Apa itu Alat Optik?

Optik merupakan salah satu bagian cabang fisika yang mempelajari perilaku dan sifat cahaya, termasuk interaksinya dengan materi dan konstruksi instrumen yang menggunakan atau mendeteksinya.

Optik biasanya menggambarkan perilaku cahaya tampak, ultraviolet, dan inframerah.

Karena cahaya adalah gelombang elektromagnetik, bentuk lain dari radiasi elektromagnetik seperti sinar-X, gelombang mikro, dan gelombang radio menunjukkan sifat yang serupa.

Sebagian besar fenomena optik dapat dipertanggungjawabkan dengan menggunakan deskripsi elektromagnetik cahaya klasik.

Deskripsi gelombang elektromagnetik lengkap dengan cahaya, bagaimanapun, seringkali sulit untuk diterapkan dalam praktek.

Optik praktis biasanya dilakukan dengan menggunakan model yang disederhanakan.

Yang paling umum dari ini, optik geometris, memperlakukan gelombang cahaya sebagai kumpulan sinar yang bergerak dalam garis lurus dan menekuk ketika mereka melewati atau memantul dari permukaan.

Optik fisik adalah model cahaya yang lebih komprehensif, yang mencakup efek gelombang seperti difraksi dan interferensi yang tidak dapat dijelaskan dalam optik geometris.

Secara historis, model cahaya berbasis sinar dikembangkan pertama kali, diikuti oleh model gelombang cahaya.

Kemajuan dalam teori elektromagnetik pada abad ke-19 mengarah pada penemuan bahwa gelombang cahaya sebenarnya adalah radiasi elektromagnetik.

Beberapa fenomena bergantung pada fakta bahwa cahaya memiliki sifat seperti gelombang dan partikel.

Penjelasan efek ini membutuhkan mekanika kuantum. Ketika mempertimbangkan sifat seperti partikel cahaya, cahaya dimodelkan sebagai kumpulan partikel yang disebut “foton“.

Optik kuantum berkaitan dengan penerapan mekanika kuantum ke sistem optik.

Ilmu optik relevan dengan dan dipelajari dalam banyak disiplin ilmu terkait termasuk astronomi, berbagai bidang teknik, fotografi, dan kedokteran (khususnya oftalmologi dan optometri).

Aplikasi praktis optik ditemukan dalam berbagai teknologi dan benda sehari-hari, termasuk cermin, lensa, teleskop, mikroskop, laser, dan serat optik.

Macam-macam Alat Optik

Alat optik ada 2 macam, yaitu alat optik alamiah dan alat optik buatan. Berikut dibahas macam-macam alat optik :

Alat Optik Alamiah

Mata berfungsi sebagai organ penglihatan. Mata bekerja dengan cara menerima, memfokuskan, dan menstransmisikan cahaya melalui lensa untuk menghasilkan bayangan objek yang dilihatnya.

Daya akomodasi mata yaitu kemampuan mata untuk mengubah kecembungan lensa mata baik menebal atau menipis supaya menghasilkan bayangan tepat pada retina. 

Mata dapat melihat benda dengan jelas apabila benda berada dalam jangkauan penglihatan, yaitu antara titik dekat mata (PP=punctum proximum) dan titik jauh mata (PR=Punctum Remotum).

Titik dekat mata normal rata-rata adalah 25 cm dan titik terjauh mata normal adalah tidak terhingga

Alat Optik Buatan

1. Kamera

Kamera berfungsi menghasilkan foto. Persamaan kamera dengan mata antara lain yaitu menggunakan lensa cembung, celah diafragma berfungsi sama dengan iris, film, tempat film sama dengan bintik kuning pada mata.

Bayangan yang dihasilkan kamera bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil.

2. Lup

Lup berfungsi mengamati benda kecil agar tampak besar dan jelas dengan menggunakan lensa cembung.

Bayangan yang dihasilkan lup bersifat maya, tegak dan diperbesar. Pembesaran pada lup, dapat dirumuskan: 

3. Mikroskop

Mikroskop berfungsi melihat benda-benda yang sangat kecil agar tampak lebih besar dan jelas.

Mikroskop terdiri dari dua lensa cembung : lensa okuler (dekat mata) dan lensa objektif (dekat benda).

Fokus objektif lebih kecil dari fokus okuler. Lensa Objektif menghasilkan bayangan nyata terbalik, diperbesar.

Bayangan ini sekaligus manjadi benda bagi lensa okuler. Sifat Bayangan Akhir pada mikroskop adalah  maya, terbalik dan diperbesar.

Persamaan dalam mikroskop sama dengan persamaan cembung karena lensa objektif dan okuler merupakan lensa cembung.

Sedangkan perbesaran mikroskop sama dengan perkalian dari perbesaran lensa objektif dan okuler.

Panjang mikroskop merupakan jumlah jarak bayangan lensa objektif dengan jarak benda lensa okuler.

4. Teropong

Teropong berfungsi mengamati benda-benda yang letaknya jauh agar tampak lebih dekat dan lebih jelas.

Teropong juga sering disebut teleskop. Teleskop pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei.

Teropong ada dua macam, yaitu teropong bintang dan teropong bumi.

• Teropong bintang

Digunakan untuk mengamati benda-benda angkasa, sedangkan teropong bumi digunakan untuk mengamati benda-benda di bumi yang letaknya jauh dari pengamat.

Teropong bintang sederhana terdiri atas dua buah lensa cembung yang berfungsi sebagai lensa objektif dan lensa okuler.

Pengamatan benda-benda angkasa dengan menggunakan teropong bintang dilakukan dengan mata tidak berakomodasi.

Bayangan yang terbentuk pada teropong bintang bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil.

Perbesaran pada teropong bintang dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut. 

• Teropong bumi

Sering disebut sebagai teropong yojana atau teropong medan. Teropong bumi terdiri atas tiga buah lensa cembung, yaitu lensa objektif, lensa okuler, dan lensa pembalik.

Bayangan yang terbentuk pada teropong bumi bersifat nyata, tegak, dan diperkecil.

Bayangan benda pada teropong bumi bersifat tegak karena adanya lensa pembalik yang berfungsi membalik bayangan dari lensa objektif.

Panjang teropong bumi dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut: 

5. Periskop

Periskop berfungsi mengamati benda dalam jarak jauh atau berada dalam sudut tertentu.

Berupa tabung yang dilengkapi dengan cermin/prisma pada ujung-ujungnya.

Prisma ini akan memantulkan cahaya yang datar sejajar padanya, kemudian diatur sedemikian rupa sehingga membentuk sudut 45 derajat terhadap sumbu tabung.  

Periskop digunakan pada tank dan kapal selam. Para navigator kapal di kapal selam memanfaatkan periskop untuk mengamati gerak-gerik yang terjadi di permukaan laut.

Ketika kita melihat ujung bawah, cahaya sejajar masuk lewat ujung atas mengenai cermin, oleh cermin akan dipantulkan membentuk sudut 45 derajat ke cermin bawah yang juga membentuk 45 derajat.

Sinar-sinar pantul sejajar tadi akan dipantulkan kembali ke mata yang melihat dari ujung bawah sehingga kamu dapat melihat benda-benda yang berada di ujung atas. 

Prinsip kerja Periskop:

Cahaya dari benda akan masuk secara horizontal kemudian turun dan mengarah ke mata pengamat secara horizontal juga.

Bagian periskop yang berada diatas permukaan air haruslah tidak menarik perhatian atau mencolok.

Oleh karena itu, pipa periskop dibuat dengan bentuk panjang menyempit dan kecil .

Sebuah periskop terdiri atas dua buah lensa cembung sebagai lensa objektif dan lensa okuler, serta dua buah prisma siku-siku sama kaki.

Ketika seberkas cahaya mengenai lensa objektif, cahaya tersebut akan diteruskan menuju prisma siku-siku pertama.

Prisma siku-siku pertama akan memantulkan berkas cahaya tersebut menuju ke prisma siku-siku kedua.

Berkas cahaya yang menembus prisma siku-siku kedua akan diteruskan ke lensa okuler.

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal 1

Seorang siswa (Sn = 25 cm) melakukan percobaan menggunakan mikroskop, dengan data seperti diagram berikut:

Perbesaran mikroskop adalah ….

a. 30 kali
b. 36 kali
c. 40 kali
d. 46 kali
e. 50 kali

Jawaban: A

Diketahui:

sn = 25 cm
fob = 1 cm
sob = 1,2 cm
fob = 5 cm

Ditanyakan: Perbesaran bayangan (M)?

Jawab:

Soal 2

Alat optik di bawah ini yang selalu menghasil­kan bayangan maya, tegak dan diperkecil dari suatu benda nyata, adalah ….

a. cermin datar
b. cermin cekung
c. cermin cembung
d. lensa positif
e. lensa negatif

Jawaban: C

Sifat bayangan dari cermin cembung adalah maya, tegak dan diperkecil.

The post Alat Optik: Pengertian – Macam dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Bangun Ruang Sisi Lengkung

Bangun ruang sisi lengkung adalah kelompok bangun ruang yang memiliki selimut atau permukaan bidang dan memiliki bagian berbentuk lengkungan.

Contoh dari bangun ruang sisi lengkung yaitu tabung, kerucut, dan bola. Pada kehidupan sehari-hari kita sering menemui contoh dari bangun ruang sisi lengkung yaitu bola, celengan, topi petani, dan masih banyak lagi.

Macam-macam Bangun Ruang Sisi Lengkung

1. Tabung

Tabung adalah sebuah bangun ruang yang memiliki sisi lengkung berupa selimutnya, pada alas dan tutup berbentuk sisi datar yaitu lingkaran. Tabung memiliki unsur-unsur t = tinggi tabung, dan r = jari-jari.

Sifat Sifat Bangun Ruang Tabung

• Memiliki 3 buah sisi (2 sisi berbentuk lingkaran dan 1 sisi berbentuk persegi panjang)
• Memiliki 2 buah rusuk

Jaring-jaring tabung

• Alas dan Tutup terbentuk dari bangun datar lingkaran

Luas = π r2

• Selimut berupa sisi lengkup

Luas sisi tegak = 2πrt

Rumus lengkap tabung :

• Luas Alas

Luas Alas = π x r2

• Luas Tutup

Luas Tutup = π x r2

• Luas Selimut

Luas Selimut =2πr × t

• Luas Permukaan Tabung

Luas Permukaan Tabung = Luas Alas + Luas Tutup + Luas Selimut

• Luas Permukaan Tabung

Luas Permukaan Tabung = 2πr (r + t)

• Volume Tabung

Volume Tabung = Luas Alas × Tinggi

Atau

Volume Tabung = πr2 t

2. Kerucut

Kerucut adalah sebuah bangun ruang sisi lengkungnya menyerupai limas segi-n dan alasnya berbentuk lingkaran.

Kerucut dibatasi oleh garis pelukis yang mengelilinginya membentuk titik puncak.

Kerucut memiliki unsur-unsur t = tingi kerucut, r = jari-jari alas kerucut, dan s = garis pelukis.

Sifat-sifat Bangun Ruang Kerucut

• Memiliki 2 buah sisi (1 sisi berbentuk lingkaran dan 1 sisi merupakan selimut kerucut)
• Memiliki 1 rusuk
• Memiliki 1 titik sudut.

Jaring-jaring kerucut

• Alas terbentuk dari bangun datar lingkaran

Luas alas = π r2

• Selimut kerucut berbentuk juring lingkaran

Luas selimut =  panjang busur x luas lingkaran x keliling lingkaran

Rumus lengkap kerucut

• Luas Alas

Luas alas = π x r2

• Luas Selimut

Luas Selimut = 2πr/2πs x πs2
Luas Selimut = πrs

• Luas Permukaan Kerucut

Luas Permukaan Kerucut = Luas alas + Luas Selimut
Luas Permukaan Kerucut = πr (r + s)

• Volume Kerucut

Volume Kerucut = 1/3 x luas alas x tinggi
Volume Kerucut = 1/3 x πr2 x t
Volume Kerucut = 1/3 x πr2t

3. Bola

Bola adalah bangun ruang yang hanya dibatasi satu bidang lengkung dan tidak memiliki bidang datar.

Bola dapat diputar hingga 360 derajat. Bola memiliki unsur-unsur r = jari-jari, d = diameter.

Sifat-sifat Bangun Ruang Bola

• Memiliki 1 buah sisi
• Memiliki 1 titik pusat
• Tidak mempunyai titik sudut
• Memiliki jari-jari tak terhingga dengan panjang yang sama

Jaring-jaring bola

Jaring-jaring bola dapat dibuat berupa irisan-irisan yang menyerupai punggung daging buah jeruk.

Rumus lengkap bola

• Luas Permukaan Bola

Luas Permukaan Bola = 2/3 x 2πr (r + t)
Luas Permukaan Bola = 2/3 x 2πr (r + 2r)
Luas Permukaan Bola = 2/3 x 2πr (3r)
Luas Permukaan Bola = 4πr2

• Volume Bola

Volume Bola = 4/3πr3

• Luas Belahan Bola Padat

Luas Belahan Bola Padat = Luas 1/2 Bola + Luas Penampang
Luas Belahan Bola Padat = 1/2 x 4πr2 + πr2
Luas Belahan Bola Padat = 3πr2
Luas  bola benda berongga = 2πr²

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Sebuah tabung memiliki jari-jari 14cm dan tinggi 20cm. Hitunglah volume, luas selimut, dan luas permukaan tabung tersebut!

Jawab:

• Volume tabung

Volume =  π r2 t
Volume =  22/7 x 14 x 14 x 20 = 12.320 cm3

• Luas selimut tabung

L = 2 π r t
L = 2 x 22/7 x 14 x 20
L = 1.760 cm2

• Luas Permukaan Tabung

L = 2πr (r + t )
L = 2 x 22/7 x 14 (14 + 20)
L = 2.992 cm2

2. Sebuah kerucut memiliki jari-jari 60 cm dan tinggi 80 cm. Hitung volume,  luas selimut, luas permukaan kerucut!

Jawab :

• Volume kerucut

Volume = 1/3 x π r2 t
Volume = 1/3 x 3,14 x 60 x 60 x 80
Volume = 301.440 cm3

• Luas selimut kerucut

karena s belum diketahui maka kita cari nilai s dengan rumus pythagoras

s2 = t2 + r2
s2 = 802 + 602
s2 = 10.000
s = √10000 = 100 cm
L = π r s
L = 3,14 x 60 x 100
L = 18.840 cm2

• Luas permukaan kerucut

L = π r (s + r)
L = 3,14 x 60 (100 + 60)
L = 3,14 x 9600 = 30.144 cm2

3. Sebuah bola memiliki jari-jari 10,5cm. Hitung luas permukaan dan volume bola!

Jawab :

• Luas permukaan bola

L = 4π r2
L = 4 x 22/7 x 10,5 x 10,5
L = 1386 cm2

• Volume bola

V = 4/3 π r3
V = 4/3 x 22/7 x 10,5 x 10,5 x 10,5
V = 14.553 cm3

The post Bangun Ruang Sisi Lengkung: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.