Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, seperti: cermin, lensa, serat optik atau prisma. Prinsip kerja dari alat optik adalah dengan memanfaatkan prinsip pemantulan cahaya dan pembiasan cahaya. Pemantulan cahaya adalah peristiwa pengembalian arah rambat cahaya pada reflektor. Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya karena cahaya melalui bidang batas antara dua zat bening yang berbeda kerapatan optiknya.
2.6.2 Mata
Mata merupakan salah satu alat optik, karena pada mata terdapat benda optik yaitu lensa. Pembentukan bayangan pada mata dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Pembentukan Bayangan Pada Mata
Bagian-bagian mata menurut kegunaan fisis sebagai alat optik : 1. Kornea
Merupakan lapisan terluar yang keras untuk melindungi bagian-bagian lain dalam mata yang halus dan lunak.
2. Aqueous humor (cairan)
Terdapat di belakang kornea fungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata.
3. Lensa
Terbuat dari bahan bening (optis) yang elastik, merupakan lensa cembung berfungsi membentuk bayangan.
4. Iris (otot berwarna)
5. 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.
6. 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, terbalik dan diperkecil. Pada retina terdapat bintik buta yang mengandung sel batang dan bintik kuning yang mengandung sel kerucut.
7. Bintik buta
Merupakan bagian pada retina yang tidak peka terhadap cahaya, sehingga bayangan jika jatuh di bagian ini tidak jelas atau tidak kelihatan 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.
Karena berbagai hal, kadang-kadang bayangan tidak terbentuk tepat di retina. Hal ini terjadi jika mata mengalami cacat atau objek berada diluar jangkauan penglihatan. Berikut ini adalah beberapa kelainan pada mata :
1. Miopi (rabun jauh)
Miopi atau rabun jauh adalah salah satu jenis cacat mata yang penglihatannya tampak buram jika melihat benda-benda jauh. Miopi dapat ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa cekung karena dapat menyebarkan sinar agar bayangan tepat di retina. Skema pembentukan bayangan pada mata yang menderita miopi dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Skema Pembentukan Bayangan Pada Mata Penderita Miopi
2. Hipermetropi (rabun dekat)
Hipermetropi atau rabun dekat adalah cacat mata yang penglihatanya tidak jelas untuk benda-benda yang dekat. Hipermetropi dapat ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa cembung karena dapat mengumpulkan sinar agar bayangan tepat di retina. Skema pembentukan bayangan pada mata yang menderita hipermetropi dapat dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Skema Pembentukan Bayangan Pada Mata Penderita Hipermetropi
3. Presbiopi (mata tua)
Presbiopi merupakan cacat mata yang lebih banyak disebabkan oleh faktor usia. Orang yang usianya sudah lanjut, daya akomodasinya semakin lemah sehingga lensa mata sukar mencembung secembung-cembungnya dan sukar memipih sepipih-pipihnya. Cacat mata presbiopi adalah cacat mata yang tidak dapat melihat benda-benda jauh atau dekat dengan jelas. Untuk menolong orang yang menderita cacat mata presbiopi, harus digunakan kacamata rangkap. Lensa kacamata rangkap terdiri atas lensa cekung untuk melihat benda-benda jauh dan lensa cembung untuk melihat benda-benda dekat.
2.6.3 Kamera
Kamera merupakan salah satu alat optik yang besar manfaatnya. Dengan adanya kamera kamu dapat mengabadikan kejadian-kejadian penting dan bersejarah dalam bentuk gambar.
Kamera terdiri atas tiga bagian utama, yaitu lensa, diafragma, dan film. Cara kerja kamera adalah Benda yang akan diambil gambarnya diletakkan di depan kamera, cahaya yang dipantulkan oleh objek tersebut akan diterima oleh lensa cembung dan akan dibiaskan sehingga
membentuk bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil di film. Kedudukan lensa terhadap film dapat diubah-ubah. Hal ini dimaksudkan agar bayangan yang terbentuk jatuh tepat di atas film. Pada film, terdapat zat kimia yang peka terhadap cahaya. Cahaya gelap dan cahaya terang masing-masing akan meninggalkan jejak yang berbeda pada kamera. Dari film, gambar tersebut dapat dicuci dan dicetak.
Gambar 2.4 Pembentukan Bayangan Pada Kamera
Jika diperhatikan, prinsip kerja antara kamera dan mata kita adalah sama. Mata kita menangkap bayangannya di retina yang akan diolah oleh otak melalui saraf, sedangkan pada kamera, bayangan yang ditangkap lensa dibentuk pada film. Bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung bersifat nyata dan terbalik. Bayangan yang dibentuk pada film kamera bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil.
2.6.4 Lup
Lup adalah alat optik yang menggunakan lensa cembung untuk melihat benda-benda kecil. Lup biasa digunakan untuk melihat nama-nama jalan di peta yang tercetak sangat kecil, melihat gambar di perangko, dan melihat komponen-komponen jam tangan yang kecil.
Agar benda terlihat, maka benda diletakkan di antara titik pusat (O) dan titik fokus (F) sehingga terbentuk bayangan yang bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Saat bayangan terbentuk di titik dekat mata, maka mata berakomodasi maksimum. Jika ingin mengamati benda dengan lup tanpa berakomodasi, maka benda diletakkan tepat di titik fokus lensa sehingga yang masuk ke mata berupa sinar sejajar. Ini dikatakan mengamati dengan mata tidak berakomodasi. Perbesaran bayangan pada lup dapat dihitung dengan persamaan berikut :
a. Mata berakomodasi maksimum
, dengan Sn adalah jarak titik dekat mata, dan f adalah jarak fokus lensa.
b. Mata tidak berakomodasi
, dengan Sn adalahjarak titik dekat mata, dan f adalah jarak fokus lensa.
Gambar 2.5 Pembentukan Bayangan Pada Lup (a) mata berakomodasi (b) mata tidak berakomodasi
2.6.5 Mikroskop
Mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung yang berfungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lensa ini dinamakan lensa objektif dan lensa okuler. Lensa objektif adalah lensa yang diletakkan dekat dengan objek yang akan diamati, sedangkan lensa okuler adalah lensa yang diletakkan dekat mata. Jarak fokus lensa objektif lebih kecil dari jarak fokus lensa okuler (fob < fok).
Benda yang diamati diletakkan di depan lensa objektif di antara Fob dan 2Fob. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif bersifat nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif akan menjadi benda bagi lensa okuler. Bila diamati dengan mata berakomodasi, maka benda (bayangan dari lensa objektif) diletakkan di antara titik pusat lensa okuler dan titik fokus okuler (Fok). Sedangkan jika diamati dengan mata tanpa berakomodasi, maka benda (bayangan dari lensa objektif) diletakkan di titik fokus lensa okuler (Fok).