Alat-Alat Optik | Fisika Kelas XII

Alat-alat optik adalah alat-alat yang menggunakan lensa dan/atau cermin untuk memanfaatkan sifat-sifat cahaya yaitu dapat dipantulkan dan dapat dibiaskan, cahaya tersebut digunakan untuk melihat. Penggunaan alat optik bertujuan untuk melihat benda yang ada di sekitar kita yang dipantulkan oleh cahaya.

Alat optik terbagi atas dua jenis, yaitu alat optik alami dan buatan. Alat optik alami yaitu mata, sedangkan yang termasuk alat optik buatan di antaranya adalah kacamata, kamera, lup (kaca pembesar), mikroskop, teropong atau teleskop, periskop dan sebagainya.

Mata

Mata merupakan organ tubuh yang sangat penting yang berfungsi untuk menerima, memfokuskan, dan mentransmisikan cahaya melalui lensa mata yang menghasilkan bayangan objek yang kemudian ditangkap oleh retina mata. 

Bayangan objek yang ditangkap retina tersebut kemudian dikirimkan ke otak melalui saraf optik untuk kemudian diolah menjadi gambar yang mampu kita lihat secara nyata. Mata hampir berbentuk bulat dengan diameter sekitar 2,5 cm dan dibungkus cangkang (sclera) berwarna putih yang keras sebagai pelindung.

Secara umum fungsi bagian-bagian mata dibagi menjadi dua yakni bagian luar mata (kelopak mata, bulu mata, alis mata dan kelenjar air mata) dan bagian dalam mata. 

• Lensa mata berfungsi untuk memfokuskan agar cahaya atau bayangan yang masuk jatuh di retina mata. 
• Pupil bertugas mengatur jumlah cahaya yang masuk ke bola mata. 
• Sklera melindungi bola mata terhadap gangguan luar yang bersifat mekanis (ex. benturan) serta berfungsi untuk menjaga bentuk bola mata. 
• Koroid berfungsi memelihara retina dan mencegah terjadinya pemantulan cahaya di dalam ruang internal mata dengan cara menyerap cahaya yang tidak diperlukan. 
• Retina menjadi tempat penerimaan cahaya dan tempat jatuhnya bayangan benda. 
• Saraf optik akan meneruskan informasi bayangan benda yang diterima retina menuju otak.
• Otot siliari mengatur kelengkungan lensa mata. Pengaturan kelengkungan ini diperlukan agar bayangan benda jatuh tepat di retina.

Kacamata

Kacamata merupakan alat optik yang digunakan untuk membantu melihat pada orang yang memiliki cacat mata, baik itu rabun jauh, rabun dekat, ataupun mata silindris. Kacamata terdiri dari lensa cembung atau cekung (tergantung jenis cacat matanya), frame atau kerangka yang menyangga lensa.

Jauh dekatnya bayangan terhadap lensa (kaca mata) yang digunakan tergantung pada letak objek, jarak fokus lensa, dan kekuatan atau daya lensa. Kekuatan atau daya lensa dirumuskan dengan: 

P=1/f 

Keterangan: 

P = kekuatan atau daya lensa (dioptri) 

f = jarak fokus lensa (meter)

Kamera

Kamera merupakan alat untuk menghasilkan foto. Ada dua jenis kamera yang umum dikenal, yaitu kamera digital dan kamera analog. Saat ini yang akan dibahas adalah kamera analog. 

Cara kerja kamera hampir sama dengan cara kerja mata, yakni cahaya masuk difokuskan oleh lensa dan kemudian ditangkap oleh retina yang merupakan film pada kamera. Rumus untuk mencari titik fokus pada lensa kamera sama seperti yang kita gunakan pada lensa kaca mata.

Kamera terdiri atas sebuah lensa cembung, diafragma, dan film. Lensa pada kamera dapat diubah-ubah letaknya sedemikian agar bayangan yang dibentuk lensa selalu terletak tepat pada film. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.

Lup

Lup atau kaca pembesar hanya terdiri dari satu lensa positif dan berfungsi untuk memperbesar ukuran bayangan yang terbentuk di retina. Lup sebenarnya merupakan lensa cembung yang diletakkan antara mata dengan benda yang akan diamati.

Lup banyak digunakan oleh tukang arloji untuk melihat komponenkomponen arloji yang berukuran kecil.

Mikroskop

Mikroskop merupakan alat optik untuk melihat benda-benda kecil dengan perbesaran yang lebih besar dari perbesaran lup (dapat mencapai lebih dari 100 kali lipat dari besar benda). Mikroskop pertama kali ditemukan oleh Zacharias Janssen dari Belanda pada tahun 1590. Mikroskop terdiri dari 2 lensa.

Lensa pertama dinamakan lensa obyektif yang diletakkan sekat dengan benda yang akan diamati. Sedangkan lensa kedua yang diletakkan dekat dengan mata pengamat dinamakan lensa okuler. Lensa okuler bertindak sebagai lup. Ada dua cara dalam menggunakan mikroskop, yaitu dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tak berakomodasi.

Bayangan akhir yang dihasilkan oleh dua lensa dalam mikroskop bersifat maya, diperbesar dan terbalik terhadap benda semula.

Periskop

Periskop adalah teropong pada kapal selam yang digunakan untuk mengamati benda-benda di permukaan laut. Periskop terdiri atas 2 lensa cembung dan 2 prisma siku-siku sama kaki. Jalannya sinar pada periskop adalah sebagai berikut.

1. Sinar sejajar dari benda yang jauh menuju ke lensa obyektif.

2. Prisma P1 memantulkan sinar dari lensa objektif menuju ke prisma P2.

3. Oleh prisma P2 sinar tersebut dipantulkan lagi dan bersilangan di depan lensa okuler tepat di titik fokus lensa okuler.