BELAJAR...: defenisi dari cahaya

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan zaman ini, tidak lepas dari sains sebagai unsur penunjang utama dalam berbagai aspek kehidupan. Contoh produk sains yang paling akrab kita temui adalah berbagai macam alat hasil pengembangan teknologi dan informasi. Tidak hanya itu, pada dasarnya sains memang bagian dari kehidupan kita. Dari mulai apa yang terjadi dalam tubuh kita sampai berbagai fenomena alam di alam semesta.

Karena sejatinya setiap ilmu yang dipelajari merupakan ayat-ayat karunia dari Sang Maha Kuasa, Allah SWT. Dengan begitu yang kita dapatkan tidak hanya keuntungan dunia namun juga keuntungan akhirat. Salah satu contoh fakta sains yang ada pada diri kita adalah mata yang merupakan bagian dari panca indera yang berguna sebagai alat penglihat, dengan memilki mata maka manusia dapat melihat benda-benda di sekitarnya yang ditangkap sebagai bayangan di retina.

Dalam proses ini, terdapat suatu hal yang memilki peranan sehingga bayangan dapat terbentuk, yakni cahaya. Dalam sains pembahasan mengenai cahaya dan perilakunya termasuk dalam cabang ilmu fisika, optik. Dengan mempelajari optik kita dapat menginterpretasikan berbagai fenomena cahaya yang terlihat di kehidupan sehari-hari, seperti pelangi, lembayung senja, dan lain sebagainya.

Pada makalah ini kita akan mencoba membahas tentang sifat dan perambatan cahaya sebagai langkah awal mempelajari optik. Cahaya pada hakekatnya tidak dapat dilihat, kesan adanya cahaya apabila cahaya tersebut mengenai benda. Cahaya dapat bersifat gelombang maupun partikel. Cahaya adalah tenaga berbentuk gelombang dan dapat membantu kita melihat. Cahaya bergerak lurus ke semua arah. Cahaya di biaskan apabila bergerak secara tegak lurus melalui medium yang berbeda seperti melalui udara, kaca dan air. Cahaya dapat bergerak lebih cepat melalui udara. Cahaya mempunyai banyak manfaat. Selain bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, cahaya juga di manfaatkan dalam bidang medis. Salah satu penerapannya adalah dalam pendeteksian suatu penyakit yang bertujuan untuk mendiagnosa dan proses penyembuhan penyakit melalui terapi.

Alat-alat optik sangat berpengaruh berpengaruh dalam kehidupan sehari-hari , seperti dalam bidang pendidikan ,kesehatan dan perkantoran . jenis alat-alat optic pun beraneka ragam menurut bentuk dan kegunaannya. Mikroskop digunakan untuk melihat benda yang berukuran kecil seperti bakteri dan virus, Lup digunakan sebagai kaca pembesar, Teropong digunakan untuk melihat benda-benda dilangit,dibumi dan di dalam kapal selam. Lensa digunakan untuk membantu orang-orang yang menderita cacat mata atau penglihatannya terganggu. Contohnya: miopi, hipermetropi, presbiopi, dan astigmatisme.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apakah defenisi dari cahaya ?

2. Apakah sifat-sifat pemantulan pada cermin ?

3. Apakah yang disebut dengan optic ?

4. Apa saja yang termasuk alat-alat optic?

5. Apakah fungsi dan kegunaan alat-alat optic ?

1.3 Tujuan

1. Untuk dapat mengetahui defenisi dari cahaya ?

2. Untuk dapat mengetahui sifat-sifat pemantulan pada cermin ?

3. Untuk dapat mengetahui yang disebut dengan optic ?

4. Untuk dapat mengetahui yang termasuk alat-alat optic ?

5. Untuk dapat mengetahui fungsi dan kegunaan alat-alat optic ?

1.4 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi kewajiban dalam tugas perkuliahan serta untuk lebih mendalami pembahasan materi tentang cahaya dan alat optic

1.5 Metode Penulisan

Adapun metode penulisan yang di gunakan oleh penulis bersumber dari buku-buku dan juga dari internet.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. CAHAYA

2.1.1. Pengertian Cahaya

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik (electromagnetic waves) yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.[1]

2.1.2 Pemantulan pada Cermin

1. Hukum Pemantulan Cahaya

a. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

b. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r) à i = r

Gambar C.1 Hukum Pemantulan

2. Pemantulan pada Cermin

Ada dua jenis yaitu :

a. Pemantulan Baur (Difusi) adalah pemantulan cahaya pada permukaan yang tidak rata.

b. Pemantulan teratur adalah pemantulan cahaya pada permukaan yang rata dan licin.

3. Pemantulan pada Cermin Datar

Bayangan yang terbentuk merupakan perpotongan dari perpanjangan sinar pantul (maya). Jarak, tinggi, dan bentuk bayangan sama seperti benda. Jika dua cermin membentuk sudut ɑ, maka berlaku rumus berikut :

n = - 1 dengan n= banyaknya bayangan

ɑ = sudut antara dua cermin datar

Contoh soal :

Dua cermin diatur sehingga membentuk sudut 60⁰. Berapa jumlah bayangan yang terbentuk jika diantra dua cermin diletakan satu buah benda ?

Penyelesaian : Jawab :

Diketahui : ɑ = 60⁰n = - 1 = – 1 = 5

Ditanya n =....? Jumlah bayangan yang terbentuk 5 buah.

4. Cermin Lengkung

a. Cermin Cekung

Cermin cekung bersifat konvergen, yaitu bersifat mengumpulkan sinar, seperti gambar di bawah ini. Pada pemantulan cahaya oleh cermin cekung, jarak antara benda dan cermin memengaruhi bayangan yang dihasilkan. Bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung merupakan perpotongan sinar pantul atau merupakan perpotongan dari perpanjangan sinar pantul.

Letak dan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung bergantung pada letak benda. Sebuah benda yang diletakkan di depan cermin cekung akan memiliki bayangan dengan sifat-sifat tertentu. Pada cermin cekung terdapat tiga sinar istimewa seperti ditunjukkan pada Gambar di bawah ini, yaitu sebagai berikut.

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.

2. Sinar datang melalui titik fokus, akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang melalui pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan cermin.

Rumus Pada Cermin Cekung

Dengan menggunakan persamaan cermin tersebut dapat menentukan jarak bayangan sebuah benda. Adapun pembesaran bayangan M didefinisikan sebagai perbandingan antara besar (tinggi) bayanga dengan besar (tinggi benda). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Contoh Soal Tentang Pemantulan Pada Cermin Cekung

Sebuah cermin cekung memiliki jari-jari kelengkungan 2 m. Sebuah benda diletakkan pada jarak 1,5 m dari cermin dan tinggi benda 5 cm. Hitunglah letak, tinggi, dan pembesaran bayangan.

Jawab:

Diketahui:

s = 1,5 m

h = 5 cm

R = 2 m

Ditanyakan : s’, h’ dan M = ?

Penyelesaiannya:

Dengan menggunakan rumus yang diperoleh pada pembahasan di atas maka

2/R = 1/s + 1/s’

2/2 = 1/1,5 + 1/s’

1/s’ = 2/2 – 1/1,5

1/s’ = 1 – 2/3

1/s’ = 1/3

s’ = 3 m

setelah jarak bayangan (s’) diperoleh maka pembesaran bayangan dapat dicari dengan rumus:

M = s’/s

M = 3 m/1,5 m

M = 2

Dengan diketahuinya pembesaran bayangan (M) maka tinggi bayangan benda (h’) dapat dicari dengan persamaan M yakni:

h’/h = 2

h’/5 cm = 2

h’ = 10 cm

Jadi, letak bayangan benda 3 m di depan cermin, dengan tinggi bayangan benda 10 cm dan pembesaran bayangan benda adalah 2 kali.

b. Cermin Cembung

Cermin cembung memiliki sifat yang dapat menyebarkan cahaya (divergen). Dengan demikian, jika terdapat berkas-berkas cahaya sejajar mengenai permukaan cermin cembung, maka berkas-berkas cahaya pantulnya akan disebarkan dari satu titik yang sama.

Seperti halnya cermin cekung, sebelum menggambarkan pembentukan bayangan, perlu diketahui sinar-sinar istimewa yang dimiliki cermin cembung. Sinar-sinar istimewa itu ditunjukkan pada Gambar di bawah ini, yaitu sebagai berikut.

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.

2. Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

3. Sinar datang yang menuju pusat kelengkungan cermin, akan dipantulkan seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan yang sama.

[2]

Rumus Pada Cermin Cembung

Hubungan antara jarak fokus dan jari-jari kelengkungan cermin cembung sama seperti hubungan antara jarak fokus dan jari-jari kelengkungan cermin cembung yaitu

Keterangan:

f = jarak fokus

R = jari-jari kelengkungan cermin

Dengan menggunakan cara yang sama seperti mencari rumus hubungan antara jarak fokus, jarak benda dan jarak bayangan pada cermin cembung akan didapatkan persamaan yang sama, yaitu :

Mar 30, 2010 - Makalah Fisika .... Sebuah mikroskop m

atau

Adapun pembesaran baynagn M didefinisikan sebagai perbandingan antara besar (tinggi) bayanga dengan besar (tinggi benda). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Perlu diingat :

tanda jarak fokus pada cermin cembung adalah negatif (-). Hal ini disebabkan letak titik fokus cermin cembung terletak dibelakang cermin.
untuk benda nyata di depan cermin cembung, selalu berbentuk bayangan maya. Jadi, nilai bayangan benda (s’) pada cermin cembung bertanda negatif.

Contoh Soal Tentang Pemantulan Pada Cermin Cembung

Sebuah cermin cembung memiliki jari-jari kelengkungan 30 cm. Sebuah benda diletakkan pada jarak 30 cm di depan cermin. Hitunglah letak bayangan benda, pembesaran bayangan, dan lukis jalannya sinar pada pembentukan bayangan!

Jawab:

Diketahui:

s = 30 cm

R = -30 cm

Ditanyakan : s’, M, lukis pembentukan bayangan = ?

Penyelesaiannya:

Dengan menggunakan rumus yang diperoleh pada pembahasan di atas maka

2/R = 1/s + 1/s’

2/-30 = 1/30 + 1/s’

1/s’ = -1/15 – 1/30

1/s’ = -2/30 – 1/30

1/s’ = -3/30

1/s’ = 1/-10

s’ = -10 cm

Setelah jarak bayangan (s’) diperoleh maka pembesaran bayangan dapat dicari dengan rumus:

M = |s’/s|

M = |-10 cm/30 cm|

M = 1/3

Jadi, letak bayangan benda 10 cm di belakang cermin dan pembesaran bayangan benda adalah 1/3 kali.

A. Pembiasan

§ Pembiasan Cahaya adalah pembelokan arah rambut cahaya ketika melewati medium yang kerapatan optiknya atau indeks bias (n) berbeda.

§ Frekuensi cahaya yang mengalami pembiasan selalu tetap, sedangkan besaran yang lain mengalami perubahan. Perubahan tersebut adalah :

a. Perubahan cepat rambat, Cepat rambat cahaya disuatu medium dengan indeks bias n memenuhi :

C_n = dengan c = cepat rambat cahaya di udara (m/s)

b. Perubahan panjang gelombang, Panjang gelombang cahaya pada medium dengan indeks bias n memenuhi :

λ_n = dengan λ = Panjang Gelombang (m/s)

c. Perubahan arah rambat cahaya yang dijelaskan dalam hukum Snellius

§ Indeks bias beberapa medium zat :

Medium	Indeks Bias Mutlak
Udara (1 atm, 0⁰ C) Udara (1 atm, 0⁰ C) Udara (1 atm, 0⁰ C) Air Alkohol Gliserin Kaca Kuarsa Kaca Kerona Kaca flinta Intan	1,00029 1,00028 1,00026 1,33 1,36 1,47 1,46 1,52 1,65 2,42

§ Hukum Snellius (Pembiasan Cahaya)

a. Sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal.

b. Sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat dibiaskan mendekati garis normal.[3]

c. Pembiasan pada Prisma

Prisma merupakan benda yang terbuat dari gelas tembus cahaya (transparan) yang kedua sisinya dibatasi bidang permukaan yang membentuk sudut tertentu satu sama lain. Sudut tersebut dinamakan sudut pembias (simbol: β). Bidang permukaan prisma berfungsi sebagai bidang pembias.

Setelah melewati prisma, cahaya mengalami deviasi yang disebut dengan sudut deviasi (σ). Sudut deviasi (σ) merupakan sudut yang dibentuk oleh perpotongan dari perpanjangan sinar datang (i₁) dengan perpanjangan sinar yang meninggalkan prisma (r₂). Besarnya sudut deviasi yang dialami cahaya adalah sebagai berikut. Perhatikan gambar berikut ini.

2.2. OPTIK

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, seperti: cermin, lensa, serat optik atau prisma. Berikut ini merupakan bagian-bagian dari optik, yaitu:

2.2.1 Lensa

Lensa adalah benda dening yang dibatasi oleh dua bidang lengkung. Lensa mempunyai sifat mirip dengan prisma dimana dapat menyimpangkan cahaya yang melewatinya. Lensa memiliki dua jenis yaitu lensa cembung dan lensa cekung.

A. Lensa Cembung

Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tebal dari bagian tepinya. Lensa cembung terdiri dari 3 macam, yaitu:

- Lensa Bikonveks (cembung ganda) yaitu lensa yang kedua permukaannya cembung.

- Lensa Plankonveks (cembung datar) yaitu lensa yang permukaannya satu cembung dan yang lain datar.

- Lensa Konkaf Konveks (meniskus cembung/ cembung cekung) yaitu lensa yang permukaannya satu cembung yang lainnya cekung.

Bikonveks Plankonveks Konkaf Konveks

Lensa cembung memiliki nilai fokus positif (+). Bayangan pada cermin cembung semua bersifat nyata, kecuali bila benda diletakkan diantara 0-F₂. Lensa cembung bersifat konvergen atau mengumpulkan cahaya. Titik dimana cahaya mengumpul disebut titik fokus.

B. Lensa Cekung

Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis dari bagian tepinya. Lensa cekung terdiri dari 3 macam, yaitu:

- Lensa Bikonkaf (cekung ganda) yaitu lensa yang kedua permukaannya cekung.

- Lensa Plankonkaf (cekung datar) yaitu lensa yang permukaannya satu sekung dan yang lain datar.

- Lensa konveks konkaf (meniskus cekung/ cekung cembung) yaitu lensa yang permukaannya satu cekung yang lainnya cembung.

Lensa cekung memiliki nilai fokus negatif (-). Bayangan yang dibentuk selalu maya, tegak dan diperkecil.

Ada tiga sinar bias istimewa yang dapat digunakan untuk menggambarkan bayangan pada lensa, yaitu:

(a) Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus F₂.

(b) Sinar yang datang melalui titik fokus pasif F₁ akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.

F₂

(2)

F₁

(1)

Perumusan jarak benda dan bayangan serta perbesaran lensa sama dengan perumusan pada cermin lengkung.

= + à f =

M = atau M= ⟶ M =

Keterangan :

f = jarak fokus lensa (cm)

s˳ = jarak benda (cm)

sᵢ = jarak bayangan (cm)

M = perbesaran benda

h˳ = tinggi benda (cm)

hᵢ = tinggi bayangan (cm)

Pada lensa dikenal kekuatan (daya) lensa yang dirumuskan sebagai berikut:

P = (dioptri)

Keterangan :

P = kuat lensa (dioptri)

f = fokus lensa (cm)

§ Perbedaan nilai yang ada pada lensa dan cermin lengkung[4]

Lensa	Cermin Lengkung
Lensa Cembung : f (+)	Cermin Cembung : f (-)
Lensa Cekung : f (-)	Cermin Cekung : f (+)
Lensa Cembung : konvergen	Cermin Cembung : divergen
Lensa Cekung : f dirvergen	Cermin Cekung : kovergen
Ruang benda dan bayangan kedua lensa berbeda	Ruang benda dan bayangan kedua lensa sama

2.2.2 Mata

Mata merupakan alat optik ilmiah. Bagian-bagian dari mata diantaranya adalah: [5]

Bagian-bagian Mata

A. Kornea merupakan bagian mata yang bersifat tembus pandang dan berfungsi sebagai pelindung mata. Kornea merupakan bagian terluar dari bola mata yang menerima cahaya dari sumber cahaya.

B. Cairan Aqueous terletak dibelakang kornea yang berfungi untuk membiaskan cahaya yang masuk sehingga terfokus ke lensa mata.

C. Iris terdapat di belakang kornea dan berpigmen. Pigmen ini menentukan warna pada mata seseorang.

D. Pupil terdapat ditengah-tengah iris. Pupil dapat mengecil dan membesar, seperti fungsi diafragma pada kamera. Pupil membuka dan menutup secara otomatis bergantung pada cahaya yang masuk. Jika cahaya terang, pupil akan mengecil, sedangkan ketika gelap pupil akan membesar.

E. Lensa mata berbentuk lensa cembung. Lensa berfungsi mengatur pembiasan dengan cara berakomodasi (menebal dan menipis).

F. Retina (selaput jala) merupakan selaput yang mengandung sel-sel indera. Retina berfungsi sebagai layar, tempat terbentuknya bayangan, seperti halnya pelat film pada kamera.

G. Bintik kuning adalah bagian dari retina yang sangat peka terhadap cahaya. Agar bayangan terlihat dengan jelas, bayangan harus terbentuk di retina tepat di bintik kuning.

H. Saraf optik berfungsi untuk meneruskan rangsang menuju otak.

- Mata Normal (Emitrop)

Ciri-ciri:

a. Titik dekat (Punctum Proximum/ PP) sejauh 25 cm, berarti mata mampu berakomodasi pada jarak 25 cm.

b. Titik jauh (Punctum Remotum/ PR) sejauh tak hingga, berarti mata mampu berakomodasi minimum pada titik jauh tak hingga.

- Cacat Mata

1. Miopi atau Rabun Jauh

Merupakan salah satu jenis cacat mata yang penglihatannya tampak buram jika melihat benda-benda jauh. Hal ini disebabkan bola mata terlalu tebal dan kecilnya daya akomodasi mata yang menyebabkan berkas cahaya yang seharusnya tiba di retina berpotongan di depan retina. Miopi dapat dibantu dengan lensa negatif atau lensa cekung dengan daya:

P = - (dioptri)

Keterangan:

P = kuat lensa (dioptri)

PR = titik jauh (PR < ~)

2. Hipermetropi atau Rabun Dekat

Disebabkan bola mata yang terlalu datar. Berkas sinar bias yang seharusnya berpotongan di retina akan berpotongan di belakang retina. Akibatnya, penglihatan menjadi buram. Cacat mata rabun dekat harus ditolong oleh lensa cembung atau lensa positif dengan daya:

P = 4 - (dioptri)

Keterangan:

P = kuat lensa (dioptri)

PP = titik dekat (PP > 25 cm)

3. Presbiopi

Adalah cacat mata yang tidak dapat melihat benda-benda jauh atau dekat dengan jelas. Berkas sinar bias yang seharusnya berpotongan di retina akan berpotongan di depan retina. Akibatnya, penglihatan menjadi buram. Cacat mata presbiopi ditolong dengan kaca mata rangkap yang terdiri atas lensa cekung untuk melihat benda-benda jauh dan lensa cembung untuk melihat benda-benda dekat.

4. Astigmatisma

Adalah sebuah gejala penyimpangan dalam pembentukkan bayangan pada lensa, hal ini disebabkan oleh cacat lensa yang tidak dapat memberikan gambaran/ bayangan garis vertical dengan horizontal secara bersamaan. Penderita astigmatisma dapat ditolong dengan memberikan lensa silinder.

2.2.3 Kamera

Kamera merupakan alat optik yang dapat memindahkan/mengambil gambar dan menyimpannya dalam bentuk file, film maupun print-out. Kamera menggunakan lensa positif dalam membentuk bayangan. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil [6].Kamera merupakan alat optik yang menyerupai mata. Elemen-elemen dasar lensa adalah sebuah lensa cembung, celah diafragma, dan film (pelat sensitif).

1. Lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan benda, mengumpulkan cahaya sejajar dari benda sehingga terbentuk bayangan tepat di pelat film.

2. Celah diafragma berfungsi untuk mengatur intensitas cahaya yang masuk, fungsi ini mirip pada mata.

3. Pengatur focus berfungsi untuk menggerakkan lensa ke depan atau kebelakang sehingga di peroleh bayangan tajam pada film.

4. Bukaan, berfungsi untuk meneruskan dan menghambat cahaya yang masuk.

5. Film berfungsi untuk menangkap bayangan yang dibentuk lensa. Film terbuat dari bahan yang mengandung zat kimia yang sensitif terhadap cahaya (berubah ketika cahaya mengenai bahan tersebut). Pada mata, ketiga elemen dasar ini menyerupai lensa mata (lensa cembung), iris (celah diafragma), dan retina (film).

Prinsip kerja kamera secara umum sebagai berikut. Objek yang hendak difoto harus berada di depan lensa. Ketika diafragma dibuka, cahaya yang melewati objek masuk melalui celah diafragma menuju lensa mata. Lensa mata akan membentuk bayangan benda. Supaya bayangan benda tepat jatuh pada film dengan jelas maka letak lensa harus digeser-geser mendekati atau menjauhi film. Mengeser-geser lensa pada kamera, seperti mengatur jarak fokus lensa pada mata (akomodasi). Diagram pembentukan bayangan pada kamera ditunjukkan pada Gambar berikut.

a. Perbedaan kamera dan mata b. Skema Kamera

Rumus yang berlaku pada kamera :

Rumus perbesaran

Contoh Soal :

1. Sebuah kamera akan mengambil gambar sebuah benda yang berjarak 2 m dari lensa. Jika jarak antara lensa dengan film (pelat foto) adalah 25 cm, berapa jarak focus lensa kamera itu ?

Pembahasan :

Diketahui: S= 2 m = 200 cm

S’ = 25 cm

Ditanyakan : f ?

Penyelesaian : =

f = = 22,2 cm

Jadi, jarak focus kamera tersebut adalah 22,2 cm

2. Jarak fokus lensa sebuah kamera adalah 50 mm. Kamera tersebut diatur untuk memfokuskan bayangan benda pada jauh tak terhingga. Berapa jauh lensa kamera harus digeser agar dapat memfokuskan bayangan benda yang terletak pada jarak 2,5 m?

Pembahasan :

Ketika digunakan untuk memfokuskan benda yang letaknya jauh di tak terhingga, bayangan benda tersebut akan tepat berada di titik fokus lensa. Dengan kata lain, s' = f = 50 mm. Ketika jarak benda ke lensa, s = 2,5 m = 2.500 mm, bayangannya :

Dengan demikian, lensa harus digeser sejauh 51,02 mm – 50 mm = 1,02 mm.

3.Sebuah benda tingginya 150 cm. dipotret dengan kamera yang jarak focus lensanya 10 cm. agar tinggi bayangan pada film 6 cm berapa jarak benda dari lensa kamera ?

Pembahasan :

Diketahui: h = 150 cm

f = 10 cm

h’ = 6 cm

Ditanyakan: S ?

Penyelesaian : M =

M =

S’ =

= =

S = 26 x 10

S= 260 cm

Jadi, jarak benda dari lensa kamera adalah 260 cm

2.2.4 Lup

Lup atau kaca pembesar (atau sebagian orang menyebutnya suryakanta) adalah lensa cembung yang difungsikan untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak lebih jelas dan besar, seperti tampak pada Gambar berikut.

Bagian Lup

1. Lensa cembung.

Sebagai alat optik yang dikenal juga dengan kaca pembesar, sudah pasti bagian paling utamanya adalah lensa. Lensa yang digunakan adalah lensa cembung yang dibentuk melingkar. Fungsi utamanya tidak lain untuk memperbesar benda-benda kecil.

2. Bingkai Lup

Adalah kerangka berbentuk lingkaran yang membingkai lensa secara penuh. Bingkai ini biasanya terbuat dari stainless tipis. Di tengah bagian dalam kerangka, terdapat jalur memanjang yang berfungsi sebagai dudukan lensa. Agar bisa lepas pasang, bingkai ini putus pada satu bagian. Di bagian yang putus itu terdapat drat atau ulir (serupa baut) yang bisa menghubungkan bingkai lup dengan tangkai.

3. Tangkai Lup

Tangkai atau gagang berfungsi sebagai pegangan untuk memudahkan melakukan pengamatan. Ujung atas tangkai dibuat berlubang. Dalam lubang itu dibuat ulir serupa mur, tujuannya untuk menyatukan tangkai dengan bingkai lup. Alat optik lup dan bagiannya adalah dua hal yang tidak terpisahkan. Jika sebuah lup tidak memiliki salah satu bagian tersebut, lup tidak bisa digunakan secara maksimal.

(a) lup dan (b) pembentukan bayangan pada lup

Agar mendapatkan bayangan yang sebesar-besarnya, benda harus diletakkan di antara pusat lensa (O) dan titik fokus (F) atau benda selalu di ruang satu (I) sehingga bayangan selalu berada di ruang empat (IV) dengan sifat maya, sama tegak, dan diperbesar.

Penggunaan lup sebagai kaca pembesar bermula dari kenyataan bahwa objek yang ukurannya sama akan terlihat berbeda oleh mata ketika jaraknya ke mata berbeda. Semakin dekat ke mata, semakin besar objek tersebut dapat dilihat. Sebaliknya, semakin jauh ke mata, semakin kecil objek tersebut dapat dilihat. Sebagai contoh, sebuah pensil ketika dilihat pada jarak 25 cm akan tampak dua kali lebih besar daripada ketika dilihat pada jarak 50 cm. Hal ini terjadi karena sudut pandang mata terhadap objek yang berada pada jarak 25 cm dua kali dari objek yang berjarak 50 cm. Meskipun jarak terdekat objek yang masih dapat dilihat dengan jelas adalah 25 cm (untuk mata normal), lup memungkinkan Anda untuk menempatkan objek lebih dekat dari 25 cm, bahkan harus lebih kecil daripada jarak fokus lup. Hal ini karena ketika Anda mengamati objek dengan menggunakan lup, yang Anda lihat adalah bayangan objek, bukan objek tersebut. Ketika objek lebih dekat ke mata, sudut pandangan mata akan menjadi lebih besar sehingga objek terlihat lebih besar.

Perbandingan sudut pandangan mata ketika menggunakan lup dan sudut pandangan mata ketika tidak menggunakan lup disebut perbesaran sudut lup. Untuk menentukan perbesaran sudut lup, perhatikan Gambar di bawah. Sudut pandangan mata ketika objek yang dilihat berada pada jarak Sn, yakni titik dekat mata, diperlihatkan pada Gambar (a), sedangkan sudut pandangan mata ketika menggunakan lup diperlihatkan pada Gambar (b).

a. Mata Berakomodasi Maksimum

Mata berakomodasi maksimum yaitu cara memandang obyek pada titik dekatnya (otot siliar bekerja maksimum untuk menekan lensa agar berbentuk secembung-cembungnya).[7] Pada penggunaan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka yang perlu diperhatikan adalah:

1. bayangan yang dibentuk lup harus berada di titik dekat mata / Punctum Proksimum (PP)

2. benda yang diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan lensa

3. kelemahan : mata cepat lelah

4. keuntungan : perbesaran bertambah (maksimum)

5. Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar

Apabila mata berakomodasi maksimum mengamati bayangan dengan menggunakan lup, bayangan tersebut akan berada di titik dekat mata atau S' = –Sn (tanda negatif karena bayangannya maya).diperoleh :

atau

sehingga diperoleh perbesaran sudut ketika mata berakomodasi maksimum,

yaitu :

Keterangan :

M = Perbesaran lup

f = Jarak focus lup (cm)

Si = -Sn

Sn = jarak titik dekat mata = 25 cm

b. Mata Tak Berakomodasi

Mata tak berakomodasi yaitu cara memandang obyek pada titik jauhnya (yaitu otot siliar tidak bekerja/rileks dan lensa mata berbentuk sepipih-pipihnya). Pada penggunaan lup dengan mata tak berakomodasi, maka yang perlu diperhatikan adalah:

maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak hingga
benda yang dilihat harus diletakkan di titik fokus (So = f)
keuntungan : mata tak cepat lelah
Kerugian : perbesaran berkurang (minimum)

Rumus :

Keterangan :

M = Perbesaran lup

Sn= jarak titik dekat mata

f = jarak focus lup (cm)

Contoh Soal :

1. Sebuah lup mempunyai focus 5 cm. jika pengamat normal, berapakah perbesarannya apabila mata berakomodasi ?

Pembahasan :

Diketahui : f= 5 cm

Sn= 25 cm (mata normal)

Ditanya : M ?

Penyelesaian : + 1

= + 1

= 5+1 = 6 kali

2. Sebuah benda diletakkan di depan lup pada jarak 5 cm. Jika jarak titik fokus lup 5 cm, tentukanlah perbesaran sudut lup.

Pembahasan :

Karena S = f = 5 cm, mata akan melihat bayangan dengan menggunakan lup tanpa akomodasi. Dengan demikian, perbesaran sudut lup adalah :

3. Perbesaran sebuah lup untuk penglihatan normal tanpa berakomodasi adalah 4 kali. Berapak jarak focus lup ?

Pembahasan :

Diketahui : M= 4kali

Sn= 25 cm (mata normal)

Ditanya : f ?

Penyelesaian : M=

4 = , f = = 6 cm

Fungsi dan Kegunaan Lup

Lup atau kaca pembesar atau suryakanta tentu saja memiliki fungsi untuk melihat benda-benda yang kecil atau renik. Dalam praktiknya, benda ini bisa dimanfaatkan untuk apa saja. Pada beberapa periode ke belakang, kegunaan yang paling terkenal adalah lup dijadikan alat utama tukang perbaikan arloji. Sebagai alat utama, lup didesain sedemikian rupa agar bisa dijepit dan menempel pada mata. Alat ini mulai berkurang setelah era arloji berganti menjadi arloji digital.

Lup juga bisa dipakai untuk menciptakan api. Caranya, dengan menempatkan lup di bawah sinar matahari (yang terik) lalu mengatur titik fokus sedemikian rupa pada media yang mudah terbakar, terutama kertas. Semakin kecil titik fokus yang diatur pada media tersebut, semakin cepat pula proses pemanasan dan pembakaran.

2.2.5 Mikroskop

Mikroskop adalah alat optik untuk mengamati benda-benda yang sangat kecil. Mikroskop sederhana terdiri atas dua buah lensa positif (cembung). Lensa positif yang berdekatan dengan mata disebut lensa okuler. Lensa ini berfungsi sebagai lup. Lensa positif yang berdekatan dengan benda disebut lensa objektif. Jarak titik api lensa objektif lebih kecil dari pada jarak titik api lensa okuler. [8]

Benda yang akan diamati diletakkan diantara F dan 2F dari lensa objektif. Bayangan yang dihasilkan bersifat nyata, diperbesar dan terbalik. Bayangan ini akan menjadi benda bagi lensa okuler. Sifat bayangan yang dihasilkan lensa okuler adalah maya, diperbesar, dan terbalik dari pertama.

Perbesaran yang dihasilkan mikroskop adalah gabungan dari perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Perbesaran lensa objektif mikroskop adalah

Dimana P_ob adalah perbesaran lensa objektif, s’_ob adalah jarak bayangan lensa objektif dan s_ob adalah jarak objek di depan lensa objektif.

Adapun perbesaran lensa okuler mikroskop sama dengan perbesaran lup, yaitu sebagai berikut.

Gambar 2.10 : pembentukan bayangan pada mikroskop

untuk mata berakomodasi maksimum

untuk mata tidak berakomodasi

Dimana P_ok adalah perbesaran lensa okuler, s_n adalah jarak titik dekat mata (untuk mata normal s_n = 25 cm), dan f_ok adalah jarak fokus lensa okuler.

Perbesaran total mikroskop adalah hasil kali perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Jadi,

P = P_ob × P_ok

Hal-hal penting yang perlu diketahui berkaitan dengan mikroskop:

(1) jarak antara lensa objektif dan lensa okuler disebut juga panjang tabung (d). Panjang tabung sama dengan penjumlahan jarak bayangan yang dibentuk lensa objektif (s’_ob) dengan jarak benda (bayangan pertama) ke lensa okuler (s_ok).

d = s’_ob + s_ok

(2) menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum berarti letak bayangan akhir berada di titik dekat mata di depan lensa okuler. Jadi, dapat dituliskan

s’_ok = −s_n

(3) menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi berarti jarak benda di depan lensa okuler (s_ok ) berada tepat di titik fokus lensa okuler (f_ok). Jadi, dapat dituliskan

s_ok = f_ok

Contoh Soal:

Sebuah mikroskop sederhana terdiri atas lensa objektif dengan jarak fokus 0,8 cm dan lensa okuler dengan jarak fokus 2,5 cm. Bayangan nyata dari objek berada 16 cm dari lensa objektif. Bila mata normal berakomodasi pada jarak 25 cm, berapa jarak perbesaran sudut mikroskokp?

Dik: Fob = 0,8 cm

Fok = 2,5 cm

S’0b= 16 cm

Sn = 25 cm

Dit: Mtot ... ?

Jawab:

+ =

= -

= - =

S_ob =

M_tot = + 1

= + 1

= 19 (10+1) = 19 11

M_tot = 209 ka

2.2.6 Periskop

Periskop adalah alat bantu optik yang berfungsi untuk mengamati benda dalam jarak jauh atau berada di dalam sudut tertentu. Misalnya untuk mengamati permukaan air pada kapal selam.

Periskop disusun atas dua lensa cembung dan dua prisma siku-siku sama kaki. Lensa cembung terdiri dari lensa objektif sebagai penerima cahaya dari benda dan lensa okuler sebagai tempat pengamatan mata. Kemudian prisma siku-siku sama kaki berfungsi untuk pembelokan cahaya.

Cara kerja dari periskop adalah pertama-tama berkas sinar yang berasal dari sebuah kapal, setelah menembus lensa objektif dipantulkan sempurna oleh prisma siku-siku kaki 1 dan 2. Berkas sinar ini akhirnya menembus lensa okuler dan dapat diamati mata.

2.2.7 Teropong

Teropong adalah alat yang digunakan untuk mengamati benda-benda yang jauh agar tampak lebih dekat, bedar dan jelas. [9]

Ada 3 jenis teropong yang penting, yaitu :

a. Teropong bintang

Teropong bintang disebut juga teropong astronomi.

- terdiri dari 2 buah lensa cembung.

- jarak fokus lensa obyektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler.

Dasar Kerja Teropong

Obyek benda yang diamati berada di tempat yang jauh tak terhingga, berkas cahaya datang berupa sinar-sinar yang sejajar. Lensa obyektif berupa lensa cembung membentuk bayangan yang bersifat nyata, diperkecil dan terbalik berada pada titik fokus.

Sifat bayangan akhir : maya, terbalik dan diperbesar.

Panjang teropong dapat diketahui dengan rumus : d = f_ob+f_ok

Gambar pembentukan bayangan pada teropong bintang

Contoh soal:

Sebuah teropong mempunyai lensa obyektif 120 cm. Jika perbesaran teropong untuk mata tanpa akomodasi adalah 15 kali maka panjang teropong adalah ...

Langkah Pemecahan Masalah

Apa yang diketahui? f_ob= 120 mm, M = 15 kali

Apa yang tidak diketahui f_ok, dan L

Memilih persamaan

dan L = f_ob + f_ok

Pemecahan masalah

Diperoleh panjang teropong

L = f_ob + f_ok = 120 + 8 = 128 cm

b. Teropong bumi

Teropong bumi disebut juga teropong medan. Terdiri dari 3 buah lensa cembung yaitu lensa obyektif, lensa okuler dan lensa pembalik.

Dasar Kerja Teropong Bumi :

Lensa obyektif membentuk bayangan bersifat nyata, terbalik dan diperkecil yang jatuh pada fob. Bayangan dibentuk oleh lensa obyektif menjadi benda bagi lensa pembalik jatuh pada jarak 2f pembalik sehingga terbentuk bayangan pada jarak 2f pembalik juga yang bersifat nyata, terbalik, dan sama besar .

Gambar pembentukan bayangan pada teropong bumi

Dengan adanya lensa pembalik panjang teropong dirumuskan menjadi :

d = f_ob + 4f (pembalik) + f_ok

Lensa pembalik berfungsi untuk membalikkan arah cahaya sebelum melewati lensa okuler, lensa okuler berfungsi seperti lup membentuk bayangan bersifat maya, tegak, dan diperbesar.

Adanya lensa pembalik tidak mempengaruhi perbesaran akhir, bayangan akhir bersifat maya, tegak dan diperbesar dengan perbesaran :

M = d =

c. Teropong panggung / teropong galileo

Teropong panggung terdiri dari dua lensa, yaitu :

- lensa obyektif berup lensa cembung

- lensa okuler berupa lensa cekung

Dasar kerja dari teropong panggung

Sinar-sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan tepat di titik fokus lensa obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata. Perlu diketahui bahwa bayangan yang dibentuk lensa okuler adalah tegak.

Perhatikan diagram dari proses terbentuknya bayangan benda pada gambar berikut.

Dari gambar diatas untuk pengamatan tanpa berakomodasi), maka panjang teropong adalah :

d = fob- fok

Perbesaran anguler yang didapatkan adalah sama dengan perbesaran pada teropong bintang ataupun juga teropong bumi.

M = d =

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik (electromagnetic waves) yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika

2. Pembiasan Cahaya adalah pembelokan arah rambut cahaya ketika melewati medium yang kerapatan optiknya atau indeks bias (n) berbeda

3. Cermin cekung bersifat konvergen, yaitu bersifat mengumpulkan sinar

4. Cermin cembung memiliki sifat yang dapat menyebarkan cahaya (divergen).

5. Alat optic adalah Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, misalnya cermin, lensa, atau prisma.

6. Alat optik memanfaatkan prinsip pemantulan dan atau pembiasan cahaya.

7. Ada beberapa alat optik antara lain : lensa, mata kamera, lup, mikroskop, teleskop, dan periskop yang masing-masing memiliki fungsi atau kegunaan yang berbeda-beda.

3.2 Saran

kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan yang kami lakukan. Maka dari itu kami mengharapkan kritikan dan saran yang membangun, sehingga kami bisaberkarya lebih baik lagi.

Semoga dengan adanya makalah ini dapat memberikan manfaat yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Books, Geo f. mikrobiologi Kedokteran. Semarang: Salemba Medika. 2005.

Bueche Frederick J. Fisika Universitas. Edisi Kesepuluh. Jakarta : Erlangga.2006.

Camp bell,N.A. Biologi Edisi Ke lima Jilid Satu. Jakarta: Erlangga. 2000.

Karim, Saeful dkk., Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar. Jakarta : Pusat Perbukuan. 2008

Purjiyanta, Eka dkk. IPA TERPADU. Jakarta: Erlangga. 2006.

Subandi. Mikrobiologi. Jakarta: Rosada.2011.

Sumarwan, Drs dkk. Ilmu Pengetahuan Alam SMP. Jakarta: Erlangga. 2006

Rahayu, Lusiana dwi. Inovasi Guru Fisika SMP. Yogyakarta :Mas Media. 2012.

Wasis, & Irianto, Sugeng Yuli, Ilmu Pengetahuan Alam Jilid 2 untuk SMP dan MTs Kelas VIII, Jakarta : Pusat Perbukuan. 2008.

Nusugara, Robiya,”Makalah Fisika,” 2013. https://ml.scribd.com/doc/29166030/Makalah-Fisika.html Artikel diakses pada tanggal 9 November 2014, pukul 13.00 WIB.

[1] Bueche Frederick, Fisika Universitas. (Jakarta:Erlangga,2006),hlm .23

[2] Robiya nusugara,”Makalah Fisika,” Artikel diakses pada tanggal 9 November 2014 dari https://ml.scribd.com/doc/29166030/Makalah-Fisika.html

[3] Lusiana rahayu dwi, Inovasi guru fisika SMP, (Yogyakarta:Mas Media,2012), hlm 197.

[4] Ibid, hlm 197.

[5] Ibid, hlm 208

[6] H. Moch. Agus Krisno dkk, IPA BSE SMP/Mts, (Jakarta : Pusat Pembukuan Kementerian Pendidikan Nasional, 2008), hlm 285.

[7] Opcit, hlm 211.

[8] Ibid, hlm 212.

[9] Ibid, hlm 213.

BELAJAR...

defenisi dari cahaya

Fungsi dan Kegunaan Lup

No comments:

Post a Comment

Social