MATERI GEJALA ELEKTROMAGNETIK

MATERI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dalam berbagai panjang gelombang dan frekuensi. Cahaya yang terdiri dari berbagai panjang gelombang dan frekuensi tersebut dinamakan cahaya polikromatik, salah satu contohnya adalah cahaya matahari. Sedangkan cahaya yang hanya terdiri dari satu panjang gelombang dan frekuensi dinamakan cahaya monokromatik, contoh cahaya monokromatik adalah laser.

Teori gelombang elektromagnetik diajukan oleh seorang ahli fisika Inggris, James Clerk Maxwell (1831 -1879). Hipotesis Maxwell yang melahirkan/memunculkan gagasan baru tentang gelombang elektromagnetik. Keberhasilan Maxwell dalam menentukan teori gelombang elektromagnetik membuka cakrawala baru di dunia komunikasi.

A.       Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Gejala-gejala kelistrikan dan kemagnetan erat hubungannya satu sama lain. Hal ini nampak pada gejala-gejala sebagai berikut.

1.      Hipotesis Maxwell

a.       Muatan medan listrik dapat menghasilkan medan listrik di sekitarnya, yang besarnya diperlihatkan oleh hukum Coulomb

b.      Arus listrik atau muatan yang mengalir dapat menghasilkan medan magnet di sekitarnya yang besar dan arahnya ditunjukan oleh hukum Bio-Savart atau hukum Ampere

c.       Perubahan medan magnetik dapat menimbulkan GGL induksi yang dapat menghasilkan medan listrik dengan aturan yang diberikan oleh hukum Induksi Faraday.

Pada ketiga teori ini terdapat hubungan antara listrik dengan medan magnet. Muatan listrik yang diam menghasilkan medan magnet. Muatan listrik yang bergerak dapat menghasilkan medan magnetik. Perubahan medan magnetik akan menghasilkan medan listrik.

Gelombang elektromagnetik tersusun atas perambatan medan listrik E dan medan magnet B yang saling tegak lurus satu sama lain. Perhatikan gambar berikut.

Menurut Maxwell kecepatan merambat gelombang elektromagnetik bergantung dari listrik  kemagnetan dan kelistrikan medium atau tidak bergantung dari amplitudo getaran medannya.

Maxwell berhasil menunjukan bahwa cahaya tampak merupakan bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik dan juga berhasil memprediksi kelajuan cahaya denga menggunakan persamaan sebagai berikut :

Teori gelombang elektromagnetik Maxwell didukung oleh Heinrich Hertz yang berhasil membangkitkan dan mendeteksi adanya gelombang elektromagnetik dari sebuah percobaan dengan menggunakan listrik.

2.      Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Pada dasarnya radiasi gelombang elektromagnetik terdiri dari beberapa gelombang dengan frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda, tetapi mempunyai laju yang sama, yaitu kira-kira 3 x 10⁸ m/s. Gelombang-gelombang elektromagnetik dengan frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda tersebut disebut dengan “spektrum”, yang terdiri dari gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma. Rentang spektrum gelombang elaktromagnetik ditunjukan oleh gambar sebagai berikut.

 

Gelombang-gelombang elektromagnetik yang berjalan di ruang hampa memiliki laju yang sama dengan laju cahaya , dan berlaku persamaan berikut ini.

Contoh :

Sebuah pemancar radio bekerja pada daerah frekuensi  600 kHz dan 900 kHz. Berapa panjang gelombang siaran yang diterima pesawat radio?

Jawab :

B.        Penggunaan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari

1.      Gelombang radio

Suatau rangkaian elektronika yang biasanya disebut dengan osilator dapat membangkitkan gelombang radio yang dapat dipancarkan dan diterima dengan menggunakan alat yang disebut antena. Gelombang radio dapat dibedakan berdasarkan rentang frekuensi dan panjang gelombang

Berdasarkan rentang frekuensi, gelombang radio dibedakan menjadi :

-          Frekuensi rendah (30 kHz - 300 kHz)

-          Frekuensi sedang (300 kHz - 3 MHz)

-          Frekuensi tinggi (3 MHz - 30 MHz )

-          Frekuensi sangat tinggi (30 MHz - 300 MHz)

-          Frekuensi ultra tinggi (300 MHz – 3 GHz)

-          Frekuensi super tinggi (lebih dari 3 GHz)

Sedangkan, berdasarkan panjang gelombangnya, gelombang radio dibedakan menjadi :

-          Gelombang panjang (1500 m)

-          Gelombang sedang (300 m)

-          Gelombang pendek (30 m)

-          Gelombang sangat pendek (3 m)

-          Gelombang ultra pendek (30 cm)

-          Gelombang mikro (3 cm)

Gelombang radio banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, seperti komunikasi jarak jauh, radar, satelit komunikasi, dan telepon. Gelombang radio yang digunakan dalam komunikasi adalah gelombang sedang (frekuensinya sekitar 1 MHz).

Gelombang sedang dapat dipantulkan oleh lapisan atmosfer bumi yaitu pada lapisan ionosfer, sehingga informasi yang dibawa oleh gelombang medium dapat mencapai tempat-tempat yang jauh dari pemancar.

a.       Gelombang radio Amplitude Modulation (AM)

Pada sistem ini gelombang suara dipancarkan oleh gelombang radio, dengan gelombang radio mengalami perubahan amplitudo sesuai dengan amplitude suara, gelombang AM mempunyai frekuensi antara 10⁴ Hz sampai 10⁹ Hz.

Keuntungan radio AM adalah sebagai berikut :

1)      Sangat baik untuk membawa informasi berita

2)      Dapat menjaga seluruh tempat di permukaan bumi, hal ini disebabkan energi gelombang yang dipancarakan tidak mampu menembus lapisan ionosfer dan dipantulkan kembali ke perukaan bumi.

Kelemahannya : mudah di pengaruhi oleh gejala kelistrikan di udara, akibatnya terdengar suara brisik.

b.      Gelombang radio Frequency Modultion (FM)

Pada gelmbang FM, frekuensi gelombang radio mengalami gangguan pada rapatannya sesuai dengan amplitudo gelombang suara.

Keunggulan system FM antara laian sebagai berikut :

1)      Digunakan untuk komunikasi antarsatelit, karena mampu menembus lapsan ionosfer

2)      Kualitas suara lebih bagus, karena bebas dari gangguan kelistrikan

Kelemahannya : tidak dapat menjangkau tempat yang jauh, karena tidak dapat dipantulkan ionosfer bumi.

2.      Gelombang televisi

Pemancar televisi bekerja dengan menggunakan perubahan frekuensi dalam pengiriman informasi yang digabung denga sinyal audio (suara) audio (gambar). Frekuensi yang digunakan dibedakan atas Ultra High Frekuency (UHF) atau Very High Frekuency (VHF).

3.      Gelombang mikro atau Rader

Gelombang mikro dibangkitkan oleh rangkaian elektrode  seperti rangkaianosilasi listrik. Alat-alat klyson, magketron, dan Travelling Wave Tube (TMT). Gelombang mikro adalah gelombang pendek (1 mm – 30 cm) dengan frekuensi sekitar 10¹⁰ Hz, sehingga dapat digunakan pada system radar yang difungsikan untuk navigasi pertahanan udara, untuk mempelajarai sifat atom dan molekul dari suatu zat dan untuk mengukur kedalaman laut.

4.      Sinar inframerah

Sinar inframerah dibangkitkan oleh electron dalam molekul yang digetarkan, misalnya jika benda dipanaskan. Rentang panjang gelombang antara 7,8x10^-4m - 10³m. Frekuensi anatara 3 x 10^-11m -4 x 1-4³Hz. Dengan energi yang tinggi mampu menembus kabut dan awan tebal sehingga dapat digunakan untuk membuat foto jarak jauh. Dalam bidang kedokteran digunakan untuk penyianaran pada proses penyembuhan penyakit encok, dan cacar.

5.      Cahaya tampak

Cahaya tampak yang mempunyai frekuensi 10¹⁵Hz dibamgkitkan oleh molekul dan atom-atom karena electron-elektron luasnya mengalami perpindahan energi.  Cahaya tampak berfungsi sebagai alat bantu untuk penglihatan mata. Cahaya tampak terdiri dari warna, jingga, kuning, hijau, biru dan ungu.

6.      Sinar Ultraviolet

Cahaya ultraviolet yang mempunyai frekuensi 10¹⁵ Hz sampai 10¹⁶ Hz memiliki panjang gelombang 6 x 10^-8m sampai 3,6x10^-7m. Matahari merupakan sumber dari gelombang ultraviolet.

Kegunaannya antara lain sebagai berikut :

a.       Menghitamkan plat foto

b.      Membunuh kuman-kuman

c.       Digunakan untuk pembuatan IC

7.      Sinat-X

Sinar X memiliki panjang gelombang antara 10^-18 m sampai 10^-8 m. sinar X memiliki daya tembus yang kuat karena memiliki energy yang besar. Sinar X dapat diperoleh dengan cara menmbak inti atom. Sinar X digunakan sebagai lat diagnosa kesehatan, misalnya untuk Rontgen, sinar X juga digunakan untuk menganalisis struktur atom dan Kristal. Sinar X memiliki frekuensi 10¹⁶ Hz sampai 10²⁰Hz.

Kelemahannya : pemeriksaan anggota tubuh dengan sinar tidak boleh terlalu lama, karena membahayakan.

8.      Sinar Gamma

Sinar gamma dihasilkan oleh bahan-bahan radioaktif karena aktivitas inti atomnya. Sinar gamma memiliki frekuensi terbesar dalam spekrum gelombang elektromagnetik, yaitu 10²⁰ Hz – 10²⁵ Hz dengan panjang gelombang atom 1A⁰ – 10^-4 A⁰. Sinar ini memiliki daya tembus yang sangat besar, mampu menembus timah besi. Sinar ini dihasilkan oleh atom-atom yang tidak stabil.

Kelemahannya ; jika diserap pada jaringan hidup sinar gamma akan menyebabkan efek yang serius seperti mandul dan kanker

hubungan antara tegangan hambatan dan kuat arus listrik searah

hubungan antara tegangan hambatan dan kuat arus listrik searah

Dalam arus listrik terdapat hambatan listrik yang menentukan besar kecilnya arus listrik. Semakin besar hambatan listrik, semakin kecil kuat arusnya, dan sebaliknya. George Simon Ohm (1787-1854), melalui eksperimennya menyimpulkan bahwa arus I pada kawat penghantar sebanding dengan beda potensial V yang diberikan ke ujung-ujung kawat penghantar tersebut: I ~ V. Misalnya, jika kita menghubungkan kawat penghantar ke kutub-kutub baterai 3 Volt, maka aliran arus akan menjadi dua kali lipat jika dihubungkan ke baterai 6 Volt.

Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar tidak hanya bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang dimiliki kawat terhadap aliran elektron. Kuat arus listrik berbanding terbalik dengan hambatan: I ~ 1/R. Ini maksudnya semakin besar hambatan suatu penghantar maka kuat arus yang mengalir semakin kecil, begitu juga sebaliknya semakin kecil hambatan suatu rangkaian maka kuat arus yang mengalir pada rangkaian itu semakin besar. Misalnya, jika suatu rangkaian dipasang hambatan 6 ohm (Ω), maka aliran arus akan menjadi dua kali lipat jika dipasang hambatan yang besarnya 6 ohm (Ω).

Aliran elektron pada kawat penghantar diperlambat karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat. Makin besar hambatan ini, makin kecil arus untuk suatu tegangan V. Dengan demikian, arus I yang mengalir berbanding lurus dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar dan berbanding terbalik dengan hambatannya. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Ohm, dan dinyatakan dengan persamaan:

I = V/R

Dengan R adalah hambatan kawat atau suatu alat lainnya, V adalah beda potensial antara kedua ujung penghantar, dan I adalah arus yang mengalir. Hubungan ini sering dituliskan:

V = I . R

Dalam satuan internasional (SI), hambatan dinyatakan dalam satuan volt per ampere (V/A) atau ohm (Ω). Grafik hubungan antara arus I dan beda potensial V, serta kuat arus I dan hambatan listrik R, ditunjukkan seperti pada gambar berikut.

Implikasi Hukum Ohm Dalam Diri

Apa implikasi dan makna yang Anda peroleh dari hukum ohm tersebut? Tidak hanya pada rangkaian listrik saja terjadi hukum ohm, di dalam diri kita juga akan berlaku hukum ohm. Misalkan untuk menghasilkan sesuatu yang besar dalam belajar (sukses) maka anda harus menggurangi hambatan-hambatan yang ada di dalam diri. Hambatan yang terbesar yang ada dalam diri kita adalah rasa malas (zona nyaman). Rasa malas ini kalau dikaitkan dengan teori fisika yaitu Hukum Pertama Newton (Hukum Kelembaman). Rasa malas itulah yang anda harus kurangi (kalau bisa dihilangkan) jika anda ingin sukses dalam belajar (“menghasilkan sesuatu yang besar”). Apakah hanya menghilangkan rasa malas saja kita bisa menjadi sukses?

Tidak hanya menghilangkan rasa malas saja orang bisa menjadi sukses. Selain mengurangi rasa malas, Anda juga harus mampu meningkatkan beda potensial yang ada dalam diri. Beda potensial yang dimaksud adalah potensi yang anda miliki. Ingat setiap orang memiliki potensi yang berbeda-beda. Jadi bangkitkan dan kembangkan potensi yang anda miliki. Jika anda tidak membangkitkan dan mengembangkan potensi yang anda miliki maka lama-kelamaan potensi yang anda milki akan menjadi nol. Layaknya sebuah baterai, jika tidak pernah di isi maka lama-kelamaan baterai itu tidak akan berguna lagi jika digunakan terus menerus. Agar bisa dipakai, maka baterai tersebut harus ditambah beda potensialnya. Begitu juga yang ada dalam diri kita. Bagaimana cara membangkitkan dan mengembangkan potensi dalam diri kita?

Sebelum mengembangkan potensi, terlebih dahulu anda harus mengetahui potensi apa yang anda miliki. Setelah tahu potensi yang anda miliki maka anda harus mengasah potensi diri anda secara disiplin. Jadi untuk mencapai kesuksesan anda harus menghilangkan hambatan yang ada dalam diri (rasa malas/lembam) dan mengembangkan potensi diri (beda potensial).

MATERI RELATIVITAS

Relativitas

TEORI RELATIVITAS

Perambatan gelombang memerlukan medium .

             Gelombang mekanik seperti seperti gelombang bunyi memerlukan medium yang berwujud  yang berwujud padat, cair dan gas. Sedangkanuntuk perambatan gelombang elektromagnetik atau cahaya para ahli menduga adanya sejensi medium yang disebut eter. Eter ini ada di mana – mana , juga di hampa udara. Gelombang cahaya yang berasal dari matahari sampai di bumi akan terjadi jika ada eter..

             Dugaan para ahli ternyata tidak benar setelah Michelson dan Morley mengadakan percobaan untuk menguji kebenaran adanya eter tersebut. Hasil percobaannya menunjukkan bahwa kecepatan cahaya dari segala arah sama dan tidak tergantung  pada gerak bumi. Hal ini membuktikan bahwa tidak ada eter di alam semstesta ini.

11.1. TEORI RELATIVITAS EINSTEIN

Dengan tiadanya teori eter di alam semesta ini Einstein pada tahun 1905 mengumumkan teori relativitas yang terbagi atas dua bagian :

·    Teori Relativitas khusus, yang menyangkut benda – benda yang bergerak beraturan relative terhadap benda – banda lain

·    Teori relativitas umum, yang menyangkut benda – benda yang bergerak dipepe rcepat relative terhadap benda – benda lain

Teori Relativitas Khusus berdasarkan dua postulat yaitu :

·    Postulat pertama

Hukum – hokum fisika boleh dinyatakan dengan susunan persamaan yang sama untuk semua  

Contoh :

Dua percobaan yang sama dilakukan masing – masing di atas kapal dan di daratan. Percobaan – percobaan itu akan memberikan hasil yang sama dan tidak bergantung pada kerangka acuan (kapal) dan kerangka acuan yang diam (daratan).

·    Postulat ke dua :

·    Kecepatan  cahaya di dalam ruang hampa untuk semua pengamat samadan tidak tergantung pada gerak sumber cahaya ataupun pengamatnya.

Contoh :

·         Kecepatan cahaya di alam semesta dalam segala arah selalu sama. Tidak ada kecepatan relative untuk cahaya dalam ruang hampa. Kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah suatu tetapan universal.

11.2.   RELATIVITAS KECEPATAN BENDA

             Pengamatan terhadap orang yang berjalan di dalam gerbong kereta sesuai aturan Newton dapat dituliskan dengan : jika kecepatan benda A terhadap benda B dinyatakan dengan V_AB dan kecepatan benda B terhadap  benda C = V_BC , maka kecepatan benda A terhadap benda benda C dinyatakan dalam bentuk rumus :

V_AC = V_AB + V_BC

Sedangkan menurut aturan Einstein , kecepatan benda A terhadap benda C dinyatakan dalam bentuk rumus :

Untuk benda – benda dengan kecepatan yang jauh di bawah kecepatan cahaya kedua aturan ini memberikan hasil perhitungan yang sama. Tetapi utnuk benda – benda yang mempunyai kecepatan mendekati kecepatan cahaya aturan Einstein menunjukkan keunggulan.

Contoh soal :

1.       Seorang berjalan dengan kecepatan 5 Km / jam di dalam gerbong yang melaju dengan kecepatan 75 km / jam . Arah gerak orang dan arah gerak gerbong sama. Hitung kecepatan orang terhadap tanah

2.       Kecepatan pesawat A terhadap B adalah 0,3c sedang kecepatan pesawat B terhadap pengamat di bumi adalah 0,8c. Tentukan kecepatan pesawat A terhadap pengamat di bumi.

2. Kontraksi Lorentz

Teori relati vitas membawa pengaruh terhadap pengukuran  panjang suatu benda yang bergerak terhadap  kontraksi Lorentz atau penyusutan panjang.atau  ditulis dalam bentuk persamaan:

Keterangan :

l= Panjang benda bergerak yang diamati oleh pengamat yang diam (m)

lo = Panjang benda diam pada  suatu pada suatu kerangka acuan (m)

v = Kecepatan benda terhadap kerangka acuan (m/s)

c = kecepatan cahaya  (3 x 10 m/s)

sejajar den gan kecepatan v, benda akan mengalami perubahan panjang . Dimana panjang benda seolah – olah menyusut

Contoh soal :

1. Sebuah benda dalam keadaan diam panjangnya 10 meter. Benda bergerak dengan kecepatan 0,8 csearah dengan panjangnya. Hitung panjang benda saat bergerak ?

2.   Sebuah batang terikat pada sebuah roket yang sedang meluncur dengan kecepatan   c, menurut awak pesawat , panjang batang adalah 2 meter. Berapakah panjang batang tersebut menurut pengamat yang diam terhadap bumi.

3.   Dilatasi Waktu

Menurut Einstein bahwa waktu adalah sesuatu yang relative. Di dalam suatu kerangka acuan yang bergerak terhadap seorang pengamat yang diamterdapat lonceng yang menunjukkan selang waktu ∆to. Selang waktu yang diamati oleh pengamat tersebut adalah  ∆t lebih lamat dari pada ∆to. Beda waktu yang merupakan perpanjangan waktu pengamatan  bagi pengamat diamdisebut dilatasi waktu. Menurut Einstein hubungan antara kedua selang waktu itu dirumuskan dengan :

 = Selang waktu yang diukur oleh pengamat yang relative bergerak (s)

 =Selang waktu yang diukur oleh pengamat yang relative diam (s)

v = kecepatan relative pengmat yang bergerak terhadap pengamat yang diam (m/s)

c = kecepatan cahaya ( 3 x 10⁸ m / s)

contoh soal :

1.   Sebuah pesawat antariksa bergerak selama satu tahun menurut waktu di dalam pesawat. Jika waktu itu sesuai dengan dua tahun waktu di bumi. Tentukan kecepatan pesawat.

2.   Pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6 c terhadap bumi. Orang di bumi melihat nyala lampu selama 8 sekon dari pesawat itu. Nyala lampu menurut orang yang berada di dalam pesawat adalah ….

4.   Massa Realativ istik

Untuk gerakan – gerakan benda dengan kecepatan relative kecil tidak terjadi perubahan massa. Perubahan itu baru tampak jika kecepatannya mendekati kecepatan cahaya. Oleh Einstein hubungan massa diam dan massa bergerak yang ditinjau oleh pengamat dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan :

m = Massa benda dalam keadaan bergerak (Kg)

mo = Massa benda dalam keadaan diam (Kg)

v = Kecepatan benda (m/s)

c = Kecepatan cahaya ( 3 x 10⁸ m / s)

Contoh soal :

1.   Jika massa diam benda 5 Kg , hitunglah massa benda bergerak dengan kecepatan  (12/13) c ?.

2.   Berapakah kecepatan sebuah partikel  yang massanya sebesar 5/3  massa diamnya  ?.

5.   Momentum Relativistik

Sebuah benda yang bermassa bergerak dengan kecepatan v menurut mekanika klasik  dirumuskan dengan  p = mv. Jika kecepatan mendekati kecepatan cahaya maka momentum benda akan mengalami perubahan. Pada saat itu momentum benda dikatan dengan momentum Relativistik.

 Dimana dari persamaan mekanika klasik dapat digunakan massa relativitas, sehingga persamaannya

Keterangan :

m = Massa benda dalam keadaan bergerak (Kg)

mo = Massa benda dalam keadaan diam (Kg)

v = Kecepatan benda (m/s)

c = Kecepatan cahaya ( 3 x 10⁸ m / s)

p = momentum relativistic(Kg m / s)                                                                          

Contoh soal :

1.   Sebuah electron memiliki massa 9,1 x 10^-31 Kg, bergerak dengan kecepatan 0,96 c, dimana kecepatan cahaya ( c ) = 3,0 x 10⁸ m/s. Hitunglah momentum electron tersebut ?.

2.   Sebuah benda memiliki massa diam sebesar 5 Kg, bergerak dengan kecepatan    c  hitunglah momentum benda tersebut ?.

6.   Energi Relativistik

Menurut  hukum Newton jika ada sebuah gaya terus menerus diperbesar maka percepatan yang dihasilkan dapat melebihi kecepatan cahaya, sedangkan menurut teori Relativitas ini tidak benar, sehingga untuk benda yang bergerak mendekati cahaya sehingga persamaan Energi kineticnya  :

Sehingga energi kinetik relativistic dapat dituliskan :

    Energi merupakan hasil perkalian antara massa dan kuadrat kecepatan mutlak, Jadi ada keseta raan antara massa dan energy. Bila partikel memiliki massa m , berrarti partikel tersebut memiliki energy total sebesar :

E = m c²

Kesetaraan antara massa dan energy ini dikemukakan pertama kali oleh Einstein dan dikenl dengan

dengan Hukum Kesetaraan massa energy Einstein

Kesimpulan :

Energi kinetic sebuah partikel yang bergerak relativistic ( mendekati kecepatan cahaya ) sama

dengan selisih antara antara en ergi total dengan energy diamnya.

MATERI ALAT OPTIK

ALAT OPTIK

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, seperti: cermin, lensa, serat optik atau prisma.

MATA

Mata merupakan salah satu contoh alat optik, karena dalam pemakaiannya mata membutuhkan berbagai benda-benda optik seperti lensa.

 

Kornea adalah bagian mata yang melindungi permukaan mata dari kontak dengan udara luar.

Iris adalah selaput tipis yang berfungsi untuk mengatur kebutuhan cahaya dalam pembentukan bayangan.

Lensa adalah bagian mata yang berfungsi untuk memfokuskan bayangan pada retina.

Retina berfungsi sebagai layar dalam menangkap bayangan benda, di tempat ini terdapat simpul-simpul syaraf optik.

Otot siliar berfungsi untuk mengatur daya akomodasi mata.

Pembentukan bayangan pada mata

KAMERA

Kamera merupakan alat optik yang dapat memindahkan/mengambil gambar dan menyimpannya dalam bentuk file, film maupun print-out. Kamera menggunakan lensa positif dalam membentuk bayangan. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.

 

Bagian-bagian dari kamera secara sederhana terdiri dari:

1. Lensa cembung
2. Film
3. Diafragma
4. Aperture

 

LUP

Lup  adalah alat optik yang memiliki fungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lensa yang digunakan adalah lensa cembung. Bayangan yang dibentuk oleh lup memiliki sifat: maya, tegak, dan diperbesar.

 

Ada dua cara bagaimana menggunakan lup yaitu:

1.     1. Dengan cara mata berakomodasi maksimum

2.    2. Dengan cara mata tidak berakomodasi

Pada mata berakomodasi maksimum

·         Si = -PP = -Sn

Ø  Perbesaran sudut atau perbesaran angular

Pada mata tak berakomodasi

·         Si = -PR

·         So = f

Ø  Perbesaran sudut

M = perbesaran sudut

PP = titik dekat mata dalam meter

f = Jarak fokus lup dalam meter

TEROPONG

Teropong atau teleskop adalah sebuah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh sehingga tampak lebih jelas dan lebih dekat. Secara umum teropong terdiri atas dua buah lensa positif. Satu lensa mengarah ke obyek dan disebut lensa obyektif dan satu lensa mengarah ke mata dan disebut lensa okuler.

Prinsip utama pembentukan bayangan pada teropong adalah: lensa obyektif membentuk bayangan nyata dari sebuah obyek jauh dan lensa okuler berfungsi sebagai lup. Panjang teropong adalah jarak antara lensa obyektif dan lensa okulernya.

Ø  Teropong Bintang

Teropong bintang digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang ada di langit (bintang). Teropong bintang terdiri dari sebuah lensa cembung yang berfungsi sebagai lensa obyektif dengan diameter dan jarak fokus besar, sedangkan okulernya adalah sebuah lensa cembung dengan jarak fokus pendek.

Ø  Teropong Bumi

Teropong bumi digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang jauh dipermukaan bumi. Teropong ini akan menghasilkan bayangan yang nampak lebih jelas, lebih dekat dan tidak terbalik. Teropong bumi terdiri dari tiga lensa positif dan salah satunya berfungsi sebagai pembalik bayangan.

Ø  Teropong Panggung

Teropong panggung adalah teropong yang mengkombinasikan antara lensa positif dan lensa negatif. Lensa negatif digunakan sebagai pembalik dan sekaligus sebagai okuler. Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperkecil.

MIKROSKOP

Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil. Mikroskop yang paling sederhana menggunakan kombinasi dua buah lensa positif, dengan panjang titik fokus obyektif lebih kecil daripada jarak titik fokus lensa okuler.

 

Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum.

 

Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

Keterangan:

S_(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter

S’_(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

PP = titik dekat pengamat dalam meter

f_(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

 

Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi.

 

Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

S_(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter

S’_(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

PP = titik dekat pengamat dalam meter

f_(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

 

Panjang Mikroskop

Panjang mikroskop diukur dari jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler. Untuk masing-masing jenis pengamatan, panjang mikroskop dapat dihitung dengan cara yang berbeda.

A.   Mata berakomodasi maksimum

d = Si_(Ob) + So_(Ok)

B.    Mata tak berakomodasi

d = Si_(Ob) + f_(Ok)

Keterangan:

d = panjang mikroskop dalam meter

Si_(Ob) = jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

So_(Ok) = jarak benda lensa okulerdalam meter

f_(Ok) = jarak fokus lensa okuler dalam meter

 

PENERAPAN ALAT OPTIK

Penerapan alat optik dalam kehidupan sehari-hari di antaranya kamera untuk memotret gambar, lup untuk melihat benda-benda agar terlihat lebih jelas/besar, mikroskop untuk mengamati sel atau jaringan yang tidak dapat teramati dengan mata telanjang.