Rangkuman Materi Alat Optik Fisika Kelas 10 Lengkap

Pada postingan artikel kali ini, Synaoo.com akan memberikan materi pelajaran fisika kelas 10 Semester 2 Kurikulum 2013 yaitu mengenai Alat Optik.

MATERI ALAT OPTIK PDF

A. Pemantulan Cahaya

Cahaya merupakan kelompok berkas sinar yang dapat dilihat.

Berdasarkan arah penyebarannya, berkas cahaya dibedakan menjadi tiga macam yaitu:
➠ berkas cahaya sejajar,
➠ berkas cahaya mengumul (konvergen),
➠ berkas caahaya menyebar (divergen).

Apa bila suatu cahaya mengenai benda atau penghalang, cahaya tersebut akan dipantulkan.

Pemantulan adalah pengembalian seluruh atau sebagian berkas cahaya yang bertemu dengan bidang batas antara dua medium.

Pemantulan dibagi menjadi dua yaitu :

➠ Pemantulan teratur : terjadi apabila cahaya mengenai permukaan benda yang rata, licin, dan mengilap seperti cermin.

➠ Pemantulan baur : terjadi apabila cahaya mengenai permukaan benda yang kasar dan tidak rata seperti tanah, kayu, dan tembok.

Hukum pemantulan cahaya :

➠ Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

➠ Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.

Berdasarkan bentuk permukaannya, cermin dikelompokkan menjadi cermin datar dan cermin cekung, dan cermin cembung.

1. Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar

Sifat pemantulan :

➠ Bayangan semu (maya)

➠ Tinggi bayangan sama dengan tinggi benda

➠ Jarak benda terhadap cermin sama dengan jark bayangan terhadap cermin.

➠ Arah bayangan terbalik antara kiri dan kanan

Menghitung jumlah bayangan pada dua cermin datar yang berimpit :

$\mathbf{n=\frac{360^{o}}{\alpha }+m}$

Keterangan :
n = banyak bayangan
m = -1 jika $\frac{360^{o}}{\alpha }$ = genap
m = 0 jika $\frac{360^{o}}{\alpha }$ = ganjil

2. Pemantulan pada Cermin Cembung

Cermin cembung memiliki titik fokus dan titik pusat kelengkungan di belakang cermin. Hal itu menyebabkan jari-jari kelengkungan dan jarak titik fokus pada cermin cembung bernila negatif.

Sifat sinar cermin cembung :

➠ Sinar menyebar (divergen)

➠ Sinar sejajar utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.

➠ Sinar yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

➠ Sinar yang menuju pusat kelengkungan dipantulkan kembali seolah-olah dari titik pusat kelengkungan.

$\mathbf{R=2f}$

$\mathbf{\frac{1}{f}=\frac{1}{s}+\frac{1}{s^{'}}}$

$\mathbf{M=|\frac{s^{'}}{s}| = \frac{h^{'}}{h}}$

Keterangan :

M = perbesaran
s = jarak benda (m)
s' = jarak bayangan (m)
h = tinggi benda (m)
h' = tinggi bayangan (m)
R = jari-jari cermin (m)
f = jarak fokus cermin (m)

Jarak titik fokus dan jari-jari (s') pada cermin cembung selalu bertanda negatif

3. Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung

Sifat sinar cermin cekung :

➠ Mengumpulakan sinar (konvergen)

➠ Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan ke fokus

➠ Sinar menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama

➠ Sinar menuju pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali melalui pusat kelengkungan cermin

Pembagian ruang cermin cekung :

➠ Ruang I : jarak antara titik pusat bidang cermin dan titik fokus (f).

➠ Ruang II : jarak antara titik fokus (f) dan titik pusat kelengkungan/jari-jari cermin (R).

➠ Ruang III : jarak dari titik pusat kelengkungan sampai tak terhingga.

➠ Ruang IV : ruang di belakang cermin.

Persamaan pada cermin cekung :

$\mathbf{R=2f}$

$\mathbf{\frac{1}{f}=\frac{1}{s}+\frac{1}{s^{'}}}$

$\mathbf{M=|\frac{s^{'}}{s}| = \frac{h^{'}}{h}}$

Keterangan :

M = perbesaran
s = jarak benda ke cermin (m)
s' = jarak bayangan ke cermin (m)
h = tinggi benda (m)
h' = tinggi bayangan (m)
R = jari-jari cermin (m)
f = jarak fokus cermin (m)

Jarak titik fokus dan jari-jari (s') pada cermin cembung selalu bertanda positif.

B. Pembiasan Cahaya

Pembiasan adalah pembelokan arah rambat cahaya ketika melewati medium yang berbeda.

1. Hukum Pembiasan Cahaya

Hukum snelius tentang pembiasan cahaya yaitu :

➠ Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.

➠ Sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal.

➠ Sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal.

➠ Sinar datang tegak lurus bidang batas, tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

Indeks bias mutlak adalah ukuran kemampuan medium untuk membelokkan cahaya yang bergerak dari vakum atau udara.

$\mathbf{n= \frac{sin i}{sin r}}$

Keterangan :

n = indeks bias mutlak
i = sudut datang
r = sudut bias

Indeks bias mutlak suatu medium hampa:

$\mathbf{n= \frac{sin i}{sin r}=\frac{c}{v}}$

Keterangan :

c = kelajuan cahaya dalam ruang hampa 3 x 10^8 m/s)
v = kelajuan cahaya dalam medium (m/s)

Ketika cahaya melewati suatu medium ke medium lain, cahaya dan panjang gelombang akan mengalami perubahan.

$\mathbf{v_{1}.n_{1}=v_{2}.n_{2}}$

$\mathbf{\lambda _{1}.n_{1}=\lambda _{2}.n_{2}}$

Keterangan :

n = indeks bias mutlak
v = cepat rambat cahaya di medium n
$\lambda$ = panjang gelombang cahaya di medium n

Cahaya juga dapat merambat dari suatu medium ke medium lainnya. Jika sinar merambat dari medium 1 ke medium 2.

$\mathbf{n_{1}.sini = n_{2}.sin r}$

Keterangan :

n = indeks bias mutlak
i = sudut datang
r = sudut bias

2. Lensa

Lensa merupakan bidang lengkung tipis yang tembus cahaya. Lensa terbagi menjadi dua jenis yaitu lensa cembung dan lensa cekung.

a. Lensa Cembung

Lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan sinar (konvergen), yaitu sinar sejajar sumbu utama lensa dibiaskan menuju titik fokus lensa.

Sinar istimewa lensa cembung :

➠ Sinar datang sejajar sumbu utama lensa, dibiaskan melalui titik fokus.

➠ Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.

➠ Sinar datang melalui titik pusat optik tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

b. Lensa Cekung

Lensa cekung memiliki sifat menyebarkan sinar (divergen), yaitu snar sejajar sumbu utama lensa dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus lensa.

Sinar istimewa lensa cekung :

➠ Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan seakan-akan berasal dari titik fokus.

➠ Sinar datang menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.

➠ Sinar datang melalui pusat optik diteruskan tanpa pembiasan.

c. Hubungan antarak jarak fokus (f), indeks bias (n), dan jari-jari kelengkungan lensa

$\mathbf{\frac{1}{f}=\left ( \frac{n_{2}}{n_{1}} -1\right )\left ( \frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}} \right )}$

Keterangan :

f = jarak fokus
n1 = indeks bias medium
n2 = indeks bias lensa
R = jari-jari kelengkungan lensa

d. Perbesaran Lensa

$\mathbf{M=\left | \frac{s'}{s} \right |=\frac{h'}{h}}$

Keterangan :

M = perbesaran bayangan
s' = jarak bayangan (m)
s = jarak benda (m)
h' = tinggi bayangan (m)

e. Kekuatan Lensa

Kekuatan lensa (P) dirumuskan sebagai berikut.

$\mathbf{P=\frac{1}{f}}$

Satuan kekuatan lensa adalah dioptri (D)

f. Lensa Gabungan

➥ Jarak Fokus

$\frac{1}{f_{gab}}=\frac{1}{f_{1}}+\frac{1}{f_{2}}+\frac{1}{f_{3}}+...$

Apabila fgab bernilai positif, berarti menghasilkan lensa cembung dan jika bernilai negatif, berarti menghasilkan lensa cekung.

➥ Kekuatan Lensa

Beberapa lensa dengan kekuatan lensa P1, P2, dan P3 jika digabungkan akan diperoleh sebuah lensa dengan kekuatan lensa gabungan (Pgab) = P1 + P2 +P3. Dengan demikian, secara umum kekuatan lensa gabungan dapat ditulis dengan persamaan berikut.

$P_{gab}=P_{1}+P_{2}+P_{3}+...$

g. Perjanjian Tanda pada Lensa

s (+) = benda di depan lensa (nyata)
s (-) = benda di belakang lensa (maya)
s' (+) = bayangan di belakang lensa (nyata)
s' (-) = bayangan di depan lensa (maya)
R, f (+) = lensa cembung
R, f (-) = lensa cekung
R (∞) = lensa datar

C. Jenis Alat Optik

1. Mata

Setiap manusia memiliki alat optik tercanggih yang pernah ada, yaitu mata. Mata merupakan bagian dari pancaindra yang berfungsi untuk melihat.

Apabila diamati, ternyata mata terdiri atas beberapa bagian yang masing-masing mempunyai fungsi berbeda-beda tetapi saling mendukung. Bagian-bagian mata yang penting tersebut, antara lain, kornea, pupil, iris, aquaeus humour, otot akomodasi, lensa mata, retina, vitreous humour, bintik kuning, bintik buta, dan saraf mata.

➠ Kornea

Kornea merupakan bagian luar mata yang tipis, lunak, dan transparan. Kornea berfungsi menerima dan meneruskan cahaya yang masuk pada mata, serta melindungi bagian mata yang sensitif di bawahnya.

➠ Pupil

Pupil merupakan celah sempit berbentuk lingkaran dan berfungsi agar cahaya dapat masuk ke dalam mata.

➠ Iris

Iris adalah selaput berwarna hitam, biru, atau coklat yang berfungsi untuk mengatur besar kecilnya pupil. Warna inilah yang Anda lihat sebagai warna mata seseorang.

➠ Aquaeus Humour

Aquaeus humour merupakan cairan di depan lensa mata untuk membiaskan cahaya ke dalam mata.

➠ Otot Akomodasi

Otot akomodasi adalah otot yang menempel pada lensa mata dan berfungsi untuk mengatur tebal dan tipisnya lensa mata.

➠ Lensa Mata

Lensa mata berbentuk cembung, berserat, elastis, dan bening. Lensa ini berfungsi untuk membiaskan cahaya dari benda supaya terbentuk bayangan pada retina.

➠ Retina

Retina adalah bagian belakang mata yang berfungsi sebagai tempat terbentuknya bayangan.

➠ Vitreous Humour

Vitreous humour adalah cairan di dalam bola mata yang berfungsi untuk meneruskan cahaya dari lensa ke retina.

➠ Bintik Kuning

Bintik kuning adalah bagian dari retina yang berfungsi sebagai tempat terbentuknya bayangan yang jelas.

➠ Bintik Buta

Bintik buta adalah bagian dari retina yang apabila bayangan jatuh pada bagian ini, maka bayangan tampak tidak jelas atau kabur.

➠ Saraf Mata

Saraf mata befungsi untuk meneruskan rangsangan bayangan dari retina menuju ke otak.

Adapun proses terlihatnya suatu benda oleh mata yaitu. Benda yang berada di depan mata memantulkan cahaya. Cahaya tersebut masuk ke mata melalui pupil yang kemudian akan dibiaskan oleh lensa mata sehingga terbentuk bayangan pada retina. Oleh saraf, bayangan tadi diteruskan ke
pusat saraf (otak).

a. Daya Akomodasi Mata

Lensa mata dapat mencembung atau pun memipih secara otomatis karena adanya otot akomodasi (otot siliar). Untuk melihat benda yang letaknya dekat, otot siliar menegang sehingga lensa mata
mencembung dan sebaliknya untuk melihat benda yang letaknya jauh, otot siliar mengendur (rileks), sehingga lensa mata memipih. Kemampuan otot mata untuk menebalkan atau memipihkan lensa mata disebut daya akomodasi mata.

Agar benda/objek dapat terlihat jelas, objek harus terletak pada daerah penglihatan mata, yaitu antara titik dekat dan titik jauh mata. Titik dekat (punctum proximum = pp) adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata (± 25 cm). Pada titik dekat ini lensa mata akan mencembung maksimal. Titik jauh (punctum remotum = pr) adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata, jaraknya tak terhingga. Pada titik jauh ini, lensa mata akan memipih maksimal.

b. Gangguan Mata

➠ Rabun Jauh (Miopi)

Miopi adalah kondisi mata yang tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh.

Penderita miopi titik jauhnya lebih dekat daripada tak terhingga (titik jauh < ~) dan titik dekatnya kurang dari 25 cm. Hal ini terjadi karena lensa mata tidak dapat dipipihkan sebagaimana mestinya sehingga bayangan dari benda yang letaknya jauh akan jatuh di depan retina.

Untuk dapat melihat benda-benda yang letaknya jauh agar nampak jelas, penderita miopi dapat ditolong dengan kaca mata berlensa cekung (negatif). Miopi dapat terjadi karena mata terlalu sering/terbiasa melihat benda yang dekat. Cacat mata ini sering dialami tukang jam, tukang las, operator komputer, dan sebagainya.

Untuk menentukan ukuran atau kekuatan lensa yang dibutuhkan oleh penderita miopi digunakan persamaan berikut.

$\mathbf{P = -\frac{1}{PR}dioptri}$

PR = titik jauh (m)

➠ Rabun Dekat (Hipermetropi)

Hipermetropi adalah cacat mata dimana mata tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat. Titik dekatnya lebih jauh daripada titik dekat mata normal (titik dekat > 25 cm).

Penderita hipermetropi hanya dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh sehingga cacat mata ini sering disebut mata terang jauh. Hipermetropi disebabkan lensa mata terlalu pipih dan sulit dicembungkan sehingga bila melihat benda-benda yang letaknya dekat, bayangannya jatuh di belakang retina. Supaya dapat melihat benda-benda yang letaknya dekat dengan jelas, penderita hipermetropi ditolong dengan kaca mata berlensa cembung (positif).

Kekuatan lensa yang digunakan oleh penderita rabun dekat ditentukan dengan persamaan berikut.

$\frac{1}{f}=\frac{1}{s}+\frac{1}{s'}$

Oleh karena s = sn = 25 cm dan ukuran dalam meter maka

$P=\frac{100}{25}+\frac{1}{-PP}$

$\mathbf{P = 4-\frac{1}{PP}dioptri}$

PP = titik dekat = sn (m)

➠ Mata Tua (Presbiopi)

Orang-orang yang sudah tua, biasanya daya akomodasinya sudah berkurang. Pada mata presbiopi, titik dekatnya lebih jauh daripada titik dekat mata normal (titik dekat > 25 cm) dan titik jauhnya lebih dekat daripada titik jauh mata normal (titik jauh < ~). Oleh karena itu, penderita presbiopi tidak dapat melihat benda-benda yang letaknya dekat maupun jauh.

Untuk dapat melihat jauh dengan jelas dan untuk membaca pada jarak normal, penderita presbiopi dapat ditolong dengan kaca mata berlensa rangkap (kacamata bifokal). Kacamata bifokal adalah kaca mata yang terdiri atas dua lensa, yaitu lensa cekung dan lensa cembung. Lensa cekung berfungsi untuk melihat benda jauh dan lensa cembung untuk melihat benda dekat/membaca.

➠ Astigmatisme

Astigmatisma adalah cacat mata dimana kelengkungan selaput bening atau lensa mata tidak merata sehingga berkas sinar yang mengenai mata tidak dapat terpusat dengan sempurna. Cacat mata astigmatisma tidak dapat membedakan garis-garis tegak dengan garis-garis mendatar secara bersama-sama. Cacat mata ini dapat ditolong dengan kaca mata berlensa silinder.

2. Mikroskop

Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar tampak jelas dan besar. Mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung. Lensa yang dekat dengan benda yang diamati (objek) disebut lensa objektif dan lensa yang dekat dengan pengamat disebut lensa okuler. Mikroskop yang memiliki dua lensa disebut mikroskop cahaya lensa ganda.

Karena mikroskop terdiri atas dua lensa positif, maka lensa objektifnya dibuat lebih kuat daripada lensa okuler (fokus lensa objektif lebih pendek daripada fokus lensa okuler). Hal ini dimaksudkan agar benda yang diamati kelihatan sangat besar dan mikroskop dapat dibuat lebih praktis (lebih pendek). Benda yang akan amati diletakkan pada sebuah kaca preparat di depan lensa objektif dan berada di ruang II lensa objektif (f obj < s < 2 f obj). Hal ini menyebabkan bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan yang dibentuk lensa objektif merupakan benda bagi lensa okuler. Untuk memperoleh bayangan yang jelas, Anda dapat menggeser lensa okuler dengan memutar tombol pengatur. Supaya bayangan terlihat terang, di bawah objek diletakkan sebuah cermin cekung yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya dan diarahkan pada objek. Ada dua cara dalam menggunakan mikroskop, yaitu dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tak berakomodasi.

a. Penggunaan Mikroskop dengan Mata Berakomodasi Maksimum

Pada mikroskop, lensa okuler berfungsi sebagai lup. Pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum menyebabkan bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif harus terletak di ruang I lensa okuler (di antara Ook dan f ok ). Hal ini bertujuan agar bayangan akhir yang dibentuk lensa okuler tepat pada titik dekat mata pengamat. Lukisan bayangan untuk mata berakomodasi maksimum dapat dilihat pada gambar berikut.

M = Mobj x Mok karena Mlup = Sn/f +1 Maka :

Panjang mikroskop dapat dinyatakan :

L = s' obj + f ok

Keterangan:
s' obj : jarak bayangan objektif
s' ok : jarak bayangan okuler
sobj : jarak objektif
sok : jarak benda okuler
f obj : jarak fokus lensa objektif
f ok : jarak fokus lensa okuler
Mobj: perbesaran bayangan lensa objektif
Mok : perbesaran bayangan lensa okuler
M : perbesaran total mikroskop
L : panjang mikroskop (jarak tubus) = jarak antara lensa objektif dengan lensa okuler

b. Penggunaan Mikroskop dengan Mata Tak Berakomodasi

Agar mata pengamat dalam menggunakan mikroskop tidak berakomodasi, maka lensa okuler harus diatur/digeser supaya bayangan yang diambil oleh lensa objektif tepat jatuh pada fokus lensa okuler. Lukisan bayangan untuk mata tak berakomodasi dapat dilihat pada gambar berikut.

M = Mobj x Mok karena Mlup = Sn/f Maka :

Panjang mikroskop dapat dinyatakan :

L = s' obj + f ok

3. Kamera

Kamera adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan bayangan fotografi pada film negatif. Pernahkah Anda menggunakan kamera? Biasanya Anda menggunakan kamera untuk mengabadikan kejadian-kejadian penting.

Kamera terdiri atas beberapa bagian, antara lain, sebagai berikut.

➠ Lensa cembung, berfungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk sehingga terbentuk bayangan yang nyata, terbalik, dan diperkecil.

➠ Diafragma, adalah lubang kecil yang dapat diatur lebarnya dan berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk melalui lensa.

➠ Apertur, berfungsi untuk mengatur besar-kecilnya diafragma.

➠ Pelat film, berfungsi sebagai tempat bayangan dan menghasilkan gambar negatif, yaitu gambar yang berwarna tidak sama dengan aslinya, tembus cahaya.

Untuk memperoleh hasil pemotretan yang bagus, lensa dapat Anda geser maju mundur sampai terbentuk bayangan paling jelas dengan jarak yang tepat, kemudian Anda tekan tombol shutter.

Pelat film menggunakan pelat seluloid yang dilapisi dengan gelatin dan perak bromida untuk menghasilkan negatifnya. Setelah dicuci, negatif tersebut dipakai untuk menghasilkan gambar positif (gambar asli) pada kertas foto. Kertas foto merupakan kertas yang ditutup dengan lapisan tipis kolodium yang dicampuri dengan perak klorida. Gambar yang ditimbulkan pada bidang transparan disebut gambar diapositif.

4. Periskop

Periskop adalah teropong pada kapal selam yang digunakan untuk mengamati benda-benda di permukaan laut. Periskop terdiri atas 2 lensa cembung dan 2 prisma siku-siku sama kaki.

Jalannya sinar pada periskop adalah sebagai berikut.

➠ Sinar sejajar dari benda yang jauh menuju ke lensa obyektif.

➠ Prisma P1 memantulkan sinar dari lensa objektif menuju ke prisma P2 .

➠ Oleh prisma P2 sinar tersebut dipantulkan lagi dan bersilangan di depan lensa okuler tepat di titik fokus lensa okuler.

5. Teropong

Teropong atau teleskop adalah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh agar tampak lebih jelas dan dekat. Ditinjau dari objeknya, teropong dibedakan menjadi dua, yaitu teropong bintang dan teropong medan.

a. Teropong Bintang

Teropong bintang adalah teropong yang digunakan untuk melihat atau mengamati benda-benda langit, seperti bintang, planet, dan satelit. Nama lain teropong bintang adalah teropong astronomi. Ditinjau dari jalannya sinar, teropong bintang dibedakan menjadi dua, yaitu teropong bias dan teropong pantul.

➥ Teropong Bias

Teropong Bias Teropong bias terdiri atas dua lensa cembung, yaitu sebagai lensa objektif dan okuler. Sinar yang masuk ke dalam teropong dibiaskan oleh lensa. Oleh karena itu, teropong ini disebut teropong bias.

Benda yang diamati terletak di titik jauh tak hingga, sehingga bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif tepat berada pada titik fokusnya. Bayangan yang dibentuk lensa objektif merupakan benda bagi lensa okuler. Lensa okuler berfungsi sebagai lup.

Lensa objektif mempunyai fokus lebih panjang daripada lensa okuler (lensa okuler lebih kuat daripada lensa objektif). Hal ini dimaksudkan agar diperoleh bayangan yang jelas dan besar. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif selalu bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Bayangan yang dibentuk lensa okuler bersifat maya, terbalik, dan diperkecil terhadap benda yang diamati. Seperti pada mikroskop, teropong bintang juga dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tak berakomodasi.

➥ Teropong Pantul

Karena jalannya sinar di dalam teropong dengan cara memantul maka teropong ini dinamakan teropong pantul.

Pada teropong pantul, cahaya yang datang dikumpulkan oleh sebuah cermin melengkung yang besar. Cahaya tersebut kemudian dipantulkan ke mata pengamat oleh satu atau lebih cermin yang lebih kecil.

➥ Teropog Medan

Teropong medan digunakan untuk mengamati benda-benda yang jauh di permukaan bumi. Teropong bumi terdiri atas tiga lensa cembung, masing-masing sebagai lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler. Lensa pembalik hanya untuk membalikkan bayangan yang dibentuk lensa objektif, tidak untuk memperbesar bayangan.

Lensa okuler berfungsi sebagai lup. Karena lensa pembalik hanya untuk membalikkan bayangan, maka bayangan yang dibentuk lensa objektif harus terletak pada titik pusat kelengkungan lensa pembalik. Lensa okuler juga dibuat lebih kuat daripada lensa objektif. Teropong bumi atau medan sebenarnya sama dengan teropong bintang yang dilengkapi dengan lensa pembalik. Pembentukan bayangan pada teropong bumi dapat dilihat pada Gambar 5.19 berikut pada saat mata berakomodasi maksimum.

Sifat bayangan yang dibentuk teropong medan adalah maya, tegak, dan diperbesar. Perbesaran bayangan pada mata berakomodasi maksimum dapat dinyatakan sebagai berikut.

$\mathbf{M =\frac{f_{obj}}{S_{ok}}}$

Panjang teropong bumi yaitu :

$\mathbf{L= f_{obj}+4_{pemb}+f_{ok}}$

Untuk mata tak berakomodasi, lensa okuler digeser sedemikian rupa sehingga fokus lensa okuler berimpit dengan titik pusat kelengkungan lensa pembalik (f ok = 2f pemb).

Pembesaran bayangan pada saat mata tak berakomodasi dapat dinyatakan sebagai berikut.

$\mathbf{M=\frac{f_{obj}}{s_{ok}}}$

Panjang teropongnya yaiti :

$\mathbf{L = S_{obj}+4f_{pemb}+f_{ok}}$

Ada teropong bumi yang hanya menggunakan dua lensa (teropong panggung), yaitu lensa cembung sebagai lensa objektif dan lensa cekung sebagai lensa okuler. Lensa cekung di sini berfungsi sebagai pembalik bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif dan sekaligus sebagai lup. Pembentukan bayangan pada teropong ini dapat dilihat pada berikut.

Perbesaran bayangannya dapat dinyatakan dalam berikut.

$\mathbf{M=\frac{f_{obj}}{f_{ok}}}$

Maka panjang teropongnya yaitu :

$\mathbf{L=f_{obj}-f_{ok}}$

Sifat bayangan yang dibentuk maya, tegak, dan diperbesar daripada bayangan yang dibentuk lensa objektif. Teropong ini sering disebut teropong panggung atau teropong Belanda atau teropong Galileo.

Teropong bumi dan teropong panggung memang tidak bisa dibuat praktis. Untuk itu, dibuat teropong lain yang fungsinya sama tetapi sangat praktis, yaitu teropong prisma. Disebut teropong prisma karena pada teropong ini digunakan dua prisma yang didekatkan bersilangan antara lensa objektif dan lensa okuler sehingga bayangan akhir yang dibentuk bersifat maya, tegak, dan diperbesar.

6. Periskop

Labels: Fisika