Isi Optik.pmd - Rimanews.com

Pendahuluan
Alat optik adalah alat-alat yang menggunakan lensa dan memerlukan
cahaya. Alat optik yang alami adalah mata kita. Mata kita memiliki
kemampuan untuk melihat sangat terbatas, yaitu tidak dapat melihat
dengan jelas benda-benda kecil, benda-benda yang sangat jauh, dan
tidak dapat merekam apa yang dilihatnya dengan baik. Oleh sebab
itu, mata kita harus dibantu dengan alat-alat optik buatan seperti
kamera, lup, mikroskop, dan teropong.
5
Semua alat optik tersebut sangat membantu manusia dalam
beraktivitas. Walaupun mata merupakan anugerah Tuhan yang
sangat besar manfaatnya, suatu waktu waktu atau seiring dengan
berbagai perkembangan usia atau penyakit, mata kita mengalami
perubahan penglihatan. Oleh sebab itu, kita menggunakan kaca mata
atau lensa kontak.
Karena mata memiliki keterbatasan juga sehingga tidak mampu
melihat benda atau zat yang sangat kecil. Dengan demikian, fungsi
alat optik lain, seperti lup (suryakanta) dan mikroskop sangat
membantu manusia bekerja di laboratorium.
Mata juga tidak mampu merekam objek. Manusia
membutuhkan alat yang mampu melihat dan merekam objek. Alat
ini dikenal dengan kamera. Alat-lat optik lainnya, yang berfungsi
melancarkan tugas-tugas manusia, di antaranya: teropong bintang/
teleskop, persikop, proyektor, dan diaskop.
6
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Bagian
1
Mengenal Cahaya
A . Cahaya Merambat Lurus
Apakah sumber cahaya di bumi? Salah satu sumber cahaya di bumi
adalah matahari. Sinar matahri menyinari bumi sehingga kita dapat
melihat berbagai benda yang ada di sekitar kita. Kita dapat melihat
suatu benda sebab benda tersebut memantulkan cahaya dan
pemantulan cahaya masuk mata kita. Sifat cahaya adalah menembus
7
benda yang bening dapat dipantulkan serta dapat dibiaskan. Cahaya
merambat dalam satu detik dan dapat merambat kira-kira sejauh
300.000 km.
Sumber cahaya adalah benda-benda yang memancarkan cahaya
sendiri. Benda yang tidak memancarkan cahaya sendiri disebut benda
gelap. Cahaya yang merambat sangat cepat, jauh lebih cepat daripada
perambatan bunyi.
Cahaya merambat lurus. Mata kita dapat melihat benda sebab
ada sinar datang dari benda itu dan sinar itu masuk mata kita. Untuk
melihat dengan baik, perlu cahaya cukup banyak. Cahaya terlalu
sedikit atau terlalu banyak dapat merusakkan mata. Garis-garis lurus
yang menggambarkan cahaya disebut sinar cahaya atau sinar saja.
Gambar 1.1 Jika jarak benda dekat dengan dinding, bayangan yang
terbentuk jelas. Jika jarak benda semakin jauh dari dinding, bayangan
yang terbentuk semakin kabur.
8
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Cahaya digolongkan sebagai suatu bentuk radiasi. Radiasi adalah
sesuatu yang memancar keluar dari suatu sumber, tetapi bukan
merupakan zat. Cahaya dapat dilihat mata kita. Cahaya termasuk
gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang getarannya adalah
medan listrik dan medan magnetik. Getaran ini tegak lurus terhadap
arah perambatan cahaya sehingga cahaya termasuk gelombang
transversal. Cahaya matahari dapat merambat melalui ruang hampa.
Kelajuan gelombang ini adalah
300 juta m/s. Ketika kita
menyorotkan senter di tempat yang gelap, tampak oleh kita cahaya
senter memancar lurus (tidak berbelok).
B . Pemantulan Cahaya
Cermin memantulkan cahaya dengan teratur, berkas cahaya sejajar
dipantulkan dalam bentuk berkas sejajar pula. Pemantulan yang
teratur menyebabkan cermin dapat membentuk bayangan dan sebuah
benda.
Pada cermin datar, jarak benda ke cermin sama dengan jarak
bayangan ke cermin. Kiri-kanan pada bayangan terbalik dengan kirikanan benda.
Cermin cekung dapat membentuk bayangan nyata dari sebuah
benda. Bayangan nyata adalah bayangan yang dapat ditangkap oleh
sebuah layar. Bayangan nyata terbentuk kalau jarak benda dengan
cermin agak jauh.
Mengenal Cahaya
9
Bayangan semu terbentuk kalau jarak benda dengan cermin
dekat. Bayangan semu dalam cermin cekung biasanya lebih besar
daripada bendanya.
Cermin cembung hanya dapat membentuk bayangan maya dari
sebuah benda. Bayangan maya yang dibentuk oleh cermin cembung
lebih kecil daripada bendanya.
Gambar 1.2
Ketika berdiri di depan cermin datar, bagaimanakah bayangan kita?
Kita dapat melihat bayangan kita dan bayangan kita tidak dapat
ditangkap oleh layar.
10
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Jika permukaan cermin merupakan satu bidang datar, cermin
itu disebut cermin datar. Cermin datar memantulkan sinar pada satu
arah. Pemantulan cermin itu disebut pemantulan teratur. Pemantulan
sinar ke segala arah atau yang terhambur itu disebut sebagai pantulan
terhambur atau pantulan baur atau juga pantulan difus. Pantulan difus
penting bagi kita. Andai cahaya matahari tidak dihamburkan oleh
butir-butir debu di udara dan benda di sekelilingnya, sudut-sudut
ruangan di dalam rumah dan di bawah rindangan pohon gelap gulita.
Hukum pemantulan cahaya dipopulerkan oleh W. Snellius.
Hukum pemantulan menyatakan: (a) sudut datang selalu sama dengan
sudut pantul serta (b) sinar datang, normal dan sinar pantul terletak
pada sebuah bidang datar. Garis yang tegak lurus dengan bidang pantul
itu disebut garis normal.
Sifat bayangan pada cermin datar:
1.
bayangan yang terjadi sama besar dengan benda;
2.
Bayangan yang terjadi sama tegak;
3.
jarak benda sama dengan jarak bayangan;
4.
bayangan cermin tertukar sisinya, artinya bagian kanan benda
menjadi bagian kirinya.
5.
bayangan cermin merupakan bayangan semu, artinya bayangan
tidak dapat ditangkap oleh layar.
Mengenal Cahaya
11
C . Pembiasan Cahaya
Andaikata cahaya merambat dari satu zat ke zat lain, cahaya itu
dibiaskan di bidang perbatasan. Andaikata cahaya datang dari zat
yang renggang ke zat yang rapat, cahaya dibiaskan mendekati normal.
Jika cahaya datang dari zat yang rapat ke zat yang renggang, cahaya
dibiaskan menjadi normal. Disebabkan pembiasaan, batang yang
dicelupkan ke dalam air tampak patah. Cahaya lebih mudah merambat
di alam zat yang lebih renggang daripada di zat yang kurang renggang.
Lensa cembung mengumpulkan berkas sinar-sinar sejajar dari
matahari pada titik apinya. Kertas yang diletakkan tepat pada titik
apinya, segera terbakar. Jarak dari lensa ke titik api disebut jarak fokus
atua jarak titik api lensa.
12
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Bagian
2
Cahaya
dan Penglihatan Kita
A . Fungsi Mata
Kita melihat dengan mata. Oleh sebab itu, mata kita juga disebut
Indra. Mata memiliki alis mata, kelopak mata, dan bulu mata. Bagian
ini untuk melindungi mata supaya debu dan keringat tidak mengotori
mata. Air mata selalu mencuci mata kita jika kemasukan debu atau
benda kecil ke mata.
13
Sumber:www.static.flickr.com
Gambar 2.1 Salah satu fungsi mata untuk membaca.
Mata memiliki reseptor khusus untuk mengenali perubahan
sinar dan warna. Sesungguhnya yang disebut mata bukanlah hanya
bola mata, melainkan termasuk otot-otot penggerak bola mata, kotak
mata (rongga tempat mata berada), kelopak, dan bulu mata.
14
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
1.
Bola Mata
Bola mata memiliki tiga lapis dinding yang mengelilingi rongga bola
mata. Ketiga lapis dinding ini dari luar ke dalam adalah sebagai berikut.
a.
Sklera
Sklera merupakan jaringan ikat dengan serat yang kuat; berwarna
putih buram (tidak tembus cahaya), kecuali di bagian depan bersifat
transparan, disebut kornea. Konjungtiva adalah lapisan transparan
yang melapisi kornea dan kelopak mata. Lapisan ini berfungsi
melindungi bola mata dari gangguan.
b.
Koroid
Koroid berwarna cokelat kehitaman sampai hitam; merupakan lapisan
yang berisi banyak pembuluh darah yang memberi nutrisi dan oksigen
terutama untuk retina. Warna gelap pada koroid berfungsi untuk
mencegah refleksi (pemantulan sinar). Di bagian depan, koroid
membentuk badan siliaris yang berlanjut ke depan membentuk iris
yang berwarna. Pada bagian depan, iris bercelah membentuk pupil
(anak mata). Melalui pupil sinar masuk. Iris berfungsi sebagai
diafragma, yaitu pengontrol ukuran pupil untuk mengatur sinar yang
masuk. Badan siliaris membentuk ligamentum yang berfungsi
mengikat lensa mata. Kontraksi dan relaksasi dari otot badan siliaris
akan mengatur cembung pipihnya lensa.
Cahaya dan Penglihatan Kita
15
c.
Retina
Lapisan ini peka terhadap sinar. Pada seluruh bagian retina
berhubungan dengan badan sel-sel saraf yang serabutnya membentuk
urat saraf optik yang memanjang sampai ke otak. Bagian yang dilewati
urat saraf optik tidak peka terhadap sinar dan daerah ini disebut bintik
buta.
Adanya lensa dan ligamentum pengikatnya menyebabkan
rongga bola mata terbagi dua, yaitu bagian depan terletak di depan
lensa berisi carian yang disebut aqueous humor dan bagian belakang
terletak di belakang lensa berisi vitreous humor. Kedua cairan tersebut
berfungsi menjaga lensa agar selalu dalam bentuk yang benar.
Kotak mata pada tengkorak berfungsi melindungi bola mata
dari kerusakan.
Selaput transparan yang melapisi kornea dan bagian dalam
kelopak mata disebut konjungtiva. Selaput ini peka terhadap iritasi.
Konjungtiva penuh dengan pembuluh darah dan serabut saraf. Radang
konjungtiva disebut konjungtivitis.
Untuk mencegah kekeringan, konjungtiva dibasahi dengan
cairan yang keluar dari kelenjar air mata (kelenjar lakrimal) yang
terdapat di bawah alis.
Air mata mengandung lendir, garam, dan antiseptik dalam
jumlah kecil. Air mata berfungsi sebagai alat pelumas dan pencegah
masuknya mikroorganisme ke dalam mata.
16
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Gambar 2.2 Bagian mata yang normal.
2.
Otot Mata
Ada enam otot mata yang berfungsi memegang sklera. Empat di
antaranya disebut otot rektus (rektus inferior, rektus superior, rektus
eksternal, dan rektus internal). Otot rektus berfungsi menggerakkan
bola mata ke kanan, ke kiri, ke atas, dan ke bawah. Dua lainnya
adalah otot obliq atas (superior) dan otot obliq bawah (inferior).
3.
Fungsi Mata
Sinar yang masuk ke mata sebelum sampai di retina mengalami
pembiasan lima kali yaitu waktu melalui konjungtiva, kornea, aqueus
humor, lensa, dan vitreous humor. Pembiasan terbesar terjadi di
kornea. Bagi mata normal, bayang-bayang benda akan jatuh pada
bintik kuning, yaitu bagian yang paling peka terhadap sinar.
Ada dua macam sel reseptor pada retina, yaitu sel kerucut (sel
konus) dan sel batang (sel basilus). Sel konus berisi pigmen lembayung
Cahaya dan Penglihatan Kita
17
dan sel batang berisi pigmen ungu. Kedua macam pigmen akan terurai
bila terkena sinar, terutama pigmen ungu yang terdapat pada sel
batang. Oleh karena itu, pigmen pada sel basilus berfungsi untuk situasi
kurang terang, sedangkan pigmen dari sel konus berfungsi lebih pada
suasana terang yaitu untuk membedakan warna, makin ke tengah
maka jumlah sel batang makin berkurang sehingga di daerah bintik
kuning hanya ada sel konus saja.
Pigmen ungu yang terdapat pada sel basilus disebut rodopsin,
yaitu suatu senyawa protein dan vitamin A. Apabila terkena sinar,
misalnya sinar matahari, maka rodopsin akan terurai menjadi protein
dan vitamin A. Pembentukan kembali pigmen terjadi dalam keadaan
gelap. Untuk pembentukan kembali memerlukan waktu yang disebut
adaptasi gelap (disebut juga adaptasi rodopsin). Pada waktu adaptasi,
mata sulit untuk melihat.
Pigmen lembayung dari sel konus merupakan senyawa iodopsin
yang merupakan gabungan antara retinin dan opsin. Ada tiga macam
sel konus, yaitu sel yang peka terhadap warna merah, hijau, dan biru.
Dengan ketiga macam sel konus tersebut, mata dapat menangkap
spektrum warna. Kerusakan salah satu sel konus akan menyebabkan
buta warna.
Jarak terdekat yang dapat dilihat dengan jelas disebut titik dekat
(atau PP = punctum proximum). Jarak terjauh saat benda tampak jelas
tanpa kontraksi disebut titik jauh (atau PR= punctum remotum). Jika
18
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
kita sangat dekat dengan objek, cahaya yang masuk ke mata tampak
seperti kerucut, sedangkan jika kita sangat jauh dari objek, sudut
kerucut cahaya yang masuk sangat kecil sehingga sinar tampak paralel.
Baik sinar dari objek yang jauh maupun yang dekat harus
direfraksikan (dibiaskan) untuk menghasilkan titik yang tajam pada
retina agar objek terlihat jelas. Pembiasan cahaya untuk menghasilkan
penglihatan yang jelas disebut pemfokusan.
Cahaya dibiaskan jika melewati konjungtiva kornea. Cahaya
dari objek yang dekat membutuhkan lebih banyak pembiasan untuk
pemfokusan dibandingkan dengan objek yang jauh.
Gambar 2.3 Daya akomodasi mata.
Cahaya dan Penglihatan Kita
19
Mata mamalia mampu mengubah derajat pembiasan dengan cara
mengubah bentuk lensa. Cahaya dari objek yang jauh difokuskan oleh
lensa tipis panjang, sedangkan cahaya dari objek yang dekat difokuskan
dengan lensa yang tebal dan pendek. Perubahan bentuk lensa ini akibat
kerja otot siliari. Saat melihat dekat, otot siliari berkontraksi sehingga
memendekkan apertura yang mengelilingi lensa. Sebagai akibatnya,
lensa menebal dan pendek. Saat melihat jauh, otot siliari relaksasi
sehingga apertura yang mengelilingi lensa membesar dan tegangan
ligamen suspensor bertambah. Sebagai akibatnya, ligamen suspensor
mendorong lensa sehingga lensa memanjang dan pipih. Proses
pemfokusan objek pada jarak yang berbeda-berda disebut daya
akomodasi. Cara kerja mata manusia pada dasarnya sama dengan cara
kerja kamera, kecuali cara mengubah fokus lensa.
B . Kelainan pada Mata
Berkurangnya daya akomodasi mata seseorang dapat menyebabkan
berkurangnya kemampuan mata untuk melihat benda pada jarak
tertentu dengan jelas. Cacat atau kelainan mata yang disebabkan
berkurangnya daya akomodasi, antara lain rabun jauh, rabun dekat,
serta rabun dekat dan jauh. Selain tiga jenis itu, masih ada jenis cacat
mata lain yang disebut astigmatisma.
Cacat mata dapat dibantu dengan kaca mata. Kaca mata hanya
berfungsi membantu penderita cacat mata agar bayangan benda yang
20
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
diamati tepat pada retina. Kaca mata tidak dapat menyembuhkan
cacat mata. Ukuran yang diberikan pada kaca mata adalah kekuatan
lensa yang digunakan. Kacamata berukuran -1,5, artinya kaca mata
itu berlensa negatif dengan kuat lensa -1,5 dioptri. Berkurangnya daya
akomodasi mata dapat menyebabkan cacat mata sebagai berikut.
1.
Rabun Jauh (Miopi)
Rabun jauh yaitu mata tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan
jelas, disebut juga mata perpenglihatan dekat (terang dekat/mata
dekat). Penyebab terbiasa melihat sangat dekat sehingga lensa mata
terbiasa tebal. Miopi sering dialami oleh tukang arloji, penjahit, dan
orang yang suka baca buku (kutu buku).
Sumber: Dokumentasi Penulis
Gambar 2.4 Seorang kutu buku gampang terserang miopi.
Cahaya dan Penglihatan Kita
21
Untuk mata normal (emetropi) melihat benda jauh dengan
akomodasi yang sesuai, sehingga bayangan jatuh tepat pada retina.
Mata miopi melihat benda jauh bayangan jatuh di depan retina karena
lensa mata terbiasa tebal. Mata miopi ditolong dengan kacamata
berlensa cekung (negatif).
Gambar 2.5 Miopi dikoreksi menggunakan lensa negatif.
Tugas dari lensa cekung adalah membentuk bayangan benda
di depan mata pada jarak titik jauh orang yang memiliki cacat mata
miopi. Jarak fokus lensa dan kuat lensa yang digunakan untuk
22
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
memperbaiki mata yang mengalami rabun jauh dapat ditentukan
berdasarkan persamaan lensa tipis dan rumus kuat lensa.
1 1 1
+ =
s s’ f
K=
−100
PR( cm )
Dalam hal ini, jarak s adalah jarak tidak hingga (titik jauh
mata normal), dan s’ adalah titik jauh mata (PR). Prinsip dasarnya
adalah lensa negatif digunakan untuk memindahkan (memajukan)
objek pada jarak tidak hingga agar menjadi bayangan di titik jauh
mata tersebut sehingga mata dapat melihat objek dengan jelas.
2.
Rabun Dekat (Hipermetropi)
Rabun dekat tidak dapat melihat jelas benda dekat, disebut juga mata
berpenglihatan jauh (terang jauh/mata jauh). Rabun dekat
mempunyai titik dekat yang lebih jauh daripada jarak baca normal.
Penyebab terbiasa melihat sangat jauh sehingga lensa mata terbiasa
pipih. Rabun dekat sering dialami oleh penerbang (pilot), pelaut,
sopir dan lain-lain. Rabun jauh ditolong dengan kacamata berlensa
cembung (positif).
Cahaya dan Penglihatan Kita
23
Orang yang menderita rabun dekat atau hipermetropi tidak
mampu melihat dengan jelas objek yang terletak di titik dekatnya
tapi tetap mampu melihat dengan jelas objek yang jauh (tak hingga).
Titik dekat mata orang yang menderita rabun dekat lebih jauh dari
jarak baca normal (PP > 25 cm).
Cacat mata hipermetropi dapat diperbaiki dengan
menggunakan lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar.
Lensa konvergen atau lensa cembung atau lensa positif dapat
membantu lensa mata agar dapat memfokuskan bayangan tepat di
retina.
Gambar 2.6 Hipermetropi dikoreksi menggunakan lensa positif.
24
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Jarak fokus lensa dan kuat lensa yang digunakan untuk
memperbaiki mata yang mengalami hipermetropi dapat ditentukan
berdasarkan persamaan lensa tipis dan rumus kuat lensa.
1 1 1
+ =
s s’ f
K = 4−
100
PP
Dalam hal ini, jarak s adalah jarak titik dekat mata normal (25
cm), dan s’ adalah titik dekat mata (PP). Prinsip dasarnya adalah
lensa positif digunakan untuk memindahkan (memundurkan) objek
pada jarak baca normal menjadi bayangan di titik dekat mata tersebut
sehingga mata dapat melihat objek dengan jelas.
3.
Mata Tua (Presbiopi)
Mata tua tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat
jauh dan benda-benda pada jarak baca normal. Hal ini disebabkan
daya akomodasi telah berkurang akibat lanjut usia (tua). Pada mata
tua titik dekat dan titik jauh keduanya telah bergeser. Mata tua diatasi
atau ditolong dengan menggunakan kaca mata berlensa rangkap
(cembung dan cekung). Pada kaca mata dengan lensa rangkap, lensa
negatif bekerja seperti lensa pada kaca mata miopi, sedangkan lensa
positif bekerja seperti halnya pada kaca mata hipermetropi.
Cahaya dan Penglihatan Kita
25
Sumber: wikipedia
Gambar 2.7 Daya akomodasi mata berkurang akibat lanjut usia (tua).
Semakin bertambah usia, maka semakin berkurang pula
beberapa fungsi tubuh kita lainnya. Diantaranya yang sering menimpa
manusia adalah berkurangnya fungsi mata. Mata pada orang saat usia
senja rawan sekali mengalami gangguan. Biasanya gangguan tersebut
muncul dari faktor internal maupun dari faktor eksternal kita. Diantara
beberapa gangguan yang sering menimpa kita adalah gangguan
penglihatan yang disebabkan oleh pembiasan sinar. Gangguan refraksi
atau gangguan pembiasan akan mengakibatkan rabun, bisa jauh
(miopia) atau dekat (hipermetropia).
26
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Rabun jauh adalah fokus bola mata yang hanya mampu melihat
obyek dekat, tetapi kabur bila melihat obyek-obyek yang jauh letaknya
hal tersebut karena korneanya terlalu cembung sehingga sinar
bayangan tidak tepat jatuh pada titik fokus di retina. Miopia umumnya
merupakan kelainan yang diturunkan oleh orang tuanya (genetik)
sehingga banyak dijumpai pada anak-anak usia dini sekolah. Ada
beberapa penyebab rabun jauh, bisa karena faktor lingkungan, seperti
makanan yang kurang gizi dan vitamin, serta cara membaca yang
tidak benar.
Sedangkan rabun dekat merupakan kelainana mata yang tidak
bisa maksimal melihat jauh (menjadi kabur) dan melihat objek dekat
lebih kabur lagi. Pada jenis kelainan refraksi ini, panjang bolamata
penyandangnya biasanya lebih pendek dari seharusnya. Akibat
pendeknya sumbu bolamata, lensa mata tidak lagi sanggup
memfokuskan cahaya yang berasal dari objek yang jauh apalagi yang
tepat pada retina, dengan lensa berakomodasi maksimal sekalipun.
Seseorang yang telah memasuki usia senja juga seringkali
mengalami keluhan gangguan karena kekeruhan dari bagian mata
yang dilewati sinar. Gangguan ini sering disebut dengan katarak.
Katarak adalah salah satu penyebab dari kebutaan yang disebabkan
oleh kekeruhan lensa yang biasanya terjadi pada usia lanjut, dan
untuk mengatasinya hanya dengan cara pembedahan. Seseorang yang
mengalami katarak biasanya mengalami gangguan-gangguan seperti
Cahaya dan Penglihatan Kita
27
mata seperti terdapat kabut yang menutupi benda yang dilihat. Hal
ini ditandai dengan lensa mata yang berubah menjadi buram seperti
ada gumpalan cairan keruh. Orang penderita katarak, biasanya ketika
melihat objek seperti bayang-bayang (dobel).
Gangguan yang juga sering diderita oleh orang tua biasanya
gangguan karena kelainan saraf, misalnya karena kerusakan retina ,
yaitu bagian mata yang mengolah sinar yang masuk. Kelainan ini
lebih sulit diatasi karena sering berkaitan dengan komplikasi penyakit
atau proses ketuaan.
Untuk mencegah katarak, dapat dilaukan dengan pemeriksaan
awal misalnya Untuk mendeteksinya cukup dengan pemeriksaan
dengan batere dari luar dan pemeriksaan fundus refleks mengunakan
ophthalmoskop dari jarak 30 cm. Jika memang terbukti, maka seorang
penderita katarak dapat melakukan operasi Perkembangan bedah
katarak saat ini sangat pesat apalagi ditunjang dengan perkembangan
teknologi. Seperti penanganan phacoemulsifikasi pada penderita
katarak.
Phacoemulsifikasi sendiri merupakan penggunaan mesin untuk
menghancurkan katarak. Mesin ini menggunakan getaran ultrasonik
untuk penghancurkan lensa , dan lensa yang telah hancur
dikeluarkan dengan cara dihisap. Dengan teknik ini, hanya diperlukan
irisan sebesar 3 mm, untuk memasukkan ujung penggetar ultrasonik
sehingga setelah operasi tidak diperlukan jahitan. Keuntungan lainnya
28
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
adalah tidak perlu menunggu kataraknya sampai ‘matang’ sehingga
begitu ketebalan kataraknya terasa menganggu penglihatan, dapat
segera dilakukan operasi dan penyembuhan lebih cepat. Jika tempat
tinggal penderita dekat dan berpendidikan cukup dilakukan tindakan
one day care (satu hari rawat inap).
Seseorang yang mengalami kelainan gangguan refraksi atau
gangguan pembiasan akan mengakibatkan rabun, bisa jauh (miopia)
atau dekat (hipermetropia). Maka penanganannya, seorang penderita
memang bisa memakai kaca mata. Namun seiring perkembangan
teknologi, seorang penderita yang mengalami gangguan pembiasan
cahaya atau rabun, sekarang dapat menanggalkan kacamatanya.
Bukan tanpa sebab, karena hal itu dapat dimungkinkan dengan
teknologi LASIK. LASIK merupakan singkatan dari Laser Assisted
In-situ Keratomileusis, yakni suatu tindakan koreksi untuk mengatasi
refraksi anomali menggunakan sinar LASER (Light Amplificataion by
Stimulated Emision of Radiation) eximer.
Dengan alat ini, seorang penderita dapat diukur kelengkungan
matanya dengan presisi yang sangat tinggi. Ketepatan ini
dimungkinkan dengan cara memahat untuk merubah kelengkungan
permukaan kornea. LASIK ini sebenarnya ditujukan untuk penderita
refraksi anomali yang merasa terganggu dengan pemakaian kacamata
atau pasien tidak toleransi terhadap penggunaan lensa kontak.
Meskipun demikian, ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi
Cahaya dan Penglihatan Kita
29
oleh seorang yang menginginkan tindakan LASIK, di antaranya
adalah penderita harus mempunyai ukuran/refraksinya -1.00 s.d. 13.00 D untuk penderita myopia. +1.00 s.d. +5.00 D untuk penderita
hypermetropia dan C-0.25 s/d C-5.00 untuk Astigmatism ( kombinasi
Myopia atau Hypermetropia). Kemudian pasien LASIK harus berusia
18 tahun ke atas, kesehatan secara umum baik, tidak ditemukan
penyakit mata (misalnya: Glaukoma, Retina), kornea yang akan
dirawat cukup tebalnya, ukuran pupil masih bisa diterima oleh
jangkauan laser, tidak sedang hamil dan menyusui serta jika ada hal
lain, masih ada teknik tindakan lain untuk myopia tinggi.
Mesin teknologi LASIK dapat memberikan ketajaman
penglihatan serta kenyamanan yang sempurna. Mesin tersebut juga
memungkinkan untuk mengiris jaringan kornea yang akan dilaser
lebih tipis (memiliki fitur Tissue Save Ablation), mengurangi tingkat
aberasi pada kornea dan meminimalkan efek silau (glare) setelah lasik
terutama pada malam hari.
Tindakan pertama pada LASIK dimulai pada pembuatan flap
(lapisan) pada kornea dengan menggunakan mikrokeratom. Kedua,
setelah flap dibuka, mesin laser langsung bekerja pada kornea mata.
Sebagian flap masih menempel pada kornea. Terakhir, setelah
tindakan laser, flap akan dikembalikan pada posisi semula dan akan
melekat erat tanpa perlu penjahitan. Pasien setelah di LASIK tidak
harus menjalani rawat inap. Pasien hanya memerlukan anestesi topical
30
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
(tetes mata) selama operasi, tanpa merasakan sakit/nyeri. Waktu yang
dibutuhkan untuk kedua mata sekitar 20 menit dan saat lasernya
bekerja memerlukan waktu sekitar 20 detik/mata.
4.
Astigmatisma (Mata Silindris)
Astigmatisma disebabkan oleh kornea mata tidak berbentuk sferik
(irisan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada
bidang lainnya. Akibatnya benda yang berupa titik difokuskan sebagai
garis. Mata astigmatisma juga memfokuskan sinar-sinar pada bidang
vertikal lebih pendek dari sinar-sinar pada bidang horisontal.
Astigmatisma ditolong/dibantu dengan kaca mata silindris.
B . Kaca Mata
Kaca mata adalah sebuah alat yang terbuat dari rangkat yang
menyangga lensa, biasanya digunakan untuk membantu penglihatan
atau melindungai mata dan juga untuk gaya. Kaca mata khusus
digunakan untuk melihat gambar tiga-dimensi dari tampilan duadimensi.
Kaca mata modern biasanya memiliki alas di bagian hidung.
Kaca mata dahulu termasuk pince-nez, monocle, dan lorgnette.
Dahulunya lensa terbuat dari gelas, tetapi sekarang ini banyak terbuat
dari berbagai macam plastik, termasuk CR-39 atau polycarbonate.
Bahan tersebut dapat mengurangi bahaya pecahnya gelas dan
Cahaya dan Penglihatan Kita
31
beratnya gelas. Beberapa jenis plastik juga memiliki sifat optik yang
lebih handal dari gelas, seperti penerusan cahaya tampak yang lebih
baik dan penyerapan cahaya ultraviolet yang lebih baik.
Penemuan teknologi kaca mata berhubungan sangat erat
dengan perkembangan kaca pembesar. Sejarah tertua dimiliki oleh
masyarakat di kota kuno Niniwe. Mereka telah mengenal “kaca mata”,
yang sebenarnya lebih berfungsi sebagai kaca pembesar dengan materi
lensa bukan dari kaca melainkan kristal. Bangsa Yunani kuno pun
mempunyai kaca pembesar berujud bola kaca berisi air. Baru pada
abad XII, hampir secara bersamaan kaca pembesar dari kuarsa yang
dipasang pada bingkai muncul di masyarakat Cina dan Eropa.
Melihat manfaat kaca pembesar, maka tahun 1268 Roger
Bacon, filsuf, ilmuan dan pembaharu pendidikan berkebangsan
Inggris, berpendapat perlunya lensa sebagai peralatan optik. Namun
tidak semua orang mau menempatkan Bacon sebagai orang pertama
pencetus lahirnya kaca mata. Dengan bukti-bukti di tangan, ada yang
berpendapat kaca mata kemungkinan besar lahir di Italia pada ±
tahun 1286. Sedangkan mengenai siapa penemunya pun muncul dua
versi, apakah Alessandro di Spina dari Florence ataukah Florentine
Salvina Armato.
Dalam waktu singakat, pada tahun 1300-an kaca mata mulai
di produksi dengna pusat pembuatan di Venesia. Tapi kaca mata saat
itu belum seperti sekarang. Kualitas lensanya sederhana,
32
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
pemakaiannya juga merepotkan. Alat baca yang biasa dipakai para
rahib dengan gangguan rabun dekat itu hanya terdiri atas dua lensa
yang disambung, tanpa tangkai. Setelah menempelkan sambungan
di batang hidung, sang pemakai harus terus menerus memeganginya.
Meski lambat laun sambungannya makin kuat, kaca mata tersebut
tetap dianggap berbahaya.
Berbagai macam percobaan dilakukan untuk menemukan cara
terbaik dan teraman mengenakan kaca mata. Ada yang memasang
lempengan logam panjang yang dipasang mulai dari batang hidung
hingga kebagian tengah kepala lalu turun ke bagian leher. Karena
pemasangan yang rumit dan tidak praktis, kaca mata itu pun tidak
diminati
Model lain adalah dengan rantai kecil yang dipasang pada
kedua sisi kaca mata. Kemudian rantai ini diikatkan di bagian
belakang kepala, layaknya kaca mata khusus bagi perenang atau
pengendara sepeda motor. Ada lagi yang mengaitkan kaca mata pada
topi. Ini pun merepotkan, bahkan mengganggu, terutama saat harus
membaca di dalam ruangan atau membuka topi untuk memberi salam.
Akhirnya, ada orang yang cukup kreatif dengan memasang
tangkai sehingga kaca mata dapat “berpegangan” pada telinga.
Akhir abad XIV ketika kaca mata mulai umum digunakan dan
dianggap sebagai benda berharga, alat baca itu sering muncul sebagai
Cahaya dan Penglihatan Kita
33
aksesori subjek dalam lukisan. Salah satunya adalah lukisan Paus Leo
X yang dibuat oleh Raphael tahun 1517.
Perkembangan selanjutnya adalah saat berhasil ditemukannya
kaca mata bifokus, yang memiliki sekaligus lensa cembung dan lensa
cekung dalam satu bingkai. Tahun 1784 kaca mata bifokus pertama
di dunia dibuat oleh Benjamin Franklin – politikus, penulis, sekaligus
ilmuwan Amerika. Namun alat optik yang bisa membuatnya nyaman
saat melakukan perjalanan, karena selain dapat menikmati
pemandangan alam juga sekaligus membaca buku-buku
kegemarannya, masih sederhana bentuknya. Setelah berhasil
memisahkan kaca cembung dan cekung, ia memotong secara
horizontal masing-masing lensa stersebut dibagian tangan. Kemudian
dengan dijepit oleh bingkai, potongan lensa cembung ditumpankan
di atas potongan lensa cembung.
Hingga tahun 1884 masih juga dihasilkan lensa bifokus yang
dibuat dari potongan-potongan, meski sudah berperekat. Barulah
pada tahun 1908 dan 1910 dikenal lensa cembung cekung yang benarbenar menyatu dalam satu lensa.
Materi lensa pun turut berkembang, yang mula-mula dari
kuarsa, selanjutnya dibuatlah lensa kaca. Beberapa dekade terakhir,
pilihan lensa pun makin beragam saat diperkenalkan lensa plastik.
Tahun 1888 di Prancis diproduksi lensa kontak pertama sebagai alat
kesehatan, karena gangguan pandangan si penderita tidak mungkin
34
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
lagi dibantu dengan kaca mata biasa. Namun lensa itu hanya dipakai
beberapa orang, itu pun terpaksa. Saat dipasang lensa kontak yang
terbuat dari kaca tersebut akan menutupi seluruh bagian depan mata.
Untunglah, pada 1938 ditemukan lensa kontak plastik. Satu dekade
kemudian, mulai diperkenalkan lensa kontak yang hanya menutupi
kornea.
Sumber: www.prostar.gov.my. dan dokumentasi penulis
Gambar 2.8 Kaca mata menjadi bermacam model dan fungsinya
sesuai dengan zamannya.
Cahaya dan Penglihatan Kita
35
Kaca mata awalnya tidak menambah fungsi telinga. Kaca mata
cukup ditempatkan di salah satu mata. Mungkin pada waktu awalawalnya ada kaca mata; cukuplah satu mata untuk membaca.
Mungkin juga hal ini diawalnya dengan didahuluinya penggunaan
kaca pembesar untuk melihat tulisan yang sulit dibaca. Karena
menggunakan kaca pembesar cukup dengan satu mata, maka dibuatlah
kaca mata untuk satu mata yang cukup ditempatkan dengan susah di
depan mata. Mungkin karena sering hilang karena kaca mata relatif
berukuran kecil, maka kaca mata pada waktu itu selalu disertai rantai
yang ujung lainnya dikaitkan ke baju pemakai. Setelah kaca mata
dipakai, kaca mata biasanya disimpan di dalam kantong. Karena
kurang praktis dan juga dirasakan membaca/melihat dengan satu mata
pada satu mata kurang sempurna atau kurang enak, maka penggunaan
kaca mata juga mulai menambah fungsi telinga sebagai tempat pengait
gagang kaca mata.
Sudah dapat dipastikan bentuk kaca mata hanya bulat tidak
ada model lainnya. Secara psikologi hal ini dapat diterangkan dalam
pernyataan bahwa suatu model atau imajinasi atau logika tidak akan
pernah mendahului dengan cara yang berbeda atau tidak berkaitan
dengan model atau imajinasi atau logika yang telah ada sebelumnya.
Kalau tidak, harus ada penjelasan yang dapat diterima oleh akal yang
kadang-kadang dalam sejarah, penjelasannya kadang terlalu
36
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
transendent bila sudah sampai pada titik marginal dalam berlogika.
Modelnya bulat karena kaca pembesar juga bulat. Pengait yang
digunakanpun cukup sederhana sesuai dengan tujuannya yang hanya
untuk menjaga supaya kaca mata jangan jatuh.
Selanjutnya kaca mata menjadi bermacam macam model dan
fungsinya sesuai zamannya. Warna kacanya juga sudah tidak bening
transparant, tetapi menjadi beraneka warna. Fungsi kaca mata sudah
tidak lagi bersifat objektif tetapi juga bergeser ke semi subjektif atau
subjektif. Bisa jadi jika seseorang berkaca mata hitam mempunyai
tujuan yang tidak hanya untuk mengurangi silaunya mata dari terik
matahari, tetapi juga untuk bebas melirik atau memandangi
keindahan seseorang tampa diketahui
Bisa jadi cerita di bawah ini menjadi sedikit benar, ketika kaca
mata fungsinya ditarik keluar dari budaya manusia. Ada kambing yang
tidak mau makan rumput yang sudah tidak segar lagi atau rumput
yang tidak berwarna hiaju. Ketika rumput yang dimaksud sudah tidak
ada lagi, atau yang ada hanya rumput yang sudah layu dan tidak
berwarna hijau lagi; pemilik kambing akan kesulitan untuk mengatasi
masalah yang dihadapi kambingnya. Untung ada kaca mata yang
berwarna hijau. Kambing itu dipakaikan kaca mata hijau ketika
kambing tersebut diberi makan rumput yang sudah layu atau tidak
hijau. Kambing itupun mau makan dan kesulitan petanipun dapat
Cahaya dan Penglihatan Kita
37
diselesaikan. Dari cerita di atas kita dapat mengetahui kenyataan yang
berbeda dapat “diterima dan dimakan” oleh kambing.
Ada bias antara kenyataan yang ada dengan kenyataan yang
diterima karena kaca mata. Seberapa besar bias yang terjadi tergantung
kaca mata yang dipakai. Sementara kenyataan itu sendiri selalu
mempunyai jarak di hadapan manusia karena kenyataan tidak dapat
berhenti untuk ditelaah secara “pause”. Kenyataan selalu hilang ke
belakang dengan menyisakan bekas yang dapat sengaja dibuat atau
tidak, atau tampa bekas yang disengaja ataupun tidak. Jarak itulah
yang dijembatani oleh kaca mata. Kaca mata yang dipilih mempunyai
beberapa fungsi yang mempunyai persamaan dan atau perbedaan
antara satu kaca mata yang satu dengan kaca mata yang lainnya.
Manusia sejak dahulu telah berusaha membuat kaca mata yang
tampa bias. Kaca mata yang dapat dipakai siapa saja dengan hasil
tampa bias. Dengan kaca mata ini kenyataan yang diambil dan
disimpan dalam diri manusia, nyaris sama untuk setiap manusia,
meskipun setelah diuarai oleh masing masing pribadi dapat
menghasilkan suatu pernyataan yang berbeda; tetapi itu persoalan
yang lain.
Kaca mata ada yang dibuat sengaja untuk kepentingan manusia
itu sendiri dan dipakai oleh manusia itu sendiri, tetapi ada juga kaca
mata yang dibuat untuk kuda, namanya kaca mata kuda (maka itu
38
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
janganlah memakai kaca mata kuda karena hanya dipakai oleh kuda).
Meskipun sudah ada bahan kaca, kaca mata kuda tidak dibuat dengan
menggunakan kaca sebagai bahannya. Penggunaannya juga tidak di
depan mata, tetapi di samping mata. Pembuatnya sengaja melakukan
hal tersebut supaya kuda hanya menerima kenyataan yang ada di
depannya sesuai dengan kehendak pemilik kuda atau si pengendali
kuda.
Meskipun manusia tidak menggunakan kaca mata kuda, ada
juga manusia yang hidup seperti kuda dalam melihat kenyataan.
Kenyataan yang dilihat adalah kenyataan yang dilihat melalui kaca
mata yang diberikan oleh tuannya tampa memeriksa apakah itu cocok
atau tidak dipakainya. Dalam satu sisi, itu semua baik karena tidak
ada tuan yang ingin hambanya masuk “jurang”. Kalaupun ada maka
logika yang dipakai adalah menarik kenyataan ke arah transendent.
Transendent terlihat jika “masuk jurang” dianggap bukan sebuah
kenyataan yang salah atau suatu kenyataan paling “akhir” atau suatu
kenyataan sebagai akibat reaksi pasti seperti ilmu alam dan
mengingkari kemungkinan yang ada dalam ilmu sosial.
Kaca mata kuda juga membuat sebuah kenyataan memerlukan
bingkai. Tampa sebuah bingkai suatu kenyataan bukanlah sebuah
kebenaran tetapi hanya gambar foto copy dari kebenaran yang tidak
ada persamaannya, karena yang asli adalah kesempurnaan. Kearifan
Cahaya dan Penglihatan Kita
39
yang ada entah itu di Cina, Jepang, India, Tibet, Inca, Nusantara
atau di mana saja, hanyalah sebuah bayangan dari kebenaran. Sematamata karena sebuah bingkai. Tidak mungkin sebuah perbuatan baik
itu ada karena datangnya tidak dari yang transendent. Perbuatan baik
yang ada adalah semu atau ada suatu niat buruk dibaliknya
Dalam berlogika pun diperlukan bingkai jika menggunakan kaca
mata kuda. Dinosaurus bisa jadi diterima hanya sebagai akal-akalan
karena nilai transendentnya tidak ada yang tercatat ataupun kalau
ada penerimaan sebagai kenyataan, maka nilai trasendentnya berkesan
dicari-cari karena dalam kesempurnaan tidak ada celah untuk yang
tidak ada. Semua harus ada ada dalam kesempurnaan. Suatu perintah
dalam sejarah yang berciri pengkotakan (meski hanya bersifat lahiriah)
yang dapat diterima dalam konteks sejarah, di cari bingkainya dengan
bingkai konteks zaman sekarang yang berbeda dengan sejarahnya.
Bagaimana dengan kita yang hidup dalam beraneka kaca mata
yang banyak “dijual”, atau kaca mata yang ada. Tentu siapa pun
berhak memakai kaca mata yang sesuai dengan pribadi masing-masing
dan berkaitan dengan kelompoknya. Alangkah naif jika kita tidak
mencoba menilai apakah kaca mata yang kita pakai adalah kaca mata
kuda. Meskipun sulit, suatu sikap “mencari” adalah tindakan terpuji.
Jangankah yang berbeda kaca mata terdapat perbedaan, di dalam
persamaan kaca mata yang sama dipakai, terdapat perbedaan. Jangan
40
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
sampai matahari terbit sebelum amarahmu padam karena perbedaan.
Dipilih, dipilih. Kaca mata, kaca mata. Silahkan memilih kaca mata.
Kaca mata saat ini banyak fungsi dan kegunaannya. Jika duhlu
hanya dipakai oleh orang yang mengalami rabun, minus, plus, atau
penyakit sejenis lainnya, kini rupanya kaca mata juga telah menjelma
menjadi aksesoris pelengkap mode. Bentuk kaca mata hitam yang
berguna untuk mengurangi efek sinar matahari langsung kini juga
makin beraneka. Sangat stylish dan modis. Namun, jika kita tahu,
ternyata fungsi kaca mata masih banyak lagi. Salah satunya adalah
unuk melindungi mata dari beberapa penyakit mata. Hal ini diungkap
oleh Asosiasi Ahli Kaca mata Amerika Serikat (AOA). Mereka
menganjurkan menggunakan kaca mata untuk mengurangi efek sinar
ultraviolet matahari yang konon bisa menyebabkan berbagai penyakit
mata.
Menurut penelitian tersebut, orang yang jarang menggunakan
kaca mata pada saat berpergian di siang hari dapat terkena katarak,
pterygium, radang kornea, bahkan menurunnya fungsi kornea. Selain
itu, penyakit seperti iritasi, pandangan kabur, mata memerah hingga
yang paling parah-kebutaan-dapat terjadi karena kurangnya
perlindungan pada mata.
Kita dapat melindungi mata dengan memakai topi atau kaca
mata hitam yang dapat menyerap radiasi sinar ultraviolet dengan
Cahaya dan Penglihatan Kita
41
benar. Sayang, masih banyak masyarakat yang kurang sadar. Hal ini
terbukti pada survei AOA tahun 2007. Sebanyak 40 % orang-orang
di Amerika berpikir bahwa membeli kaca mata hitam bukanlah hal
yang penting untuk melindungi mata dari cahaya matahari. Sebanyak
61 % orang Amerika membeli kaca mata hitam untuk anak-anak
mereka, dan sebanyak 23% di antaranya tidak mengecek apakah lensa
kaca matanya memiliki pelindung sinar ultraviolet.
42
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Bagian
3
Kaca Pembesar
atau Lup
A . Apakah Lensa?
Lensa atau kanta adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau
menyebarkan cahaya, biasanya dibentuk dari sepotong gelas yang
dibentuk. Alat sejenis digunakan dengan jenis lain dari radiasi
elektromagnetik juga disebut lensa, misalnya, sebuah lensa gelombang
mikro dapat dibuat dari “paraffin wax”.
43
Lensa paling awal tercatat di Yunani Kuno, dengan sandiwara
Aristophanes The Clouds (424 SM) menyebutkan sebuah gelaspembakar (sebuah lensa konveks digunakan untuk memfokuskan
cahaya matahari untuk menciptakan api).
Tulisan Pliny the Elder (23-79) juga menunjukkan bahwa gelaspembakar juga dikenal Kekaisaran Roma, dan disebut juga apa yang
kemungkinan adalah sebuah penggunaan pertama dari lensa
pembetul: Nero juga diketahui menonton gladiator melalui sebuah
emerald berbentuk konkave (kemungkinan untuk memperbaiki
miopia).
Seneca the Younger (3 SM-65) menjelaskan efek pembesaran
dari sebuah gelas bulat yang diisi oleh air. Matematikawan muslim
berkebangsaan Arab Alhazen (Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham),
(965-1038) menulis teori optikal pertama dan utama yang
menjelaskan bahwa lensa di mata manusia membentuk sebuah gambar
di retina. Penyebaran penggunaan lensa tidak terjadi sampai
penemuan kaca mata, mungkin di Italia pada 1280-an.
B . Mengenal Kaca Pembesar
Apa yang kita lakukan jika ingin mengamati bagaimana semut
itu membawa gula? Atau, mungkin ingin membaca sebuah naskah
kuno yang ditulis dengan huruf-hurus yang sangat kecil? Jawabannya
44
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
ada pada suryakanta atau yang lebih dikenal dengan kaca pembesar
atau lup.
Suryakanta atau kaca pembesar adalah sebuah lensa cembung
yang terbuat dari kaca atau plastik. Lensa ini berukuran lebih tebal di
tengah dibandingkan dengan bagian pinggirnya. Lensa cembung
dapat ditemui di mana-mana.
Mikroskop, teropong, dan teleskop menggunakan lensa
cembung yang memungkinkan kita untuk melihat benda-benda yang
terlalu kecil dan terlalu jauh, seperti bakteri atau bintang-bintang di
luar angkasa. Kaca pembesar pertama kali ditemukan oleh ilmuwan
Arab bernama Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham atau dikenal dengan
nama Al Hazen.
C . Kegunaan Kaca Pembesar
Coba ambil sebuah kaca pembesar dan letakkan di atas sehelai koran.
Kita akan melihat bahwa lensa cembung membuat huruf-huruf
tersebut terlihat lebih besar. Kaca pembesar digunakan oleh banyak
orang dalam berbagai profesi. Misalnya, seorang pembuat perhiasan
menggunakan kaca pembesar untuk melihat batu berlian dari dekat
yang akan digunakan dalam membuat perhiasan. Kaca pembesar di
sini berfungsi untuk melihat tingkat kejernihan, dan untuk memeriksa
Kaca Pembesar atau Lup
45
apakah ada kecacatan atau tidak. Dengan begitu, si pembuat
perhiasan dapat menakar harga sebuah perhiasan.
Kaca pembesar juga digunakan oleh para pembuat jam sebab
komponen-komponen yang digunakan dalam membuat sebuah jam
cukup kecil dan rumit sehingga membutuhkan mata yang teliti.
Kaca pembesar juga digunakan dalam bidang kedokteran.
Misalnya, dalam kedokteran gigi. Seorang dokter gigi menggunakan
kaca pembesar untuk memeriksa kondisi gigi pasiennya. Dengan
begitu, sang dokter dapat mendeteksi kerusakan kecil pada gigi, seperti
gigi berlubang atau benda-benda lain yang tidak bisa dilihat dengan
mata biasa. Biasanya, kaca pembesar yang digunakan berbentuk
binokular seperti kacamata.
Percobaan kaca pembesar secara sederhana. Jika tidak memiliki
kaca pembesar, kita bisa menggunakan setetes air sebagai
penggantinya. Caranya adalah teteskan sedikit air dengan hati-hati
di atas selembar plastik transparan datar yang tipis.
Bisa juga diletakkan di atas sepotong plester transparan yang
ditempelkan pada sebuah karton berlubang. Kemudian, coba lihat
sebuah benda kecil melalui lubang tersebut. Benda kecil itu akan
tampak lebih besar. Tetes air tersebut berbentuk sama seperti lensa
cembung, yaitu tebal di tengah dan tipis di bagian pinggir. Oleh karena
itu, ia dapat berlaku mirip dengan kaca pembesar.
46
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
D . Cara Penggunaan Kaca Pembesar
Sebagai alat optik, lup berupa lensa cembung tebal (berfokus pendek).
Sifat bayangan yang diharapkan dari benda kecil yang dilihat dengan
lup adalah tegak dan diperbesar. Orang yang melihat benda dengan
menggunakan lup akan mempunyai sudut penglihatan (sudut anguler)
yang lebih besar daripada orang yang melihat dengan mata biasa.
Ada dua cara memakai lup, yaitu dengan mata tidak berakomodasi
dan mata berakomodasi.
1.
Mata tidak Berakomodasi
Untuk melihat tanpa berakomodasi, lup harus membentuk bayangan
di jauh tidak berhingga. Benda yang dilihat harus diletakkan tepat
pada titik fokus lup. Keuntunganya adalah untuk pengamatan lama
mata tidak cepat lelah, sedangkan kelemahannya dari segi perbesaran
berkurang. Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.
Karena untuk melihat tanpa berakomodasi maka perbesaran sudut
(perbesaran anguler) yang didapat adalah PP= jarak titik dekat mata
f = jarak titik fokus lensa.
2.
Mata berakomodasi Maksimum
Agar mata dapat melihat dengan berakomodasi maksimum, maka
bayangan yang dibentuk oleh lensa harus berada di titik dekat mata
(PP). Benda yang dilihat harus terletak antara titik fokus dan titik
pusat sumbu lensa (O<so<F). Kelemahannya untuk pengamatan
Kaca Pembesar atau Lup
47
lama mata cepat lelah, sedangkan keuntungannya dari segi perbesaran
bertambah. Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan
diperbesar.
Kaca pembesar atau lup digunakan untuk melihat benda kecil
yang tidak bisa dilihat dengan mata secara langsung. Lup
menggunakan sebuah lensa cembung atau lensa positif untuk
memperbesar objek menjadi bayangan sehingga dapat dilihat dengan
jelas.
Sumber: www.kagakribet.com dan bobbymuscar3.blogspot.com
Gambar 3.1 Kaca pembesar melihat objek kecil, tetapi tidak bisa
digunakan untuk melihat jasad renik.
Bayangan yang dibentuk oleh lup bersifat maya, tegak, dan
diperbesar. Untuk mendapatkan bayangan semacam ini objek harus
berada di depan lensa dan terletak diantara titik pusat O dan titik
fokus F lensa. untuk menghasilkan bayangan yang diinginkan, lup
48
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
dapat digunakan dalam dua macam cara, yaitu dengan mata
berakomodasi maksimum dan dengan mata tidak berakomodasi.
Lup dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum
untuk mendapatkan perbesaran bayangan yang diinginkan. Agar
mata berakomodasi maksimum, bayangan yang terbentuk harus tepat
berada di titik dekat mata (s’ = sn = jarak titik dekat mata).
Perbesaran bayangan yang dihasilkan oleh lup dengan mata
berakomodasi maksimum adalah
P=
sn
+1
f
P adalah perbesaran lup, sn adalah jarak titik dekat mata (sn =
25 cm untuk mata normal), dan f adalah jarak fokus lup.
Menggunakan lup dalam keadaan mata berakomodasi maksimum
membuat mata menjadi cepat lelah. Agar mata relaks dan tidak cepat
lelah, lup digunakan dalam keadaan mata tidak berakomodasi. Untuk
mendapatkan perbesaran bayangan yang diinginkan dalam keadaan
mata tidak berakomodasi, bayangan yang terbentuk harus berada
Kaca Pembesar atau Lup
49
sangat jauh di depan lensa (jarak tak hingga). dalam hal ini objek
harus berada di titik fokus lensa (s = f).
Perbesaran bayangan yang dihasilkan oleh lup dengan mata
tidak berakomodasi adalah:
P=
sn
f
P adalah perbesaran lup, sn adalah jarak titik dekat mata (sn =
25 cm untuk mata normal), dan f adalah jarak fokus lup.
50
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Bagian
4
Alat Optik Mikroskop
A . Mengenal Mikroskop
Mikroskop (bahasa Yunani: micron = kecil dan scopos = tujuan)
adalah sebuah alat untuk melihat objek yang terlalu kecil untuk dilihat
dengan mata telanjang. Ilmu yang mempelajari benda kecil dengan
menggunakan alat ini disebut mikroskopi, sedangkan kata mikroskopik
berarti sangat kecil, tidak mudah terlihat oleh mata.
51
Selain mikroskrop, ada alat-alat yang digunakan untuk melihat
benda renik. Misalnya, kaca pembesar atau orang dahulu
menyebutnya suryakanta. Akan tetapi, kaca pembesar tidak dapat
dipergunakan untuk melihat jasad renik.
Mikroskop berarti alat untuk melihat benda kecil. Micro artinya
kecil, sedangkan scope artinya alat untuk melihat. Contoh lainnya
yaitu teleskop. Tele berarti jauh dan skop/scope berarti alat untuk
melihat sehingga teleskop adalah alat untuk melihat benda yang jauh,
misalnya planet atau bintang di langit.
B . Pembuatan Mikroskop Sederhana
1.
Mikroskop Kawat
Permukaan cembung dapat memperbesar bayangan. Prinsip ini adalah
cara kerja mikroskop sebagai perkakas untuk memperbesar bayangan.
Percobaan kali ini akan memperlihatkan cara pembuatan mikroskop
dari seutas kawat.
Mikroskop ini memerlukan kawat dan paku sepanjang 12-cm.
Kawat yang diperlukan di sini bisa memakai kawat penjepit kertas
(paper clip) atau kawat tembaga untuk membuat kumparan.
Buat satu lilitan kawat pada badan paku 12-cm. Ingat kita hanya
perlu sekali. Celupkan ujung kawat yang melingkar ke dalam air bening.
Letakkan ujung kawat yang bundar di atas tulisan koran. Anda akan
melihat huruf koran membesar dari atas mikroskop kawat ini.
52
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
2.
Gelas Pembesar
Gelas bening berisi air bening dapat berperan sebagai kaca pembesar.
Bayangan benda akan disimpangkan gelas dan air sehingga terlihat
membesar terhadap ukuran benda aslinya.
Gelas pembesar memerlukan gelas minum yang terbuat dari
kaca bening. Carilah gelas yang mulus dan bebas ornamen agar mudah
melihat bayangan benda. Isilah gelas dengan air bening sampai
separuh penuh. Celupkan pensil atau jari ke dalam gelas. Lihatlah
bahwa jari Anda atau benda yang dicelupkan akan tampak lebih
besar.
3.
Mikroskop Setetes Air
Mikroskop adalah alat untuk memperbesar bayangan. Prinsip
pembesaran bayangan pada mikroskop dapat diterapkan pada setetes
air. Percobaan kali ini akan memperlihatkan prinsip pembesaran
cahaya dalam mikroskop setetes air. Anda memerlukan selembar kaca
bening. Ukuran kaca ini tidak perlu terlalu besar, kira-kira 3 x 3 cm.
Teteskan air, hanya setetes pada permukaan kaca. Letakkan
benda atau koran di bawah kaca, persis di bawah tetes air. Dari atas,
Anda akan melihat bayangan benda yang diperbesar oleh tetes air.
Tetes air pada permukaan kaca berbentuk cembung. Sifat permukaan
cembung inilah yang menyebabkan setetes air dapat berperan sebagai
mikroskop.
Alat Optik Mikroskop
53
C . Jenis Mikroskop
Mikroskop merupakan salah satu alat penting dalam kegiatan
praktikum biologi di sekolah. Mikroskop berfungsi untuk melihat
benda-benda atau organisme yang berukuran sangat kecil. Jenis
Mikroskop yang banyak digunakan di sekolah adalah Mikroskop
Monokuler. Seiring dengan kemajuan ilmu dan teknologi, jenis
mikroskop dan kemampuan memperbesar benda juga semakin maju.
Beberapa mikroskop yang kita kenal adalah sebagai berikut.
1.
Mikroskop Sederhana
Sumber: gurungeblog.wordpress.com
4.1 Mikroskop Sederhana
54
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
2.
Mikroskop Monokuler
Sumber: gurungeblog.wordpress.com
4.2 Mikroskop monokuler
3.
Mikroskop Elektron
Sumber: gurungeblog.wordpress.com
4.3 Mikroskop elektron Sederhana
Alat Optik Mikroskop
55
4.
Mikroskop Fase Kontras
Dari berbagai mikroskop itu, mikroskop elektron yang memiliki
perbesaran paling tinggi, dapat memperbesar benda sampai 500.000
kali. Mikroskop ini menggunakan elektron sebagai ganti cahaya pada
mikroskop cahaya.
Bagian-bagian mikroskop terdiri atas:
a.
Lensa Okuler
b.
Tabung Mikroskop
c.
Tombol pengatur fokus kasar
d.
Tombol pengatur fokus halus
e.
Revolver
f.
Lensa Objektif
g.
Lengan Mikroskop
h.
Meja Preparat
i.
Penjepit Objek Glass
j.
Kondensor
k.
Diafragma
l.
Reflektor/cermin
m.
Kaki Mikroskop
Satuan yang biasanya digunakan pada objek yang dilihat melalui
mikroskop adalah Mikron ( 1 milimeter = 1.000 mikron ). Perbesaran
total didapat dari hasil perkalian perbesaran lensa objektif dengan
56
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
lensa Okuler. Misalnya, pengamatan menggunakan lensa objektif
dengan pembesaran 45 kali dan lensa okuler perbesaran 10 kali maka
perbesaran total adalah = 10 x 45 = 450 kali ukuran semula.
Fungsi bagian-bagian mikroskop sebagai berikut.
1.
Lensa Okuler: untuk memperbesar benda yang dibentuk oleh
lensa objektif.
2.
Tabung Mikroskop: untuk mengatur fokus, dapat dinaikkan
dan diturunkan.
3.
Tombol pengatur fokus kasar: untuk mencari fokus bayangan
objek secara cepat sehingga tabung mikroskop turun atau naik
dengan cepat.
4.
Tombol pengatur fokus halus: untuk memfokuskan bayangan
objek secara lambat sehingga tabung mikroskop turun atau naik
dengan lambat.
5.
Revolver : untuk memilih lensa objektif yang akan digunakan.
6.
Lensa Objektif : untuk menentukan bayangan objektif serta
memperbesar benda yang diamati. Umumnya ada 3 lensa
objektif dengan pembesaran 4x, 10x, dan 40x.
7.
Lengan Mikroskop : untuk pegangan saat membawa mikroskop.
8.
Meja Preparat : untuk meletakkan objek (benda) yang akan
diamati.
Alat Optik Mikroskop
57
9.
Penjepit Objek Glass : untuk menjepit preparat di atas meja
preparat agar preparat tidak bergeser.
10.
Kondensor: merupakan lensa tambahan yang berfungsi untuk
mengumpulkan cahaya yang masuk dalam mikroskop
11.
Diafragma : berupa lubang-lubang yang ukurannya dari kecil
sampai selebar lubang pada meja objek. Berfungsi untuk
mengatur banyak sedikitnya cahaya yang akan masuk mikroskop
12.
Reflektor/cermin : untuk memantulkan dan mengarahkan
cahaya ke dalam mikroskop. Ada dua jenis cermin, yaitu datar
dan cekung. Bila sumber cahaya lemah, misalkan sinar lampu,
digunakan cermin cekung tetapi apabila sumber cahaya kuat,
misalnya sinar matahari yang menembus ruangan, gunakan
cermin datar.
13.
Kaki Mikroskop : untuk menjaga mikroskop agar dapat berdiri
dengan mantap di atas meja.
D . Antony van Leeuwenhoek sang Penemu
Mikroskop
Penemu kuman Antony van Leeuwenhoek lahir di Delft, Negeri
Belanda. Dia berasal dari famili kalangan tengah dan hampir
sepanjang hidupnya jadi pegawai kotapraja dalam posisi yang tidak
begitu penting.
58
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Penemuan Leeuwenhoek yang besar tidak lain akibat hobinya
memicing-micingkan mata lewat kaca mikroskop. Pada saat itu, tentu
saja, orang tidak bisa begitu saja lari ke toko dan beli mikroskop,
karena itu Leeuwenhoek membikinnya sendiri. Dia samasekali bukan
penggosok lensa profesional dan belum pernah dapat didikan khusus
di bidang itu. Meskipun begitu, keahlian yang dikembangkan amat
luar biasa, jauh melampaui kebiasaan para profesional pada saat itu.
Sumber: wikipedia-indonesia
Gambar 4.4 Antony van Leeuwenhoek.
Alat Optik Mikroskop
59
Kendati perangkat mikroskop sudah ditemukan orang
sebelum Leeuwenhoek lahir, dia tidak menggunakannya. Sebaliknya,
dengan cermat dan tepat dia menggosok lensa berukuran kecil.
Leeuwenhoek mampu menghasilkan mikroskop yang punya daya
kekuatan pengamatan yang jauh lebih baik dari mikroskop yang sudah
ada. Salah satu dari lensa yang masih ada punya kapasitas
membesarkan sekitar 270 kali, bahkan ada pertanda dia berhasil
membuat lebih sempurna dari itu.
Leeuwenhoek punya kesabaran yang amat sangat dan
pengamat yang tekun, punya penglihatan tajam serta rasa ingin tahu
yang tak terhingga. Dengan lensa yang teramat kecil itu dia meneliti
pelbagai macam benda, mulai rambut hingga sperma anjing, dari titik
hujan hingga serangga kecil. Juga serat, bagian kulit dan macammacam benda lainnya. Dia membuat catatan yang teliti dan membuat
gambar sketsa terperinci dari tiap apa saja yang diamatinya.
Terhitung tahun 1673 dan seterusnya, Leeuwenhoek senantiasa
menjalin hubungan dengan “The Royal Society of England” suatu
lembaga ilmiah terkemuka pada zaman itu.
Meskipun dia tidak punya latar belakang pendidikan tinggi
(hanya sekolah dasar dan hanya tahu satu bahasa, bahasa Belanda),
dia terpilih jadi anggota lembaga ilmiah itu pada tahun 1680. Dia
juga jadi anggota Akademi Ilmu Pengetahuan di Paris.
60
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Leeuwenhoek dua kali kawin, punya enam anak tetapi tanpa
cucu. Kesehatannya baik, masih dapat bekerja keras di akhir-akhir
hayatnya. Banyak tokoh kenamaan mengunjunginya, termasuk Czar
Rusia, Peter Yang Agung, dan Ratu Inggris. Dia mengembuskan napas
penghabisan tahun 1723 juga di Delft pada umur 90 tahun.
Leeuwenhoek melakukan banyak penemuan penting. Dialah
orang pertama yang menjabarkan spermatozoa (1677), dan
merupakan salah seorang yang mula-mula menjabarkan darah merah
dan darah putih. Dia menentang teori tentang generasi spontan
bentuk sederhana dari kehidupan dan memaparkan banyak buktibukti yang berlawanan dengan itu. Dia mampu menunjukkan,
misalnya, bahwa hewan kecil pemakan darah tak bersayap
berkembang biak dalam cara serupa dengan insekta bersayap.
Penemuan terbesarnya muncul tahun 1674 tatkala ia membuat
penelitian pertama kali terhadap kuman. Ini merupakan salah satu
penemuan besar tentang cairan sperma yang mengakibatkan
penyuburan dalam sejarah manusia. Di dalam titik air kecil itu
Leeuwenhoek menemukan suatu dunia yang sama sekali baru,
sepenuhnya dunia tidak terduga, penuh dengan kehidupan.
Meskipun belum disadarinya, dunia baru ini punya arti amat
penting kepada umat manusia. Sesungguhnya, “benda amat kecil
Alat Optik Mikroskop
61
mikroskopis” itu yang diamatinya sering merupakan faktor kekuatan
penting baik untuk kehidupan maupun kematian manusia. Sekali
sudah ditelitinya, Leeuwenhoek sanggup menemukan kuman di
pelbagai tempat yang berbeda-beda: di sumur dan di kubangan, di
titik air hujan, di mulut dan usus menuju anus manusia.
Dia melukiskan pelbagai bentuk bakteri, juga protozoa dan
menghitung ukurannya. Penggunaan penemuan besar Leeuwenhoek
belum terlaksana sampai datangnya Pasteur hampir dua abad
kemudian. Fakta menunjukkan, seluruh obyek masalah mikrobiologi
praktis tak ada kegiatan hingga abad ke-19 tatkala mikroskop yang
disempurnakan dikembangkan. Orang mungkin mempertanyakan
andaikata Leeuwenhock tak pernah lahir ke dunia dan penemuanpenemuannya tak terjadi hingga abad ke-19, mungkin saja hanya
membuat sedikit perbedaan terhadap kemajuan ilmu pengetahuan.
Tetapi, tidak ada bantahan bahwa Leeuwenhoek-lah yang
menemukan kuman dan melalui dia dunia ilmu pengetahuan menjadi
sadar terhadap kehadirannya.
Leeuwenhoek seringkali dianggap sebagai orang yang karena
nasib baik kebetulan tergelincir pada penemuan ilmiah penting. Ini
samasekali jauh dari kebenaran. Penemuan mikroorganismenya
merupakan akibat normal dari pembikinan mikroskop yang cermat
dengan kualitas yang tak ada bandingannya dengan yang sudah ada
62
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
masa itu, dan kesabaran serta ketepatannya selaku peneliti. Dengan
kata lain, penemuannya adalah hasil dari gabungan antara
ketrampilan dan kerja keras, berlawanan dan tidak ada sangkutpautnya dengan sekadar nasib keberuntungan.
Penemuan kuman ini merupakan suatu penemuan penting
ilmiah yang langka yang dilakukan oleh perseorangan. Leeuwenhoek
betul-betul kerja sendirian. Penemuan protozoa dan bakterinya tidak
dapat bantuan siapa pun—tidak demikian halnya pada sebagian
terbesar kemajuan di bidang biologi—serta bukannya merupakan
pertumbuhan wajar dari pengetahuan biologi sebelumnya.
Perbesaran bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan
lup yang hanya menggunakan sebuah lensa cembung kurang maksimal
dan terbatas. Untuk mendapatkan perbesaran yang lebih besar
diperlukan susunan alat optik yang lebih baik. Perbesaran yang lebih
besar dapat diperoleh dengan membuat susunan dua buah lensa
cembung. Susunan alat optik ini dinamakan mikroskop yang dapat
menghasilkan perbesaran sampai lebih dari 20 kali.
Sebuah mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung (lensa
positif). lensa yang dekat dengan objek (benda) dinamakan lensa
objektif, sedangkan lensa yang dekat mata dinamakan lensa okuler.
Jarak fokus lensa okuler lebih besar daripada jarak fokus lensa objektif.
Alat Optik Mikroskop
63
Gambar 3.5 pembentukan bayangan pada mikroskop
Objek yang ingin diamati diletakkan di depan lensa objektif
di antara titik Fob dan 2Fob. Bayangan yang terbentuk oleh lensa
objektif adalah I1 yang berada di belakang lensa objektif dan di depan
lensa okuler. Bayangan ini bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar.
Bayangan I1 akan menjadi benda bagi lensa okuler dan terletak di
depan lensa okuler antara pusat optik O dan titik fokus okuler Fok. Di
sini lensa okuler akan berfungsi sebagai lup dan akan terbentuk
bayangan akhir I2 di depan lensa okuler. Bayangan akhir I2 yang
terbentuk bersifat maya, diperbesar, dan terbalik terhadap objek
semula.
Perbesaran yang dihasilkan mikroskop adalah gabungan dari
perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Perbesaran lensa
objektif mikroskop adalah:
Pob =
64
− s ’ob
sob
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Pob adalah perbesaran lensa objektif, s’ob adalah jarak bayangan
lensa objektif dan sob adalah jarak objek di depan lensa objektif.
Adapun perbesaran lensa okuler mikroskop sama dengan perbesaran
lup, yaitu sebagai berikut.
sn
(a) Pok = f +1
sokn
(b) Pok = f
ok
(a): untuk mata berakomodasi maksimum.
(b): untuk mata tidak berakomodasi.
Pok adalah perbesaran lensa okuler, sn adalah jarak titik dekat
mata (untuk mata normal sn = 25 cm), dan fok adalah jarak fokus
lensa okuler. Perbesaran total mikroskop adalah hasil kali perbesaran
lensa objektif dan perbesaran lensa okuler. Jadi,
P = P ob × P ok
Hal-hal penting yang perlu diketahui berkaitan dengan
mikroskop:
(1)
jarak antara lensa objektif dan lensa okuler disebut juga panjang
tabung (d). panjang tabung sama dengan penjumlahan jarak
bayangan yang dibentuk lensa objektif (s’ob) dengan jarak benda
(bayangan pertama) ke lensa okuler (sok).
d = s’ob + sok
Alat Optik Mikroskop
65
(2)
menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi
maksimum berarti letak bayangan akhir berada di titik dekat
mata di depan lensa okuler. Jadi, dapat dituliskan: s’ok = “sn
(3)
menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi
berarti jarak benda di depan lensa okuler (sok ) berada tepat di
titik fokus lensa okuler (fok). Jadi, dapat dituliskan: sok = fok
66
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Bagian
5
Alat Optik Lain
A. Kamera
Kita sudah tidak asing lagi dengan kamera. Kameralah salah satu
alat optik yang mampu merekam atau mengabadikan objek, yang
tidak dapat ditangkap alat optik lainnya. Lensa pada kamera berfungsi
untuk membentuk bayangan pada film. Bayangan yang terbentuk
bersifat nyata, terbalik, diperkecil. Range finder berfungsi mengatur
67
jarak lensa agar bayangan selalu jatuh tepat pada film. Diafragma
berfungsi mengatur besar kecilnya apertur. Apertur berfungsi mengatur
banyaknya cahaya yang masuk ke dalam kamera. Apertur biasa diukur
dengan angka f4, f5, f6, f8 dan f11. Semakin besar angkanya, apertur
semakin kecil. Film berfungsi untuk menangkap dan merekam gambar
bayangan benda yang dibentuk oleh lensa. Kamera merupakan alat
optik untuk merekam gambar bayangan suatu benda. Prinsip kerja
kamera mirip dengan prinsip kerja pada mata.
Persamaan mata dengan kamera adalah sebagai berikut:
1.
memiliki satu lensa,
2.
memiliki pengatur cahaya pada mata retina dan pupil pada
kamera diafragma dan apertur, dan
3.
memiliki layar penangkap bayangan pada mata retina pada
kamera film.
4.
memiliki persamaan sama dengan lensa cembung, yaitu: dan
M = = s’ h’ s h Ket. f = fokus lensa s = jarak benda s’ = jarak
film M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi
bayangan pada film.
68
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Sumber: upload.wikimedia.org
Gambar 5.1 Kamera
Kamera digunakan manusia untuk merekam kejadian penting
atau kejadian yang menarik. Banyak jenis dan model kamera dapat
kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kamera yang dipakai
wartawan berbeda dengan yang dipakai fotografer. Kamera video
dipakai dalam pengambilan gambar untuk siaran televisi atau
pembuatan film. Kamera elektronik (autofokus) lebih mudah dipakai
karena tanpa pengaturan lensa. Dewasa ini sudah ada kamera digital
yang data gambarnya tidak perlu melalui proses pencetakan melainkan
dapat dilihat atau diolah melalui komputer.
Alat Optik Lain
69
Bagian-bagian kamera mekanik (bukan otomatis) menurut
kegunaan fisis.:
1.
lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan dari
benda yang difoto
2.
diafragma berfungsi untuk membuat sebuah celah/lubang yang
dapat diatur luasnya
3.
aperture yaitu lubang yang dibentuk diafragma untuk mengatur
banyak cahaya
4.
shutter pembuka/penutup “dengan cepat” jalan cahaya yang
menuju ke pelat film
5.
pelat film berfungsi sebagai layar penangkap/perekam bayangan.
Setiap benda yang di foto, terletak pada jarak yang lebih besar
dari dua kali jarak fokus di depan lensa kamera sehingga bayangan
yang jatuh pada pelat film memiliki sifat nyata, terbalik dan diperkecil.
Untuk memperoleh bayangan yang tajam dari benda-benda pada jarak
yang berbeda-beda, lensa cembung kamera dapat digeser ke depan
atau ke belakang.
B . Teleskop
Apakah kita pernah melihat teleskop? Teleskop berkebalikan dengan
lup dan mikroskop. Lup dan mikroskop berfungsi untuk mengamati
benda-benda yang letaknya dekat. Sedangkan teleskop atau teropong
adalah alat optik yang untuk mengamati benda-benda yang jauh
70
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
jaraknya agar tampak lebih dekat dan jelas. Teleskop atau teropong
dibedakan menjadi dua yaitu teropong bintang dan teropong bumi.
Sumber: www.panoramio.com
Gambar 5.2 Teropong bintang Boscha di Lembang Jawa Barat.
1.
Teropong Bintang
Jika langit pada malam hari tidak tertutup awan, kita dapat menikmati
taburan bintang yang beribu-ribu jumlahnya. Bintang dilangit tampak
kecil dan hanya berkelap kelip jika diamati dari bumi dengan mata
telanjang. Dengan teropong bintang, kita dapat melihat benda-benda
Alat Optik Lain
71
angkasa yang lain seperti bintang, bulan, dan planet dengan ukuran
yang lebih besar.
Sumber: www.bodyslender dan org www.cc.cc
Gambar 5.3 Jenis teleskop
Ada dua jenis teropong bintang.
a)
Teropong Bias
Teropong ini terdiri dari dua lensa positif yaitu lensa objektif dan
lensa okuler. Karena benda yang diamati berada di tempat yang sangat
jauh, berkas sinar yangn melewati lensa objektif adalah berkas sinar
sejajar. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif ialah nyata,
terbalik, diperkecil dan terletak dititik apinya. Kedudukan lensa okuler
dapat diatur sedemikian rupa (digerakkan maju mundur) agar benda
72
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
tadi berada di titik api lensa okuler atau Fob dan Fok berimpit.
Dengan demikian akan terbentuk bayangan maya, terbalik,
diperbesar, dan di tempat yang jauh tak terhingga, sehingga mata
pengamat tidak perlu berakomodasi dan tidak cepat lelah.
b)
Teropong Pantul
Teropong pantul terdiri dari cermin cekung yang berfungsi
sebagai lensa objektif dan cermin datar sebagai reflector atau
pemantul, serta sebuah lensa cembung sebagai lensa okuler.
2.
Teropong Bumi
Benda-benda yang berada di darat dan di laut yang jauh letaknya
agar tampak lebih dekat dan jelas digunakan alat optik teropong bumi.
Ada dua jenis teropong bumi.
a)
Teropong Bias
Teropong bumi jenis teropong bias terdiri dari tiga lensa positif, yaitu
lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler. Lensa pembalik terdiri
dari lensa objektif dan lensa okuler. Jenis teropong ini berukuran
terlalu panjang sehingga kurang praktis pemakaiannya. Bayangan
yang dibentuk lensa pembalik merupakan benda bagi lensa okuler
yang selanjutnya membentuk bayangan maya, tegak, dan diperbesar.
Alat Optik Lain
73
b)
Teropong Prisma
Teropong prisma terdiri atas dua pasang lensa cembung (sebagai lensa
objektif dan lensa okuler) dan dua pasang prisma kaca siku-siku
samakaki. Sepasang prisma yang diletakkan berhadapan, berfungsi
untuk membelokkan arah cahaya dan membalikkan bayangan.
Sumber: www.ediscount-grossiste-importateur.com
Gambar 5.4 Teropong prisma atau teropong bumi.
Bayangan yang dibentuk lensa objektif bersifat nyata, diperkecil,
dan terbalik. Bayangan nyata dari lensa objektif menjadi benda bagi
74
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
lensa okuler. Sebelum dilihat dengan lensa okuler, bayangan ini
dibalikkan oleh sepasang prisma siku-siku sehingga bayangan akhir
dilihat maya, tegak, dan diperbesar. Perbesaran bayangan yang
diperoleh dengan memakai teropong prisma sama dengan teropong
bumi.
Beberapa keuntungan praktis dari teropong prisma
dibandingkan dengan teropong yang lain adalah sebagai berikut.
1
Menghasilkan bayangan yang terang, karena berkas cahaya
dipantulkan sempurna oleh bidang-bidang prisma.
2
Dapat dibuat pendek sekali, karena sinarnya bolak-balik 3 kali
melalui jarak yang sama (dipantulkan 4 kali oleh dua prisma).
3
Daya stereoskopis diperbesar, dua mata melihat secara bersamaan
4
Dengan adanya prisma arah cahaya telah dibalikkan sehingg
terlihat bayangan akhir bersifat maya, diperbesar dan tegak.
(1)
Teropong binokuler
Teropong binokuler menggunakan dua buah prisma siku-siku
sama kaki untuk menggantikan fungsi lensa pembalik. Teropong
ini disebut teropong binokuler karena menggunakan dua buah
lensa okuler. Kesan bayangan yang diperoleh adalah sebagai
bayangan tiga dimensi.
(2)
Periskop
Alat ini biasa dipasang pada kapal selam untuk mengamati
benda-benda di dipermukaan laut. Periskop menggunakan dua
Alat Optik Lain
75
lensa positif sebagai lensa objektif dan lensa okuler, serta dua
buah prisma siku-siku sama kaki sebagai reflector. Berkas cahaya
yang berasal dari benda-benda dipermukaan laut setelah
melewati lensa objektif dipantulkan sempurna oleh sisi-sisi
miring kedua prisma.
Sumber: upload.wikimedia.org dan www.femorefortet.se
Gambar 5.5 Teropong periskop.
C . Proyektor
Proyektor adalah alat optik yang digunakan untuk memproyeksikan
gambar pada sebidang layer. Berdasarkan jenis proyektor dibedakan
dua.
76
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
1.
Diaskop
Diaskop adalah alat yang digunakan untuk memproyeksikan
bayangan nyata dari sebuah gambar diapositif, yaitu gambar yang
tembus cahaya. Proyektor yang termasuk jenis diaskop adalah:
a.
Proyektor film
Digunakan untuk memproyeksikan gambar tembus pandang. Gambar
yang sati dengan yang lainnya merupakan gambar mati dan terputusputus, kemudian diputar 16 gambat tiap detik dengan kecepatan tinggi
maka kesan yang ditangkap oleh mata adalah gambar hidup. Seperti
halnya jika ujung sebuah lidi yang dibakar dikibas-kibaskan dalam
ruang gelap, akan tampak garis cahaya bukan titik cahaya. Kesan
demikian sebagai efek bayangan iring.
b.
Slide proyektor
Proyektor ini memproyeksikan slide (film) satu demi satu ke sebidang
layer. Film yang diproyeksikan ke layer berupa deretan gambar
diapositif yang digulunng dalam roll film.
Bagian slide proyektor adalah sebagai berikut.
(1)
Lampu proyektor merupakan bagian utama yang sangat kuat
memancarkan cahaya.
Alat Optik Lain
77
(2)
Cermin cekung, berfungsi mengumpulkan cahaya agar daya
pancar sinar proyektor
(3)
lebih kuat.
Kondensor, berupa dua buah lensa cembung-datar yang disusun
bertolak belakang, berfungsi agar sinar jatuh ke slide merata ke
seluruh permukaan.
(4)
Filter, berfungsi melindungi slide dari panas yang dihasilkan
lampu proyektor.
(5)
Lensa proyektor, berupa lensa cembung yang berfungsi sebagai
pembalik. Oleh karena itu untuk memperoleh bayangan tegak
di layer, slide harus dipasang terbalik. Jadi bayangan yang
dihasilkan proyektor adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.
c.
Overhead proyektor (OHP)
OHP adalah banyak digunakan untuk media pendidikan di sekolah
atau rapat-rapat dikantor. Bagian OHP sama seperti slide proyektor
yaitu dua buah cermin datar untuk memantulkan cahaya dan dua
buah lensa cembung untuk lensa proyektor. Gambar diapositifnya
dapat berupa selembar plastic ukuran folio yang dgambari dengan
tinta spidol.
2.
Episkop
Gambar-gambar yang tidak tembus cahaya diproyeksikan dengan
episkop. Biasanya digunakan oleh seniman lukis untuk memproduksi
lukisan. Misalnya untuk membuat gambar pada billboard atau papan
reklame.alat yang dapat dipakai, baik untuk episkop maupun diaskop
dinamakan epidiaskop.
78
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Sumber: driver.fotosik.pl
Gambar 5.6 Teropong espikop
Episkop alat optik untuk memproyeksikan image buram pada
bidang yang datar, seperti kartupos, foto, halaman buku-buku, tetapi
juga dapat menampilkan obyek 3 demensi ke layar, seperti koin,
serangga dan dedaunan. obyeknya biasanya ditempatkan terbalik/
sungsang, kebanyakan di belakang lentera, kadang-kadang pada
bawah atau atas lentera, gambar akan ditampilkan berbalik kembali
oleh lensa proyeksi. Amat sangat ringan, sering dari dua sumber, sinari
benda dari sisi. bagian dari cahaya yang ter-refleksi melewati lensa
yang memproyeksikan gambar pada layar.
Episkop adalah sebuah proyektor yang digunakan untuk
menampilkan dua sisi slide dan objek transparan. Kombinasi dari
fungsi-fungsi yang diciptakan oleh episkop sangat ideal digunakan
pada sekolahan.
Alat Optik Lain
79
Bagian
6
Mengenal Ilmuwan
yang Bekerja dengan
Ilmu Fisika Optik
A . Ibnu Al-Haitham
Sejarah mencatat salah satu peletak dasar ilmu fisika optik adalah
sarjana Islam Ibnu al-Haitham atau yang dikenal di Barat dengan
sebutan Alhazen, Avennathan atau Avenetan. Ilmuwan besar yang
punya nama lengkap Abu All al-Hasan ibnu al-Haitham al-Basri al-
80
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Misri ini lahir di Basrah, Irak pada 965 M. Mengecap pendidikan di
Basrah dan Baghdad, penguasaan matematikanya oleh Max Mayerhof,
seorang sejarawan dianggap mengungguli Euclides dan Ptolemeus.
Sumber: Republika, 2007
Gambar 6.1 Ibnu Al-Haitam dan alat optiknya.
Setelah selesai di kedua kota itu, Ibnu Haitham menerus-kan
pendidikannya di Mesir dan bekerja di bawah pemerin-tahan Khalifah
al-Hakim (996—1020 M) dari Daulah Fatimiyah. Dia pun
mengunjungi Spanyol untuk melengkapi bebera ahli karya ilmiahnya.
Seperti sarjana Islam lainnya, Ibnu Hai-tham atau Alhazen tidak
hanya menguasai fisika, ilmu optik, tetapi juga filsafat, matematika,
dan obat-obatan atau farmakologi. Tidak kurang 200 karya ilmiah
mengenai berbagai bidang itu dihasilkan Ibnu Haitham sepanjang
hidupnya.
Mengenal Ilmuwan yang Bekerja dengan Ilmu Fisika Optik
81
Karya utamanya tentang optik naskah aslinya dalam ba-hasa
Arab hilang, tetapi terjemahannya dalam bahasa Latin masih
ditemukan. Ibnu Haitham mengoreksi konsep Ptolemeus dan Euclides
tentang penglihatan. Menurut kedua ilmuwan Yunani itu mata
mengirimkan berkas-berkas cahaya visual ke objek penglihatan
sehingga sebuah benda dapat terlihat. Sebaliknya, menurut Ibnu
Haitham, retinalah pusat penglihatan dan benda bisa terlihat karena
memantulkan’si-nar atau cahaya ke mata. Kesan yang ditimbulkan
cahaya pada retina dibawa ke otak melalui saraf-saraf optik.
Kepandaian matematis Ibnu Haitham terbukti ketika dia
dengan sangat akurat menghitung ketinggian atmosfer bumi yaitu
58,5 mil. Dalam karyanya Mizcmul Hikmah, Ibnu Haitham banyak
mengurai tentang masalah atmosfer ini, terutama berkait dengan
hubungan ketinggian atmosfer dengan meningkatnya kepadatan
udara. Secara eksperimental, ia berhasil menguji berat benda
meningkat dalam proporsinya pada kepadatan atmosfer yang
bertambah.
la juga membicarakan masalah yang berhubungan dengan pusat
daya tarik bumi. Jauh sebelum Newton membahas ma-salah gravitasi,
Ibnu Haitham telah membahasnya dan men-adikan pengetahuan
tentang gravitasi itu untuk penyelidikan tentang keseimbangan dan
alat-alat timbangan. Da-lam kaitan itu pula, Ibnu Haitham mengurai
dengan jelas hu-bungan antara daya tarik bumi dengan pusat suspensi.
Penjelasannya mengenai hubungan antara kecepatan, ruang dan saat
82
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
jatuhnya benda-benda diyakini menjadi ilham bagi Newton untuk
mengembangkan teori gravitasi.
Selain masalah cahaya dan atmosfer, Ibnu Haitham juga
banyak melakukan eksperimen mengenai camera obscura atau metode
kamar gelap, gerak rektilinear cahaya, sifat bayangan, penggunaan
lensa, dan beberapa fenomena optikal lainnya. Metode kamar gelap
atau camera obscura dilakukan Ibnu Haitham saat gerhana bulan
terjadi. Kala itu, ia meng-intip citra matahari yang setengah bulat
pada sebuah dinding yang berhadapan dengan sebuah lubang kecil
yang dibuat pada tirai penutup jendela.
Untuk semua eksperimen lensa, Ibnu Haitham membuat
sendiri lensa dan cermin cekung melalui mesin bubut yang dimilikinya.
Eksperimennya yang tergolong berhasil saat ia menemukan titik fokus
sebagai tempat pembakaran terbaik. Saat itu, ia berhasil mengawinkan
cermin-cermin bulat dan parabola. Semua sinar yang masuk
dikonsentrasikan pada sebuah titik fokus sehingga menjadi titik bakar.
Bukunya tentang optik, Kitab al-Manazir diterjemahkan ke
dalam bahasa Latin oleh F Risner dan diterbitkan di Basle pada 1572
M. Karyanya ini bersama karya-karya optik lain-nya sangat
mempengaruhi ilmuwan abad pertengahan seper-ti Roger Bacon,
Johannes Keppler, dan Pol Witello. Diyakini, banyak karya-karya
monumental dari mereka diilhami dari hasil eksperimen yang
dilakukan Alhazen atau Ibnu Hai-tham.
Mengenal Ilmuwan yang Bekerja dengan Ilmu Fisika Optik
83
Menurut Philip K Hitti, tulisan-tulisannya mengenai ber-bagai
persoalan optik membuka jalan bagi para peneliti optik Barat di
kemudian hari mengembangkan disiplin ilmu ini secara lebih luas.
Semua karya itu diterjemahkan ke dalam beberapa bahasa Eropa,
termasuk Rusia dan Ibrani. Sejarawan terkemuka Amerika, George
Sarton mengumpulkan karya-karya Ibnu Haitham dalam bukunya
Introduction to the Study of Science yang menjadi bacaan wajib bagi
mereka yang mencintai ilmu.
B . Edwin Herbert Land Penemu Kamera
Polaroid
Kamera Land Polaroid pertama diperkenalkan kepada umum pada
1947, yang langsung disambut dengan antusias. Bagaimana tidak?
Kamera ini memproses fotografi dalam satu langkah sehingga
menghasilkan gambar dalam waktu hanya 10 detik.
Sumber: Eureka, 2007
Gambar 6.2 Edwin Herbert Land
84
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Penciptanya ialah Edwin Herbert Land. Dia seorang ahli fisika
yang dikeluarkan dari kampusnya karena temuannya itu dan dianggap
lebih pintar dari dosennya. Sejak kecil, Land sangat terkagum-kagum
oleh fenomena (kenyataan yang luar biasa) polarisasi cahaya (keadaan
ketika gelombang cahaya dibatasi menuju arah getar tertentu). Lalu,
dia pun bertekad untuk mempelajarinya. Pada cahaya normal, keadaan
medan-medan listrik dari foton-foton bergetar ke segala arah di sekitar
arah penjalaran cahaya. Adapun pada cahaya yang terpolarisasi,
kebanyakan foton memiliki medan yang bergetar dalam satu arah
tertentu. Sinar matahari dan cahay lampu merupakan cahaya yang
terpolarisasi. Cahaya ini dapat terpolarisasi jika melewati sebuah
penyaring polarisasi atau polarizer.
Foton adalah kuantum energi elektromagnetik, misalnya
cahaya, sinar-x, dan sebagainya yang memiliki partikel serta reaksi
gelombang.
Pada 1926, dia mulai bereksperimen dengan refleksi polarizer.
Sebelumnya pernah ada penelitian yang dilakukan oleh William B.
Herapath, tetapi percobaannya itu tidak sukses. Kemudian, Land
mencoba merevisinya dnegan bahan lain, yakni lembaran plastik yang
dilapisi dengan film yang mengandung miliaran kristal seperti jarum
kecil. Percobaannya sukses dan sempurna. Dia pun mematenkan
temuannya itu pada 1929. Land menamakan temuannya sebagai
polaroid.
Mengenal Ilmuwan yang Bekerja dengan Ilmu Fisika Optik
85
Sumber: Eureka, 2007
Gambar 6.3 Kamera ciptaan Edwin Herbert Land.
Pada 1937, Land dan tim penelitinya mendirikan sebuah
perusahaan bernama Polaroid Corporation. Land bertindak sebagai
direktur dan kepala peneliti. Eastman Kodak merupakan pemilik
industri pertama yang tertarik dengan temuan Land. Kodak membeli
lembaran polarizer untuk filter kamera mereka. Selain untuk kamera,
produk Polaroid digunakan juga kalangan militer selama Perang
Dunia ke-2.
86
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Daftar Pustaka
Anshory, I. 1984. Biologi umum. Bandung: Genesa Exact.
Kamajaya.1996. Sains Biologi. Ganesa Exact. Bandung.
Pramesti, Hening Tjaturina. 2000. Mikroskop dan Sel FK. Banjarbaru:
Unlam.
Purba, M., dkk.1999. Kimia. Jakarta: Erlangga.
Sowasono, Haddy. 1987. Biologi Pertanian. Jakarta: Rajawali Press.
Volk dan Wheeler. 1984. Mikrobiologi Dasar (Edisi Kelima Jilid I).
Jakarta: Erlangga.
Winatasasmita, Djamhur. 1986. Fisiologi Hewan dan Tumbuhan.
Universitas Indonesia. Jakarta.
Yekti, S. 1994. Biologi Umum. Jakarta: Erlangga.
Tim Penyusun Ensikopedia Jendela Iptek. 1997. Astronomi. Jakarta:
Balai Pustaka dan Dorling Kindersley.
Tim Penyusun Ensikopedia Jendela Iptek. 1997. Bumi. Jakarta: Balai
Pustaka dan Dorling Kindersley.
Mengenal Ilmuwan yang Bekerja dengan Ilmu Fisika Optik
87
Tentang Penulis
Fajar M.N., lahir di Bandung. Aktif menulis di media massa sejak
1991 sampai dengan sekarang. Selain cerita anak, puisi, cerpen, dan
artikel populer, ia juga menulis beberapa buku, di antaranya Adikku
Suka Berkhayal (Penebrit DAR!Mizan, 2004), Uang Koin Ajaib (Penerbit
DAR! Mizan, 2007), Bandung dalam Puisi (antologi penyair Bandung,
YJSB, 1999), Perempuan Berbibir Kupu-Kupu (antologi cerpenis
Bandung, Pustaka Latifah dan Yayasan Tirtasari, 1999), dan Membaca
Pikiran Orang Lain Sejelas Membaca Buku (Penerbit Medpress,
Yogyakarta, 2009). Fajar M.N. adalah nama pena dari Edi Warsidi.
88
Kegunaan Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari