Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Kamera

Pada saat kamu mengambil gambar suatu benda dengan sebuah kamera, cahaya dipantulkan dari benda tersebut dan masuk ke lensa kamera. Kamera memiliki diafragma dan pengatur cahaya (shutter) untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam lensa. Dengan jumlah cahaya yang tepat akan diperoleh foto atau gambar yang jelas. Sementara itu, untuk memperoleh foto yang tajam dan tidak kabur perlu mengatur fokus lensa. Cahaya yang melalui lensa kamera tersebut memfokuskan bayangan benda pada film foto. Bayangannya nyata, terbalik, dan lebih kecil dari benda aslinya. Perhatikan prinsip kerja kamera sederhana ini dengan diagram cahaya lensa cembung. Ukuran bayangan tersebut bergantung pada panjang fokus lensa, dan jarak lensa itu pada flm tersebut. Jika  diperhatikan, bagian-bagian dari kamera memiliki kemiripan dengan mata.

2. Kaca Pembesar (Lup)

Seberapa besar suatu objek terlihat dengan mata, dan seberapa jelas kita dapat melihat bagian-bagian kecil pada objek tersebut? Hal ini bergantung pada ukuran bayangan objek pada retina. Ukuran bayangan bergantung pada sudut pada mata (lup) yang berhadapan dengan objeknya. Agar mata tidak mudah lelah saat menggunakan lup, letakkan benda tepat di titik fokus lup, sehingga mata tidak berakomodasi.

3. Mikroskop

Jika kamu akan melihat sel, jaringan pada penampang melintang batang tumbuhan, organisme mikroskopis seperti bakteri, alat apa yang akan kamu gunakan? Kamu pasti akan menggunakan mikroskop bukan? Tahukah kamu bagaimana prinsip kerja mikroskop? Mikroskop memiliki dua lensa utama, yaitu lensa okuler dan lensa objektif. Lensa okuler adalah lensa yang posisinya dekat dengan mata pengamat. Lensa objektif adalah lensa yang posisinya dekat dengan objek/benda yang sedang diamati.

Baik lensa okuler maupun lensa objektif merupakan lensa cembung yang memiliki fokus yang berbeda. Benda yang diamati ditempatkan pada sebuah kaca objek dan disinari dari bawah. Cahaya melalui lensa objektif dan membentuk bayangan nyata dan diperbesar. Bayangan itu diperbesar, sebab benda itu terletak di antara satu dan dua jarak fokus lensa objektif. Selanjutnya, bayangan nyata diperbesar lagi oleh lensa okuler untuk menghasilkan bayangan maya dan diperbesar. Susunan lensa seperti ini memungkinkan menghasilkan bayangan ratusan kali lebih besar dari objek aslinya.

4. Teleskop

Kamu tentunya pernah melihat bulan pada malam hari. Apakah kamu dapat melihat secara jelas permukaan bulan dengan menggunakan mata telanjang? Dengan menggunakan sebuah teleskop, kamu akan dapat melihat kawah dan ciri-ciri lain di permukaan bulan secara jelas. Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Teleskop dapat berupa teleskop bias dan teleskop pantul.

sumber; https://latiseducation.com/artikel/217/Cahaya-dan-Alat-Optik-%E2%94%82IPA-Kelas-8

Indra Penglihatan Manusia dan Hewan

Mata adalah organ penglihatan pada manusia dan hewan, berbentuk bulat, memiliki bagian – bagian yang memiliki fungsi berbeda. Mata manusia dilindungi oleh 3 lapisan yaitu lapisan sklera yang membentuk kornea, lapisan koroid yang membentuk iris dan lapisan ketiga (retina). Berikut bagian – bagian mata manusia : 

 Mata berbentuk seperti bola, berdiameter 2,5 cm. Sklera membentuk putih mata, bersambung dengan bagian depan bening (kornea). Kornea bersifat kuat, tembus cahaya, berfungsi melindungi bagian sensitif dibelakangnya dan memfokuskan bayangan pada retina. 

Pupil adalah bagian berwarna hiam yang merupakan jalan masuknya cahaya ke mata. Pupil dikelilingi iris : bagian berwarna pada mata yang letaknya dibelakang kornea. Besar kecilnya pupil dan iris tergantung cahaya yang masuk ke mata. 

Lensa mata berbentuk bikonvex (cembung depan – belakang), bersifat fleksibel, otot siliar yang ada di mata akan membantu mengubah kecembungan mata. Berikut contoh kecembungan lensa mata : 

Ketika melihat benda berjarak jauh, otot siliaris berelaksasi, menyebabkan lensa mata lebih datar (tak berakomodasi). Ketika melihat benda berjarak dekat, otot siliaris berkontraksi, menyebabkan lensa menjadi cembung (akomodasi maksimum). 

Retina : sel yang sensitif terhadap cahaya matahari atau saraf penerima rangsang (fotoreseptor) pada bagian belakang mata. Sel fotoreseptor ada 2 yaitu sel batang dan sel kerucut. Sel batang akan menunjukkan responnya ketika di tempat redup, mampu menerima rangsang sinar tidak berwarna, jumlah selnya sekitar 125 juta. 

Sel kerucut memungkinkan kita melihat warna, tapi membutuhkan cahaya yang lebih terang dari sel batang, jumlah selnya sekitar 6,5 – 7 juta. Berikut struktur sel batang dan sel kerucut : 

Mekanisme cahaya masuk ke mata manusia : cahaya masuk melalui kornea  → merambat melalui pupil → masuk ke lensa mata (bayangan difokuskan) → bayangan terbentuk pada retina → sel khusus di retina mengubah bayangan menjadi impuls → impuls menuju otak dan diterjemahkan sebagai obajek atau benda yang kita lihat. 

Gangguan pada lensa mata dapat menyebabkan seseorang menderita hipermetropi, miopi, buta warna, presbiopi dan astigmatisma. 

Hipermetropi adalah kelainan yang menyebabkan seseorang tidak dapat melihat dengan jelas benda yang jaraknya dekat (± 30 cm). Karena bayangan yang terbentuk jatuh di belakang retina. Penderita dibantu dengan lensa cembung. Berikut perubahan fokus sinar pada hipermetropi : 

Kekuatan lensa kacamata yang diperlukan yaitu :

dengan :
P_H = kekuatan lensa kacamata hipermetropi (D)
s = jarak benda didepan kacamata (Cm) 

  PP (punctum proximum) = titik dekat mata (Cm) 

Miopi adalah kelainan yang menyebabkan seseorang tidak dapat melihat dengan jelas benda yang jaraknya jauh (tak hingga). Karena bayangan yang terbentuk jatuh didepan retina. Penderita dibantu dengan lensa cekung. Berikut perubahan fokus sinar pada miopi : 

Kekuatan lensa kacamata yang diperlukan :

dengan : P_M = daya lensa untuk miopi (D) 

PR (Punctum Remotum) = titik jatuh mata (Cm) 

Baca Juga: Alat Peraga Sistem Tata Surya Karya Siswa

Buta warna adalah kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel – sel kerucut mata untuk menangkap suatu warna tertentu, bersifat menurun, ada 2 jenis yaitu buta warna total dan sebagian. Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih, buta warna sebagian tidak mampu melihat warna tertentu misalnya merah, biru atau hijau saja. 

Untuk menguji buta warna (uji ushihara) digunakan huruf tokek seperti berikut : 

Penderita presbiopi tidak dapat melihat benda berjarak jauh dan berjarak dekat, karena kurangnya daya akomodasi mata. Penderita dibantu dengan lensa rangkap (kacamata bifokal) yaitu kaca mata cekung dan cembung. 

Astigmatisma (silinder) adalah gangguan pada mata karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensa, disebabkan cacat lensa yang tidak dapat memberi gambaran atau bayangan garis vertikal dengan horizontal secara bersamaan sehingga penglihatannya kabur. Penderita dibantu menggunakan kacamata silindris. 

Mata serangga disebut mata majemuk (faset) yang terdiri atas beberapa omatidia (tunggal : omatidium). Omatidia berfungsi sebagai reseptor penglihatan yang terpisah.

Setiap omatidium terdiri atas 5 bagian yaitu :

1). Lensa : permukaan depannya merupakan satu faset mata majemuk

2). Kerucut kristalin : dapat menembus cahaya 

3). Sel – sel penglihatan : peka terhadap cahaya 

4). Sel – sel yang mengandung pigmen : pemisah antar omatidia 

Setiap omatidium menangkap informasi penglihatan dari satu objek yang dilihat serangga dari arah yang berbeda – beda. Gabungan semua informasi omatidium merupakan bayangan mozaik yang menyusun pandangan serangga. Berikut struktur mata lalat : 

Contohnya, lalat terdiri atas mata yang ditata dalam segi enam (omatidium), setiap oamtidium diarahkan keatas, bawah, depan, belakang dan samping sehingga bisa melihat ke semua arah; terdapat 8 neuron (reseptor cahaya) sehingga totalnya 48.000 sel indra penglihatan. Dengan demikian, lalat dapat memproses 100 gambar per detik. 

sumber; https://wirahadie.com/cahaya-dan-alat-optik/amp/

Sifat Cahaya dan Proses Pembentukan Bayangan

PENGERTIAN CAHAYA

Cahaya adalah salah satu energi yang memiliki gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380 sampai 750 nm. Gelombang cahaya tidak membutuhkan medium untuk merambat, itulah sebabnya cahaya tetap dapat merambat meskipun dalam ruang yang hampa. Contohnya cahaya matahari tetap bisa sampai ke bumi meskipun melewati ruang hampa udara di luar angkasa dalam hitungan waktu 300 juta m/s.

1. Sifat-sifat Cahaya

Cahaya memiliki beberapa sifat, yaitu merambat lurus, dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dan merupakan gelombang elektromagnetik.

2. Pembentukan Bayangan pada Cermin

Salah satu kegiatan yang mungkin kamu lakukan sebelum berangkat ke sekolah adalah berdiri di depan cermin, untuk melihat apakah kamu sudah rapi atau belum. Bahkan sering kali dalam perjalanan, kamu ditemani cermin. Tahukah kamu bahwa cermin yang kamu pakai untuk berkaca setiap hari adalah sebuah cermin datar? Jika seberkas cahaya mengenai cermin datar maka cahaya tersebut dipantulkan secara teratur. Peristiwa pemantulan cahaya pada cermin datar menyebabkan pembentukan bayangan benda oleh cermin.

Bayangan pada cermin datar bersifat maya. Titik bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus.

Hukum pemantulan yang menyatakan besar sudut datang sama dengan sudut pantul, berlaku pula untuk cermin cekung. Pada cermin cekung, garis normal adalah garis yang menghubungkan titik pusat lengkung cermin M dengan titik jatuhnya sinar. Garis normal pada cermin lengkung berubah-ubah, bergantung pada titik jatuh sinar. Misalnya, jika sinar datang dari K mengenai cermin cekung di B, maka garis normalnya adalah garis MB dan sudut datangnya adalah sudut KBM = ɑ. sesuai hukum pemantulan, maka sudut pantulan adalah sudut MBC = ɑ dan sinar pantulan adalah sinar BC.

3. Lensa

Lensa secara umum ada yang berbentuk cembung dan cekung. Jika dipegang, lensa cembung bagian tengahnya lebih tebal dari bagian pinggir. Lensa cekung bagian tengahnya lebih tipis dari bagian pinggirnya.

Pembentukan bayangan pada lensa cembung membutuhkan sekurang-kurangnya dua sinar istimewa. Sifat bayangan yang terbentuk pada lensa cembung bergantung pada posisi benda.

Sifat bayangan yang terbentuk pada lensa cekung bergantung pada posisi benda. Sifat bayangan pada lensa cekung dapat ditentukan melalui bantuan diagram sinar dan sinar-sinar istimewa. Selain melalui kegiatan di atas, sifat-sifat bayangan benda oleh lensa cekung juga dapat ditentukan melalui Dalil Esbach seperti pada lensa cembung.

Persamaan pada lensa cembung sama dengan persamaan pada lensa cekung. Hubungan antara jarak fokus (f), jarak bayangan (s'), dan jarak benda (s) adalah sebagai berikut.

Pembesarannya,

Pada lensa cembung, titik fokus bernilai positif (sama seperti pada cermin cekung), sedangkan pada lensa cekung, titik fokus bernilai negatif (sama seperti pada cermin cembung). Setiap lensa mempunyai kemampuan yang berbeda-beda dalam mengumpulkan atau menyebarkan sinar. Kemampuan lensa dalam mengumpulkan atau menyebarkan sinar disebut kuat lensa (D) dan memiliki satuan dioptri. Kuat lensa merupakan kebalikan dari panjang fokus. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:

Dengan syarat f harus dinyatakan dalam meter (m). Jika f dalam sentimeter (cm) maka rumusnya menjadi:

sumber; https://latiseducation.com/artikel/217/Cahaya-dan-Alat-Optik-%E2%94%82IPA-Kelas-8

BUNYI

 

                                          Bunyi

\

Pengertian Bunyi

Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang arah rambatnya sama dengan arah getarnya. Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar.

Sayarat Terdengarnya Bunyi

1. Ada sumber bunyi
2. Ada medium atau perantara
3. Indra pendengar

Rumus cepat rambat bunyi

Cepat rambat bunyi adalah jarak yang dapat ditempuh oleh bunyi tiap satuan waktu. Cepat rambat bunyi dinyatakan dengan rumus sebagai berikut.

Berdasarkan jenis frekuensinya

1. Infrasonik adalah bunyi yang memiliki frekuensi kurang dari 20 Hz ( <20Hz ), bunyi ini dapat didengar oleh anjing dna jangkrik.
2. Audiosonik adalah bunyi yang memiliki frekuensi antara 20 Hz – 20.000 Hz, bunyi ini dapat didengar oleh manusia.
3. Ultrasonik adalah bunyi yang memiliki frekuensi lebih dari 20.000 Hz (>20.000 Hz)

GELOMBANG

 Gelombang, secara pengertian adalah getaran yang merambat. Di kehidupan sehari-hari, gelombang dapat dirasakan. Misalnya, pada permukaan air laut yang terkena hembusan angin. Bahkan, kita bersuara dan mendengar juga menggunakan gelombang.

Selama merambat, gelombang akan memindahkan energi tertentu dari satu tempat ke tempat lainnya. Namun demikian, medium perambatan gelombang tidak ikut pindah.

Jenis Gelombang

Gelombang dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu:

A. Berdasarkan Medium Rambatannya

Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1. Gelombang mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium untuk merambat. Artinya, jika tidak ada medium, gelombang tidak akan pernah terjadi. Hal ini bisa dilihat pada kasus percakapan astronot di luar angkasa.Gelombang yang termasuk gelombang mekanik ini adalah gelombang bunyi, gelombang tali, dan  gelombang air laut. 

2. Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak membutuhkan medium untuk merambat. Artinya, gelombang ini bisa merambat dalam ruang hampa sekalipun. Contoh gelombang elektromagnetik adalah cahaya, gelombang radio, sinar-X, sinar gamma, inframerah, dan sinar ultraviolet.

B. Berdasarkan Arah Getar dan Arah Rambatnya

Berdasarkan arah getar dan arah rambatannya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1. Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya. Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali, cahaya, seismik sekunder, dan sebagainya. Berikut ini merupakan contoh gelombang transversal pada tali.

2. Gelombang longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatannya. Ciri gelombang ini adalah memiliki rapatan dan renggangan. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi, pegas, dan seismik primer. Berikut ini contoh gelombang longitudinal pada pegas.C. Berdasarkan Amplitudonya

Berdasarkan amplitudonya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu gelombang berjalan dan stasioner.

1. Gelombang berjalan

Gelombang berjalan adalah gelombang yang memiliki amplitudo tetap. Artinya, setiap titik yang dilalui gelombang amplitudonya selalu sama besar. Contoh gelombang berjalan adalah gelombang air.

2. Gelombang stasioner

Gelombang stasioner adalah perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul yang amplitudo dan frekuensinya sama tetapi arah rambatnya berlawanan. Titik yang bergetar dengan amplitudo maksimum disebut perut, sedangkan titik yang bergetar dengan amplitudo minimum disebut simpul.

sumber: https://latiseducation.com/artikel/233/Materi-Gelombang-dan-Contoh-Soal--Fisika-Kelas-XI