Optik adalah studi tentang pembiasan cahaya yang tampak digunakan untuk memperluas penglihatan manusia dan melakukan tugas-tugas lain. Pengetahuan tentang cahaya diperlukan untuk penemuan macam-macam alat optik seperti mikroskop, teleskop, dan kamera, selain serat optik. Alat ini menggunakan cermin dan lensa untuk memantulkan dan membiaskan cahaya dan membentuk gambar.
Alat optik pertama adalah teleskop yang digunakan untuk perbesaran gambar yang jauh, dan mikroskop yang digunakan untuk memperbesar gambar yang sangat kecil. Sejak zaman Galileo dan Van Leeuwenhoek, alat ini telah sangat ditingkatkan dan diperluas ke bagian lain dari spektrum elektromagnetik. Sebuah kamera dapat dianggap sebagai jenis alat optik, dengan kamera lubang jarum dan kamera obscura menjadi contoh yang sangat sederhana dari perangkat tersebut.
Alat Optik
Alat optik didasarkan pada temuan ilmiah di bidang optik. Optik adalah cabang arti fisika yang meneliti dan menjelaskan perjalanan cahaya dan interaksinya dengan materi. Prinsip-prinsip optik fisik termasuk dalam disiplin optik teknis dan oleh karena itu berdampak pada konstruksi, desain dan pembuatan alat optik.
Alat optik yang paling terkenal adalah yang berasal dari alam: mata manusia. Kemampuannya untuk mengubah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 380 nm (violet) menjadi 780 nm (merah), yang disebut cahaya tampak, melalui sel fotosensitif di retina, menjadi impuls saraf, yang dievaluasi dalam korteks visual otak manusia, menyebabkan kemampuan persepsi visual manusia.
Mekanisme optik yang diwakili oleh mata manusia juga digunakan sebagai prinsip pengoperasian alat optik sederhana. Dengan mengubah jari-jari kelengkungan dan indeks bias, jarak fokus dapat bervariasi dan sinar cahaya dapat difokuskan, sehingga objek dapat ditampilkan dengan pembesaran. Mikroskop, kaca pembesar, teropong, dan teleskop didasarkan pada prinsip sederhana ini.
Sebagian besar alat tersebut adalah perangkat pasif, yaitu sumber cahaya eksternal diperlukan untuk pengukuran. Sistem kompleks digunakan dalam teknik satelit, di mana radio dan spektrometer dibuat untuk pengukuran intensitas dan analisis spektral.
Selain alat pasif, ada beberapa area di mana alat optik aktif digunakan. Misalnya, laser digunakan dalam CD-drive untuk membaca data yang tersimpan di permukaan pembawa data. Teknologi terkenal lainnya adalah LIDAR (Light Detection and Ranging).
Pengertian Alat Optik
Alat optik adalah perangkat yang memproses gelombang cahaya untuk meningkatkan gambar untuk tampilan yang lebih jelas.
Penggunaan alat optik, seperti lensa pembesar atau perangkat rumit seperti mikroskop atau teleskop biasanya membuat segalanya menjadi lebih besar dan membantu kita melihat secara lebih rinci. Penggunaan lensa konvergen membuat segala sesuatu tampak lebih besar dan di sisi lain, lensa divergen selalu membuat gambar tampak lebih kecil.
Pengertian Alat Optik Menurut Para Ahli
Adapun definisi alat optik menurut para ahli, antara lain:
Wikipedia
Alat optik adalah perangkat yang memproses gelombang cahaya (atau foton) untuk meningkatkan gambar untuk dilihat, atau untuk menganalisis dan menentukan sifat karakteristiknya.
Macam Alat Optik, Fungsi, dan Contohnya
Secara garis besar bisa dibedakan menjadi dua macam yaitu alat optik alami dan buatan sebagaimana yang telah dikatakn di atas. Berikut penjelasannya:
Alat Optik Alami
Alat optik alami ialah alat optik yang ada secara alami pada setiap mahluk hidup. Contohnya yaitu:
- Mata
Mata adalah alat optik yang memungkinkan kita untuk melihat semua benda di sekitar kita. Ini adalah organ yang sangat kompleks. Selaput pelindung putih yang terlihat saat menatap mata secara langsung adalah Sklera, yaitu bagian berwarna putih dan keras pada bola mata.
Bagian yang melingkar adalah Iris. Warna mata ditentukan oleh warna iris. Area transparan tengah dari iris adalah pupil. Iris berfungsi seperti kamera bagi mata. Ini menyerap sebagian besar cahaya yang jatuh di atasnya dan memungkinkannya melewati pupil.
Jumlah cahaya yang masuk ke bagian dalam mata tergantung pada ukuran pupil. Dalam cahaya terang, iris mengerut pupil untuk membatasi cahaya, sedangkan pada cahaya rendah melebarkan pupil untuk memancarkan lebih banyak cahaya ke mata. Bola mata berbentuk bulat. Retina mata mampu mendeteksi cahaya dan warnanya karena keberadaan indra yang dikenal sebagai batang dan kerucut.
Arti cahaya yang masuk ke mata manusia pertama kali dibiaskan oleh kornea. Cahaya yang dibiaskan kemudian terjadi pada iris. Lensa tepat di belakang iris dan cahaya setelah dibiaskan melalui pupil jatuh di atasnya dan membentuk gambar yang tajam. Pembentukan gambar tepat di retina memungkinkan kita untuk melihat objek dengan jelas.
Alat Optik Buatan
Alat optik buatan ialah alat optik yang sengaja dibuat untuk membantu penglihatan mata supaya benda yang dilihat menjadi lebih jelas, dan lebih besar. Contoh alat optik buatan antara lain:
- Kacamata
Kacamata adalah alat optik yang berfungsi untuk membantu penglihatan orang-orang yang mengalami cacat mata, baik itu rabun jauh, rabun dekat, ataupun mata silindris. Kacamata terdiri atas lensa cembung atau cekung (tergantung jenis cacat matanya), frame atau kerangka yang menyangga lensa.
Cara kerja kacamata yaitu dengan caramengatur bayangan agar jatuh tepat di retina, yang dapat dilakukan dengan menjauhkan titik jatuh bayangan pada penderita rabun jauh dan mendekatkan titik jatuh bayangan pada penderita rabun dekat. Jauh atau dekatnya bayangan terhadap lensa (kacamata) yang digunakan sangat bergantung pada letak objek, jarak fokus lensa, dan kekuatan atau daya lensa
- Kamera
Kamera adalah perangkat yang memungkinkan kita merekam gambar, baik dalam film atau digital. Kamera dapat merekam gambar dan juga film; film sendiri mendapatkan namanya dari gambar bergerak.
Kata kamera berasal dari frase Latin camera obscura, yang berarti “kamar gelap”. Kamera obscura adalah alat awal untuk memproyeksikan gambar dari slide. Kamera yang kita gunakan saat ini adalah evolusi dari kamera obscura.
Kamera biasanya terdiri dari lubang atau celah, yang memungkinkan cahaya masuk ke area berlubang dan permukaan yang merekam cahaya di ujung lainnya. Pada abad ke-20, gambar-gambar ini akan disimpan di atas kertas foto yang kemudian harus dikembangkan, tetapi sekarang sebagian besar kamera menyimpan gambar secara digital.
- Mikroskop
Mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda berukuran kecil. Terdapat dua jenis mikroskop, yaitu mikroskop sederhana dan mikroskop majemuk.
- Mikroskop sederhana
Mikroskop sederhana adalah alat optik, yang kami gunakan untuk memperbesar objek kecil untuk mendapatkan gambar atau penglihatan yang jelas. Ini terdiri atas lensa cembung yang memiliki panjang fokus pendek.
Mikroskop ini berada pada jarak kecil dari objek untuk pembesaran dan karenanya ini membentuk gambar virtual. Mikroskop sederhana memungkinkan kita untuk melihat huruf dan angka yang sangat kecil. Pembuat jam juga memanfaatkan ini.
- Mikroskop majemuk
Dengan mikroskop majemuk, kita mendapatkan nilai perbesaran yang sangat besar. Kita menggunakan mikroskop ini untuk melihat objek mikroskopis seperti mikroorganisme. Ini terdiri dari dua lensa cembung dan pembesaran terjadi di kedua lensa ini. Komponen-komponen mikroskop majemuk adalah lensa mata, lensa objektif, sekrup penyesuaian halus dan kasar.
- Teleskop
Teleskop membantu pengamatan benda-benda jauh dengan mengumpulkan radiasi elektromagnetik, seperti sinar-x, cahaya tampak, inframerah, dan sinar submilimeter. Teleskop pertama ditemukan di Belanda pada 1600-an dan menggunakan lensa kaca. Tak lama setelah itu, orang-orang mulai membangunnya menggunakan cermin dan menyebutnya teleskop refleksi.
Teleskop itu terdiri dari dua jenis, yaitu:
- Teleskop pemantul
Teleskop pemantul adalah yang tidak menggunakan lensa sama sekali. Teleskop ini menggunakan cermin untuk memfokuskan cahaya bersama. Jenis cermin yang digunakan adalah cermin cekung. Cermin juga menekuk cahaya bersama, kecuali bahwa mereka melakukannya dengan memantulkan cahaya alih-alih menekuknya.
- Teleskop pembiasan
Teleskop pembiasan bekerja dengan menggunakan dua lensa untuk memfokuskan cahaya dan membuatnya terlihat seperti objek lebih dekat dengan kita daripada sebenarnya. Kedua lensa berbentuk ‘cembung’. Lensa cembung bekerja dengan menekuk cahaya ke dalam.
- Kaca Pembesar atau Lup
Kaca pembesar adalah lensa cembung yang memungkinkan pengamat melihat gambar yang lebih besar dari objek yang diamati. Lensa biasanya dipasang dalam bingkai dengan pegangan. Pembesaran kaca pembesar tergantung pada tempat instrumen ditempatkan di antara mata pengguna dan objek yang dilihat dan pada jarak total antara mata dan objek.
Kekuatan pembesar adalah rasio ukuran gambar yang terbentuk pada retina pengguna dengan dan tanpa kaca pembesar. Saat tidak menggunakan lensa, pengguna biasanya akan membawa objek sedekat mungkin ke mata tanpa menjadi buram.
Titik tersebut, dikenal sebagai titik dekat, bervariasi tergantung usia. Pada anak kecil jaraknya bisa sesingkat lima sentimeter, sedangkan pada orang tua jaraknya bisa sepanjang satu atau dua meter. Kaca pembesar biasanya ditandai menggunakan nilai “standar” 0,25m.
- Periskop
Periskop merupakan alat optik sejenis teropong untuk mengamati objek yang keberadaannya berada di atas atau di bawah lensa.
Periskop mampu untuk membelokkan arah pandangannya, sehingga seseorang yang berada di dalam kapal selam dapat mengamati keadaan permukaan laut ketika sedang berada di dalam lautan. Selain itu, periskop juga banyak digunakan ketika berada di dalam tank.
Periskop sederhana bisa dibuat dengan menggunakan tabung dengan dua buah cermin yang dipasang saling berhadapan. Bayangan yang dibentuk pada Periskop merupakan pantulan cahaya pada cermin bagian atas menuju cermin yang di bawah. Kemudian, cermin yang terdapat di bawah akan meneruskannya ke mata pengamat.
- Proyektor
Proyektor merupakan alat optik yang membantu manusia untuk menampilkan data dari komputer atau laptop ke bidang datar, seperti layar dan tembok. Cara kerja proyektor yaitu menggunakan prinsip pembiasan cahaya. Panel LCD pada proyektor akan menghasilkan cahaya.
Rumus Alat Optik
Berikut ini beberapa rumus yang berkaitan dengan alat optik, antara lain:
-
Rumus umum pada lensa
Jauh dekatnya bayangan terhadap lensa, sangat bergantung pada letak benda dan jarak fokus lensa. Secara matematis bisa dituliskan dalam persamaan berikut:
Keterangan:
- s : jarak benda ke lensa (m)
- s’ : jarak bayangan ke lensa (m)
- f : jarak fokus lensa (m)
Kekuatan atau daya lensa bisa diartikan sebagai kemampuan lensa untuk memfokuskan sinar yang datang sejajar dengan lensa. Hubungan antara jarak fokus dan kekuatan lensa bisa dituliskan dalam persamaan berikut.
Keterangan:
- P : kekuatan atau daya lensa (dioptri)
- f : jarak fokus lensa (m)
-
Rumus kacamata berlensa cekung
Kacamata berlensa cekung merupakan kacamata yang digunakan oleh penderita miopi (rabun jauh), yaitu tidak bisa melihat dengan jelas benda-benda yang jauh. Jarak fokus lensa kacamata berlensa cekung bisa dituliskan dalam persamaan berikut:
f = – PR
Keterangan
- f : jarak fokus lensa
- PR : Punctum Remotum (titik jauh mata)
Kekuatan lensa kacamata berlensa cekung bisa dituliskan dalam persamaan berikut:
Keterangan:
- PR dapat dinyatakan dalam satuan meter dan P dalam dioptri.
-
Rumus kacamata berlensa cembung
Kacamata berlensa cembung merupakan kacamata yang digunakan oleh penderita hipermetropi (rabun dekat), yaitu tidak bisa melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat. Kekuatan lensa kacamata berlensa cembung bisa dituliskan dalam persamaan berikut:
Keterangan:
- PP dinyatakan dalam satuan m (meter) dan P dalam dioptri.
-
Rumus pada Lup (Kaca Pembesar) secara umum
Lup menggunakan lensa cembung sehingga sifat bayangan yang dihasilkan yaitu maya, tegak, dan diperbesar untuk itu benda diletakkan di ruang I lensa (0 < s < f).
Pada penggunaan lup bisa ditentukan perbesaran bayangannya. Perbesaran yang sering digunakan adalah perbesaran sudut (anguler), yang seara matematis persamaannya bisa dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
- M : perbesaran anguler
- B : sudut penglihatan setelah ada lup
- A : sudut penglihatan awal
-
Rumus mikroskop secara umum
Pada mikroskop, perbesaran yang dihasilkan merupakan hasil perkalian antara perbesaran oleh lensa objektif (mob) dengan perbesaran oleh lensa okuler (mok), yang secara matematis dituliskan pada persamaan berikut.
M = mob x mok
Keterangan:
- M : perbesaran total mikroskop
- mob : perbesaran lensa objektif
- mok : perbesaran lensa okuler
Itulah tadi penjeasan dan pengulasan yang lengkap bisa kami tuliskan kepada segenap pembaca terkait dengan pengertian alat optik menurut para ahli, macam, fungsi, rumus, dan contohnya. Semoga memberikan pemahaman bagi semuanya. Trimakasih,
