II.E. Teropong (Teleskop)

a. Teropong Bintang
Teropong bintang disebut juga teropong astronomi.
- terdiri dari 2 buah lensa cembung.
- jarak fokus lensa obyektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler.
Dasar Kerja Teropong
Obyek benda yang diamati berada di tempat yang jauh tak terhingga, berkas cahaya datang berupa sinar-sinar yang sejajar. Lensa obyektif berupa lensa cembung membentuk bayangan yang bersifat nyata, diperkecil dan terbalik berada pada titik fokus. Bayangan yang dibentuk lensa obyektif menjadi benda bagi lensa okuler yang jatuh tepat pada titik fokus lensa okuler.

Penggunaan dengan mata tidak berkomodasi
Untuk penggunaan dengan mata tidak berkomodasi, bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh di titik fokus lensa okuler.
Perbesaran anguler yang diperoleh adalah :
M = f _(ob) / f _(ok)
Panjang teropong adalah :
M = f _(ob) + f _(ok)

Penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal
Untuk penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh diantara titik pusat bidang lensa dan titik fokus lensa okuler.
Perbesaran anguler dapat diturunkan sama dengan penalaran pada pengamatan tanpa berakomodasi dan didapatkan :
M = f _(ob) / So _(ok)
Panjang teropong adalah :
M = f _(ob) + So _(ok)

b. Teropong Bumi
Teropong bumi disebut juga teropong medan.
Terdiri dari 3 buah lensa cembung yaitu lensa obyektif, lensa okuler dan lensa pembalik.






Dasar Kerja Teropong Bumi :
Lensa obyektif membentuk bayangan bersifat nyata, terbalik dan diperkecil yang jatuh pada fob.
Bayangan dibentuk oleh lensa obyektif menjadi benda bagi lensa pembalik jatuh pada jarak 2f pembalik sehingga terbentuk bayangan pada jarak 2f pembalik juga yang bersifat nyata, terbalik, dan sama besar .

Dengan adanya lensa pembalik panjang teropong dirumuskan menjadi :
d = f _(ob) + 4f _(pembalik) + f _(ok)

Lensa pembalik berfungsi untuk membalikkan arah cahaya sebelum melewati lensa okuler, lensa okuler berfungsi seperti lup membentuk bayangan bersifat maya, tegak, dan diperbesar.Adanya lensa pembalik tidak mempengaruhi perbesaran akhir, bayangan akhir bersifat maya, tegak dan diperbesar dengan perbesaran :
M = d = f _(ob) / f _(ok)

c. Teropong prisma (binokuler)
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.

Bayangan yang dibentuk lensa objektif bersifat nyata, diperkecil, dan terbalik. Bayangan nyata dari lensa objektif menjadi benda bagi 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 teropong yang lain :
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 bersamaan4. Dengan adanya prisma arah cahaya telah dibalikkan sehingg terlihat bayangan akhir bersifat maya, diperbesar dan tegak.

II.D. Mikroskop

Penggunaan lup untuk mengamati benda-benda kecil ada batasnya. Jika kita menggunakan lup yang berjarak fokus kecil untuk mendapatkan perbesaran yang lebih besar, bayangan yang diperoleh tidak sempurna. Untuk itu, diperlukan mikroskop. Dengan memakai mikroskop kita dapat mengamati benda atau hewan renik, seperti bakteri dan virus yang tidak dapat dilihat mata secara langsung ataupun dengan memakai lup. Jenis mikroskop mutakhir yang sudah dibuat manusia adalah mikroskup elektron. Dalam subbab ini akan dipelajari mikroskop cahaya yang proses kerjanya memanfaatkan lensa cembung dengan menerapkan pembiasan cahaya.Mikroskop cahaya mempunyai bagian utama berupa dua lensa cembung. Lensa yang menghadap benda disebut lensa objektif dan yang dekat ke mata disebut lensa okuler. Jarak fokus lensa objektif lebih kecil dari jarak fokus lensa okuler. Selain itu, mikroskop dilengkapi dengan cermin cekung yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya pada objek preparat yang akan diamati. Untuk mengatur panjang mikroskop agar diperoleh bayangan dengan jelas digunakan makrometer dan mikrometer.

Dasar kerja mikroskop
Obyek atau benda yang diamati harus diletakkan di antara Fob dan 2Fob, sehingga lensa obyektif membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan yang dibentuk lensa obyektif merupakan benda bagi lensa okuler. Lensa okuler berperan seperti lup yang dapat diatur/digeser-geser sehingga mata dapat mengamati dengan cara berakomodasi atau tidak berakomodasi.

Pengamatan dengan akomodasi maksimum
Untuk pengamatan dengan akomodasi maksimum, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler harus jatuh pada titik dekat mata (PP). Perhatikan gambar !
Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu:
M = M_oby x M_ok
M = (S_i/S_o) x (^PP/f _okuler + 1)

Pengamatan dengan mata tidak berakomodasi
Untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler harus berada pada titik jauh mata. Perhatikan gambar !
Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu:
M = M_oby x M_ok
M = (S_i/S_o) x (^PP/f _okuler)

Panjang Mikroskop
Panjang mikroskop adalah jarak lensa obyektif terhadap lensa okuler dirumuskan :
Untuk mata berakomodasi
d = Si _(ob) + So _(ok)
Keterangan :
d = panjang mikroskop
Si _(ob) = jarak bayangan lensa obyektif
So _(ok) = jarak benda lensa okuler Untuk mata tidak berakomodasi
d = Si _(ob) + f _(ok)
Keterangan :
d = panjang mikroskop
Si _(ob) = jarak bayangan lensa obyektif
f _(ok) = jarak fokus lensa okuler

II.C. Lup (kaca pembesar)

Lup (kaca pembesar) dipakai untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar dan jelas. Oleh tukang arloji, lup dipakai agar bagian jam yang diperbaikinya kelihatan lebih besar dan jelas. Oleh siswa saat praktikum biologi, lup dipakai untuk mengamati bagian hewan atau tumbuhan agar kelihatan besar dan jelas. 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 tak berakomodasi dan mata berakomodasi.

Melihat dengan mata tak berakomodasi
Untuk melihat tanpa berakomodasi maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak berhingga. Benda yang dilihat harus diletakkan tepat pada titik fokus lup. Perhatikan Gambar dibawah ! Keuntunganya adalah untuk pengamatan lama mata tidak cepat lelah, sedangkan kelemahannya dari segi perbesaran berkurang. Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.

Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :
M = ^PP/_f
Keterangan :
M = perbesaran lup
PP= titik dekat mata
f = jarak titik fokus lensa

Melihat dengan mata berakomodasi
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.Perhatikan Gambar di bawah ! Kelemahannya untuk pengamatan lama mata cepat lelah, sedangkan keuntungannya dari segi perbesaran bertambah.
Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.

Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :
M = ^PP/_f + 1
Keterangan :
M = perbesaran lup
PP= titik dekat mata
f = jarak titik fokus lensa

II.B. 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.
Bagian-bagian kamera mekanik (bukan otomatis) menurut kegunaan fisis :

• lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan dari benda yang difoto
• diafragma berfungsi untuk membuat sebuah celah/lubang yang dapat diatur luasnya
• aperture yaitu lubang yang dibentuk diafragma untuk mengatur banyak cahaya
• shutter pembuka/penutup “dengan cepat” jalan cahaya yang menuju ke pelat film
• 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.

II.A. Mata

1. Bagian - Bagian Mata

Mata manusia sebagai alat indra penglihatan dapat dipandang sebagai alat optik yang sangat penting bagi manusia.
Bagian-bagian mata menurut kegunaan fisis sebagai alat optik :
Kornea merupakan lapisan terluar yang keras untuk melindungi bagian-bagian lain dalam mata yang halus dan lunak.
Aqueous humor (cairan) yang terdapat di belakang kornea fungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata.
Lensa terbuat dari bahan bening (optis) yang elastis, merupakan lensa cembung yang berfungsi membentuk bayangan.

Iris (otot berwarna) membentuk celah lingkaran yang disebut pupil.
Pupil berfungsi mengatur banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. Lebar pupil diatur oleh iris, di tempat gelap pupil membuka lebar agar lebih banyak cahaya yang masuk ke dalam mata.
Retina (selaput jala) terdapat di permukaan belakang mata yang berfungi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan benda yang dilihat. Bayangan yang jatuh pada retina bersifat : nyata, diperkecil dan terbalik.
Bintik buta merupakan bagian pada retina yang tidak peka terhadap cahaya, sehingga bayangan jika jatuh di bagian ini tidak jelas/kelihatan, sebaliknya pada retina terdapat bintik kuning.
Permukaan retina terdiri dari berjuta-juta sel sensitif, ada yang berbentuk sel batang berfungsi membedakan kesan hitam/putih dan yang berbentuk sel kerucut berfungsi membedakan kesan berwarna.Otot siliar (otot lensa mata) berfungsi mengatur daya akomodasi mata.
Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata ke permukaan retina. Oleh sel-sel yang ada di dalam retina, rangsangan cahaya ini dikirimkan ke otak. Oleh otak diterjemahkan sehingga menjadi kesan melihat.

Daya akomodasi (daya suai) adalah kemampuan otot siliar untuk menebalkan atau memipihkan kecembungan lensa mata yang disesuaikan dengan dekat atau jauhnya jarak benda yang dilihat.

Manusia memiliki dua batas daya akomodasi (jangkauan penglihatan) yaitu :
1. titik dekat mata (punctum proximum) adalah jarak benda terdekat di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal (emetropi) titik dekatnya berjarak 10cm s/d 20cm (untuk anak-anak) dan berjarak 20cm s/d 30cm (untuk dewasa). Titik dekat disebut juga jarak baca normal.
2. titik jauh mata (punctum remotum) adalah jarak benda terjauh di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal titik jauhnya adalah “tak terhingga”.

(Sumber : http://sidikpurnomo.net/pembelajarafisika/alat-alat-optik)

I.E. Pengukuran

Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang digunakan sebagai patokan.

1. Mengukur panjang

a. Mistar, untuk mengukur panjang benda biasanya digunakan mistar atau penggaris.

b. Jangka Sorong, untuk mengukur panjang dengan ketelitian 0,1 mm digunakan jangka sorong. Jangka sorong dapat digunakan untuk mengukur diameter dalam dan diameter luar.

c. Mikrometer Sekrup, untuk mengukur benda-benda yang sangat kecil sampai ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm digunakan mikrometer sekrup.

2. Mengukur Massa

Massa benda diukur dengan menggunakan neraca. Neraca yang biasa digunakan adalah neraca tiga lengan, neraca ohauss, timbangan kue dan timbangan badan.

3. Mengukur Waktu

Waktu dapat diukur dengan jam, arloji dan stopwatch

I.D. Notasi Ilmiah

Untuk menuliskan bilangan dengan notasi ilmiah, digunakan aturan sebagai berikut:

1. Pindahkan tanda desimal (koma) sampai hanya tersisa satu angka disebelah kiri tanda desimal tersebut.

2. Hitunglah jumlah angka yang dilalui oleh tanda desimal. Jumlah angka ini menunjukkan nilai n (pangkat dari 10)

I.C. Analisis Dimensi

1. Dimensi Suatu Besaran
Apakah dimensi itu?
Dalam fisika, istilah dimensi suatu besaran mengacu pada ungkapan bsaran itu dalam besaran-besaran pokok tanpa memperhitungkan satuan yang digunakan untuk mengukurnya.


2. Manfaat Dimensi dalam Fisika
Dimensi dalam fisika dapat digunakan untuk:

• Membuktikan dua besaran fisis setara atau tidak. Dua besaran fisis hanya setara apabila keduanya seperti dimensi yang sama.
• Menentukan persamaan yang pasti salah atau benar.

I.B. Satuan Standar dan Konversi Satuan

Dengan adanya kesulitan-kesulitan dalam penggunaan sistem satuan, kalangan ilmuwan sepakat untuk menggunakan suatu sistem satuan yang berlaku diseluruh dunia. Sistem satuan ini disebut sistem metrik, dan sejak 1960 secara resmi diganti dengan sebutan Sistem Internasional atau SI (singkatan dari bahasa Prancis, Systeme International).Dalam satuan SI, satuan panjang adalah meter, satuan massa adalah kilogram, dan satuan waktu adalah sekon. Sistem ini dikenal dengan istilah sistem MKS (meter-kilogram-sekon). Di samping itu, dikenal pula istilah sistem cgs, dengan centimeter sebagai satuan panjang, gram sebagai satuan massa, dan sekon sebagai satuan waktu.

1. Satuan Standar

• Satuan standar panjang adalah meter (m).
• Satuan standar massa adalah kilogram (kg).
• Satuan standar waktu adalah sekon (s).
• Satuan kuat arus adalah ampere (A).
• Satuan suhu termodinamika adalah Kelvin (K).
• Satuan intensitas kilau cahaya adalah candela.
• Satuan jumlah zat adalah mol.

2. Awalan Satuan dan Sistem Metrik.

Dengan menggunakan sistem metrik, satuan yang lebih besar atau lebih kecil didefinisikan dalam bentuk per kalian (kelipatan).

I.A. Besaran Fisika

1. Besaran Pokok dan Besaran Turunan

Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan hasil pengukurannya dapat dinyatakan dengan angka. Besaran fisika dapat dibagi dalam dua kategori, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

1. Besaran Pokok, merupakan besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu.

• massa
• panjang
• waktu
• arus listrik
• suhu
• jumlah zat
• intensitas kilau cahaya

2. Besaran Turunan, merupakan besaran yang diturunkan dari besaran pokok.

• kelajuan
• massa jenis
• gaya
• volume
• usaha
• daya
• energi

2. Besaran Vektor dan Besaran Skalar

1. Besaran Vektor, merupakan besaran yang memiliki besar atau kuantitas dan arah sekaligus.

• gaya
• percepatan
• kecepatan
• perpindahan
• momentum

2. Besaran Skalar, merupakan besaran yang hanya mempunyai besar saja tanpa memiliki arah.

• massa
• panjang
• kelajuan
• jarak
• suhu

(Sumber : Buku Fisika SMA kelas X)