307
15
Bab
Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu: Hasil yang harus kamu capai:
Alat Optik
Pada bab sebelumnya kamu telah mempelajari sifat-sifat cahaya, di antaranya dapat dipantulkan dan
dibiaskan. Kamu pun sudah mempelajari sifat-sifat benda yang dapat memantulkan cahaya, misalnya cermin, dan
benda yang dapat membiaskan cahaya, misalnya lensa. Dengan mempelajari kedua sifat benda tersebut, kamu
dapat memanfaatkannya untuk membantu keterbatasan penglihatan manusia.
Alat yang cara kerjanya memanfaatkan prinsip peman- tulan dan pembiasan cahaya disebut alat optik. Alat optik
yang sering digunakan adalah kacamata, kaca pembesar lup, mikroskop, kamera, dan periskop. Akan tetapi, dari
sekian banyak alat optik yang diciptakan manusia, tidak ada satu pun alat optik yang dapat menyaingi ciptaan Tuhan,
yaitu mata. Oleh karena itu, menjadi kewajibanmu untuk mensyukuri dan memeliharanya.
Sumber: www.pemed.com
memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang, dan optika dalam produk teknologi sehari-hari.
mendeskripsikan alat-alat optik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
A. Mata
B. Kamera
C. Lup
D. Mikroskop
E. Periskop
Di unduh dari : Bukupaket.com
308
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Untuk mempermudahmu dalam mempelajari bab ini, pelajarilah diagram alur yang disajikan sebagai berikut.
Alat optik yang dibuat manusia sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Dengan teropong, kamu dapat
melihat benda-benda yang jauh. Untuk melihat benda-benda renik, kamu dapat meggunakan mikroskop.
Dalam bab ini kamu akan mempelajari beberapa alat optik yang sering digunakan, di antaranya kamera, mata, lup,
mikroskop, dan periskop.
Lensa kristalin
Cairan aqueous
dapat diatasi
dapat diatasi
dapat diatasi
terdiri atas terdiri atas
dapat menderita membentuk
Retina Mikroskop
Kamera
Bayangan nyata, terbalik, dan
diperkecil Lup
Mata Periskop
Alat Optik
Hipermetropi Miopi
Presbiopi Kornea
Iris
Lensa cekung -
Kacamata rangkap
Lensa cembung +
Diagram Alur
Di unduh dari : Bukupaket.com
309
Alat Optik
Pikirkan jawaban pertanyaan berikut sebelum kamu membaca uraian materi bab ini. Kemudian, periksa kembali jawabanmu setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki dengan jawaban
tersebut? 1.
Apakah yang disebut alat optik? 2.
Apakah persamaan dan perbedaan antara mata dan kamera?
3. Karena sesuatu hal, mata kita jadi berkurang
fungsinya sehingga mata kita menjadi cacat. Apa saja cacat mata itu?
A. Mata
Kamu diberkati oleh Tuhan sepasang mata sebagai indera untuk melihat. Anugerah tersebut memungkinkan manusia
dapat menikmati keindahan alam ini. Tahukah kamu bahwa matamu seperti kamera? Bagian-bagian kamera semuanya
ada di matamu. Manusia telah menjiplak alat optik yang maha sempurna, yaitu mata.
1. Bagian-Bagian Mata
Mata manusia memiliki bagian-bagian yang sangat sempurna. Berikut adalah bagian-bagian mata yang perlu
kamu ketahui.
a. Kornea
Kornea merupakan bagian mata yang bersifat tembus pandang dan berfungsi sebagai pelindung matamu. Agar
tetap bening dan bersih, kornea ini dibasahi oleh air mata yang berasal dari kelenjar air mata.
b. Cairan Aqueous
Di belakang kornea terdapat cairan yang disebut cairan aqueous yang berfungsi untuk membiaskan cahaya yang
masuk sehingga terfokus ke lensa mata.
c. Iris atau Selaput Pelangi
Iris terdapat di belakang kornea dan berpigmen. Pigmen ini menentukan warna pada mata seseorang. Pernahkah
kamu melihat seseorang atau binatang memiliki mata berwarna biru, cokelat, atau hitam?
d. Pupil
Pupil terdapat di tengah-tengah iris. Pupil dapat mengecil dan membesar, seperti fungsi diafragma pada kamera. Pupil
membuka dan menutup secara otomatis bergantung pada cahaya yang masuk. Jika cahaya terang, pupil akan mengecil,
sedangkan ketika gelap, pupil akan membesar.
Iris Retina
Pupil Lensa
Kornea
Sumber: www.saphire.co.id.
Tes Materi Awal
Gambar 15.1
Bagian-bagian mata
Di unduh dari : Bukupaket.com
310
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Normal Terang
Gelap
e. Retina
Retina merupakan selaput yang mengandung sel-sel indera. Retina berfungsi sebagai layar, tempat terbentuknya
bayangan, seperti halnya pelat ilm pada kamera.
f. Lensa Kristalin
Lensa kristalin merupakan lensa mata yang terbuat dari bahan bening, berserat, dan kenyal. Lensa mata berbeda
dengan lensa kamera, tetapi memiliki fungsi yang sama. Pada kamera, untuk memfokuskan bayangan pada pelat
ilm, lensa kamera harus dimajukan atau dimundurkan. Pada mata, untuk memfokuskan bayangan pada retina, yaitu
dengan mencembungkan atau memipihkan lensa. Daya untuk membuat lensa mata cembung dan memipih sesuai
dengan jarak benda yang dilihat disebut daya akomodasi.
2. Bagaimanakah Kamu Dapat Melihat?
Agar benda terlihat jelas oleh mata, bayangannya harus tepat di retina. Retina terdiri atas dua bagian, yaitu bintik
kuning yang peka terhadap cahaya dan bintik buta yang tidak peka terhadap cahaya. Pada retina terdapat serabut-serabut
sel saraf mata. Jika kamu melihat sebuah benda, sel-sel saraf tersebut akan menyampaikanya ke otakmu. Oleh sebab itu,
agar kamu dapat melihat benda dengan jelas, bayangan harus jatuh di bintik kuning.
Suatu benda hanya dapat kamu lihat apabila ada cahaya. Cahaya yang dipantulkan dari benda akan masuk
ke dalam matamu melalui kornea dan dibiaskan oleh cairan di belakang kornea agar jatuh pada lensa. Oleh lensa mata
diatur sedemikian rupa sehingga bayangannya jatuh di retina. Rangsangan cahaya yang diterima oleh sel-sel indera,
kemudian diteruskan ke saraf mata, selanjutnya disampaikan ke pusat penglihatan di otak untuk diterjemahkan. Perasaan
mengungkapkan bahwa kamu dapat melihat sesuatu.
Ketika kamu melihat benda yang jauh, cahaya yang dipancarkan dari benda dianggap oleh mata sebagai cahaya
sejajar dan oleh lensa mata akan difokuskan tepat di retina sehingga lensa mata memipih.
Gambar 15.2
Ukuran pupil pada keadaan normal, terang, dan gelap.
Gambar 15.3
Bayangan yang dibentuk pada mata.
Gambar 15.4
Lensa akan mengecil ketika melihat benda jauh.
Di unduh dari : Bukupaket.com
311
Alat Optik
Pada saat kamu melihat benda yang dekat, cahaya dianggap dari satu titik menyebar masuk ke mata melalui
kornea dan cairan belakang kornea sehingga cahaya tepat jatuh di retina.
Tuhan telah memberikan kesempurnaan pada mata manusia sehingga dapat memberikan gambaran tiga dimensi
kepada benda yang dilihatnya. Jarak mata kiri dan mata kanan sekitar 7 cm. Mata kiri dan kanan masing-masing
memberikan gambaran benda yang sedikit berbeda. Kedua sisi pandangan ini kemudian disatukan dan diolah di dalam
otak sehingga membentuk gambaran yang sempurna.
a b
Sumber: www.pagaralam.go.id dan www.nlm.nih.gov
3. Cacat Mata
Orang yang bermata normal dapat melihat benda-benda jauh ataupun dekat dengan normal. Hal ini disebabkan daya
akomodasi mata yang masih baik. Mata yang masih normal disebut emmetrop. Mata normal akan melihat dengan jelas
sedekat-dekatnya 25 cm dan sejauh-jauhnya tak terhingga.
Tidak semua orang memiliki titik dekat dan titik jauh yang normal. Ada beberapa orang yang sudah tidak dapat
melihat dengan jelas benda-benda dekat atau atau tidak bisa melihat benda-benda jauh, atau kedua-duanya. Hal ini
disebabkan otot iris sudah tidak dapat membuat akomodasi maksimum atau minimum. Orang seperti itu disebut
memiliki cacat mata. Cacat mata dibedakan menjadi tiga jenis, antara lain miopi rabun jauh, hipermetropi rabun
dekat, dan presbiopi mata tua.
Gambar 15.5
Lensa mata akan membesar ketika melihat benda dekat.
Gambar 15.6
a Mata kiri dan kananmu dapat melihat b peman dangan
dengan sempurna.
Gambar 15.7
Mata normal memiliki titik dekat berjarak 25 cm dan titik
jauh berjarak tak berhingga.
Di unduh dari : Bukupaket.com
312
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
a. Miopi
Miopi atau rabun jauh adalah salah satu jenis cacat mata yang penglihatannya tampak buram jika melihat
benda-benda jauh. Hal ini disebabkan bola mata terlalu tebal. Kecilnya daya akomodasi menyebabkan berkas cahaya
yang seharusnya tiba di retina berpotongan di depan retina. Dengan kata lain, bayangan berada jauh di depan retina.
Untuk menolong cacat mata miopi, kamu harus menggunakan lensa yang dapat menyebarkan sinar agar
bayangan tepat di retina. Lensa tersebut adalah lensa cekung atau lensa negatif yang bersifat divergen.
a b
b. Hipermetropi
Selain ada orang yang tidak dapat melihat dengan jelas benda-banda jauh, ada pula orang yang tidak dapat melihat
dengan jelas benda-benda dekat lebih besar dari 25 cm. Cacat mata seperti ini disebut hipermetropi atau rabun dekat.
Pada umumnya, rabun dekat disebabkan bola mata yang terlalu datar. Berkas sinar bias yang seharusnya berpotongan
di retina akan berpotongan di belakang retina. Akibatnya, penglihatan menjadi buram. Cacat mata rabun dekat harus
ditolong oleh lensa yang dapat mengumpulkan sinar sehingga sinar yang masuk dapat difokuskan di retina. Lensa apakah
itu? Lensa itu adalah lensa cembung atau lensa positif.
a b
Gambar 15.8
Orang yang menderita a cacat mata miopi
b dapat dibantu dengan lensa cekung.
Orang yang tidak dapat melihat dengan jelas jika
melihat benda-benda pada jarak jauh dapat ditolong
dengan .... UAS 2006
a. lensa cembung cekung b. lensa cekung
c. lensa cembung d. lensa silindris
Jawaban b Miopi atau rabun jauh,
dapat ditolong dengan menggunakan lensa cekung.
Pembahasan UN
Gambar 15.9
Orang yang menderita a cacat mata hipermetropi
b dapat dibantu dengan lensa cembung.
Di unduh dari : Bukupaket.com
313
Alat Optik
c. Presbiopi
Presbiopi merupakan cacat mata yang lebih banyak disebabkan oleh faktor usia. Orang yang usianya sudah
lanjut, daya akomodasinya semakin lemah sehingga lensa mata sukar mencembung secembung-cembungnya dan
sukar memipih sepipih-pipihnya. Cacat mata presbiopi adalah cacat mata yang tidak dapat melihat benda-benda
jauh atau dekat dengan jelas. Untuk menolong orang yang menderita cacat mata presbiopi, harus digunakan kacamata
rangkap. Lensa kacamata rangkap terdiri atas lensa cekung untuk melihat benda-benda jauh dan lensa cembung untuk
melihat benda-benda dekat.
Gambar 15.10
Lensa rangkap dapat membantu orang yang memiliki
cacat mata presbiopi.
Tugas 15.1
Coba kamu data teman-temanmu yang menggunakan kacamata. Kemudian, tanyakan kepada temanmu tersebut
jenis kacamata yang digunakannya. Apakah kacamata berlensa + atau berlensa –? Dengan demikian, kamu dapat
mengelompokkannya sebagai rabun dekat atau rabun jauh.
1. Jelaskan bagaimana mata kamu dapat
melihat benda-benda di sekitarmu. Bagai- mana prosesnya?
2. Cacat mata miopi dan hipermetropi
disebabkan bayangan benda jatuh tidak tepat di retina mata. Jelaskan lebih dalam
mengenai hal tersebut.
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 15.1
B. Kamera
Ketika kamu merayakan ulang tahun, alangkah senang - nya jika perayaan ulang tahun tersebut didokumentasikan
dengan foto. Apakah alat yang digunakan untuk mengambil gambar foto tersebut? Kamu sering menggunakannya, bukan?
lensa
diafragma pengatur fokus
pelat ilm a
b
Sumber: www.bythom.com
+ +
– –
Gambar 15.11
a kamera dan b skema kamera sederhana.
Di unduh dari : Bukupaket.com
314
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Bagian utama kamera adalah sebuah kotak hitam kedap cahaya yang pada salah satu sisinya terdapat pelat ilm yang
sensitif terhadap cahaya dan pada sisi depannya terdapat lubang kecil yang disebut diafragma. Diafragma adalah lubang
yang besarnya dapat diatur dan berfungsi untuk mengatur intensitas cahaya yang masuk. Nilai diafragma ditunjukkan
dengan angka dan biasanya terbalik dengan bukaannya. Dengan demikian, semakin besar angka diafragma, semakin
kecil celah diafragma terbuka.
Pada bagian depan kamera terdapat lensa optik yang terbuat dari lensa cembung. Lensa tersebut berfungsi untuk
mengumpulkan cahaya sejajar dari benda sehingga terbentuk bayangan tepat di pelat ilm. Agar bayangan dari benda yang
dekat ataupun yang jauh dapat tepat berada di pelat ilm maka jarak lensa ke pelat ilm dapat diatur ke depan atau ke belakang.
Alat tersebut dinamakan dengan alat pengatur fokus. Selain pengatur fokus juga ada pengatur kecepatan membuka atau
menutup layar. Pada kamera terdapat angka yang menunjukkan kecepatan pembukaan dan penutupan layar. Semakin besar
angkanya, semakin cepat penutupan layar. Kecepatan besar digunakan untuk memotret benda-benda yang bergerak dengan
kecepatan tinggi. Terbentuknya bayangan pada pelat ilm dalam kamera ditunjukkan pada Gambar 15.12.
F
1
M
1
F
2
M
2
Lensa cembung Benda
Bayangan
Perhatikan sinar-sinar istimewa dari benda pada Gambar 15.12. Sinar yang melalui pusat optik akan diteruskan dan sinar-
sinar sejajar akan dibiaskan melalui titik fokus. Bayangan pada kamera selalu nyata, terbalik, dan diperkecil. Dari sifat bayangan
tersebut, di manakah letak bendanya? Tentu harus lebih besar dari pada 2F atau di ruang III. Bayangan yang terbentuk berada
di ruang II dan diperkecil.
Key Point
Hal Penting
Sebuah lensa konvergen tipis dapat digunakan sebagai
kaca pembesar ketika benda ditempatkan pada jarak lebih
pendek daripada panjang fokus lensa.
A thin converging lens can be used as a magnifying glass
when the object is placed at a distance shorter than the focal
length of the lens.
Gambar 15.12
Pembentukan bayangan pada kamera.
1. Jelaskan pengaruh cahaya terhadap pelat
ilm. 2.
Jelaskan proses terjadinya bayangan pada kamera.
3. Apakah lensa pada kamera dan mata
memiliki fungsi yang sama?
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 15.2
Di unduh dari : Bukupaket.com
315
Alat Optik
Gambar 15.13
a lup dan b pembentukan bayangan pada lup.
Tugas 15.2
Lensa-lensa yang digunakan pada alat-alat optik memiliki kemampuan dalam memfokuskan sinar yang berbeda-beda.
Kemampuan tersebut dinamakan kekuatan lensa. Satuan kekuatan lensa adalah dioptri. Nah, sekarang coba kalian cari
literatur tentang hal-hal yang berkaitan dengan topik kekuatan lensa. Bagaimana penerapannya dalam kehidupan sehari-hari?
Tuliskan hasil penca-rianmu dalam bentuk laporan untuk dipresentasikan di depan kelas.
Mengapa untuk menghasilkan bayangan yang tegak dan diperbesar pada lup, benda harus
diletakkan di antara F dan O? bagaimana jika benda diletakkan lebih jauh dari F?
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 15.3
C. Lup
