksimum di sekitar 555 nm, di wilayah hijau dari spektrum optik. Warna pencampuran seperti pink, toska, peach dan lain-lain tidak terdapat dalam spektrum ini karena warna-warna tersebut hanya akan didapatkan dengan mencampurkan beberapa panjang gelombang.

DAFTAR PANJANG GELOMBANG CAHAYA

• Terdapat dua hal yang memepngaruhi warna sebuah benda yang kita lihat yaitu: Pigmen dan Cahaya. Setiap benda memiliki pigmen warna (molekul-molekul penghasil warna).
• Seperti halnya bunga mawar merah memiliki pigmen warna merah, atau darah kita berwarna merah karena memiliki pigmen warna merah. Namun demikian tanpa cahaya, mata kita tidak akan bisa melihat mawar atau darah tersebut berwarna merah.

1. PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA MATA MANUSIA

• Suatu benda dapat dilihat oleh mata apabila benda tersebut memantulkan cahaya.
• Pantulan cahaya dari benda akan diterima mata melalui pupil dan akan dilanjutkan menuju lensa selanjutnya akan terbentuk bayangan pada retina.
• Ransangan cahaya yang diterima oleh sel-sel reseptor pada retina kemudian diteruskan ke saraf mata (optik ) dalam bentuk impuls saraf (sinyal).
• Selanjutnya, ransang dikirim ke pusat saraf penglihatan di otak untuk diterjemahkan.
• Setelah itu, barulah kita melihat benda tersebut. Apabila kita melihat sebuah benda, misalnya sebuah lilin yang menyala, pada retina akan terbentuk bayangan yang terbalik dengan ukuran lebih kecil dari pada benda yang sebenarnya.
• Impuls saraf pada retina dikirim melalui saraf optik ke pusat saraf penglihatan di otak.
• Kemudian, otak mengubahnya menjadi gambar lilin yang menyala dalam ukuran yang sebenarnya dan tidak terbalik (Ediciones, 1994).

• Bagian-Bagian Mata Manusia
• Organ penglihatan yang dimiliki oleh manusia adalah mata. Organ ini berbentuk bulat yang tersusun atas beberapa bagian berbeda dengan tugas berbeda pada masing-masing bagian. Mata kita dibalut oleh tiga lapis jaringan yang berlainan, yaitu lapisan luar adalah lapisan sklera, lapisan ini membentuk kornea, Lapisan tengah adalah lapisan koroid, lapisan ini membentuk iris dan lapisan dalam adalah retina.

1) KORNEA

• Kornea adalah bagian terluar dari mata, kornea memiliki karakteristik yang kuat dan tembus terhadap cahaya. Fungsi dari kornea adalah menerima serta meneruskan cahaya yang masuk ke mata dan memberikan perlindungan terhadap bagian sensitif mata yang ada di dalamnya. cahaya yang diterima oleh kornea akan diteruskan ke bagian dalam mata yang kemudian berakhir pada retina.

2) IRIS ATAU SELAPUT PELANGI

• Selaput ini di bagian tengahnya membentuk celah lingkaran. Fungsi dari iris adalah memberikan warna mata dan mengatur perbesaran pupil (kondisi ini dilakukan untuk mengatur banyaknya jumlah cahaya yang dapat masuk ke mata). Letak iris berada di tengah bola mata dan tepat di belakang kornea. Jenis ras atau bangsa menjadi faktor yang mempengaruhi warna iris.
• Iris memberi warna pada mata. Seperti sidik jari, iris dapat digunakan sebagai pengenal pribadi dengan tingkat keakuratan yang tinggi.

​

​

3) PUPIL

• Pupil adalah bagian lubang yang terdapat pada bagian tengah iris yang berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk ke mata. Pupil akan melebar apabila sedikit cahaya yang masuk ke mata (dalam keadaan semakin gelap) , dan akan mengecil apabila banyak cahaya yang masuk ke mata (dalam keadaan semakin terang). Proses membesar dan mengecilnya pupil berguna agar cahaya yang masuk tidak berlebihan dan tidak terlalu sedikit agar kita tetap dapat melihat dengan baik.

​

4) LENSA MATA

• Lensa merupakan bagian yang bersifat lunak dan transparan yang terdapat di belakang iris. Lensa berfungsi untuk mengumpulkan dan memfokuskan cahaya agar bayangan benda jatuh di tempat yang tepat. Lensa memiliki kemampuan yang disebut daya akomodasi, yaitu kemampuan untuk menebal/menipis lensa sesuai dengan jarak benda yang dilihat. Lensa diikat oleh otot pemegang lensa atau ototnsiliar, otot inilah yang berfungsi dalam kemampuan Daya Akomodasi Lensa.
• Ketika kamu melihat benda yang berada pada jarak jauh, otot siliar akan berkontraksi. Hal ini akan menyebabkan lensa mata menjadi lebih datar atau mata melihat tanpa berakomodasi. Ketika kamu melihat benda yang berada pada jarak dekat, otot siliar akan relaksasi. Hal ini akan menyebabkan lensa mata menjadi lebih cembung. Pada kondisi ini mata dikatakan berakomodasi maksimum. Dengan mengubah bentuk lensa, memungkinkan lensa untuk menangkap bayangan yang jelas pada jarak jauh atau dekat yang selanjutnya bayangan tersebut akan dibentuk di retina.

5) RETINA

• Cahaya yang melewati lensa selanjutnya akan membentuk bayangan yang kemudian ditangkap oleh retina. Retina merupakan sel yang sensitif terhadap cahaya atau sebagai syaraf penerima rangsang sinar (fotoreseptor) yang terletak pada bagian belakang mata. Retina terdiri dari dua macam sel fotoreseptor, yaitu sel batang dan sel kerucut. Sel kerucut memungkinkan kamu melihat warna, tetapi membutuhkan cahaya yang lebih terang dibandingkan sel batang. Sel batang akan menunjukkan responsnya ketika berada pada tempat yang redup. Sel batang mampu menerima rangsang sinar tidak bewarna, jumlahnya sekitar 125 juta. Sel kerucut mampu menerima rangsang sinar yang kuat dan warna, jumlahnya 6,5 - 7 juta.

GANGGUAN PADA INDERA PENGLIHATAN

• Seseorang yang mempunyai penglihatan yang sehat, akan dapat melihat benda dekat secara jelas pada jarak kira-kira 25 cm atau lebih.
• Hal ini berarti pada orang normal bayangan yang dibentuk jatuh tepat pada retina.
• Jika seseorang memiliki gangguan pada penglihatannya maka dia tidak akan dapat melihat objek dengan jelas pada jarak tersebut.
• Hal ini menyebabkan mereka membutuhkan alat bantu penglihatan berupa kacamata seperti yang dikenakan oleh teman kamu atau bahkan kamu kenakan sendiri.
• Kacamata tersebut berfungsi untuk memfokuskan cahaya sehingga dapat jatuh tepat pada retina.

1) RABUN DEKAT (HIPERMETROPI)

• Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak dekat (± 25 cm) dengan jelas.
• Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di belakang retina sehingga bayangan yang jatuh pada retina menjadi tidak jelas (kabur).
• Kacamata positif dapat menolong penderita rabun dekat sebab lensa cembung mengumpulkan cahaya sebelum cahaya masuk ke mata.
• Dengan demikian, kornea dan lensa dapat membentuk bayangan yang jelas pada retina.

2) RABUN JAUH (MIOPI)

• Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) dengan jelas.
• Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina.
• Kacamata negatif dapat menolong penderita rabun jauh karena lensa cekung akan dapat membuat cahaya menyebar sebelum cahaya masuk ke mata.
• Dengan demikian, bayangan yang jelas akan terbentuk di retina.

3) BUTA WARNA

Apakah kamu dapat melihat angka? Coba sebutkan angka berapa yang dapat kamu lihat!

• Masih ingatkah kamu pada sel kerucut? Kamu memiliki lebih kurang tujuh juta sel kerucut pada retina. Gelombang cahaya dipantulkan dari benda masuk ke pupil dan ditangkap oleh retina. Respon dari sel kerucut pada cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda menyebabkan kamu dapat melihat benda yang berwarna. Sel kerucut mengandung pigmen iodopsin, yaitu senyawa antara retina dan opsin. Ada tiga jenis sel kerucut. Masing-masing jenis sel merespon panjang gelombang cahaya yang berbeda. Tipe pertama dari sel kerucut merespon cahaya dengan panjang gelombang merah dan kuning. Sel ini menyebabkan kamu dapat melihat warna merah. Tipe kedua dari sel kerucut merespon cahaya kuning dan hijau dan menyebabkan kamu dapat melihat warna hijau. Tipe sel kerucut ketiga merespon cahaya biru dan ungu dan menyebabkan kamu dapat melihat warna biru. Buta warna adalah suatu kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel-sel kerucut mata untuk menangkap suatu warna tertentu. Penyakit ini bersifat menurun. Buta warna ada yang buta warna total dan buta warna sebagian. Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam danputih saja, sedangkan buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu, yaitu merah, hijau, atau biru. Ingat kembali tentang sel kerucut!

4) PRESBIOPI

• Presbiopi disebut juga rabun jauh dan dekat atau rabun tua, karena kelainan mata ini biasanya diderita oleh orang yang sudah tua. Kelainan jenis ini membuat si penderita tidak mampu melihat dengan jelas benda-benda yang berada di jarak jauh maupun benda yang berada pada jarak dekat. Hal tersebut diakibatkan oleh berkurangnya daya akomodasi mata. Kelainan ini biasanya diatasi dengan kaca mata rangkap, yaitu kaca mata cembung dan cekung. Pada kacamata dengan lensa rangkap, lensa negatif bekerja seperti pada kacamata untuk penderita miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti pada kacamata untuk penderita hipermetropi.

​

5) ASTIGMATISMA

• Astigmatisma atau dikenal dengan istilah silinder adalah sebuah gangguan pada mata karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensa. Hal ini disebabkan oleh cacat lensa yang tidak dapat memberikan gambaran atau bayangan garis vertikal dengan horisotal secara bersamaan. Penglihatan si penderita menjadi kabur. Untuk mengatasi gangguan ini, dapat menggunakan lensa silindris.

​

2. PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA MATA SERANGGA

• Tahukah kamu bahwa lalat, belalang, kumbang atau serangga mempunyai cara melihat suatu benda yang sangat berbeda dengan manusia? Apabila manusia hanya memiliki dua buah mata untuk melihat, serangga memiliki banyak sekali mata untuk melihat, sehingga mata serangga disebut dengan “mata majemuk”
• Masing-masing mata serangga tersebut disebut omatidium (jamak: omatidia). Masing-masing omatidium berfungsi sebagai reseptor penglihatan yang terpisah. Setiap omatidium terdiri atas beberapa bagian, di antaranya berikut ini. (1) Lensa, permukaan depan lensa merupakan satu faset mata majemuk. (2) Kerucut kristalin, yang tembus cahaya. (3) Sel-sel penglihatan, yang peka terhadap adanya cahaya. (4) Sel-sel yang mengandung pigmen, yang memisahkan omatidia dari omatidia di sekelilingnya.

• Setiap omatidium akan menyumbangkan informasi penglihatan dari satu daerah objek yang dilihat serangga, dari arah yang berbeda-beda. Bagian omatidia yang lain akan memberikan sumbangan informasi penglihatan pada daerah lainnya.
• Gabungan dari gambar-gambar yang dihasilkan dari setiap omatidium merupakan bayangan mosaik, yang menyusun seluruh pandangan serangga. Sebagai contoh, mata lalat rumah terdiri atas 6000 bentuk mata yang ditata dalam segi enam (omatidium). Setiap omatidium dihadapkan ke arah yang berbeda-beda, seperti ke depan, belakang, bawah, atas, dan ke setiap sisi,sehingga lalat dapat melihat ke mana-mana.
• Dengan demikian, lalat dapat mengindera dalam daerah penglihatan dari semua arah. Pada setiap omatidium, terdapat delapan neuron sel saraf reseptor (penerima cahaya), sehingga secara keseluruhan terdapat sekitar 48.000 sel pengindera di dalam matanya. Dengan kelebihannya tersebut, mata lalat dapat memproses hingga seratus gambar per detik.

C. ALAT OPTIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

• Kamera
• Kaca Pembesar (Lup)
• Mikroskop
• Teleskop
• Teleskop Bias
• Teleskop Pantul

​

1. KAMERA

• Pada saat kamu mengambil gambar suatu benda dengan sebuah kamera, cahaya dipantulkan dari benda tersebut dan masuk ke lensa kamera. Kamera memiliki diafragma dan pengatur cahaya (shutter) untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam lensa. Dengan jumlah cahaya yang tepat akan diperoleh foto atau gambar yang jelas. Sementara itu, untuk memperoleh foto yang tajam dan tidak kabur perlu mengatur fokus lensa. Cahaya yang melalui lensa kamera tersebut memfokuskan bayangan benda pada film foto. Bayangannya nyata, terbalik, dan lebih kecil dari benda aslinya. Perhatikan persamaan prinsip kerja kamera sederhana ini dengan diagram cahaya lensa cembung. Ukuran bayangan tersebut bergantung pada panjang fokus lensa, dan jarak lensa itu pada film tersebut. Jika diperhatikan, bagian-bagian dari kamera memiliki kemiripan dengan mata. Coba identifikasikan bagian-bagian kamera tersebut yang memiliki fungsi yang serupa dengan bagian-bagian mata!

2. KACA PEMBESAR (LUP)

• Sebuah kaca pembesar memungkinkan kita untuk menempatkan objek tersebut lebih dekat ke mata kita sehingga objek tersebut tampak terlihat sudut lebih besar. Seberapa besar suatu objek terlihat dengan mata, dan seberapa jelas kita dapat melihat bagian-bagian kecil pada objek tersebut? Hal ini bergantung pada ukuran bayangan objek tersebut pada retina. Ukuran bayangan tersebut bergantung pada sudut pada mata yang berhadapan dengan objeknya. Agar mata tidak mudah lelah (berakomodasi minimum) saat menggunakan lup, letakkan benda tepat di titik fokus lup.

3. MIKROSKOP

• Mikroskop menggunakan dua lensa okuler dan dua lensa objektif. Lensa okuler adalah lensa yang posisinya dengan mata pengamat. Lensa objektif adalah lensa yang posisinya dekat dengan objek/benda yang sedang diamati. Benda yang diamati ditempatkan pada sebuah slide transparan (preparat) dan disinari dari bawah. Cahaya melalui lensa objektif dan membentuk bayangan nyata dan diperbesar. Bayangan itu diperbesar, sebab benda itu terletak di antara satu dan dua jarak fokus lensa objektif tersebut. Selanjutnya, bayangan nyata tersebut diperbesar lagi oleh lensa okuler untuk menghasilkan bayangan maya dan diperbesar. Susunan lensa seperti ini memungkinkan menghasilkan bayangan ratusan kali lebih besardari objek aslinya.

4. TELESKOP

• Teleskop adalah alat optik yang dapat membuat benda-benda yang berada pada tempat yang jauh menjadi terlihat dekat.
• Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Teleskop dapat berupa teleskop bias dan teleskop pantul.

TELESKOP BIAS

• Teleskop bias sederhana merupakan kombinasi antara dua lensa cembung yang terletak pada bagian pipa. Lensa yang lebih besar adalah lensa objektif, sedangkan yang lebih kecil adalah lensa okuler (lensa mata). Lensa objektif membentuk sebuah bayangan dan kemudian bayangan tersebut akan diperbesar oleh lensa okuler. Lensa objektif pada teleskop bias memiliki diameter yang lebih besar daripada diameter mata kamu saat membuka. Hal ini berarti akan lebih banyak cahaya yang dipantulkan oleh objek yang dapat masuk ke dalam lensa yang kemudian akan masuk ke dalam mata. Dengan demikian, bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif akan lebih jelas daripada bayangan yang terbentuk oleh mata. Karena bayangan yang terbentuk sangat jelas, maka objek yang terlihat juga menjadi lebih detail.

TELESKOP PANTUL

• Lensa objektif yang terdapat pada teleskop pantul digantikan oleh cermin cekung. Bayangan dari sebuah objek yang letaknya jauh terbentuk di dalam tabung teleskop ketika cahaya dipantulkan dari cermin cekung. Cahaya yang dipantulkan objek yang jauh memasuki salah satu ujung tabung dan ditangkap oleh cermin lain pada ujung yang lain. Cahaya ini dipantulkan dari cermin cekung ke cermin datar yang ada di dalam tabung. Cermin datar kemudian memantulkan cahaya ke lensa okuler.

UJI KOMPENTESI

1. Fakta yang benar tentang hubungan antara cahaya dan kemampuan mata untuk melihat benda adalah ....

A. mata dapat melihat benda karena benda memiliki kemampuan menyerap cahaya yang diterima

B. mata dapat melihat benda karena benda memantulkan cahaya yang diterimanya, sehingga cahaya masuk ke mata

C. mata dapat melihat benda karena cahaya yang mengenai benda dibiaskan

D. mata dapat melihat benda karena saraf-saraf mata memiliki kemampuan untuk melihat benda, sehingga kemampuan mata untuk melihat tidak ada hubungannya dengan cahaya

2. Berikut ini proses perjalanan cahaya pada mata hingga terbentuk bayangan benda adalah ....

A. pupil – kornea – iris – lensa mata (cahaya membentuk bayangan) – bayangan ditangkap retina

B. pupil – iris –kornea – lensa mata (cahaya membentuk bayangan) – bayangan ditangkap retina

C. kornea – pupil – iris – lensa mata (cahaya membentuk bayangan) – bayangan ditangkap retina

D. kornea – pupil – lensa mata (cahaya membentuk bayangan) – bayangan ditangkap retina

3. Bagian mata yang mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata adalah ....

A. iris

B. pupil

C. kornea

D. saraf mata

4. Edo menderita miopi sehingga dia tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh dengan jelas. Jenis lensa untuk membantu penglihatan Edo adalah ....

A. lensa tipis

B. lensa ganda

C. lensa cekung

D. lensa cembung

5. Pelangi merupakan salah satu peristiwa yang menunjukkan bahwa cahaya memiliki sifat ....

A. cahaya tampak

B. cahaya merambat lurus

C. cahaya dipantulkan

D. cahaya dibiaskan

6. Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung apabila benda terletak pada jarak kurang dari titik fokus cermin adalah ....

A. nyata, terbalik, diperkecil, dan terletak antara M dan F

B. nyata, terbalik, diperbesar, dan terletak di depan M

C. maya, tegak, diperbesar, dan terletak di belakang cermin

D. nyata, terbalik, sama besar dan terletak di titik M

7. Pasangan yang tepat antara lensa yang terdapat pada mikroskop dan bayangan yang dibentuk oleh lensa adalah ....

A. lensa objektif = bayangan maya dan diperbesar; lensa okuler = bayangan maya dan diperbesar

B. lensa objektif = bayangan nyata dan diperbesar; lensa okuler = bayangan nyata dan diperbesar

C. lensa objektif = bayangan nyata dan diperkecil; lensa okuler = bayangan maya dan diperbesar

D. lensa objektif = bayangan nyata dan diperbesar; lensa okuler = bayangan maya dan diperbesar

8. Alat optik yang memiliki lensa cembung sehingga dapat membantu mendekatkan objek ke mata serta membantu untuk melihat benda yang kecil adalah ....

A. lup

B. teleskop

C. teropong

D. mikroskop

9. Sebuah benda yang tingginya 12 cm diletakkan 10 cm di depan cermin cembung yang jari-jari kelengkungannya 30 cm. Sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin tersebut adalah ....

A. maya, tegak, dan diperkecil

B. maya, tegak, dan diperbesar

C. nyata, terbalik, dan diperkecil

D. nyata, tegak, dan diperbesar

10. Seseorang ingin melihat suatu benda yang berada di depan mata pada jarak 25 cm. Jika jarak kornea mata ke retina adalah 2,5 cm, maka panjang fokus sistem lensa-kornea agar benda terlihat paling jelas oleh mata orang tersebut adalah ... cm.

A. 2,26

B. 2,24

C. 3,52

D. 3,54

​

ESSAY

1. Mata yang normal memiliki kemampuan untuk melihat benda dengan jelas pada jarak yang dekat dan jauh. Mengapa mata kita memiliki kemampuan tersebut?
2. Beni memiliki penglihatan normal, kemudian dia mencoba kacamata Udin yang berlensa negatif. Ternyata, penglihatan Beni menjadi kabur. Mengapa hal ini terjadi?
3. Lukislah bayangan yang dibentuk oleh cermin datar untuk benda-benda di bawah ini!

​

4. Lensa cembung sering disebut dengan lensa pengumpul (konvergen), sedangkan lensa cekung sering disebut lensa penyebar (divergen), mengapa demikian? Agar mudah menjelaskan, gunakan gambar hasil pembiasan cahaya pada lensa tersebut!
5. Seseorang yang memiliki tinggi dari ujung kaki sampai ke matanya 150 cm berdiri di depan cermin datar yang tingginya 30 cm. Cermin itu ditegakkan vertikal di atas meja yang tingginya 80 cm dari lantai. Berapakah tinggi bayangan bagian badan orang itu yang dapat dilihat di cermin?
6. Banyak peristiwa terjadinya orang tenggelam di kolam renang. Salah satu penyebabnya adalah kesalahan memperkirakan kedalaman kolam ketika dilihat dari atas permukaan air kolam. Peristiwa apa yang terjadi pada kasus tersebut? Jelaskan jawaban kamu!
7. Perhatikan gambar di bawah ini! Jika seseorang ingin menombak ikan di dalam air, ke titik manakah posisi ujung tombak diarahkan agar ikan dapat tertangkap? Jelaskan jawaban kamu!

SEKIAN