Optik
-
Upload
ningrum-handayani -
Category
Education
-
view
1.696 -
download
4
Transcript of 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.