Cahaya Dan Alat Optik

Cahaya Dan Alat Optik 

1. Pengertian Cahaya

Cahaya merupakan salah satu bentuk energi. Sumber cahaya memancarkan energi cahaya secara radiasi sehingga energi ini disebut energi radiasi .

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang merambat secara transversal. Cepat rambat ccahaya di ruang hampa kira-kira 300.000 km/s (300.000.000 m/s). Besaran fisis yang dimiliki cahaya mirip dengan besaran fisis yang dimiliki gelombang, seperti panjang gelombang, cepat rambat gelombang, dan  frekuensi gelombang.

Cahaya yang hanya bisa dilihat oleh mata manusia disebut cahaya tampak.

Sumber Cahaya

Sumber cahaya adalah benda yang bisa menghasilkan cahaya. Sumber cahaya dibedakan menjadi dua yakni sumber cahaya alami adalah benda yang dapat memancarkan cahayanya sendiri, seperti matahari, api dan bioluminesens. Dan sumber cahaya buatan adalah benda yang dapat memancarkan cahaya akibat suatu proses tertentu.

Alat Optik

1. Mata

Salah satu alat optik yang vital untuk melihat adalah mata.

1. Bagian-bagian Mata

Lensa yang terdapat pada mata manusia merupakan salah satu contoh terbaik dari lensa cembung. Lensa ini memiliki bentuk yang sangat mulus dan lentur. Lensa mata berfungsi untuk memfokuskan berkas-berkas cahaya. Kelebihan lensa cembung pada mata adalah kemampuannya untuk menebal dan menipis secara otomatis. Kemampuan lensa mata untuk menebal dan menipis disebut dengan daya akomodasi mata.

Berkas cahaya yang masuk ke mata akan difokuskan oleh lensa mata dan dijatuhkan di bagian belakang mata yang disebut retina.  Sifat bayangan yang jatuh ke retina adalah nyata terbalik.

Bagian terluar dari mata terdiri atas kornea dan iris. Kornea merupakan membran transparan yang melindungi mata, sedangkan iris  berfungsi sebagai pengontrol jumlah cahaya yang masuk. Iris memiliki lubang kecil di bagian tengahnya yang disebut pupil. Pupil terlihat lebih gelap dibandingkan iris sehingga tidak ada berkas cahaya yang dipantulkan dari bagian ini.

Ketebalan lensa mata diatur oleh otot ciliaris.

2. Kelainan pada mata

Bila matamu normal maka jarak yang tepat agar mata dapat membaca dengan rileks adalah 25 cm. Jarak baca sejauh 25 cm ini disebut dengan  jarak baca mata normal. Jarak ini merupakan jarak terdekat yang masih dapat dilihat dengan jeelas oleh mata normal tanpa rasa sakit. Jarak ini disebut dengan titik dekat mata (punctum proksimum). Jarak terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata normal tanpa rasa sakit disebut sebagai titik jauh (punctum remotum).

Cacat mata bisa dibantu dengan menggunakan kacamata. Berikut ini adalah kelainan mata berdasarkan pergeseran titik dekat dan atau titik jauhnya.

1. Rabun Dekat (Hipermetropi)

Istilah ini, dimaksudkan untuk mata yang mengalami kelainan tidak bisa melihat jelas benda-benda yang berada pada jarak dekat. Hal ini disebabkan karena kornea mata terlalu tipis sehingga bayangan jatuh di belakang retina. Upaya lain untuk membantu penderita hipermetropi adalah dentan menggunakan lensa cembung.

1. Rabun Jauh (Miopi)

Istilah ini ditujukan untuk mata yang mengalami klainan tidak bisa melihat benda-benda yang terlalu jauh. Mata miopi disebabkan oleh kornea mata yang terlalu tebal sehingga bayangan jatuh di depan retina. Upaya lain yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan lensa cekung. Bila orang tuanya menderita miopi maka kecenderungan anaknya mengalami cacat mata serupa lebih besar.

1. Mata Tua (Presbiopi)

Kelainan ini, dialami oleh hampir 100% orang-orang yang sudah berusia 50 tahun. Hilangnya kelenturan lensa mata ini menjadi penyebab utama penderita presbiopi ke atas.

1. Kamera

Ada dua alasan yang utama dari penggunaan lensa pada kamera.

1. Lensa berfungsi untuk mengumpulkan berkas cahaya dari suatu cakupan yang luas dan menjatuhkannya pada film yang cukup kecil.
2. Dengan menggunakan lensa, maka bayangan yang dihasilkan akan lebih fokus dan jelas.

Pengatur jarak fokus disebut juga dengan istilah zoom. Pengaturan intensitas cahaya yang masuk, dilakukan oleh suatu bagian yang disebut diafragma. Luasan bukaan diafragma sering disebut dengan apertur.

Pada bagian belakang kamera di mana berkas cahaya jatuh, diletakkan film foto. Film ini digunakan untuk merekam berkas tersebut. Film ini biasanya terbuat dari bahan plastik yang dilapisi oleh bahan kimia yang peka terhadap cahaya. Suatu ukuran kecepatan film atau yang sering disebut dengan ASA.

1. Kaca Pembesar (Lup)

Lup merupakan  alat optik yang paling sederhana karena hanya terdiri atas satu lensa cembung dan cara penggunaannya pun sangat sederhana. Alat ini digunakan untuk membantu melihat benda-benda kecil. Bayangan yang terbentuk oleh alat optik ini selalu diperbesar, tegak dan maya.

1. Mikroskop

Mikroskop dipercaya orang pertama kali ditemukan tahun 1595 oleh Zacharias Janssens dan ayahnya Hans Janssens, dengan susunan yang sangat primitif, hanya menggunakan dua lensa cembung.

Pada tahun 1665, Robert Hooke memperbaiki kinerja mikroskop agar dapat digunakan untuk mengamati benda-benda yang lebih kecil. Antony Van Leuwenhooke, dengan mikroskop ciptaannya berhasil memperbesar objek yang dilihatnya hingga 70-250 kali dari ukuran sebenarnya. Beliau juga merupakan orang pertama yang melihat bentuk bakteri.

Pada mikroskop dipasang dua buah lensa cembung. Kedua lensa tersebut yaitu lensa okuler ( merupakan lensa yang mengarah ke mata) dan lensa objektif (lensa yang mengarah ke objek atau benda).

Pada mikroskop terdapat bagian penting lainnya yang juga menggunakan prinsip optik yaitu cermin. Cermin berfungsi untuk mengatur jumlah cahaya yang datang ke tempat benda.

Pengaturan fokus mikroskop dilakukan oleh dua sekrup putar. Sekrup yang lebih besar menggerakkan tabung lensa mundur maju dengan cepat, sedangkan sekrup putar yang lebih kecil menggerakkan tabung lensa mundur maju dengan perlahan. Benda yang akan dilihat disiapkan dalam sebuah kaca preparat tipis yang dijepit pada meja mikroskop tempat benda diletakkan.

1. Teropong

Galileo (abad ke-16) adalah, orang pertama yang mempelajari astronomi dengan mengembangkan sebuah alat bantu untuk melihat objek-objek di langit yang sangat jauh letaknya. Alat tersebut dikenal dengan nama teleskop atau teropong. Semenjak ditemukannya alat ini, berbagai penelitian di bidang astronomi mulai dikembangkan.

Berdasarkan alat optik yang digunakan, teropong dapat dibedakan menjadi dua yaitu.

1. Teropong Bias (Refraktor)

Teropong bias menggunakan lensa untuk mengumpulkan dan memfokuskan cahaya yang masuk.

Keuntungan dari teropong bias yaitu.

1. Lensa pada teropong bias biasanya terikat kuat atau tersusun dengan rapi sehingga selamanya akan dipertahankan seperti itu.
2. Lensa terletak di dalam tabung sehingga terlindung dari udara luar.
3. Suhu udara di dalam tabung dapat dijaga tetap atau tidak terpengaruh oleh perubahan suhu udara luar yang bisa mengganggu pembentukan bayangan.

Kerugian dari teropong bias yaitu.

1. Karena menggunakan lensa maka refraktor ini memiliki cacat warna (abreasi kromatik)
2. Karena prinsip kerjanya berdasarkan pembiasan maka sebagian dari sinar ultraviolet yang masuk tidak semuanya dibiaskan menuju okuler.
3. Lensa yang dibuat tebal mengakibatkan cahaya yang melalui lensa akan berkuran intensitasnya
4. Cukup sulit untuk membuat lensa yang memiliki kedua permukaan benar-benar sama dan mulus.
5. Teropong Pantul (Reflektor)

Teropong pantul menggunakan cermin untuk mengumpulkan cahaya yang masuk.

Keuntungan dari teropong pantul yaitu.

1. Teropong pantul tidak mengalami cacat warna.
2. Bagian belakang teropong bisa ditutup semua dengan cermin pemantul sehingga teropong akan memiliki cakupan yang lebih luas.
3. Teropong pantul hanya menggunakan cermin sehingga hanya diperlukan satu sisi permukaan cermin yang harus mulus.
4. Teropong pantul lebih mudah dibuat sehingga harganya lebih murah.

Kerugian dari teropong pantul yaitu.

1. Susunan cerminnya mudah terganggu sehingga posisinya mudah bergeser dari posisi semula.
2. Teropong pantul memiliki tabung terbuka sehingga cerimn-cermin tersebut perlu sering dibersihkan.
3. Penggunaan cermin tambahan sering kali meenyebabkan terjadinya efek difraksi .
4. Periskop

Periskop digunakan untuk melihat daerah yang berada pada posisi yang tidak sejajar dengan posisi pengamat. Pada prinsipnya, periskop terdiri atas dua cermin datar atau prisma yang disusun berhadapan dengan sudut tertentu.

Untuk menyaksikan langsung gerhana matahari, orang-orang membuat periskop multi cermin (menggunakan banyak cermin). Tujuan menggunakan banyak cermin adalah agar kuat cahaya yang masuk ke mata tidak sebesar kalau melihat langsung ke matahari.

sumber: http://mayariz.mahasiswa.unimus.ac.id/fisika-keperawatan/rangkuman-bab-cahaya-alat-optik/