Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari

Sobat aku-pembelajar, pada bagian awal bab ini, kamu telah menyebutkan berbagai macam alat optik yang pernah kamu jumpai. Bahkan mungkin juga, beberapa alat optik yang kamu sebutkan itu pernah kamu gunakan. Pada bagian ini kamu akan mempelajari berbagai macam alat optik. Selain itu, kamu juga akan mempelajari prinsip penggunaan alat-alat optik tersebut.

1. Kamera
Apakah kamu pernah mengambil gambar teman atau orang-orang terdekatmu dengan menggunakan kamera? Pernahkah kamu berpikir tentang bagaimana proses pembentukan bayangan pada kamera? Perhatikan Gambar 11.36!

Pada saat kamu mengambil gambar suatu benda dengan sebuah kamera, cahaya dipantulkan dari benda tersebut dan masuk ke lensa kamera. Kamera memiliki diafragma dan pengatur cahaya (shutter) untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam lensa. Dengan jumlah cahaya yang tepat akan diperoleh foto atau gambar yang jelas. Sementara itu, untuk memperoleh foto yang tajam dan tidak kabur perlu mengatur fokus lensa. Cahaya yang melalui lensa kamera tersebut memfokuskan bayangan benda pada film foto. Bayangannya kerja kamera sederhana ini dengan diagram cahaya lensa cembung.

Ukuran bayangan tersebut bergantung pada panjang fokus lensa, dan jarak lensa itu pada film tersebut. Jika diperhatikan, bagian-bagian dari kamera memiliki kemiripan dengan mata. Cobalah mengidentifikasi bagian-bagian kamera yang memiliki fungsi yang serupa dengan bagian-bagian mata!


2. Kaca Pembesar (Lup)

Pernahkah kamu melihat film yang mengisahkan tentang detektif? Ketika detektif tersebut mengungkap suatu kasus maka mereka ada yang membawa suatu benda di tangannya. Apakah benda itu? Apa fungsi benda tersebut? Perhatikan Gambar 11.37 agar kamu dapat menjawab pertanyaan di atas. Sebuah kaca pembesar memungkinkan kita untuk menempatkan objek lebih dekat ke mata kita sehingga objek tampak terlihat sudut lebih besar.

Seberapa besar suatu objek terlihat dengan mata, dan seberapa jelas kita dapat melihat bagian-bagian kecil pada objek tersebut? Hal ini bergantung pada ukuran bayangan objek pada retina. Ukuran bayangan bergantung pada sudut pada mata yang berhadapan dengan objeknya. Agar mata tidak mudah lelah saat menggunakan lup, letakkan benda tepat di titik fokus lup, sehingga mata tidak berakomodasi. Perhatikan Gambar 11.38!

3. Mikroskop
Jika kamu akan melihat sel, jaringan pada penampang melintang batang tumbuhan, organisme mikroskopis seperti bakteri, alat apa yang akan kamu gunakan? Kamu pasti akan menggunakan mikroskop bukan? Tahukah kamu bagaimana prinsip kerja mikroskop? Mikroskop memiliki dua lensa utama, yaitu lensa okuler dan lensa objektif. Lensa okuler adalah lensa yang posisinya dekat dengan mata pengamat. Lensa objektif adalah lensa yang posisinya dekat dengan objek/benda yang sedang diamati. Perhatikan Gambar 11.39!

Baik lensa okuler maupun lensa objektif merupakan lensa cembung yang memiliki fokus yang berbeda. Benda yang diamati ditempatkan pada sebuah kaca objek dan disinari dari bawah. Cahaya melalui lensa objektif dan membentuk bayangan nyata dan diperbesar. Bayangan itu diperbesar, sebab benda itu terletak di antara satu dan dua jarak fokus lensa objektif. Selanjutnya, bayangan nyata diperbesar lagi oleh lensa okuler untuk menghasilkan bayangan maya dan diperbesar. Susunan lensa seperti ini memungkinkan menghasilkan bayangan ratusan kali lebih besar dari objek aslinya. Perhatikan Gambar 11. 40.

4. Teleskop
Kamu tentunya pernah melihat bulan pada malam hari. Apakah kamu dapat melihat secara jelas permukaan bulan dengan menggunakan mata telanjang? Dengan menggunakan sebuah teleskop, kamu akan dapat melihat kawah dan ciri-ciri lain di permukaan bulan secara jelas. Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Teleskop dapat berupa teleskop bias dan teleskop pantul.

a. Teleskop Bias
Teleskop adalah alat optik yang dapat membuat benda-benda yang berada pada tempat yang jauh menjadi terlihat dekat. Perhatikan Gambar 11.41! Teleskop bias sederhana merupakan kombinasi antara dua lensa cembung yang terletak pada bagian pipa. Lensa yang lebih besar adalah lensa objektif, sedangkan yang lebih kecil adalah lensa okuler (lensa mata). Lensa objektif membentuk sebuah bayangan dan kemudian bayangan tersebut akan diperbesar oleh lensa okuler.

Lensa objektif pada teleskop bias memiliki diameter yang lebih besar daripada diameter mata kamu saat membuka. Hal ini berarti akan lebih banyak cahaya yang dipantulkan oleh objek yang dapat masuk ke dalam lensa yang kemudian akan masuk ke dalam mata. Dengan demikian, bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif akan lebih jelas daripada bayangan yang terbentuk oleh mata, karena bayangan yang terbentuk sangat jelas, maka objek yang terlihat juga menjadi lebih detail.

b. Teleskop Pantul
Lensa objektif yang terdapat pada teleskop pantul digantikan oleh cermin cekung. Bayangan dari sebuah objek yang letaknya jauh terbentuk di dalam tabung teleskop ketika cahaya dipantulkan dari cermin cekung.

Cahaya yang dipantulkan objek yang jauh memasuki salah satu ujung tabung dan ditangkap oleh cermin lain pada ujung yang lain. Cahaya ini dipantulkan dari cermin cekung ke cermin datar yang ada di dalam tabung. Cermin datar kemudian memantulkan cahaya ke lensa okuler, yang berfungsi memperbesar gambar. Perhatikan Gambar 11.42!

A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!
1. Fakta yang benar tentang hubungan antara cahaya dan kemampuan mata untuk melihat benda adalah ....
A. mata dapat melihat benda karena benda memiliki kemampuan menyerap cahaya yang diterima
B. mata dapat melihat benda karena benda memantulkan cahaya yang diterimanya, sehingga cahaya masuk ke mata
C. mata dapat melihat benda karena cahaya yang mengenai benda dibiaskan
D. mata dapat melihat benda karena saraf-saraf mata memiliki kemampuan untuk melihat benda, sehingga kemampuan mata untuk melihat tidak ada hubungannya dengan cahaya

2. Berikut ini proses perjalanan cahaya pada mata hingga terbentuk bayangan benda adalah ....
A. pupil – kornea – iris – lensa mata (cahaya membentuk bayangan) – bayangan ditangkap retina
B. pupil – iris –kornea – lensa mata (cahaya membentuk bayangan) – bayangan ditangkap retina
C. kornea – pupil – iris – lensa mata (cahaya membentuk bayangan) – bayangan ditangkap retina
D. kornea – pupil – lensa mata (cahaya membentuk bayangan) – bayangan ditangkap retina

3. Bagian mata yang mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata adalah ....
A. iris
B. pupil
C. kornea
D. saraf mata

4. Edo menderita miopi sehingga dia tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh dengan jelas. Jenis lensa untuk membantu penglihatan Edo adalah ....
A. lensa tipis
B. lensa ganda
C. lensa cekung
D. lensa cembung

5. Pelangi merupakan salah satu peristiwa yang menunjukkan bahwa cahaya memiliki sifat ....
A. cahaya tampak
B. cahaya merambat lurus
C. cahaya dipantulkan
D. cahaya dibiaskan

6. Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung apabila benda terletak pada jarak kurang dari titik fokus cermin adalah ....
A. nyata, terbalik, diperkecil, dan terletak antara M dan F
B. nyata, terbalik, diperbesar, dan terletak di depan M
C. maya, tegak, diperbesar, dan terletak di belakang cermin
D. nyata, terbalik, sama besar dan terletak di titik M

7. Pasangan yang tepat antara lensa yang terdapat pada mikroskop dan bayangan yang dibentuk oleh lensa adalah ....
A. lensa objektif = bayangan maya dan diperbesar; lensa okuler = bayangan maya dan diperbesar
B. lensa objektif = bayangan nyata dan diperbesar; lensa okuler = bayangan nyata dan diperbesar
C. lensa objektif = bayangan nyata dan diperkecil; lensa okuler = bayangan maya dan diperbesar
D. lensa objektif = bayangan nyata dan diperbesar; lensa okuler = bayangan maya dan diperbesar

8. Alat optik yang memiliki lensa cembung sehingga dapat membantu mendekatkan objek ke mata serta membantu untuk melihat benda yang kecil adalah ....
A. lup
B. teleskop
C. teropong
D. mikroskop

9. Sebuah benda yang tingginya 12 cm diletakkan 10 cm di depan cermin cembung yang jari-jari kelengkungannya 30 cm. Sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin tersebut adalah ....
A. maya, tegak, dan diperkecil
B. maya, tegak, dan diperbesar
C. nyata, terbalik, dan diperkecil
D. nyata, tegak, dan diperbesar

10. Seseorang ingin melihat suatu benda yang berada di depan mata pada jarak 25 cm. Jika jarak kornea mata ke retina adalah 2,5 cm, maka panjang fokus sistem lensa-kornea agar benda terlihat paling jelas oleh mata orang tersebut adalah ... cm.
A. 2,26
B. 2,24
C. 3,52
D. 3,54

B. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan benar!

1. Mata yang normal memiliki kemampuan untuk melihat benda dengan jelas pada jarak yang dekat dan jauh. Mengapa mata kita memiliki kemampuan tersebut?
2. Beni memiliki penglihatan normal, kemudian dia mencoba kacamata Udin yang berlensa negatif. Ternyata, penglihatan Beni menjadi kabur. Mengapa hal ini terjadi?
3. Lukislah bayangan yang dibentuk oleh cermin datar untuk bendabenda di bawah ini!
   
   
   
4. Lensa cembung sering disebut dengan lensa pengumpul (konvergen), sedangkan lensa cekung sering disebut lensa penyebar (divergen), mengapa demikian? Agar mudah menjelaskan, gunakan gambar hasil pembiasan cahaya pada lensa tersebut!
5. Seseorang yang memiliki tinggi dari ujung kaki sampai ke matanya 150 cm berdiri di depan cermin datar yang tingginya 30 cm. Cermin itu ditegakkan vertikal di atas meja yang tingginya 80 cm dari lantai. Berapakah tinggi bayangan bagian badan orang itu yang dapat dilihat di cermin?
6. Banyak peristiwa terjadinya orang tenggelam di kolam renang. Salah satu penyebabnya adalah kesalahan memperkirakan kedalaman kolam ketika dilihat dari atas permukaan air kolam. Peristiwa apa yang terjadi pada kasus tersebut? Jelaskan jawaban kamu!
7. Perhatikan gambar di bawah ini! Jika seseorang ingin menombak ikan di dalam air, ke titik manakah posisi ujung tombak diarahkan agar ikan dapat tertangkap? Jelaskan jawaban kamu!
   
   
   

Sumber Materi dan Gambar : Buku Siswa IPA Kelas 8 Kurikulum 2013 Revisi 2017