ALAT OPTIK

Abdul Ghofur  ( 113184211)

Nursanti H. R    (113184214)

S1 PENDIDIKAN FISIKA NON REGULER 2011

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

                                                            ABSTRAK

                       

Dari percobaan yang telah kami lakukan dengan judul alat optic. Alat optik adalah alat yang menggunakan lensa optik untuk melakukan fungsinya. Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui prinsip kerja lup, prinsip kerja kamera dan prinsip kerja mikroskop . Percobaan dilakukan dengan memanipulasi s jarak benda pada mikroskop, pada  kamera s’ jarak bayangan dan pada lup s jarak benda. Hasil yag diperoleh untuk perbesaran lup pada mata berakomodasi maksimum (d=0) cm M_a=(9,62±0,44) kali, mata berakomodasi maksimum (d=4)cm sebesar M_a=(16,5±0,58) kali. Hasil percobaan untuk perbesarn lup pada mata tidak berakomodasi (d=0) cm perbesaran M_a= (7,78±4,3x 10²) kali dan untuk mata tidak berakomodasi untuk (d=4)cm perbesaran M_a=(12,33±4,2x10²) kali. Hasil percobaan untuk mengetahui titik fokus kamera f _rata-rata = (9,49 ± 0,07)cm, dan pada percobaan mikroskop perbsaran total M_total= (-1,53±0,38) kali untuk mata tidak berakomodasi. Pada prinsip keja lup sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, terbalik dan diperbesar, pada prinsip kerja kamera bayangan bersifat nyata, terbalik dan diperkecil dan pada prinsip kerja mikroskop sifat bayangan yang terbentuk nyata, terbalik, dan diperbesar pada lensa objektif dan pada lensa okuler sifat bayangan yang terbentuk maya, terbalik dan perbesar.

Kata kunci: mata berakomodasi maksimum dan mata tidak berakomodasi

BAB I

PENDAHULUAN

Mungkin beberapa di antara kita harus memakai kacamata agar dapat melihat dengan baik. Orangtua kita mungkin juga berkacamata. Kacamata adalah alat bantu bagi seseorang yang memiliki kelainan pada matanya. Kacamata termasuk alat optik . Alat optik adalah alat yang menggunakan lensa optik untuk melakukan fungsinya dalam membantu kegiatan tertentu. Sebenarnya, mata kita  juga disebut sebagai alat optik. Alat optik lain yang dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari adalah kamera. Pernahkah kita menggunakan kamera untuk memotret sebuah peristiwa?

Dengan kamera, kita dapat memindahkan keadaan nyata di sekitar kita ke dalam lembaran film, lalu memperbanyaknya dalam bentuk gambar di atas kertas. Gambar hasil pemotretan akan persis sama dengan kenyataan

Penerapan cermin dan lensa dalam kehidupan sehari-hari adalah pada peralatan optik. Pada parktikum kami digunakan lensa objektif sebagai indukator alat optik. Asas kerja alat optik seperti yang mana kita ketahui adalah berhubungan erat dengan sifat-sifat cahaya, terutama menyangkut pembiasan pada lensa, Tujuan dari percobaan yang kami lakukan adalah untuk mengetahui prinsip kerja alat optik yaitu prinsip kerja pada kamera, prinsip kerja pada mikroskop dan prinsip kerja pada lup dan  mencari nilai perbesaran dari mikroskop dan lup  serta mencari titik fokus pada kamera.

Untuk memahami pembahasan tentang alat optik berhubungan dengan cahaya, cermin, lensa, serta pembentukan bayangan. Maka dilakukan praktikum O-4 dengan judul  “Alat Optik”.

BAB II

KAJIAN TEORI

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, misalnya cermin, lensa, atau prisma. Alat optik memanfaatkan prinsip pemantulan dan atau pembiasan cahaya. Ada beberapa alat optik antara lain kamera, lup, mikroskop, teleskop, proyektor

Lup ( Kaca Pembesar)

Lup digunakan untuk melihat benda yang kecil yang tidak dapat di lihat mata secara langsung. Lup menggunakan lensa cembung (lensa positf) untuk memprbesar objek menjadi bayangan sehingga dapat dilihat dengan jelas.

Bayangan yang terbentuk oleh lup bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Pada penggunaanya lup diletakkan di depan mata dan benda yang akan di amati diletakkan diantara lensa dan titik fokusnya. Dengan mengubah-ubah jarak benda, bayangan maya yang terbentuk diusahakan agar ada pada jarak yang paling jelas dan dapat dilihat mata normal, yaitu pada jarak baca yang biasanya 25 cm.

Lup dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum dan mata tidak berakomodasi, berikut ulasannya:

Perbesaran Lup untuk Mata Berakomodasi Maksimum

Digunakan untuk mendapatkan perbesaran bayangan yang diinginkan agar mata berakomodasi maksimum, bayanagn yang terbentuk harus terletak di titk dekat mata. Dengan demikian s’= - Sn dengan Demikian x=Sn dari sub subtitusi nilai tersebut diperoleh persamaan:

M_a =  + 1………………per 1

Dengan:

M_a :     pebesaran lup untuk mata berakomodasi maksimum (kali)

S_n :      jarak titk dengan mata pengamat (25 cm)

f   :      titk fokus pada lup (cm)

Perbesaran Lup untuk Mata Tidak Berakomodasi

  Menggunakan lup dalam keadaan mata berakomodasi maksimum akan membuat mata menjadi cepat lelah. Agar mata tidak cepat lelah, maka lup digunakan dengan mata tidak berakomodasi. Caranya adalah dengan menempatkan benda dititik fokus lensa sehingga sinar-sinar yang mengenai mata adalah sejajar, untuk mendapatkan bayangan dengan perbesaran yang diinginkan dalam keadaan mata tidak berakomodasi, bayangan yang terbentuk harus berada sangat jauh di depan lensa  ( jarak tak hinngga) dalam hal ini objek harus berada di titik fokus lensa (s=f), dengan perbesaran angular (perbesaran sudut) untuk mata tidak berakomodasi. Perbesaran angular (M_a) didefinisikan sebagai perbandingan antara ukuran angular benda yang dilihat dengan menggunakan alat optik (β) dan ukuran angular banda yang dilihat tanpa menggunakan alat optik (α), perbesaran mata tanpa berakomodasi :

            M_a= ……………per 2

 

Dengan :

  M_a= perbesaran untuk mata berakomodasi (kali)

  β = angular menggunakan alat optik

  S_n = jarak titk dengan mata pengamat (25 cm)

  f = titk fokus pada lup (cm)

Perbesaran angular pada lup

  Gambar 1a. Perbesaran bayangan mata berakomodasi maksimum

Gambar 1b. Perbesaran bayangan    mata tak berakomodasi

    Kamera

Kamera adalah alat optik yang dikenal dan di pakai secara luas dimasyarakat .Kamera adalah alat optik yang berguna untuk menghasilkan gambar melalui proses fotografi, yaitu proses menghasilkan gambar dengan cahaya pada film. Pada kamera terdapat sebuah lensa cembung untuk membiaskan sinar dari benda hingga bayangan yang jatuh di film sebagai layar. Benda yang akan dipotret ditempatkan pada jarak lebih besar daripada 2 f (2 kali jarak titik api) di depan lensa. Hal ini dimaksud bahwa bayangan akan jatuh antara f dan 2 f  yang memiliki sifat diperkecil, nyata dan terbalik.

Prinsip kerja kamera dan mata adalah sama. Apabila mata melihat benda, sinar dari benda yang masuk ke mata dibiaskan lensa mata. Bayangan jatuh di layar mata atau retina. Sifat bayangan yang terjadi nyata, diperkecil dan terbalik. Pelat film berupa celluloid, pelat itu dilapisi gerak bromida dan sangat peka terhadap cahaya. Apabila bayangan objek mengenai pelat film akan tercetak sebagai gambar negatif. Setelah proses pencucian, film dapat dicetak sebagai gambar positif pada kertas foto. Dan perbedaan antara kamera dan mata adalah sebagai berikut:

Pembeda	Kamera	Mata
Cara memfokuskan bayangan	Memaju mundurkan lensa kamera	Lensa mata berakomodasi
Alat pengatur cahaya	Diafragma	Pupil
Tempat jatuhnya bayangan	Pelat film	Selaput retina

Mikroskop

Mikroskop adalah alat optik untuk mengamati benda-benda yang sangat kecil (mikro), misalnya bakteri, dan kuman-kuman. Meskipun menurut perhitungan perbesaran lup dapat ditingkatkan dengan memperkecil jarak fokus (f) lup, pada f yang sangat kecil terjadi cacat yang cukup parah sehingga bayangan yang terbentuk sangat berbeda dengan benda itu untuk perbesaran yang lebih tinggi digunakan mikroskop

Pada dasarnya mikroskop menggunakan dua buah lensa yang diletakkan pada satu sumbu utama bersama, dengan jarak satu sama lain yang dapat dubah-ubah. Salah satu lensa yang dihadapkan pada benda yang hendak diamati disebut lensa objektif, sedangkan lensa okuler berada di depan mata pengamat, lensa objektif memiliki jarak fokus yang lebih pendek dari lensa okuler.

Gambar 3a. Pembentukan bayangan pada mikroskop

Benda yang akan diamatidiletakkan didepan lensa objektif diantara fob dan 2fob atau ( fob < sob < 2fob). Bayangan  yang terbentuk oleh lensa objektif adalah pada A_1, yang bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar. A_1,  dipandang sebagai benda oleh lensa okuler (fok). Agar A_1, diperbesar maka A_1,  harus terletak didepan lensa okuler diantara titik optic O dan jarak fokus okuler (fok), jadi lensa okuler berfungsi seperti lup. Bayangan A₂ akhir yang dibentuk oleh lensa okuler bersifat maya, terbalik, dan diperbesar terhadap arah benda semula

Jika mikroskop digunakan pada mata tidak berakomodasi ( dengan titik jauh berada di titik tak berhingga),makai tu berarti bayangan dari lensa  okuler  harus terletak di depan lensa okuler sejauh titik jauh mata pengamat, yaitu tak terhingga. Ini akan memberikan jarak benda okuler sama dengan jarak fokus okuler.

S’_ok= ~ memberikan S_ok= f_ok

Perbesaran mikroskop untuk lensa okuler berfungsi seperti lup, yaitu 0 < sok ≤ fok, maka rumus perbesaran  okuler M_ok persis rumus perbesaran angular lup yaitu:

Mata berakomodasi maksimum

M_ok =  + 1………….per 4

Mata tidak berakomodasi

            M_ok = …………….per 5

dengan:

M_ok      =          perbesaran pada lensa okuler (kali)

Sn        =          jarak titk dengan mata pengamat (25 cm)

fok       = fokus okuler (cm)

            Panjang mikroskop adalah jarak antara lensa objektif dan lensa okuler mikroskop. Pada sebuah mikroskop bayangan dari lensa objektif merupakan benda dari lensa okuler. Secara umum dinyatakan sebagai berikut:      

Panjang mikroskop:

  X = s’_ob + s_ok……………per6

dengan :

s’_ob =              jarak bayangan objektif (cm)

 s_ob    = jarak benda objektif (cm)

            Untuk lensa objektif, perbesaran yang dialami benda adalah perbesaran linier, sehingga rumus perbesaran objektif M_ok persis sama dengan rumus perbesaran linier lensa yaitu

          M_ob=  = -  ………..per 7

dengan:

            h’_ob = tinggi bayangan (cm)

            h_ob  = tinggi benda (cm)

            s’_ob = jarak bayangan objektif (cm)

            s_ob = jarak benda objektif (cm)

            Perbesaran total mikroskop (M) adalah hasil kali antara perbesaran objektif dan okuler

M = M_ob x M_ok……………per 8

BAB II

METODE PERCOBAAN

Rancangan Percobaan

Gambar 4a. Rancangan percobaan pada lup

Gambar 4b. Rancangan percobaan pada kamera.

Gambar 4c. Rancanagan percobaan pada mikroskop

Alat dan Bahan

Lensa optik   : 2 buah

Lilin                : 1 buah

Layar               : 1 buah

Bangku optik             : 1 set

Mistar             : 1 buah

Statif Klem    : 1 set

Benda                          : 1 buah

Variabel Percobaan

                        Variabel manipulasi     :

           

s’(kamera),s’(mikroskop), mata pengamat( pada kondisi mata berakomodasi maksimum dan tidak berakomodasi) untuk lup

            Variabel respon                       :  

                        s(kamera), s’(mikroskop),s (lup )

            Variabel kontrol                      :

                        lensa (kamera), x(mikroskop), d(lup)

Langkah Percobaan

 

Lup:

  Atur lensa positif  dengan menjepitnya pada klem sedemikian hingga lensa dapat dinaik turunkan pada batang statif. Sesuaikan tinggi (posisi) lensa terhadap atas meja agar mata pengamat tepat di atas lensa ( lihat gambar 4a).Posisi lensa diatur sedekat-dekatnya dengan mata pengamat (d=0) naik-turunkan lensa hingga huruf terlihat jelas. Pada posisi demikian jarak lensa ke objek adalah s. Kemudian geser posisi mata dari lensa sejauh d, atur jarak lensa ke objek agar huruf terlihat jelas. Selanjutnya ukur s dan dari data tersebut ditentukan nilai perbesarannya

Kamera

  Meletakkan objek, lensa seperti gambar 4b. dengan s’ diusahakan tetap, geser jarak benda (s) hingga diperoleh bayangan yang diperkecil dan jelas, ukur s’ dan s. Melakukan langkah diatas dengan kondisi berbeda baik s maupun s’. Selanjutnya ditentukan jarak fokus lensa tersebut

Mikroskop

Buat susunan seperti gambar 4c, setelah terbentuk bayangan dengan jelas pada layar, beri tanda pada posisi layar dan selanjutnya ambil layar tersebut. Letakkan okuler hingga terjadi susunan gambar seperti gambar 4c. Dalam posisi objektif tetap, okuler diatur hingga layar dapat menangkap bayangan dengan jelas. Perhatikan bahwa jarak olkuler dan objektif sama sengan x sehingga sok = x- s’obj. Ulangi langkah 1dan langkah 2, untuk kondisi berbeda. Kemudian ditentukan perbesaran system mikroskop tersebut

BAB IV

DATA dan ANALISIS

Data

Percobaan pada Kamera

No	( s ± 0,1 ) cm	( s’± 0,1 ) cm
1	27,6	15
2	20,8	18
3	18,1	21
4	15,7	24
5	14,6	27
6	13,1	30
7	13,0	33

 

Percobaan pada Mikroskop    

No	(sobj ± 0,1)cm	( s’obj ± 0,1)cm	( x ± 0,1) cm
1	18	21,0	62
2	17	22,2	62
3	16	24,1	62
4	15	25,3	62
5	14	29,1	62
6	13	33,0	62
7	12	38,8	62

Percobaan Lup

No	Akomodasi Maksimum		Tanpa Akomodasi
	s(d=0) cm	s(d±0,1) untuk d= 4	s(d=0)cm	s(d±0,1) untuk d= 4
1	2,2	1,6	2,7	1.9
2	2,4	1,5	2,9	1,7
3	2,5	1,7	3,0	1,8
4	3,1	1,5	3,0	1,9
5	2,9	1,5	3.2	2,1
6	2,9	1,6	2,9	1.9
7	2,7	1,8	2,8	2,2

Analisis

  Dari data percobaan kamera tersebut dapat dianalis untuk menentukan titik fokus pada kamera (f) dengan memanipulasi s’ yaitu jarak bayangan. Kemudian dan substitusi nilai-nilai data diperoleh nilai rata-rata untuk titik fokus kamera f _rata-rata = (9,49 ± 0,07)cm dengan menggunakan formulasi

 =  + .

Berikut tabel data perhitungan setelah dianalisis

Dari data percobaan Mikroskop dapat dianalisis untuk mengetahui total (M) dengan memanipulasi s yaitu jarak benda. Selanjutnya dengan perumusan M=Mob x Mok, denngan demikian dapat dicari nilai Mob dan Mok. Pada Mob =    serta Mok =  dengan  s_ok sebab pada praktikum kami mikroskop digunakan pada mata tanpa akomodasi. Dari substitusi nilai-nilai pada data dengan persamaan diatas diperoleh nili perbesaran total (M) rata-rata sebesar :

M= (1,53±0,38) kali

No	(sobj ± 0,1) cm	Mok kali	Mob kali	Mtotal
1	41,0	0,60	-1,16	-0,70
2	39,8	0,62	-1,30	-0,80
3	37,9	0,65	-1,50	-0,90
4	36,7	0,68	-1,68	-1,14
5	32,9	0,75	-2,07	-1,55
6	29,0	0,86	-2,53	-2,18
7	23,2	1,07	-3,23	-3,45  Dari data pecobaan lup dapat di analisis untuk mengetahui perbesaran dengan mata berakomoddasi maksimum dan tanpa akomodasi.Pada dengan s(d=0) cm dan untuk s(d=4).Dengan formulasi perumusan Hukum Gauss   -  =  untuk mencarai titik fokusnya kemudian dari substitusi nilai tersebut ditentukan perbesaran nilai tersebut ditentukan perbesaran untuk lup pada mata berakomodasi maksimum Ma=  + 1 dan untuk mata tanpa akomodasi Ma= , d

No	(s±0,1)	(s’±0,1)	(f±0,1) cm
1	27,6	15	9,72
2	20,8	18	9,64
3	18,1	21	9,72
4	15,7	24	9,49
5	14,6	27	9,47
6	13,1	30	9,11
7	13,0	33	9,32

engan hasil sebagai berikut:

  1 M_a untuk mata berakomodasi maksimum pada s(d=0) cm M_a=(9,62±0,44) kali; 2. Pada mata berakomodasi maksimum (d=4) cm sebesar M_a=(16,5±0,58) kali; 3. Pada mata tidak berakomodasi untuk (d=0) cm perbesaran M_a= (7,78±4,3x 10²) kali dan 4. Pada mata tidak berakomodasi untuk (d=4)cm perbesaran M_a= ( 12,33±4,2x10²) kali.

  Berikutt tabel analisis perhitungan perbesar

BAB V

PENUTUP

Diskusi

  Dari percobaan yang telah kami lakukan, kami akan mendiskusikan dari rumusan masalah mengenai prinsip kerja yang berbeda antara Lup, Mikroskop, dan Kemera. Mikroskop terdiri susunan dua lensa cembbung lensa objektif dan lensa okuler fok > fob dengan bayangan nyata,terbalik, dan diperbesar

    Sedangkan pada lensa okuler bersifat maya, terbalik, dan  diperbesar. Pada kamera prinsip kerja persis seperti prinsip kerja mata antara film dan re retina menghasilkan bayangan nyata, terbalik dan diperkecil, sedangkan pada lup prinsip kerjanya menggunakan konsep perbesaran angular (M_a) antara ukuran anguler benda dengan menggunakan alat optik (β) dan terdiri atas sebuah lensa cembung yang menghasilkan bayangan maya,terbalik, dan diperbesar

Dari percobaan yang telah kami lakukan, kesimpilan dari percobaan yang telah kami lakukan yaitu bahwa alat optik menerapkan prinsip dari sifat cahaya sweperti pemantulan dan pembiasan..Mata berakomodasi maksimum yaitu kondisi mata untuk keadaan lensa mata secembung-cembungnya dengan titik fokusnya. Sedangakan mata tidak berakomodasi untuk kondisi lensa mata sepipih-pipihnya dengan titik fokusnya. Hasil perhitungan untuk perbesaran dari mata lup, mata berakomodasi maksimum(d=0)cm adalah M_a =(9,62±0,44) kali, dan mata  berakomodasi maksimum (d=4)cm M_a =(16,53 ± 0,58) kali. Dan pada mata tidak berakomodasi yaitu (d=0)cm M_a =(7,78±4,3x 10²) kali dan mata tidak berakomodasi (d=0) cm M_a= (12,33±4,2x10²) kali

  Hasil perhitungan untuk titik fokus kamera f _rata-rata = (9,49 ± 0,07) dan percobaan mikroskop dengan perbesaran total M_tot= (-1,53±0,38) kali

SARAN :

Untuk percobaan alat optik  ini di perlukan pemahaman konsep untuk mata berakomodasi maksimum  dan  mata tidak berakomodasi

DAFTAR PUSTAKA

Tim Fisika Unesa.2012.Panduan Praktikum Fisika dasar II.Surabaya: Unipress.

Zemansky Sears.1985. Fisika Universitas II.Jakarta: Binacipta

Kangian,Marthen.2004.Fisika SMA.Jakarta: Erlangga.

Kertiasa Nyoman.1995.Fisika SMU.Jakarta: Pusat Perbukuan DEPDIKNAS

http://wennyphysic.blogger.com