Mengenal Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari

Pada bahasan tentang sistem penglihatan manusia, disitu disebutkan bahwa mata merupakan alat optik. Secara sederhana sebagai alat optik mata membentuk bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil pada retina. Pemfokusan dilakukan dengan mengubah jarak fokus lensanya. Benda akan nampak jelas jika bayangan tepat jatuh pada permukaan retina. Hal ini akan terjadi jika lensa mata dengan kemampuan akomodasinya dapat selalu menempatkan bayangan pada retina. Kemampuan akomodasi adalah Kemampuan mata untuk menyesuaikan letak bayangan benda pada jarak yang berbeda tepat pada retina. Lalu bagaimana mata mengubah fokus sehingga dapat memvariasikan jarak benda? Untuk memfokuskan benda pada jarak yang jauh otot siliaris menjadi relaks yang akan membuat lensa mata menjadi tipis. Akibatnya panjang fokus lensa mata meningkat dan kita dapat melihat benda yang jaraknya jauh.

Tetapi untuk memfokuskan benda yang berjarak dekat otot siliaris melakukan kontraksi sehingga membuat lensa mata menjadi tebal. Akibatnya panjang fokus lensa mata berkurang dan kita dapat melihat benda-benda yang berjarak dekat.

Singkatnya itu adalah penyesuaian panjang fokus lensa mata yang memungkinkan kita untuk memfokuskan benda yang terletak pada jarak yang berbeda.

Dan pada bagian ini kita akan mempelajari berbagai macam alat optik. Selain itu, kita juga akan mempelajari prinsip penggunaan alat-alat optik tersebut. Alat Optik adalah alat yang memanfaatkan sifat cahaya, hukum pemantulan, dan hukum pembiasan cahaya untuk membentuk bayangan suatu benda. Alat Optik merupakan alat yang berupa prisma, lensa dan cermin sebagai bagian utamanya. Alat Optik sendiri terbagi atas dua jenis yaitu alat optik alami dan alat optik buatan. Mata merupakan alat optik, dan saat ini banyak ilmuan yang mengembangkan berbagai peralatan dengan meniru rancangan mata. 

1. Kamera

Alat optik yang pertama adalah kamera. Alat ini sangat familiar saat ini. Pada saat seseorang 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 persamaan prinsip kerja kamera sederhana ini dengan diagram cahaya lensa cembung. Ukuran bayangan tersebut bergantung pada panjang fokus lensa, dan jarak lensa itu pada film tersebut. Jika diperhatikan, bagian-bagian dari kamera memiliki kemiripan dengan mata.

Kalau kita perhatikan mata manusia dan kamera sama-sama memiliki fokus terhadap sebuah benda. Keduanya juga sama-sama mampu menyesuaikan jumlah cahaya yang masuk. Kornea, atau selaput mata bagian luar, ibarat lensa dari kamera. Iris dan pupil berfungsi seperti lubang cahaya di kamera. Lalu retina mirip sensor gambar pada kamera digital. Perbedaan yang mendasar adalah pada fokus lensanya dan sensitivitas terhadap datangnya cahaya. Lensa kamera tidak dapat berakomodasi, sedangkan lensa mata dapat berakomodasi. Dan ukuran bayangan yang dihasilkan oleh lensa kamera hanya dapat diperbesar setelah melalui proses pencetakan, sedangkan bayangan yang dihasilkan oleh lensa mata dikoordinasikan oleh otak menjadi bayangan yang sesuai objek yang dilihat.

2. Kaca Pembesar (Lup)
Lup (Kaca Pembesar) dipakai untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih 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. Sebuah kaca pembesar memungkinkan kita untuk menempatkan objek tersebut lebih dekat ke mata kita sehingga objek tersebut tampak terlihat sudut lebih besar. 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 tersebut pada retina. Ukuran bayangan tersebut bergantung pada sudut pada mata yang berhadapan dengan objeknya. Agar mata tidak mudah lelah (berakomodasi minimum) saat menggunakan lup, letakkan benda tepat di titik fokus lup.

3. Mikroskop
Dengan menggunakan mikroskop kita dapat melihat atau mengamati benda atau hewan yang ukurannya sangat kecil, seperti penampang batang/daun tumbuhan, bakteri dan virus yang tidak dapat dilihat mata secara langsung ataupun dengan memakai lup. Mikroskop menggunakan dua lensa okuler dan dua lensa objektif. Lensa okuler adalah lensa yang posisinya dengan mata pengamat. Lensa objektif adalah lensa yang posisinya dekat dengan objek/benda yang sedang diamati.

Benda yang diamati ditempatkan pada sebuah slide transparan (preparat) 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 tersebut. Selanjutnya, bayangan nyata tersebut 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.

Cara Menggunakan Mikroskop dengan Baik dan Benar adalah;

a. Mengarah Letak Mikroskop

1. Mikroskop diposisikan dengan hati-hati di atas meja yang terjangkau badan pengamat (tidak terlalu ke tepi atau ke tengah).
2. Mikroskop diatur kemiringannya (jika perlu) dengan memutar sambungan inklinasi. Hal itu bermaksud agar pengamat enak melakukan pengamatan dalam waktu yang lama.

b. Mengatur Pencahayaan

1. Mikroskop dengan sumber cahaya matahari, sebaikinya ditempatkan di atas meja dekat jendela. Jangan menempatkan mikroskop di bawah sinar matahari langsung.
2. Mikroskop dengan sumber cahaya lampu dari luar dipakai dengan memasang lampu 15 cm di muka mikroskop.
3. Mikroskop dengan sumber cahaya tetap di dasar alat lebih mudah digunakan dengan cara memencet tombol untuk menyalakan lampu.
4. Banyak sedikitnya cahaya yang masuk ke mata pengamat dan untuk menerangi objek diatur dengan memutar tombol pengatur diafragma. Makin lebar lubang diafragma, makin banyak jumlah cahaya yang masuk, begitu juga sebaliknya.

c. Mencari Objek

1. Tempatkan slide (sediaan bahan/spesimen) di atas meja mikroskop, pas di atas lubang. Tekan slide dengan penjepit. Ketika itu, tempat tabung berada pada jarak terjauh dengan meja mikroskop.
2. Pasanglah dengan tepat sampai terdengar suara “klik”.
3. Turunkan tabung hingga berjarak 1 cm dari atas objek dengan pemutar kasar. (Ketika melakukan hal ini, jangan mengintipnya pada lensa okuler lebih dahulu).
4. Tempatkan lampu di depan kaca, jika memakai sumber sinar dari luar. Letakkan mikroskop dekat jendela, apabila memanfaatkan sinar matahari. Pencet tombol untuk menyalakan lampu, jika mikroskop sudah dipasangi lampu.
5. Manage banyaknya sinar yang masuk dengan membuka diafragma iris dan mengatur kaca (jika perlu).
6. Lihatlah melalui lubang pengamat. Carilah objek yang jelas dengan memutar tombol pemutar halus naik atau turun.
7. Setelah didapatkan objek dengan bidang pandang yang jelas, putarlah cakram mikroskop untuk mengarahkan lensa objektif perbesaran kuat pas di atas objek.
8. Agar didapat penglihatan yang jelas, atur kembali melewati pemutar halus, sambil mengamati melalui lubang pengintai.

d. Menyediakan preparat
Objek-objek mikroskopis dapat langsung dilihat di bawah mikroskop. Namun, untuk objek makroskopis anda mesti mengambil sebagaian dari objek itu. Objek yang diamati itu selanjutnya diwujudkan dalam sebuah preparat.

Preparat adalah sediaan bahan yang akan diamati. Spesimen dibagi menjadi dua, ialah preparat basah dan preparat kering. Pembuatan preparat membutuhkan alat berupa kaca benda (slide), kaca penutup, objek pengamatan, dan medium.

Medium yang digunakan disesuaikan dengan tujuannya, antara lain air, cairan pewarna. Air dipakai sebagai media bagi organisme kecil air yang ingin dilihat gerakannya. Pewarna digunakan sebagai medium bagi objek yang mau diamati bagian-bagiannya.

Jenis pewarna disesuaikan berdasarkan kebutuhan. Bagian jaringan yang akan dilihat sajalah yang diharapkan akan menampung pewarna tertentu dan memberikan warna mencolok dengan struktur lain di sekitarnya.

Gliserin digunakan sebagai media untuk melihat objek yang akan diperbesar dengan lensa bertenaga tinggi. Media yang diteteskan di atas kaca benda tidak terlalu banyak atau terlalu sedikit, cukup untuk menenggelamkan objek.

Preparat dibuat dengan mengiris bahan setipis mungkin, membujur. Preparat diletakkan di atas kaca benda tepat di tengah dengan menggunakan pinset.

Di atas preparat, dicelupi media dengan menggunakan pipet. Selanjutnya, preparat ditutup dengan kaca penutup. Salah satu bagian kaca ditekan perlahan dengan jari, sedangkan sisi yang lain diturunkan perlahan-lahan dengan jarum.

4. Teleskop
Teleskop adalah alat optik yang dapat membuat benda-benda yang berada pada tempat yang jauh menjadi terlihat dekat. Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Teleskop dapat berupa teleskop bias dan teleskop pantul. Dengan menggunakan sebuah teleskop, kamu akan dapat melihat kawah dan ciri-ciri lain di permukaan bulan secara jelas.

a. Teleskop Bias
Teleskop bias sederhana merupakan kombinasi antara dua lensa cembung yang terletak pada bagian pipa. Lensa yang lebih besar adalah lensa objektif, sedangkan yang lebih kecil adalah lensa okuler (lensa mata). Lensa objektif membentuk sebuah bayangan dan kemudian bayangan tersebut akan diperbesar oleh lensa okuler.

Lensa objektif pada teleskop bias memiliki diameter yang lebih besar daripada diameter mata kita saat membuka. Hal ini berarti akan lebih banyak cahaya yang dipantulkan oleh objek yang dapat masuk ke dalam lensa yang kemudian akan masuk ke dalam mata. Dengan demikian, bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif akan lebih jelas daripada bayangan yang terbentuk oleh mata. Karena bayangan yang terbentuk sangat jelas, maka objek yang terlihat juga menjadi lebih detail.

b. Teleskop Pantul
Lensa objektif yang terdapat pada teleskop pantul digantikan oleh cermin cekung. Bayangan dari sebuah objek yang letaknya jauh terbentuk di dalam tabung teleskop ketika cahaya dipantulkan dari cermin cekung. Cahaya yang dipantulkan objek yang jauh memasuki salah satu ujung tabung dan ditangkap oleh cermin lain pada ujung yang lain. Cahaya ini dipantulkan dari cermin cekung ke cermin datar yang ada di dalam tabung. Cermin datar kemudian memantulkan cahaya ke lensa okuler, yang berfungsi memperbesar gambar.