MATA DAN KACA MATA

MATA

Mata termasuk alat optik yang alami, mata merupakan indra penglihatan dan merupakan organ yang dapat menangkap perubahan dan perbedaan cahaya. Organ ini bekerja dengan cara menerima, memfokuskan, dan menstransmisikan cahaya melalui lensa untuk menghasilkan bayangan objek yang dilihatnya. Struktur anatomi mata diperlihatkan pada gambar berikut.
jenis alat optik mata
Fungsi dari bagian-bagian mata tersebut ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Bagian Mata
Fungsi
Lensa mata
Memfokuskan agar cahaya atau bayangan yang masuk jatuh di retina mata.
Pupil
Mengatur jumlah cahaya yang masuk ke bola mata.
Kornea
Menerima rangsangan cahaya dan meneruskannya sampai ke mata bagian dalam.
Sklera
Melindungi bola mata terhadap ganguan luar yang bersifat mekanis (ex. benturan) serta berfungsi untuk menjaga bentuk bola mata.
Koroid
Memelihara retina dan mencegah terjadinya pemantulan cahaya di dalam ruang internal mata dengan cara menyerap cahaya yang tidak diperlukan.
Retina
Menerima cahaya dan tempat jatuhnya bayangan benda.
Saraf optik
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.

Kerja Mata

titik dekat (punctum proximum = PP)

Titik dekat merupakan titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang berakomodasi maksimum.

Pada mata normal, titik terdekatnya adalah 25 cm atau disebut jarak baca normal

(sn = 25 cm).

titik jauh (punctum remotum = PR).

titik jauh mata adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang tidak berakomodasi. Pada mata normal, titik jauhnya adalah tak terhingga (ꝏ).

Cacat Mata

Miopi (rabun jauh)

•Mata tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas.
•Karena lensa tidak memipih dengan baik sesuai yang diperlukan sehingga bayangan jatuh didepan retina.
•Diatasi dengan kacamata lensa Cekung.
miopi

Hipermetropi (rabun dekat)

•Mata tidak dapat melihat benda-benda dekat dengan jelas.
•Bayangan jatuh dibelakang retina.
•Diatasi dengan kacamata lensa cembung
hipermetropi

Presbiop (mata tua)

•bayangan benda tidak jatuh pada retina baik itu benda dekat maupun benda jauh.
•Lensa mata tidak dapat memipih dan menebal dengan baik karena daya akomodasi lensa mata sudah berkurang.
•Diatasi dengan kacamata rangkap (bivokal)

Astigmatisma (silindris)

•Ganguan ini disebabkan karena kornea mata yang tidak bulat sempurna.
•Sehingga tidak dapat melihat dengan baik untuk garis-garis vertikal dan garis-garis horisontal.
•Dapat diatasi dengan kacamata silindris
Perhitungan Cacat Mata

Kekuatan lensa mata menggunakan persamaan pembiasan cahaya

rumusrumus 2

Miopi

rumus miopi

Hipermetrop

hipermetropi rumus

Dengan

keterangan

KACA MATA

Kacamata merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengatasi cacat mata. Kacamata terdiri dari lensa cekung atau lensa cembung, dan frame atau kerangka tempat lensa berada seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Fungsi dari kacamata adalah mengatur supaya bayangan benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata menjadi jatuh di titik dekat atau di titik jauh mata, bergantung pada jenis cacat matanya.
alat optik: kacamata
Kalian tentu telah mempelajari bahwa jika sebuah benda berada di depan sebuah lensa, bayangan akan dibentuk oleh lensa tersebut. Jauh dekatnya bayangan terhadap lensa, bergantung pada letak benda dan jarak fokus lensa. Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
1
+
1
=
1
s
s’
f
Dengan:
s = jarak benda ke lensa (m)
s’ = jarak bayangan ke lensa (m)
f = jarak fokus lensa (m)
Selain itu, kalian juga pernah mempelajari kekuatan atau daya lensa. Kekuatan atau daya lensa adalah kemampuan lensa untuk memfokuskan sinar yang datang sejajar dengan lensa. Hubungan antara jarak fokus dan kekuatan lensa memenuhi persamaan berikut.
P
=
1
f
Dengan:
P = kekuatan atau daya lensa (dioptri)
f = jarak fokus lensa (m)

Kamera

Bagian kamera paling dasar adalah lensa cembung, shutter (tempat masuknya cahaya dengan sebentar), kotak light-tight, dan digital kamera sensor atau film (kamera lama).

Proses memotret diawali menekan tombol pembuka shutter untuk menangkap cahaya dari luar. Kemudian cahaya difokuskan sehingga sampai pada film atau sensor digital kamera.

Jika ingin melihat hasil potret, bisa menggunakan kertas film pada kamera lama. Kertas film dibuat dari bahan kimia yang sensitif terhadap cahaya. Film bisa hilang jika terkena air kecuali jika sudah terkena cahaya

Pada kamera digital film menggunakan sensor CCD (charge-coupled device) dan CMOS (complementary metal oxidesemiconductor). CCD adalah sebuah sensor yang dibuat dari jutaan semikonduktor pixels.  Cahaya yang sampai pada pixels membebaskan elektron di dalam kapasitas pixel tersebut. Semakin banyak intensitas cahaya, semakin banyak juga muatan yang terakumulasi. Setelah itu muatan disimpan atau dibaca. Lali muatan pixels ditransfer pada pixel berdekatan yang dibaca satu persatu. Semua informasi dibaqa ke pusat prosesor yang tersimpan di dalamnya dan diubah menjadi gambar di layar kamera. CMOS adalah sensor yang terbuat dari semikonduktor Silicon dan dirangkai dengan transistor pixels.

Kaca Pembesar (LUP)

 

Peta Konsep

peta konsep lup

Kaca Pembesar (LUP)

1. Pengertian

Lup atau kaca pembesar adalah alat optik yang terdiri atas sebuah lensa cembung. Lup digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar nampak lebih besar dan jelas.

gambar lup 1

Gambar 1. Lup

B. Bagian-Bagian Lup

  1. Tangkai Lup : memegang  Lup  pada proses penggunaanya
  2. Skrup Pengendali  : menghubungkan  antara  tangkai Lup dengan kepala lup
  3. Kepala/bingkai : membingkai  dari  lensa cembung  pada Lup
  4. Lensa Cembung : memperbesar benda berukuran kecil sehingga tampak besar
C. Pembentukan Bayangan Pada Lup
Dalam menggunakan lup dikenal dua cara pengamatan yaitu pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum dan pengamatan dengan mata tidak berakomodasi. Oleh karena itu, proses pembentukan bayangan pada lup ada dua macam. Sifat bayangan yang dihasilkan lup yaitu Maya, tegak dan diperbesar
D. Perbesaran Bayangan Pada Lup
1. Perbesaran Anguler lup

Meskipun jarak terdekat objek yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata adalah 25 cm (untuk jenis mata normal atau emetropi), lup memungkinkan kalian untuk menempatkan objek lebih dekat dari 25 cm, bahkan harus lebih kecil daripada jarak fokus lup

perbesaran anguler

perbesaran anguler lup

Mθ=γ=θθMθ=γ=θ′θ

untuk sudut yang sangat kecil

Mθ=θθMθ=θ′θ

keterangan
  Mθ= perbesaran sudut (anguler)
θθ= sudut penglihatan tanpa menggunakan lup
θθ′= sudut penglihatan dengan menggunakan lup

2. Mata berakomodoasi maksimal

Jika menggunakan lup dengan mata berakomodasi maksimum maka jarak bayangan yang dihasilkan lup terletak dititik dekat mata. Sehingga bayangannya  S’ = – Sn  (tanda negatif bayangan terbentuk dari perpanjangan sinar bias).

perbesaran bayangan lup untuk mata berakomodasi maksimal

Gambar 2. pembentukan bayangan mata berakomodasi maksimum

Perbesaran bayangan lup untuk mata berakomodasi maksimum dirumuskan sebagai berikut:

M=Snf+1M=Snf+1

keterangan :

M   : Perbesaran bayangan untuk mata berakomodasi maksimal

f     : jarak fokus lup

Sn  : titik dekat mata

3. Mata tak berakomodasi

Mata tak berakomodasi yaitu ketika benda (S) diletakkan pada titik fokus lensa (lup) dan bayangan  jatuh di jauh tak berhingga, sehingga

S’ = ~ dan S = f

perbesaran bayangan lup untuk mata tak berakomodasi
Gambar 3. pembentukan bayangan mata tak berakomodasi

Perbesaran bayangan lup untuk mata tak berakomodasi dirumuskan sebagai berikut:

M=SnfM=Snf

keterangan :

M   : Perbesaran bayangan untuk mata berakomodasi maksimal

f     : jarak fokus lup

Sn  : titik dekat mata

4. Mata Berakomodasi pada Jarak X

Untuk mata berakomodasi pada jarak x, artinya bayangan yang dibentuk oleh lensa jatuh pada jarak x di depan mata.Perbesaran bayangan lup untuk mata  berakomodasi pada jarak x dirumuskan sebagai berikut:

M=Snf+SnXM=Snf+SnX

keterangan :

M   : Perbesaran bayangan untuk mata berakomodasi maksimal

f     : jarak fokus lup

Sn  : titik dekat mata

x    : Jarak mata berakomodasi

 


E. Simulasi Pembentukan Bayangan Pada Lup

https://the-ex.org/coba/html5phen/phen/imageconverginglens_en.htm

LKPD dapat dilihat di http://www.lms.pendidikanfisika.com/mod/page/view.php?id=87

F. Membuat Lup Sederhana

 

bahan:

  • lampu bohlam bekas
  • plastik
  • karet gelang
  • air

Cara membuat

  1. Melubangi bagian ujung bohlam
  2. Mengeluarkan isi bagian dalam bohlam
  3. Mengisi bohlam dengan air hingga penuh.
  4. Menutup ujung bohlam menggunakan plastik dan mengikatnya dengan karet gelang.
  5. Lup sederhana siap untuk digunakan

Miskroskop

mikroskop

Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar tampak jelas dan besar. Mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung. Lensa yang dekat dengan benda yang diamati (objek) disebut lensa objektif dan lensa yang dekat dengan pengamat disebut lensa okuler.

skema mikroskop

Jika kita meletakkan sebuah benda di depan lensa objektif, maka secara alami lensa objektif dan lensa okuler mengadakan perbesaran bayangan, sehingga terjadi perbesaran ganda pada mikroskop yang disebut perbesaran linier mikroskop.

 

Ketika melakukan pengamatan dengan menggunakan mikroskop maka benda harus diletakkan di antara fobdan 2fob  (fob <sob<fob). Bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif selanjutnya dipandang sebagai benda okuler dan terletak antara titik optik lensa okuler O dan fokus okuler fok

 

Perbesaran Mikroskop

skema

Karena untuk melihat benda renik maka hal utama yang perlu diperhatikan pada mikroskop adalah perbesarannya. Perbesaran total mikroskop merupakan perkalian dari perbesaran kedua lensanya.

r1

atau

r2

Perbesaran Mikroskop dengan Mata Berakomodasi Maksimum

akomodasi

Secara matematis perbesaran bayangan untuk mata berakomodasi maksimum dapat ditulis

r1

r3

atau

r4

Sedangkan jarak antara lensa (panjang mikroskop) dapat memenuhi:

r5

 

Perbesaran Mikroskop dengan Mata Tanpa Akomodasi

tanpa

Perbesaran bayangan pada mata tak berakomodasi dapat ditulis

r1

r6

atau

r7

Sedangkan jarak antara lensa (panjang mikroskop) dapat memenuhi:

r8

Keterangan:

S’ob       : jarak bayangan objektif

S’ok       : jarak bayangan okuler

Sob       : jarak objektif

Sok       : jarak benda okuler

fob        : jarak fokus lensa objektif

fok        : jarak fokus lensa okuler

Mob      : perbesaran bayangan lensa objektif

Mok      : perbesaran bayangan lensa okuler

M         : perbesaran total mikroskop

d          : panjang mikroskop (jarak tubus) = jarak antara lensa objektif dengan lensa okuler

Teropong

  •    Peta Konsep

peta konsep 2

Teropong adalah alat optik yang terdiri dari dua lensa positif (objektif dan okuler) yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh. Teropong juga disebut dengan teleskop. Galileo Galilei merupakan orang pertama yang mengembangkan teropong yang sebelumnya teropong di Inggris memiliki perbesaran 3 sampai 4 kali. Kemudian Galileo mengujinya, sehingga menemukan perbesaran yang lebih besar sehingga dapat melakukan pengamatan pertama kali benda luar angkasa seperti bulan Jupiter, fase Venus dan galaksi Milky Way (Anas : 2018).

Teropong Galileo Galilei

Gambar 1. Teropong Galileo Galilei

A.   Fungsi Utama Teleskop

  1. Mengumpulkan cahaya dan memfokuskannya. Semakin besar diameter, maka lebih banyak cahaya yang dapat dikumpulkan.
  2. Memisahkan sudut yang kecil. Semakin besar diameter, maka lebih kuat kemampuan memisahkan sudut (daya resolusi).
  3. Menguatkan / memperbesar. Teropong dapat membuat objek terlihat lebih besar (lebih dekat).

B.   Jenis – Jenis Teropong

Berdasarkan objek yang diamati, terdapat dua jenis teropong, yaitu :

1. Teropong Bintang, yaitu teropong yang digunakan untuk mengamati bintang atau benda-benda luar angkasa. Teropong ini sering disebut teropong astronomi.

Teleskop bintang

Gambar 2. Pengamatan objek saat mata berakomodasi maksimal

Mata Berakomodasi Maksimal :

M=fobSokM=fobSok

d=fob+fokd=fob+fok

Teropong Bintang 2

Gambar 3. Pengamatan objek saat mata tidak berakomodasi

Mata Tidak Berakomodasi :

M=fobfokM=fobfok

d=fob+fokd=fob+fok

2. Teropong Bumi, yaitu teropong yang digunakan untuk mengamati benda-benda di darat atau di laut yang ada di permukaan bumi. Teropong bumi sering  disebut juga teropong medan atau teropong yojana.

Teropong Bumi

Gambar 4. Pengamatan objek dengan menggunakan teropong bumi

M=fobfokM=fobfok

d=fob+4fp+fokd=fob+4fp+fok

Berdasarkan cara kerja dan pengumpul cahayanya, teropong dapat digolongkan menjadi dua, yaitu :1.  Teropong Pembias

Teropong bias ini bekerja berdasarkan prinsip pembiasan, sehingga teropong jenis ini menggunakan sejumlah lensa. Seperti halnya mikroskop, teropong bias menggunakan lensa objektif dan lensa okuler. Beberapa contoh teropong bias diantaranya teropong bintang atau teropong astronomi, teropong bumi, teropong panggung, dan teropong prisma atau teropong binokuler.

Teropong Bias

Gambar 5. Teropong Bias

2.   Teropong Pemantul

Teropong pantul disebut juga teropong Newtonian. Teropong pantul ini bekerja berdasarkan prinsip pembiasan dan pemantulan, sehingga teropong jenis ini menggunakan sejumlah lensa dan cermin. Teropong pantul menggunakan cermin cekung sebagai objektif dan lensa cembung sebagai okuler.

Teropong Pantul

Gambar 6. Teropong Pantul

 

Sumber :