Alat Optik : Pengertian, Jenis, Rumus, Contoh Soal dan Pembahasan

alat optik
Ilustrasi oleh dribbble.com

Alat optik adalah alat yang menggunakan lensa atau cermin dengan memanfaatkan sifat-sifat cahaya, hukum pemantukan, dan hukum pembiasan cahaya.


Mata menjadi alat optik utama yang kita miliki, karena saat mengamati alat-alat optik sangat membutuhkan bantuan mata.

Ada beberapa contoh alat optik seperti kacamata, kamera, lup, mikroskop, teleskop, periskop dan masih banyak lagi.

Jenis-Jenis Alat Optik

Terdapat dua jenis alat optik yaitu alat optik alamiah dan alat optik buatan.

Alat optik alamiah contohnya, sedangkan alat optik buatan seperti kamera, teropong, mikroskop, dan sebagainya.

1. Mata

Salah satu bagian tubuh manusia yang berfungsi sebagai alat pengelihatan dan memiliki diameter sekitar 2,5 cm.

alat optik mata
pengajar.co.id

Mata sangat sensitif terhadap cahaya sehingga bisa menangkap cahaya yang masuk dan keluar dari mata, hal ini menyebabkan kita bisa melihat warna.

2. Kacamata

Kacamata adalah alat optik yang digunakan untuk membantu orang yang memiliki cacat mata seperti, rabun dekat, ataupun mata silindris.

alat optik kacamata
fisikaabc.com

Alat optik ini berfungsi mengatur bayangan agar jatuh didepan retina, pada rabun jauh (miopi) dengan menjauhkan titik jatuh bayangan sedangkan pada rabun dekat dengan cara mendekatkan titik jatuh bayangan bagi penderita rabun.

Kekuatan atau daya lensa

P = 1/f

Keterangan:

P = Kekuatan atau daya lensa (dioptric)
f = jarak fokus lensa (m)

Untuk menghitung jarak fokus lensa, gunakan rumus dibawah ini:

1/f = 1/s + 1/s’

Ket:

s = jarak benda ke lensa (m)
s’= jarak bayangan ke lensa (m)

3. Kamera

Kamera adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan foto. Dimana terdiri dari dua komponen penting yaitu sistem lensa dan sensor digital.

kamera
fisikabc.com

Cara kerjanya hampir sama seperti mata dengan cara memfokuskan cahaya masuk ke lesan dan ditangkap oleh sensor kamera.

4. Mikroskop

Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk melihat objek yang sangat kecil seperti bakteri, virus, penampang daun dan akar.

mikroskop
kelaspintar.id

Cara kerja mikroskop yaitu dengan memperbesar bayangan sehingga bisa terlihat lebih besar dan tampak jelas.

Mikroskop terdiri dari dua lensa cembung yaitu lensa objektif dan lensa okuler. Perbesaran total adalah perkalian antara perbesaran lensa objektif dengan perbesaran lensa okuler

M = Mob x Mok

Ket:

Mob = Perbesaran lensa objektif
Mok = Perbesaran lensa okuler

Dimana untuk menghitung perbesaran lensa objektif yaitu dengan rumus berikut

Baca Juga  Media Pembelajaran Untuk Anak TK

Mob = s’ob/ sob

Untuk mencari perbesaran lensa okuler tanpa akomodasi, digunaka rumus berikut

Mok = Sn / fok

Sedangkan untuk menghitung perbesaran lensa okuler dengan mata berakomodasi maksimum:

Mok = Sn/fok +1

Panjang mikroskop dapat dicari menggunakan rumus:

d = s’ob + s’ok

Ket :

Sn = jarak pandang mata normal (25 cm)
s’ob = jarak bayangan lensa objektif
sob = jarak benda lensa objektif
fok = jarak fokus lensa okuler
s’ok = jarak bayangan lensa okuler
d = panjang mikroskop

5. Teropong/Teleskop

Teropong adalah alat yang digunakan untuk mengamati objek-objek yang jauh sehingga bisa tampak lebih dekat.

Teropong ditemukan oleh Galileo Galilei. Terdapat dua macam teropong yaitu teropong bintang untuk mengamati benda angkasa dan teropong bumi untuk mengamati benda yang ada di bumi dengan jarak yang jauh.

Skema kerja teropong dapat dilihat sebagai berikut.

alat optik teropong

Perbesaran teropong mata tidak berakomodasi

M = fob/fok

Sedangkan perbesaran teropong untuk mata berakomodasi maksimum

M = fob/sok

6. Kaca Pembesar

Kaca pembesar adalah alat optik yang memanfatkan lensa cembung untuk mengamati benda kecil agar tampak lebih besar.

Untuk mencari perbesaran kaca pembesar tanpa akomodasi, digunakan rumus :

M = Sn / f

Sedangkan untuk menghitung perbesaran kaca pembesar dengan mata berakomodasi maksimum:

M = Sn / f+1

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Mirza yang menderita rabun dekat mempunyai titik dekat 50 cm. Jika ingin membaca dengan jarak normal (25 cm), maka berapa kekuatan lensa kacamata yang harus dipakai Reni?

Pembahasan:

Diketahui:

s = 25 cm

s’ = -50 cm (tanda negatif menunjukkan bayangan bersifat maya, di depan lensa)

Ditanyakan: P = …?

Jawab:

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/25 – 1/50

1/f = 2/50 – 1/50

1/f = 1/50

f = 50 cm = 0,5 m

⇒P = 1/f = 1/0,5 = 2 dioptri

Jadi, kekuatan lensa kacamata yang harus digunakan adalah 2 D.

2. Sebuah mikroskop disusun dari dua lensa positif. Lensa objektif dan lensa okuler masing-masing memiliki jarak fokus 3 cm dan 10 cm. Jika sebuah benda ditempatkan 3,5 cm di depan lensa objektif maka tentukan perbesaran dan panjang mikroskop untuk mata tidak berakomodasi.

Pembahasan:

Diketahui:

fob = 3 cm
fok = 10 cm
sob = 3,5 cm

Dari sob dan fob dapat ditentukan jarak bayangan lensa objektif yaitu sebagai berikut.

1/s’ob = 1/fob – 1/sob

1/s’ob = 1/3 – 1/3,5

1/s’ob = 7-6/21

s’ob = 21

Jadi, jarak bayangan oleh lensa objektifnya adalah s’ob = 21 cm

Baca Juga  Otoritarianisme, Diktatorisme dan Totaliterisme

Ditanya: M dan d mikroskop untuk mata tidak berakomodasi

Jawab:

Pada saat mata tidak berakomodasi, maka perbesaran total mikroskop dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut.

M = (s’ob/sob) x (Sn/fok)

= (21/3,5) x (25/10)
= 525/35
= 15 kali

Dan panjang mikroskop pada mata tidak berakomodasi dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut.

⇒d = s’ob + fok

⇒d = 21 + 10 = 31 cm

Jadi diperoleh perbesaran total mikroskop dan panjang mikroskop untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi yaitu berturut-turut 15 kali dan 31 cm.

3. Sebuah teropong bintang yang jarak fokus lensa objektifnya 50 cm diarahkan ke pusat bulan. Jika mata tidak berakomodasi diperoleh perbesaran 10 kali. Maka tentukanlah jarak fokus lensa okuler dan panjanag tubus teropong!

Pembahasan:

Diketahui:

fob = 50 cm

M = 10x

Ditanyakan: fok dan d

Jawab:

Karena mata tidak berakomodasi, maka perbesaran teropong bintang memenuhi persamaan berikut.

M = fob/fok

10 = 50/fok

fok = 5 cm

Untuk mata tidak berakomodasi, panjang tubus teropong dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

d = fob + fok

⇒ d = 50 cm + 5 cm

⇒ d = 55 cm

Dengan demikian, jarak fokus lensa okuler dan panjang tubus teropong bintang tersebut berturut-turut adalah 5 cm dan 55 cm.

Referensi:

  • studiobelajar.com
  • fisikabc.com

.

Alat Optik : Pengertian, Jenis, Rumus, Contoh Soal dan Pembahasan