Indera Penglihatan dan Alat Optik

Anggota

M. Aqshal Tata Taufiq

M. Wahyuqi Arkham

Irfan Permana

M. Fernando Davinci

Cahaya

• Merupakan gelombang Elektromagnetik yang terdiri atas medan listrik dan medan magnet yang merambat tegak lurus dengan arah hambatannya.

​

• Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 10⁸ m/s.

​

Sifat – Sifat Cahaya

1. Dapat di pantulkan (Refleksi).
2. Dapat di biaskan (Refraksi).
3. Dapat mengalami pelenturan (difraksi).
4. Dapat dijumlahkan (interferensi).
5. Dapat diuraikan (dispersi).
6. Dapat diserap arah getarnya (polarisasi).
7. Bersifat sebagai gelombang dan partikel.

​

Pemantulan Cahaya

​

​

• Adalah pembalikan arah rambatan gelombang cahaya setelah melewati bidang pantul
• Di bagi 2 : Pemantulan Teratur dan Pemantulan Baur (difus)

Pemantulan Teratur

​

​

• Apabila sinar sejajar di tunjukkan ke permukaan yang rata, sinar itu akan di pantulkan dengan arah yang teratur.
• Contoh : Saat ber-Cermin

​

​

Tambahan

Istilah Sinar di gunakan untuk cahaya sebagai gelombang elektromagnetik yang merambat.

Pemantulan Baur (difus)

​

​

• Apabila sinar sejajar di tunjukkan ke permukaan yang tidak rata, sinar akan di pantulkan ke segala arah.
• Pemantulan ini sangat berguna di tempat – tempat yang tidak ada cahayanya.

​

Hukum Pemantulan

Sifat-sifat pemantulan berkas cahaya itu diselidiki oleh Willebord Snellius(1581-1626). Dari hasil penyelidikan ini dapat dihasilkan suatu hukum yang disebut

Hukum Pemantulan Snellius

Atau Hukum 1 Snellius

​

Hukum

1. Sinar datang, Garis normal, dan Sinar pantul berada pada satu bidang dan ketiganya berpotongan pada 1 titik.
2. Besar sudut datang (i) sama dengan besar sudut sinar pantul (r)

Rumus : i = r

Pembiasan (Refraksi)

Adalah pembelokan arah

rambatan gelombang cahaya

ketika melewati dua medium

Yang memiliki kerapatan

Berbeda.

Hukum Pembiasan

Pembiasan cahaya diselidiki oleh Willebord Snellius(1581-1626). Dari hasil

penyelidikan ini dapat dihasilkan

suatu hukum yang disebut

​

Hukum Pembiasan Snellius

Atau Hukum 2 Snellius

Hukum

1. Sinar datang datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal.
2. Sebaliknya, sinar datang dari medium yang lebih rapat menuju medium yang kurang rapat menyebabkan pembiasan yang menjauhi garis normal.

.

​

Gambar 1

​

​

----------------------------------------------------------------

​

​

Gambar 2

Penjelasan

Cepat rambat cahaya di ruang hampa dengan medium lain memiliki medium yang berbeda. Istilah yang menggambarkan nilai perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa dengan cepat rambat cahaya di suatu medium di sebut indeks bias cahaya (n). Indeks bias cahaya bisa di rumuskan :

Rumus

Rumus ke-2

Cermin

Adalah suatu benda dengan permukaan yang memantulkan sebagian besar cahaya yang mengenainya.

​

Di bagi menjadi 3 :

1. Cermin datar
2. Cermin Cekung
3. Cermin Cembung

Cermin Datar

Adalah kaca yang salah

satu permukannya datar

(rata) dan permukaan

Yang lain di lapisi logam

Perak.

Sifat

• Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin
• Tinggi bayangan = tinggi benda
• Ukuran bayangan = ukuran benda
• Bayangan bersifat tegak dan maya, dibelakang cermin
• Arah kiri dan kanan bangun berlawanan dengan bendanya.

Penjelasan

​

2 cermin disatukan atau membentuk sudut tertentu jika benda di letakkan di antara keduanya akan terbentuk bayangan dalam jumlah tertentu. Bayangan terserbut bisa di tulis dengan rumus :

Rumus

​

​

​

​

​

Keterangan

n = jumlah bayangan

x = sudut yang terbentuk antara dua cermin

Cermin Cekung

Adalah cermin yang permukaan pantulnya melengkung ke dalam.

Dalam kehidupan sehari-hari aplikasi yang paling sering kita lihat pada cermin cekung adalah pada lampu senter.

​

​

​

​

​

Keterangan

P : titik pusat kelengkungan cermin

F : titik fokus

O : titik pusat permukaan cermin

OF : jarak fokus, panjangnya ½ jari-jari kelengkungan cermin

( f )

OP : sumbu utama cermin

R1, R2, dan R3 : ruang di depan cermin

R4 : ruang di belakang cermin

Sifat

1. Maya artinya berkas cahaya tidak melewati bayangan
2. Tegak atau tidak terbalik
3. Semakin jauh benda dari cermin cekung, ukuran bayangan semakin besar
4. Semakin jauh benda dari cermin cekung, semakin jauh bayangan dari cermin cekung

3 Sinar Istimewa

​

​

​

​

Sinar yang datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan – akan berasal dari titik fokus aktif (F1 ).

Kedua

​

​

​

​

Sinar yang datang seakan – akan menuju ke titik fokus pasif (F2) dibiaskan sejajar sumbu utama.

Ketiga

​

​

​

​

Sinar yang datang melalui titik pusat optik lensa O diteruskan tanpa membias.

Rumus

1. Hubungan jarak benda (s). Jarak bayangan(s’), dan jarak fokus (f) bisa di rumuskan:

​

​

​

f = jarak fokus

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

Lanjutan

2. Perbandingan jarak bayangan (s’) dengan jarak benda (s) atau tinggi bayangan (h’) dengan tinggi benda (h) dinamakan Perbesaran (M). Perbesarang bisa di rumuskan :

​

​

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

h’ = tinggi bayangan

h = tinggi benda

Cermin Cembung

Adalah kebalikan dari cermin Cekung. Jika Cermin cekung permukaan pantulan-nya melengkup ke dalam, Cermin cembung permukaan pantulnya melengkung ke luar.

Sifat

​

​

Sifat bayangan pada cermin cembung :

1. selalu maya
2. Tegak
3. Diperkecil

3 Sinar Istimewa

​

​

​

Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif (F1) yang    terdapat di belakang lensa,

Kedua

​

​

​

​

Sinar datang melalui titik fokus pasif (F2) yang terdapat di depan lensa dibiaskan sejajar sumbu utama,

Ketiga

​

​

​

​

Sinar datang melalui titik pusat optik lensa O diteruskan tanpa membias.

Rumus

1. Hubungan jarak benda (s). Jarak bayangan(s’), dan jarak fokus (f) bisa di rumuskan:

​

​

​

f = jarak fokus

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

​

Lanjutan

2. Perbandingan jarak bayangan (s’) dengan jarak benda (s) atau tinggi bayangan (h’) dengan tinggi benda (h) dinamakan Perbesaran (M). Perbesarang bisa di rumuskan :

​

​

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

h’ = tinggi bayangan

h = tinggi benda

​

Lensa

Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang lengkung atau bidang lengkung dan bidang datar.

​

Di bagi 2 yaitu:

Lensa Cembung (Konveks)

Lensa Cekung (Konkaf)

Lensa Cembung

Adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tebal daripada bagian pinggirnya.

Nama lain :

• Konveks
• Lensa positif

​

Jenis - jenis

Dibagi 3 yaitu :

Lensa Cembung –datar

Lensa Cembung – cekung

Lensa Cembung - cembung

Sinar istimewa

1. Sinar datang menuju lensa sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskan melalui titik fokus aktif F1 lensa
2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 lensa akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama lensa
3. Sinar datang menuju lensa melalui titik pusat optik lensa akan diteruskan tanpa di biaskan.

Rumus

1. Hubungan jarak benda (s). Jarak bayangan(s’), dan jarak fokus (f) bisa di rumuskan:

​

​

​

f = jarak fokus

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

​

Lanjutan

2. Rumus ini Sama dengan Cermin yaitu :

​

​

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

h’ = tinggi bayangan

h = tinggi benda

​

​

Tambahan

Lensa Cekung

Adalah kebalikan dari lensa cembung yaitu bagian tengahnya lebih tipis daripada bagian pinggirnya.

Nama lain :

Konkaf

Lensa negatif

Jenis - Jenis

1. Lensa Cekung – cekung
2. Lensa Cekung – datar
3. Lensa Cekung - Cembung

Sinar Istimewa

​

​

​

1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari fokus aktif.
2. Sinar datang seakan-akan menuju ke titik fokus pasif dibiaskan sejajar sumbu utama.
3. Sinar datang melalui pusat optik diteruskan tanpa dibiaskan.�

Rumus

Sebenarnya Rumus-nya sama dengan rumus Lensa Cembung yaitu :

Mata

Merupakan alat indra yang berfungsi untuk melihat.

​

Bagian Mata

Penjelasan

(Kornea)

Merupakan bagin depan bola mata.

Sifat : Tembus cahaya dan selalu di basahi air.

Fungsi : selaput bening (kornea) adalah meneruskan cahaya yang masuk kemata.

(Iris)

Pernah melihat orang memiliki mata berwarna biru, coklat atau hitam? Nah, bagian mata bernama iris ini lah yang membuat mata kita berwarna. Iris terdapat di belakang kornea dan berpigmen. Pigmen pada irislah yang menentukan warna mata kita.

​

Penjelasan

(Pupil (Anak Mata))

Pupil adalah celah yang berbentuk lingkaran terdapat ditengah-tengah iris . Pupil berfungsi sebagai tempat untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yangmasuk kedalam mata. Pupil dapat mengecil dan membesar seperti fungsi diafragma pada kamera. Pupil akan membuka dan menutup secara otomatis bergantung pada cahaya yang masuk. Jika cahaya terang, pupil akan mengecil, sedangkan ketika gelap, pupil akan membesar

Penjelasan

(Cairan Aquoeus)

Cairan Aquoeus ini terletak dibelakang kornea yang berfungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk sehingga terfokus  ke lensa mata.

(Retina)

Retina merupakan selaput yang mengandung sel-sel indera. Retina berfungsi sebagai layar, tempat terbentuknya bayangan, seperti halnya plat film pada kamera.

​

Penjelasan

(Lensa)

Lensa kristalin (nama lain Lensa mata)merupakan lensa mata yang terbuat dari bahan bening, berserat dan kenyal. Lensa berfungsi untuk memfokuskan bayangan pada pelat film. Pada mata, untuk memfokuskan bayangan pada retina, yaitu dengan mencembungkan atau memipihkan lensa. Lensa mencembung atau memipih sesuai dengan jarak benda yang dilihat. Hal ini disebut dengan daya akomodasi mata.

Penjelasan

(Bintik Kuning)

Adalah bagian mata yang paling peka terhadap cahaya

fungsi: menampakan bagian paling peka rangsang cahaya

(Bintik buta)

Adalah tempat masuk dan membeloknya bekas saraf menuju otak. bintik buta tidak memeliki sel-sel penglihat / reseptor sehingga tidak dapat menanggapi rangsangan cahaya. 

Gangguan pada mata

Rabun jauh�Miopi dapat terjadi karena bola mata yang terlalu panjang atau karena kelengkungan kornea yang terlalu besar sehingga cahaya yang masuk tidak difokuskan secara baik dan objek jauh tampak buram.

dapat ditolong dengan menggunakan kacamata negatif (cekung).

Rabun Dekat

Disebabkan karena bola mata yang terlalu pendek atau kelengkungan kornea yang kurang. Penderita kelainan mata ini tidak dapat membaca pada jarak yang normal (30 cm) dan harus menjauhkan bahan bacaannya untuk dapat membaca secara jelas.

dapat ditolong dengan menggunakan kacamata Positif (cembung).

Mata tua

Disebabkan karena daya akomodasi lensa mata tak bekerja dengan baik akibatnya lensa mata tidak dapat menfokuskan cahaya ke titik kuning dengan tepat, sehingga mata tidak bisa melihat yang jauh maupun dekat.

dapat diatasi dengan lensa ganda yang berisi lensa plus (+) dan minus (-).

Astigmatisma

Disebabkan oleh cacat lensa yang tidak dapat memberikan gambaran/ bayangan garis vertikal dengan horizotal secara bersamaan. Astigmatisma adalah cacat optik di mana penglihatan kabur karena ketidakmampuan optik mata untuk fokus benda titik menjadi gambar terfokus tajam pada retina.

Dapat di tolong dengan menggunakan kacamata silinder.

Hemeralopi atau rabun senja

Adalah gangguan mata yang disebabkan kekurangan vitamin A. Penderita rabun senja tidak dapat melihat dengan jelas pada waktu senja hari. Keadaan seperti itu apabila dibiarkan berlanjut terus mengakibatkan kornea mata bisa rusak dan dapat menyebabkan kebutaan. Oleh karena itu, pemberian vitamin A yang cukup sangat perlu dilakukan.

Gambaran

Buta Warna

Adalah penyakit Menurun. Ada 3 macam yaitu :

1. Buta warna merah
2. Buta warna Biru
3. Buta warna Hijau

Ini terjadi karena tidak ada-nya salah satu konus atau kerucut pada mata. Manusia memiliki 3 sel konus yaitu iodopsin merah, biru, dan hijau.

Mata monokromatid

Penderita hanya memiliki salah satu sel konus saja. Sehingga mengidap penyakit bota warna total. Penyakit ini membuat penderita hanya bisa melihat warna hitam dan putih.

Katarak

Katarak adalah lensa mata yang menjadi keruh, sehingga cahaya tidak dapat menembusnya, bervariasi sesuai tingkatannya dari sedikit sampai keburaman total. Biasanya penyakit ini terjadi karena pengaruh usia. Bisa di sembuhkan dengan jalan Operasi.

Alat – Alat Optik

Alat optik merupakan alat yang bekerja berdasarkan prinsip cahaya. Alat optik membuat hidup manusia lebih mudah dan berarti.

Diantaranya :

1. Kamera 6. Proyektor
2. Lup
3. Mikroskop
4. Teropong
5. Periskop

Kamera

Adalah alat yang bisa mendokumentasikan atau menyimpan suatu peristiwa secara visual.

Kamera digunakan untuk memotret. Kamera yang baik terdiri dari susunan lensa cembung.

Di antara susunan

lensa cembung itu

terdapat diafragma.

Diafragma berfungsi

seperti pupil pada mata.

Lup

Lup atau adalah Kaca pembesar yang terdiri dari sebuah lensa cembung dengan jarak fokus yang pendek. Lup berguna untuk melihat benda-benda kecil agar nampak lebih besar. Lup hanya terdiri atas sebuah lensa cembung. Lensa cembung itu membiaskan berkas

cahaya benda yang kita amati.

Bayangan benda yang terjadi

lebih besar daripada benda

yang sesungguhnya.

​

Mikroskop

Adalah sebuah alat untuk melihat objek yang terlalu kecil untuk dilihat secara kasat mata. Mikroskop merupakan alat bantu yang dapat ditemukan hampir diseluruh laboratorium untuk dapat mengamati organisme berukuran kecil (mikroskopis).

Penjelasan

Mikroskop sederhana terdiri atas dua buah lensa cembung. Lensa yang dekat dengan benda disebut sebagai lensa obyektif. Lensa yang dekat mata disebut lensa okuler. Lensa obyektif membentuk bayangan nyata yang terbalik dan diperbesar. Kemudian bayangan nyata terbalik itu diubah menjadi bayangan maya yang diperbesar oleh lensa okuler.

Struktur

• Bagian optik, yang terdiri dari kondensor, lensa objektif, dan lensa okuler.
• Bagian non-optik, yang terdiri dari kaki dan lengan mikroskop, diafragma, meja objek/meja preparat, pemutar halus dan kasar, penjepit kaca objek (preparat), dan sumber cahaya.

​

Teropong

Penjelasan

Teleskop atau teropong adalah sebuah instrumen pengamatan yang berfungsi mengumpulkan radiasi elektromagnetik dan sekaligus membentuk citra dari benda yang diamati.

Di pembahasan ini Kita akan membahas teropong bintang dan teropong bumi.

Teropong Bintang

Teropong bintang adalah sebuah jenis peralatan yang digunakan untuk membantu pengindraan jauh untuk mengamati keberadaan benda-benda yang ada di angkasa.

Teropong bintang memiliki dua buah lensa cembung yaitu sebagai lensa objektif (dekat dengan benda)  dan lensa okuler (dekat dengan mata). Jarak fokus lensa obyektif juga lebih besar dari pada lensa okuler.

(f_ob > f_ok)

Penampakan

Teropong Bumi

Teleskop bumi atau teropong bumi adalah alat optik yang digunakan untuk mengamati benda berjarak jauh yang terletak di permukaan bumi.

Digunakan untuk mengamati benda di permukaan bumi karenanya bayangan akhir yang dihasilkan oleh lensa okulernya harus tegak agar tidak menyulitkan pengamatan.

Bagian - bagian

Dibagi 3 yaitu :

1. Lensa Okuler

Tugasnya adalah membentuk bayangan yang bersifat maya, tegak dan diperbesar, yang berada di ruang IV lensa okuler

2. Lensa Objektif

Tugasnya adalah membentuk bayangan yang bersifat nyata, terbalik dan diperbesar yang berada di ruang III

3. Lensa Pembalik

Perbedaan antara teropong bumi dan teropong bulan adalah ada tidaknya lensa pembalik. Fungsinya untuk membalik Gambar yang di tampilkan Teropong.

Penampakan

Persikop

Merupakan alat optik untuk mengamati suatu objek dari posisi tersembunyi.

Fungsi-nya untuk mengamati benda dalam jarak jauh atau berada dalam sudut tertentu.

Teridiri atas 2 lensa cembung dan 2 lensa prisma siku – siku sama kaki.

​

Penampakan

Proyektor

Adalah alat optik yang ber-fungsi untuk memproyeksikan gambar agar di peroleh gambar yang lebih besar dari gambar asli.

Dibagi menjadi 2 macam :

1. Episkop
2. Diaskop

Episkop

Adalah sebuah PROYEKTOR yang digunakan untuk menampilkan dua sisi slide danobyek transparan. Kombinasi dari fungsi-fungsi yang diciptakan oleh episkop sangat ideal digunakan pada sekolahan.

Biasa di gunakan di sekolahan sebagai alat untuk presentasi.

Diaskop

Adalah alat yang digunakan untuk memproyeksikan bayangan nyata dari sebuah gambar diapositif, yaitu gambar yang tembus cahaya.

Contoh-nya : Projector Slide, Projector Film, overhead projector.