Alat Optik

ALAT-ALAT OPTIK

A.Mikroskop

Mikroskop merupakan alat bantu utama dalam melakukan pengamatan dan penelitian dalam bidang biologi, karena dapat digunakan untuk mempelajari struktur benda-benda yang kecil. Mikroskop berasal dari kata mikro yang berarti kecil dan scopium (penglihatan). Mikroskop adalah suatu benda yang berguna untuk memberikan bayangan yang diperbesar dari benda-benda yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Mikroskop terdiri dari beberapa bagian yang memiliki fungsi tersendiri.

Antony Van Leuwenhoek orang yang pertama kali menggunakan mikroskop walaupun dalam bentuk sederhana pada bidang mikrobiologi. Kemudian pada tahun 1600 Hans dan Z Jansen telah menemukan mikroskop yang lebih maju dengan nama mikroskop ganda. Mikroskop berasal dari kata mikro yang berarti kecil dan scopium (penglihatan). Mikroskop adalah suatu benda yang berguna untuk memberikan bayangan yang diperbesar dari benda-benda yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Mikroskop terdiri dari beberapa bagian yang memiliki fungsi tersendiri.

Mikroskop pada prinsipnya terdiri dari dua lensa cembung yaitu sebagai lensa objektif (dekat dengan benda) dan lensa okuler (dekat dengan mata). Baik objektif maupun okuler dirancang untuk perbesaran yang berbeda. Lensa objektif biasanya dipasang pada roda berputar, yang disebut gagang putar. Setiap lensa objektif dapat diputar ke tempat yang sesuai dengan perbesaran yang diinginkan. Sistem lensa objektif memberikan perbesaran mula-mula dan menghasilkan bayangan nyata yang kemudian diproyeksikan ke atas lensa okuler. Bayangan nyata tadi diperbesar oleh okuler untuk menghasilkan bayangan maya yang kita lihat.

Kebanyakkan mikroskop laboratorium dilengkapi dengan tiga lensa objektif : lensa 16 mm, berkekuatan rendah (10 X); lensa 4 mm, berkekuatan kering tinggi (40-45X); dan lensa celup minyak 1,8 mm (97-100X). Objektif celup minyak memberikan perbesaran tertinggi dari ketiganya. Lensa okuler terletak pada ujung atas mikroskop, terdekat dengan mata. Lensa okuler biasanya mempunyai perbesaran: 5X, 10X, 12,5X dan 15X. Lensa okuler terdiri dari lensa plankonveks yaitu lensa kolektif dan lensa mata.

Ada dua bagian utama yang umumnya menyusun mikroskop, yaitu:

      Bagian optik, yang terdiri dari kondensor, lensa objektif, dan lensa okuler.

      Bagian non-optik, yang terdiri dari kaki dan lengan mikroskop, diafragma, meja objek, pemutar halus dan kasar, penjepit kaca objek, dan sumber cahaya.

Tujuan mikroskop cahaya dan elektron adalah menghasilkan bayangan dari benda yang dimikroskop lebih besar. Pembesaran ini tergantung pada berbgai faktor, diantaranya titik fokus kedua lensa( objektif f1 dan okuler f2, panjang tubulus atau jarak(t) lensa objektif terhadap lensa okuler dan yang ketiga adalah jarak pandang mata normal(sn). Rumus: 

Macam-macam mikroskop

1.  Mikroskop Cahaya

Mikroskop cahaya adalah mikroskop yang memiliki dua jenis lensa yaitu obyektif dan okuler, sistem kerjanya dibantu dengan cara pantulan cahaya yang menembus obyek yang diamati dan mampu memperbesar bayangan obyek hingga 1000 kali.Mikroskop memeiliki kaki yang berat dan kokoh agar dapat berdiri dengan stabil. Mikroskop cahaya memiliki tiga dimensi lensa yaitu lensa objektif, lensa okuler dan lensa kondensor. Lensa objektif dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop.Lensa okuler pada mikroskop bias membentuk bayangan tunggal (monokuler) atau ganda (binokuler). Paada ujung bawah mikroskop terdapat dudukan lensa obektif yang bias dipasangi tiga lensa atau lebih. Di bawah tabung mikroskop terdapat meja mikroskop yang merupakan tempat preparat. Sistem lensa yang ketiga adalah kondensor. Kondensor berperan untuk menerangi objek dan lensa mikroskop yang lain.

Lensa objektif bekerja dalam pembentukan bayangan pertama. Lensa ini menentukan struktur dan bagian renik yang akan menentukan daya pisah specimen, sehingga mampu menunjukkan struktur renik yang berdekatan sebagai dua benda yang terpisah. Lensa okuler, merupakan lensa likrskop yang terdpat dibagian ujung atas tabung, berdekatan dengan mata pengamat. Lensa ini berfugsi untuk memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif. Perbesran bayangan yang terbentuk berkisar antara 4-25 kali. Lensa kondensor berfungsi untukk mendukung terciptanya pencahayaan padda objek yang akan difokus, sehinga pengaturrnnya tepat akan diperoleh daya pisah maksimal, dua benda menjadi satu. Perbesaran akan kurang bermanfatjika daya pisah mikroskop kurang baik.

Bagian – bagian mikroskop cahaya :

1.   Lensa okuler, yaitu lensa yang dekat dengan mata pengamat lensa ini berfungsi untuk membentuk bayangan maya, tegak, dan diperbesar dari lensa objektif

2.  Tabung mikroskop (tubus), tabung ini berfungsi untuk mengatur fokus dan menghubungan lensa objektif dengan lensa okuler.

3.  Sekrup Pengarah Kasar (Makrometer), makrometer berfungsi untuk menaik turunkan tabung mikroskop secara cepat.

4.  Sekrup Pengarah Halus (Mikrometer), pengatur ini berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan mikroskop secara lambat, dan bentuknya lebih kecil daripada makrometer.

5.  Revolver, revolver berfungsi untuk mengatur perbesaran lensa objektif dengan cara memutarnya.

6.  Lensa Objektif, lensa ini berada dekat pada objek yang di amati, lensa ini  membentuk bayangan nyata, terbalik, di perbesar. Di mana lensa ini di atur oleh revolver untuk menentukan perbesaran lensa objektif.

7.  Pegangan, berfungsi sebagai pegangang pada mikroskop.

8.  Pegangan sedia (penjepit kaca), penjepit ini berfungsi untuk menjepit kaca yang melapisi objek agar tidak mudah bergeser.

9.  Meja Objek, berfungsi sebagai tempat meletakkan objek yang akan di amati.

10. Kondensor, kondensor berfungsi untuk mengumpulkan cahaya yang masuk, alat ini dapat putar dan di naik turunkan.

11. Diafragma, berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk.

12. Sendi Inklinasi (Pengatur Sudut), untuk mengatur sudut atau tegaknya mikroskop.

13. Reflektor (cermin), terdiri dari dua jenis cermin yaitu cermin datar dan cermin cekung. Reflektor ini berfungsi untuk memantulkan cahaya dari cermin ke meja objek melalui lubang yang terdapat di meja objek dan menuju mata pengamat. Cermin datar digunakan ketika cahaya yang di butuhkan terpenuhi, sedangkan jika kurang cahaya maka menggunakan cermin cekung karena berfungsi untuk mengumpulkan cahaya.

14. Kaki, berfungsi untuk menyangga atau menopang mikroskop.

2.  Mikroskop Elektron

Adalah sebuah mikroskop yang mampu melakuakan peambesaran obyek sampai duajuta kali, yang menggunakan elektro statik dan elektro maknetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan gambar serta memiliki kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus dari pada mikroskop cahaya. Mikroskop electron ini menggunakan jauh lebih banyak energi dan radiasi elektro maknetikmyang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya.

Macam – macam mikroskop elektron:
1)  Mikroskop transmisi elektron (TEM)
2)  Mikroskop pemindai transmisi elektron (STEM)
3)  Mikroskop pemindai elektron
4)  Mikroskop pemindai lingkungan electron (ESEM)
5)  Mikroskop refleksi elektron (REM)

3.  Mikroskop Stereo

Mikroskop stereo merupakan jenis mikroskop yang hanya bisa digunakan untuk benda yang berukuran relatif besar. Mikroskop stereo mempunyai perbesaran 7 hingga 30 kali. Benda yang diamati dengan mikroskop ini dapat terlihat secara tiga dimensi. Komponen utama mikroskop stereo hampir sama dengan mikroskop cahaya. Lensa terdiri atas lensa okuler dan lensa obyektif. Beberapa perbedaan dengan mikroskop cahaya adalah: (1) ruang ketajaman lensa mikroskop stereo jauh lebih tinggi dibandingkan dengan mikroskop cahaya sehingga kita dapat melihat bentuk tiga dimensi benda yang diamati, (2) sumber cahaya berasal dari atas sehingga obyek yang tebal dapat diamati. Perbesaran lensa okuler biasanya 10 kali, sedangkan lensa obyektif menggunakan sistem zoom dengan perbesaran antara 0,7 hingga 3 kali, sehingga perbesaran total obyek maksimal 30 kali. Pada bagian bawah mikroskop terdapat meja preparat. Pada daerah dekat lensa obyektif terdapat lampu yang dihubungkan dengan transformator. Pengatur fokus obyek terletak disamping tangkai mikroskop, sedangkan pengatur perbesaran terletak diatas pengatur fokus.

4.  Mikroskop Fase Kontras

Cara ideal untuk mengamati benda hidup adalah dalam kadaan alamiahnya : tidak diberi warna dalam keadan hidup, namun pada galibnya fragma bend hidup yang mikroskopik (jaringan hewan atau bakteri) ttembus chaya sehingga pada masing-masing tincram tak akan teramati, kesulitan ini dapat diatasi dengan menggunakan mikroskop fasekontras. Prinsip alat ini sangat rumit, apabila mikroskop biasa digunakan nuklus sel hidup yang tidak diwwarnai dan tidak dapat dilihat, walaupun begitu karena nucleus dalam sel, nucleus ini mengubah sedikit hubungan cahaya yang melalui meteri sekitar inti. Hubungan ini tidak dapaat ditangkap oleh mata manusia disebut fase. Namun suatu susunan filter dan diafragma pada mikroskop fase kontras akan mengubah perbedaan fase ini menjadi perbedaan dalam terang yaitu daerah-daerah terang dan bayangan yang dapat ditangkap oleh mata dngan demikian nukleus dan unsur lain yang sejauh ini tak dapat dilihat menjadi dapat dilihat.

5.  Mikroskop Ultraviolet

Suatu variasi dari mikroskop cahaya biasa adalah mikroskop ultraviolet. Karena cahaaya ultraviolet memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dari pada cahaya yang dapat dilihat, penggunaan cahaya ultra violet untuk pecahayaan dapat meningkatkan daya pisah menjadi 2 kali lipat daripada mikroskop biasa. Batas daya pisah lalu menjadium. Karena cahaya ultra violet tak dapat di;lihat oleh nata manusia, bayangan benda harus direkam pada piringan peka cahaya9photografi Plate). Mikroskop ini menggunakan lensa kuasa, dan mikroskop ini terlalu rumit serta mahal untuk dalam pekerjaan sehari-hari.

6.  Mikroskop Pender (Flourenscence Microscope)

Mikroskop pender ini dapat digunakan untuk mendeteksi benda asing atau Antigen (seperti bakteri, ricketsia, atau virus) dalam jaringan. Dalam teknk ini protein anttibodi yang khas mula-mula dipisahkan dari serum tempat terjadinya rangkaian atau dikonjungsi dengan pewarna pendar. Karena reaksi Antibodi-Antigen itu besifat khas, maka peristiwa pendar akanan terjadi apabila antigen yang dimaksut ada dan dilihat oleh antibody yang ditandai dengan pewarna pendar.

7.  Mikroskop medan-gelap

Mikroskop medan gelapdigunakan untuk mengamati bakteri hidup khususnya bakteri yang begitu tipis yang hamper mendekai batas daya mikrskop majemuk. Mikroskop medan-Gelap berbeda dengan mikroskop cahaya majemuk biasa hanya dalam hal adanya kondensor khusus yang dapat membentuk kerucut hampa berkas cahaya yang dapat dilihat. Berkas cahaya dari kerucut hampa ini dipantulkan dengan sudut yang lebih kecil dari bagian atas gelas preparat.

Pembentukan bayangan pada mikroskop

Sifat bayangan pada mikroskop di tentukan pada 2 lensa, yaitu lensa objekif dan lensa okuler. Lensa objektif mempunyai sifat bayangan maya, terbalik dan diperkecil. Sedngkan lensa okuler mempunyai sifat bayangan nyata, tegak dan diperbesar.
Benda yang diamati diletakkan sedekat mungkin dengan titik fkus lensa objektif. Sedangkan mata kita tepat berada I lensa okuler.

Mata pengamat berda dibelakang lensa objektif yang kebetulan bayangan dari okule tepat di titik focus ensa okuler dinamakan pegamat secara rilks dan pengamatan dilakukan secara terakomendasi bila bayangan objektif berada diruang etama okuler.

Mikroskop yang terdiri dari lensa positif bayangan akhir barada jauh tak terhingga, yang memiliki sifat bayangan diperbesar, maya dan tegak.

Sifat bayangan yang terbentuk oleh mikroskop dan cara kerja dari mikroskop

Baik lensa objektif maupun lensa okuler keduanya merupakan lensa cembung. Secara garis besar lensa objektif menghasilkan suatu bayangan sementara yang mempunyai sifat semu, terbalik, dan diperbesar terhadap posisi benda mula-mula, lalu yang menentukan sifat bayangan akhir selanjutnya adalah lensa okuler. Pada mikroskop cahaya, bayangan akhir mempunyai sifat yang sama seperti bayangan sementara, semu, terbalik, dan lebih lagi diperbesar. Pada mikroskop elektron bayangan akhir mempunyai sifat yang sama seperti gambar benda nyata, sejajar, dan diperbesar. Jika seseorang yang menggunakan mikroskop cahaya meletakkan huruf A di bawah mikroskop, maka yang ia lihat adalah huruf A yang terbalik dan diperbesar.

Cara kerja mikroskop :

      Lensa obyektif, berfungsi guna pembentukan bayangan pertama dan menentukan struktur serta bagian renik yang akan terlihat pada bayangan akhir serta berkemampuan untuk memperbesar bayangan obyek sehingga dapat memiliki nilai "apertura" yaitu suatu ukuran daya pisah suatu lensa obyektif yang akan menentukan daya pisah spesimen, sehingga mampu menunjukkan struktur renik yang berdekatan sebagai dua benda yang terpisah.

      Lensa okuler, adalah lensa mikroskop yang terdapat di bagian ujung atas tabung berdekatan dengan mata pengamat, dan berfungsi untuk memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif berkisar antara 4 hingga 25 kali.

      Lensa kondensor, adalah lensa yang berfungsi guna mendukung terciptanya pencahayaan pada obyek yang akan dilihat sehingga dengan pengaturan yang tepat maka akan diperoleh daya pisah maksimal.

Jika daya pisah kurang maksimal maka dua benda akan terlihat menjadi satu dan pembesarannyapun akan kurang optimal.

B. Kamera

Kamera adalah alat paling populer dalam aktivitas fotografi. Nama ini didapat dari camera obscura, bahasa Latin untuk "ruang gelap", mekanisme awal untuk memproyeksikan tampilan di mana suatu ruangan berfungsi seperti cara kerja kamera fotografis yang modern, kecuali tidak ada cara pada waktu itu untuk mencatat tampilan gambarnya selain secara manual mengikuti jejaknya. Dalam dunia fotografi, kamera merupakan suatu peranti untuk membentuk dan merekam suatu bayangan potret pada lembaran film. Pada kamera televisi, sistem lensamembentuk gambar pada sebuah lempeng yang peka cahaya. Lempeng ini akan memancarkan elektron ke lempeng sasaran bila terkena cahaya. Selanjutnya, pancaran elektron itu diperlakukan secara elektronik. Dikenal banyak jenis kamera potret.

Sebuah kamera minimal terdiri atas: Kotak yang kedap cahaya (badan kamera), sistem lensa, pemantik potret (shutter), pemutar film.

Sistem lensa dipasang pada lubang depan kotak, berupa sebuah lensa tunggal yang terbuat dari plastik atau kaca, atau sejumlah lensa yang tersusun dalam suatu silinder logam. Tingkat penghalangan cahaya dinyatakan dengan angka f, atau bukaan relatifnya. Makin rendah angka f ini, makin besar bukaannya atau makin kecil tingkat penghalangannya. Bukaan ini diatur oleh jendela diafragma. Bukaan relatif diatur oleh suatu diafragma. Untuk kamera SLR, lensa dilengkapi dengan pengatur bukaan diafragma yang mengatur banyaknya cahaya yang masuk sesuai keinginan fotografer. Jenis lensa cepat ataupun lensa lambat ditentukan oleh rentang nilai F yang dapat digunakan. Disamping lensa biasa, dikenal juga lensa sudut lebar (wide lens), lensa sudut kecil (tele lens), dan lensa variabel (variable lens, atau oleh kalangan awam disebut dengan istilah lensa zoom. Lensa sudut lebar mempunyai jarak fokus yang lebih kecil daripada lensa biasa. Namun sebutan itu bergantung pada lebarnya film yang digunakan. Untuk film 35 milimeter, lensa 35 milimeter akan disebut lensa sudut lebar, sedangkan lensa 135 milimeter akan disebut lensa telefoto. Lensa variabel dapat diubah-ubah jarak fokusnya, dengan mengubah kedudukan relatif unsur-unsur lensa tersebut. Lensa akan memfokuskan cahaya sehingga dihasilkan bayangan sesuai ukuran film. Lensa dikelompokkan sesuai panjang focal length (jarak antara kedua lensa). Focal lenght memengaruhi besar komposisi gambar yang mampu dihasilkan. Dalam masyarakat umum, lebih dikenal dengan istilah zoom.

Tombol pemantik potret atau shutter dipasang di belakang lensa atau di antara lensa. Kebanyakan kamera SLR mempunyai mekanisme pengatur waktu untuk memungkinkan mengubah-ubah lama bukaan shutter. Waktu ini ialah singkatnya pemetik potret itu membuka, sehingga memungkinkan berkas cahaya mengenai film. Beberapa masyarakat awam menganggap kemampuan kamera sebanding dengan besarnya nilai maksimum shutter speed yang bisa digunakan. Bagian lain sebuah kamera, antara lain:

1.    Mekanisme memutar film gulungan agar bagian-bagian film itu bergantian dapat disingkapkan pada objek

2.   Mekanisme fokus yang dapat mengubah-ubah jarak antara lensa dan film

3.   Pemindai komposisi pemotretan (range finder) yang menunjukkan apa saja yang akan terpotret serta apakah objek utama akan terfokuskan

4.   lightmeter untuk membantu menetapkan kecepatan pemetik potret dan atau besarnya bukaan, agar banyaknya cahaya yang mengenai film cukup tepat sehingga diperoleh bayangan atau gambar yang memuaskan

Beberapa kamera, terutama jenis kamera poket biasanya tidak memiliki salah satu dari bagian-bagian tersebut.

Jenis-jenis kamera

Kamera film

Jenis kamera film yang digunakan adalah dari jenis 35 milimeter, yang menjadi populer karena keserbagunaan dan kecepatannya saat memotret, karena kamera ini berukuran kecil, kompak dan tidak mencolok. Lensa kadang dapat dipertukarkan, dan kamera itu dapat memuat gulungan film untuk 36 singkapan, bahkan kadang lebih.

Kamera polaroid

Kamera jenis ini memakai lembaran polaroid yang langsung memberikan gambar positif sehingga pemotret tidak perlu melakukan proses cuci cetak film.

Kamera digital

Kamera jenis ini merupakan kamera yang dapat bekerja tanpa menggunakan film. Si pemotret dapat dengan mudah menangkap suatu objek tanpa harus susah-susah membidiknya melalui jendela pandang karena kamera digital sebagian besar memang tidak memilikinya. Sebagai gantinya, kamera digital menggunakan sebuah layar LCD yang terpasang di belakang kamera. Lebar layar LCD pada setiap kamera digital berbeda-beda.

Sebagai media penyimpanan, kamera digital menggunakan internal memory ataupun external memory yang menggunakan memory card.

Kamera single lens reflect

Kamera ini memiliki cermin datar dengan singkap 45 derajat di belakang lensa, sehingga apa yang terlihat oleh pemotret dalam jendela pandang adalah juga apa yang akan di tangkap pada film. Umumnya kamera ini digunakan setinggi pinggang ketika dipotretkan.

Kamera instan

Istilah instan adalah dimilikinya mekanisme automatik pada kamera, sehingga berdasar pengukur cahaya (lightmeter atau fotometer), lebar diafragma dan kecepatan pemetik potret secara otomatis telah diatur.

Kamera saku

Jenis yang paling populer digunakan masyarakat umum. Lensa utama tak bisa diganti,umumnya otomatis atau memerlukan sedikit penyetelan. Cahaya yang melewati lensa langsung membakar medium. Kelemahan film ini adalah gambar yang ditangkap oleh mata akan berbeda dengan yang akan dihasilkan film, karena ada perbedaan sudut pandang jendela bidik(viewfinder) dengan lensa.

Kamera TLR

Kelemahan kamera poket diperbaiki oleh kamera TLR. Jendela bidik diberikan lensa yang identik dengan lensa di bawahnya. Namun tetap ada kesalahan paralaks yang ditimbulkan sebab sudut dan posisi kedua lensa tidak sama.

Kamera SLR (Single Lens Reflect)

Pada kamera SLR, cahaya yang masuk ke dalam kamera dibelokkan ke mata fotografer sehingga fotografer mendapatkan bayangan yang identik dengan yang akan terbentuk. Saat fotografer memencet tombol kecepatan rana, cahaya akan dibelokkan kembali ke medium (atau film). lensa kamera SLR dapat diganti ganti sesuai kehendak,sangat disukai para ahli foto, atau hobby, dudukan lensa pada body kamera berbeda benda tergantung merek kamera,mulai dari lensa wide(sudut lebar),tele(jarak jauh),dan lensa normal(standard 50 mm),tersedia pula lensa zoom dengan panjang lensa bervariasi.

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.

Prinsip kerja kamera

Kamera terdiri atas sebuah lensa cembung dan film. Ketika ada cahaya datang ke kamera, lensa cembung akan memfokuskan cahaya tersebut. Bayangan akan berupa gambar terbalik yang bisa ditangkap layar.

Untuk membuktikannya, silakan ambil sebuah lup (lensa cembung) kemudian silakan berdiri di dekat jendela (yang terbuka). Hadapkan lup tersebut menghadap lur jendela. Letakkan selembar kertas putih dibelakan lup tersebut, maka akan anda lihat sebuah bayangan pemandangan luar jendela di layar kertas putih tadi yang terbalik posisinya.

Dalam kamera, bayangan ini terrekam dalam film yang sensitif terhadap cahaya.
Sehingga kita dapatkan klise.