laporan alat optik

“ALAT-ALAT OPTIK DAN CACAT MATA”

TUGAS INI DISUSUN SEBAGAI TUGAS MATA KULIAH : OPTIK

DOSEN PEMBINA : SAMSUN HIDAYAT, S.Pd.

OLEH :

1.       LALU  MUHAMMAD RISPAN SUGI SAPUTRA             : 09.241.046

2.      MARIAWI                                                            : 09.241.056

3.      AULIYA WULANDARA                                           : 09.241.009

4.      INTISYAH                                                            : 09.241.038

5.      MOCH. SYARIFUDDIN                                           : 09.241.061

6.      ELVITA KOMALASARI                                          : 09.241.018

7.      JUWITA SARI KAMOSA                                         : 09.241.043

8.      LINDA WINARSIH                                                 : 09.241.049

9.      EKA YULIANA                                                      : 09.241.017

10.   LALU MASHUDI                                                    : 09.241.047

INSTITUT KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN MATARAM

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

DESEMBER 2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami haturkan kehadirat Allah Ta’ala yang mana telah memberi kita taufiq dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyusun proposal praktikum optik.

Sholawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad Shallallaahu ‘alaihi wa sallam, beserta keluarga dan para sahabatnya yang telah membimbing kita dari jalan kegelapan menuju jalan yang terang benderang.

Kami berharap proposal praktikum optik ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi kami khususnya, dan segenap pembaca umumnya. Kami menyadari bahwa proposal praktikum optik ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari berbagai pihak sangat kami harapkan untuk menuju kesempurnaan proposal praktikum optik ini.

Tak lupa kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya penulisan kami ini. Semoga semua bantuan dicatat sebagai amal sholeh di hadapan Allah Ta’ala. Amin.

Mataram, 01 Desember 2011

                                                                                              Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR .................................................................................            i

DAFTAR ISI ................................................................................................     ii

BAB I PENDAHULUAN

A.            Latar Belakang ................................................................................    1

B.            Rumusan Masalah ..........................................................................     1

C.            Tujuan dan Manfaat …....................................................................     1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A.            Mata ………….……………............................…………………....................     2   

B.            Lup …… …….................................................................................... 4

C.            Kamera ..…………………………………………………………………………………..     5

D.           Mikroskop ……………………………………………………………………………….  6

E.            Teropong ………………………………………………………………………………..       7

BAB III PROSEDUR KERJA

A.               Mata Normal ……. .........................................................................     10

B.               Rabun Jauh (Miopi) .......................................................................     11

C.               Rabun Dekat (Hipermetropi) ….………………………………………………..      11

BAB I

PENDAHULUAN

A.     LATAR BELAKANG

Alat optik adalah alat pengelihatan manusia, baik alamiah maupun buatan manusia. Alat optik alamiah adalah mata dan alat optik buatan adalah alat bantu pengelihatan manusia untuk mengamati benda-benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata. Yang termasuk alat optik buatan diantaranya: kacamata, kamera, lup atau pembesar, mikroskop, teropong, dan periskop.

 Dalam kehidupan sehari-hari, mungkin sering kita jumpai banyak kakek atau nenek yang kesulitan membaca buku/koran pada jarak terlalu dekat juga kesulitan melihat benda yang jauh. Hal tersebut terjadi karena faktor usia yang menyebabkan daya akomodasi matanya mulai melemah, sehingga ia kesulitan melihat benda dengan jelas pada jarak terlalu dekat ataupun terlalu jauh. Apakah mata kakek mengalami kerusakan? Cacat mata apakah yang diderita kakek?

Apabila kakek ingin dapat melihat pada jarak baca normal kembali, maka kakek disarankan menggunakan alat optik berupa kacamata.

B.      RUMUSAN MASALAH

Adapun rumusan masalah dalam proposal praktikum optik ini diantaranya :

1.      Dapatkah mahasiswa memahami beberapa macam alat optik alamiah dan buatan manusia?

2.      Bagaimana mahasiswa memahami sistem kerja cacat mata dalam sebuah percobaan?

C.      TUJUAN DAN MANFAAT

Adapun tujuan dan manfaat dalam proposal praktikum optik ini diantaranya :

1.      Mahasiswa dapat menjelaskan dan memahami macam-macam alat optik dan proses kerjanya.

2.      Mahasiswa dapat memahami sistem kerja cacat mata dalam sebuah percobaan.

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

ALAT-ALAT OPTIK DAN CACAT MATA

A.     Mata

Bagian-bagian mata

1.     

Gambar 3. Bagian –bagian mata

Kornea mata: berfungsi sebagai penerima rangsangan cahaya dan meneruskannya ke bagian mata ynag lebih dalam.

2.      Otot siliar: berfungsi untuk mengatur panjang fokus (kelengkungan) lensa.

3.      Iris: untuk mengatur lebar pupil sehingga banyaknya cahaya yang masuk ke mata bisa dikendalikan.

4.      Pupil: merupakan tempat lewatnya cahaya yang menuju ke retina.

5.      Lensa mata: untuk memfokuskan cahaya atau bayangan benda agar tepat jatuh di retina.

6.      Retina: berfungsi sebagai layar penerima cahaya atau bayangan benda.

Pembentukan Bayangan Benda pada Retina.

Proses pembentukan bayangan pada mata normal terjadi apabila berkas cahaya yang masuk ke mata akan dibiaskan oleh lensa mata sehingga berkas sinar biasnya tepat berpotongan pada retina. Adapun sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperkecil. Dari retina cahaya kemudian dikirim dalam bentuk  listrik ke otak melalui saraf mata. Impuls diproses oleh otak sehingga terbentuk  bayangan nyata dan tegak yang memberi kesan bahwa kita melihat benda tersebut.

Proses pembentukan bayangan terjadi apabila berkas cahaya yang masuk mata dibiaskan oleh lensa mata jatuh tepat di retina, dan dikirim dalam bentuk listrik ke otak melalui saraf mata. Sifat bayangan yang terbentuk oleh lensa mata adalah nyata, terbalik dan diperkecil.

Mata memiliki jarak  bayangan tetap, ini karena jarak antara lensa dan retina sebagai layar adalah tetap. Karena itu, satu-satunya cara agar benda-benda dengan jarak berbeda di depan lensa dapat difokus- kan pada retina (menghasil-kan bayangan   tajam  pada   retina,  maka  jarak  fokus pada lensa harus bisa diatur.  Pengaturan jarak fokus lensa dilakukan oleh otot siliar (ciliary muscles). Ketika mata melihat benda yang sangat jauh, otot siliar mengendor penuh (relaks) sehingga lensa mata paling pipih. Ini berarti, jarak fokus paling panjang. Dalam kondisi ini, mata disebut tidak berakomodasi dan sinar-sinar yang berasal dari benda membentuk bayangan tajam pada retina.

Saat melihat benda jauh, otot siliar mengendor penuh (relaks) sehingga lensa mata paling pipih disebut mata tanpa akomodasi, dan sebaliknya.

Ketika benda bergerak lebih dekat ke mata, otot siliar otomatis menegang sehingga lensa mata lebih cembung. Ini berarti, jarak fokus lebih pendek, dan membuat bayangan tajam kembali pada retina. Dalam kondisi ini mata disebut akomodasi maksimum.

Proses lensa mengubah jarak fokus (mencembung atau memipih) agar bayangan tepat pada retina disebut daya akomodasi mata. Akomodasi mata terjadi secara otomatis sehingga kita biasanya tidak menyadarinya.

Titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata dengan akomodasi maksimal disebut titik dekat (punctum proximum). Titik dekat untuk mata normal terletak sekitar 25 cm dari mata. Sementara itu, titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata tanpa berakomodasi disebut titik  jauh (punctum remotum). Titik jauh untuk mata normal terletak di tempat yang jauhnya tak berhingga.

Cacat Mata dan Cara Menanggulanginya

Mata normal (emetrop) merupakan mata yang masih dapat berakomodasi dengan baik. Bila kemampuan berakomodasi sudah tidak ada lagi, mata tergolong mata cacat. Mata yang cacat tidak dapat melihat benda dengan baik.

Ada beberapa cacat mata diantaranya :

a. Rabun Jauh (miopi)

Mata yang tidak dapat melihat benda-benda yang letaknya jauh, tetapi dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat disebut miopi. Cacat mata mata ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina. Untuk memperbaiki kelainan mata seperti ini diperlukan lensa yang bersifat memancarkan berkas sinar, yaitu lensa cekung (divergen).

Miopi adalah cacat mata tidak dapat melihat benda-benda yang letaknya jauh, tetapi dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya deka

 

Sesuai perjanjian tanda, agar dapat melihat benda pada jarak tak hingga (s = ∞), dan bayangan di depan lensa bertanda negatif (s’ = - PR) sehingga diperoleh fokus lensa kacamata (f) yang digunakan yaitu:

 diperoleh                                          1

Dan kekuatan lensa kacamata (P) yang digunakan adalah :

   atau                                                          2

Keterangan : f dan PR dalam satuan cm, P dalam dioptri

b. Hipermetropi

Hipermetropi merupakan cacat mata di mana penderitanya tidak dapat melihat benda yang dekat dengan jelas. Cacat mata ini terjadi karena lensa mata tidak dapat dicembungkan sebagaimana mestinya. Pada penderita hipermetropi letak titik dekat mata telah bergeser menjauhi mata. Dengan demikian, mata hipermetrop hanya dapat melihat benda yang agak jauh. Cacat mata hipermetropi dapat ditolong dengan kacamata berlensa cembung.

B.      LUP

Mata kita tidak dapat mempunyai kemampuan untuk melihat benda-benda yang sangat kecil dan yang sangat jauh serta tidak mampu merekam suatu peristiwa untuk waktu yang lama. Karena itu kita memerlukan alat bantu yang disebut alat optik. Alat-alat optik adalah alat-alat yang terbuat dari lensa atau cermin, atau lensa cermin.

Pada dasarnya prinsip kerja alat optik adalah memperbesar bayangan benda atau mempertajam bayangan supaya tampak jelas. Sehingga alat optik banyak menggunakan lensa positif untuk membentuk bayangan benda yang lebih besar.

Lup merupakan alat optik yang menggunakan sebuah lensa positif dan merupakan alat optik yang paling sederhana. Jika benda objek diletakkan pada jarak antara titik fokus lensa dengan pusat kelengkungan (s<f), akan terbentuk bayangan yang bersifat maya, tegak dan diperbesar. Lup berguna untuk mengamati benda-benda kecil agar tampak besar dan jelas.

Penggunaan Lup

Mata Tidak Berakomodasi

Menggunakan lup dengan mata tidak berakomodasi, benda yang diamati harus diletakkan di titik fokus lup tersebut (s  = f) seperti gambar 9.

Jadi rumus perbesarannya menjadi                         3

Mata Berakomodasi Maksimum

Untuk mata yang menggunakan lup dengan berakomodasi maksimum, sifat bayangannya adalah maya, tegak, lebih besar dan terletak pada titik dekat mata. Sehingga s’ = s_n, de

dengan syarat benda yang diamati harus diletakkan pada jarak kurang dari jarak titik api lup (s<f). Maka perbesaranya dirumuskan :

                                                                              4

C.      Kamera

Kamera merupakan suatu alat optik yang digunakan untuk merekam suatu tempat, situasi, atau peristiwa.

Bagian utama kamera adalah sebuah kotak kedap cahaya. Pada bagian depan terdapat sistem lensa dan pada bagian belakang terdapat sebuah film.

Adapun fungsi dari bagian-bagian tersebut adalah:

§  Lensa cembung yang berfungsi untuk membiaskan berkas cahaya dan membentuk bayangan pada film.

§  Diafragma yang berfungsi mengatur celah (shutter). Fungsi diafragma pada kamera sama dengan fungsi iris pada mata.

§  Celah (shutter) berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang mengenai film. Diameter celah disebut juga aperture yang memilki fungsi sama dengan pupil mata.

§  Ulir sekrup berfungsi untuk memfokuskan cahaya dengan menggeserkan lensa kamera sesuai dengan objek yang akan dipotret.

§  Penutup/pembuka lensa berfungsi untuk menentukan bisa tidaknya cahaya masuk mengenai film.

§  Film berfungsi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan atau gambar.

Mekanisme kerja kamera mirip dengan mekanisme kerja mata manusia. Lensa pada kamera digunakan untuk menghasilkan suatu bayangan dari objek pada sebuah film. Fungsi film  seperti retina pada mata, sebagai layar untuk menangkap dan merekam bayangan yang dihasilkan oleh lensa. Bayangan yang dihasilkan nyata, terbalik dan diperkecil.

Tidak seperti pada mata, lensa pada kamera tidak dapat membuat jarak fokus yang berubah-ubah, untuk mencapai fokus yang baik pada film, lensa harus digerakkan maju mundur, yang menyebabkan jarak obyek berubah. Kamera yang tidak mempunyai penggerak lensa biasanya mempunyai lubang yang sangat kecil di depan lensa, yang bekerja seperti pinhole kamera. Di mana tidak ada lensa tetapi menggunakan lubang kecil untuk mendapatkan cahaya pada film.

Hubungan antara fokus lensa kamera (f), jarak benda terhadap lensa (s), serta jarak bayangan (s’) dirumuskan dengan persamaan umum yaitu :

                                                                                                       5                                 

Perbesaran lensa kamera :

                                                                              6

D.     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.

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 Mikroskop

a.      Perbesaran benda untuk mata tidak berakomodasi

 Syarat agar mata tidak berakomodasi : S’_ok = ~, karena itu S_ok = f_ok. Sehingga perbesaran total mikroskop dapat dirumuskan :

                                                                  7

Panjang mikroskop (L) dinyatakan dengan persamaan berikut.

                                                                             8

b.      Perbesaran untuk mata berakomodasi maksimum.

Agar mata berakomodasi maksimum, bayangan yang dihasilkan lensa okuler tepat jatuh pada jarak mata normal atau S’_ok = - S_n , sehingga perbesaran total mikroskop dapat dirumuskan :

                                                   9

E.      Teleskop

Teleskop merupakan alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat jauh sehingga tampak lebih dekat. Saat ini dikenal dua macam teleskop.

Ø  Teleskop bias yaitu terdiri dari beberapa lensa untuk membiasakan sinar yang dating dari benda.

Beberapa contoh teleskop bias :

-          Teleskop bintang

-          Teleskop bumi

-          Teleskop prisma

§ Teleskop pantul yang terdiri dari beberapa cermin dan lensa sebagai pemantul dan pembias sinar datang.

Ø  Teropong Bias

Teropong jenis ini disebut teropong bias karena sebagai objektif digunakan lensa yang berfungsi membiaskan cahaya.  Ada beberapa macam teropong yang tergolong teropong bias, diantaranya :

a.      Teropong bintang digunakan untuk mengamati benda-benda di angkasa, misalnya bulan, bintang, dan planet. Pada dasarnya, teropong bintang terdiri dari dua lensa positif. Salah satu lensa positif ditujukan ke benda yang diamati. Lensa ini disebut lensa objektif. Lensa positif yang lain berada di dekat mata disebut lensa okuler. Pengamatan dengan teropong bintang umumnya dilakukan dengan mata tak berakomodasi.

Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif bersifat sejati, terbalik, dan diperkecil. Bayangan ini terbentuk di titik fokus utama lensa objektif. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif kemudian dilihat melalui okuler (berfungsi sebagai lup). Bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler bersifat maya dan ukurannya lebih besar daripada bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif.

Penggunaan teleskop bintang dianjurkan dengan posisi mata tidak berakomodasi maksimum agar maka tidak lekas lelas, pada pengamatan ini bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler jatuh di titik jauh mata (S_n= ~ = S’_ok).

Perbesaran teleskop bintang untuk mata tanpa akomodasi:

10

Panjang teropong :                            11

b.      Teropong Bumi digunakan untuk mengamati benda di darat atau di laut yang letaknya jauh. Dengan menggunakan teropong Bumi, maka benda tampak lebih dekat dan jelas. Teropong Bumi juga memiliki lensa objektif dan lensa okuler, seperti pada mikroskop. Bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler bersifat terbalik. Hal ini tentu memiliki masalah karena benda yang kita lihat menjadi terbalik. Oleh karena itu, di antara objektif dan okuler dipasang lensa pembalik sehingga benda terlihat tegak.

Lensa pembalik pada teropong Bumi yang modern dibentuk oleh dua prisma siku-siku sama kaki. Sinar yang datang dari objektif dipantulkan secara sempurna sebanyak 4 kali. Pada prisma pertama terjadi perubahan sisi kanan dan kiri, sedangkan pada prisma kedua terjadi perubahan sisi atas dan bawah. Dengan demikian, mata akan melihat bayangan tegak dengan kemampuan yang telah diperbesar.

BAB III

PROSEDUR KERJA

A.     MATA NORMAL

Ø  Alat dan Bahan :

Perumpamaan : Lensa fokus 100 mm dan 50 mm diumpamakan sebagai lensamata. Layar tembus cahaya diumpamakan sebagai retina mata. Lilin sebagai objek yang akan dilihat mata.

Ø  Cara Kerja :

a.       Mata Normal tak berakomodasi

1.      Nyatakanlah lilin (sebagai objek yang kan dilihat mata)

2.      Geser-geser lensa 100 mm menjauhi/mendekati layar hingga didapat bayangan yang tajam pada layar (“retina”)

3.      Ukur jarak antara “lensa mata” dan “retina” pada “model mata” ini.

b.      Mata Normal berakomodasi

1.       

2.       

3.       

4.      Ganti lensa f = 100 mm dengan lensa f = 50 mm tanpa mengubah jarak lensa dan “retina” (layar).

5.      Dekatkan lilin ke layar sampai pada layar terbentuk lagi bayangan tajam lilin tersebut. Ukur jarak lilin (objek) ke lensa.

B.      RABUN JAUH (MIOPI)

Ø  Alat dan Bahan    :

Perumpamaan : Lensa cembung dan lensa cekung diumpamakan sebagai lensamata dan kaca mata. Layar tembus cahaya diumpamakan sebagai retina mata. Lilin sebagai objek yang akan dilihat mata.

Ø  Cara Kerja             :

1.      Pasang rel optic pada tempatnya

2.      Susun sumber cahaya, lensa, dan layar seperti gambar 3.1

3.      Letakkan sumber cahaya pada jarak lebih besar dari panjang focus, misalnya yang pertama 14 cm didepan lensa. Catat pada table pengamatan.

4.      Nyatakanlah lilin (sebagai objek yang kan dilihat mata)

5.      Geser-geser lensa cembung menjauhi/mendekati layar hingga didapat bayangan yang tajam pada layar (“retina”)

benda                     lensa cembung         lensa cekung          layar

6.       Lakukan percobaan dengan jarak benda yang berbeda misalnya (16, 18, 25 dan 30 cm)

Ø  Analisis Data        :

NO	Titik Jauh (s’) (cm)	Jarak benda (s)	Jarak Fokus ( f ) (m)	Kuat Lensa (P) (dioptri)
1
2
3

C.      HIPERMETROPI (RABUN DEKAT)

Ø  Alat dan Bahan :

Perumpamaan : Lensa cekung dan lensa cembung diumpamakan sebagai lensamata dan kaca mata. Layar tembus cahaya diumpamakan sebagai retina mata. Lilin sebagai objek yang akan dilihat mata.

Ø  Cara Kerja          :

1.      Pasang rel optic pada tempatnya

2.      Susun sumber cahaya, lensa, dan layar seperti gambar 3.2

3.      Letakkan sumber cahaya pada jarak lebih besar dari panjang focus, misalnya yang pertama 14 cm didepan lensa. Catat pada table pengamatan.

4.      Nyatakanlah lilin (sebagai objek yang kan dilihat mata)

5.      Geser-geser lensa cembung menjauhi/mendekati layar hingga didapat bayangan yang tajam pada layar (“retina”)

benda                     lensa cekung         lensa cembung          layar

6.       Lakukan percobaan dengan jarak benda yang berbeda misalnya (16, 18, 25 dan 30 cm)

Ø  Analisis Data        :

NO	Titik Jauh (s’) (cm)	Jarak benda (s)	Jarak Fokus ( f ) (m)	Kuat Lensa (P) (dioptri)
1
2
3