PENGENALAN

KANTA DALAM PERALATAN OPTIK

Mata manusia mempunyai kanta yang panjang fokusnya boleh diubahkan oleh otot

siliari untuk memfokuskan imej suatu objek pada retina. Ini membolehkan manusia

melihat kedua-dua objek jauh dan dekat.

Akomodasi ialah kebolehan mata manusia mengubahkan kantanya untuk

membentuk imej tajam bagi suatu objek pada retina.

Jarak terdekat bagi penglihatan paling jelas, D untuk melihat suatu objek dekat ialah

25 cm dari mata normal. Titik di mana objek dekat boleh dilihat dengan paling jelas

dinamakan takat dekat.

Takat jauh untuk melihat objek jauh dengan paling jelas adalah pada jarak infiniti.

Sudut penglihatan, 0 ialah sudut yang dicakup oleh suatu objek atau imejnya pada

mata.

a) Saiz ketara imej adalah berkadar langsung kepada sudut penglihatan, 0.

b) Bagi objek jauh, sudut penglihatan 01 adalah lebih kecil, maka imej I1 kelihatan

lebih kecil.

c) Imej I2 bagi objek dekat kelihatan lebih besar kerana sudut penglihatan, 02

adalah lebih besar.

Fungsi kanta dalam alat optik ialah memperbesarkan sudut penglihatan untuk

menghasilkan imej yang diperbesarkan pada mata manusia.

1

SEJARAH DAN TEORI MIKROSKOP

Sejarah penemuan mikroskop selaras dengan kajian terhadap mikrobiologi.

Pada masa ini, masyarakat dunia menganggap masa keemasan kerana telah

berjaya melihat objek yang sangat kecil. Pada tahun 1664 Robert Hooke,

menggambarkan struktur pembiakan dari moulds, tetapi orang pertama yang dapat

melihat mikroorganisma adalah seorang pembuat mikroskop amatur berbangsa

Jerman iaitu Antoni Van Leeuwenhoek (1632-1723), menggunakan mikroskop

dengan pembinaan yang sederhana. Dengan mikroskop tersebut dia dapat melihat

organisma sekecil mikroorganisme (Kusnadi, 2003).

Perkataan mikroskop berasal dari bahasa Yunani iaitu micron yang

bermaksud kecil dan scropos iaitu melihat atau tujuan. Jadi boleh dikatakan bahawa

mikroskop adalah alat untuk melihat objek yang terlalu kecil yang tidak dapat dilihat

dengan mata telanjang. Alat utama dalam mikroskop yang digunakan untuk

mengamati adalah kanta objektif dan kanta okular.

Dalam mikroskop baik kanta objektif dan kanta okular keduanya merupakan

kanta cembung. Secara garis besar kanta objektif menghasilkan suatu bayangan

sementara yang mempunyai sifat palsu, terbalik dan diperbesar terhadap kedudukan

benda asal(Tanpa nama, 2009). Dua nilai penting sebuah mikroskop adalah kuasa

pembesaran dan penguraiannya, atau resolusi. Pembesaran mencerminkan berapa

kali lebih besar dekat dengan objek kelihatan berbanding dengan saiz sebenarnya.

Daya urai merupakan saiz kejelasan imej iaitu jarak minimum dua titik yang boleh

dipisahkan dan masih boleh dibezakan sebagai dua titik berbeza dan berasingan

(Campbell, 2000). Mikroskop yang menggunakan cahaya disebut mikroskop optik.

2

Mikroskop optik boleh dibezakan menjadi mikroskop biologi atau monokuler

dan mikroskop stereo atau binokuler. Mikroskop biologi digunakan untuk

pemerhatian benda tipis dan lutsinar. Penyinaran diberikan dari bawah dengan sinar

matahari atau lampu. Mikroskop binokuler atau stereo digunakan untuk pengamatan

yang tidak terlalu besar, telus atau tidak. Penyinaran boleh diatur dari atas maupun

dari bawah dengan sinar matahari atau lampu (Tim Pengajar, 2009). Mikroskop yang

biasa digunakan dalam makmal biologi adalah mikroskop monokuler (latin: mono =

satu, oculus = mata).

Kebanyakan objek yang akan diamati dengan menggunakan mikroskop

monokuler ini harus mempunyai saiz yang kecil atau tipis sehingga dapat ditembusi

cahaya. Bentuk dan susunan objek tersebut boleh dibezakan kerana beberapa

bahagian objek itu lebih banyak menyerap cahaya daripada bahagian-bahagian

yang lain. Mikroskop membuatkan benda-benda kecil kelihatan lebih besar daripada

wujud sebenarnya, hal ini disebut pembesaran.

Mikroskop juga boleh membuat kita melihat pola-pola terperinci yang tidak

tampak oleh mata telanjang, hal ini disebut penguraian (Goldsten, 2004). Semakin

tipis bahan yang diperiksa semakin jelas bahan yang diperolehi. Cahaya yang

dipantulkan dari suatu titik objek tidak boleh digabungkan untuk membuat titik lain

yang sebenarnya, tetapi hanya sebuah plat cahaya.

Daya pembesaran sebuah mikroskop, iaitu kemampuan untuk membeza-

bezakan objek halus, adalah setanding dengan medium yang dihantar. Cahaya

mempunyai panjang gelombang sekitar 0.5 mm dan daya pembesaran paling baik

(walaupun menggunakan cahaya dengan gelombang yang pendek) adalah kira-kira

0.45 mm objek yang letaknya lebih dekat daripada itu tidak akan diperbesar sebagai

lebih daripada satu objek (abercombie, 1933). Di sebalik semua kelebihan dan

kegunaannya, mikroskop juga mempunyai kelemahan iaitu kuasa perpecahan,

bukan kuasa pembesaran. Kuasa perpecahan adalah kemampuan untuk

membezakan dua titik yang berdekatan sebagai titik yang jelas serta berasingan.

Peningkatan saiz tanpa disertai gambar yang jelas tidak bermakna banyak bagi

seorang yang menggunakan mikroskop. Ini bermakna tidak ada gunanya mendapat

gambar yang besar tetapi kabur (W. lay. 1992).

3

SEJARAH DAN TEORI TELESKOP

Teleskop ditemui di 1608 oleh Hans Lippershey, iaitu seorang pembuat kanta

Belanda. Pengeluaran kanta maju selama berabad-abad. Pada tahun 1600, gelas

banyak digunakan untuk membetulkan penglihatan - tidak hanya dengan lensa

cembung (untuk memperbaiki sejauh ini), tetapi juga, kemudian, dengan kanta

cekung untuk rabun jauh (lebih dekat).

Lipperhey mencari bahawa menggabungkan kedua jenis kanta dan dengan

menyesuaikan kelengkungan dan jarak, akan mempunyai gabungan yang

meningkatkan objek kelihatan lebih dekat. Belanda Protestan kemudian berperang

dengan Sepanyol Katolik. Lipperhey Dukes menunjukkan penemuan, dengan

menyarankan bahawa mungkin akan berguna dalam perang.

Sementara itu, Galileo Galilei di Itali berfikir tentang teleskop ini dan beliau

berpendapat teleskop tidak hanya diadaptasi teknologi ini untuk astronomi. Beliau

menggunakan kelengkungan kanta (kelengkungan) yang berbeza. Beliau berjaya

memperbesar sampai dengan 8x, 20x dan 30x. Dengan teleskop ini, beliau mencari

semi-bulan bentuk Zuhrah (Venus) dan satelit Jupiter, untuk pengesahan dari teori

Copernicus. Galileo juga melihat kawah bulan, dan menyatakan bahawa di seluruh

langit itu memang terdiri dari sejumlah bintang yang lemah berlebihan.

4

Kepler optik matematik dianalisis dan dikendalikan dalam sebuah projek yang

menggunakan dua kanta cembung, walaupun dalam cara ini gambar nampak

terbalik. Ia tidak menjadi masalah kepada ahli astronomi. Banyak penemuan-

penemuan telah dibuat dengan teleskop pertama (termasuk kehadiran tompok

matahari (sunspot), dijangka dari teleskop di skrin atau dinding), tapi mereka punya

masalah kerana sebuah kanta refraktor dan cahaya sebagai prisma mengeluarkan

warna yang berbeza-beza.

Planet dan benda langit lain pada umumnya, di bawah cahaya bersinar yang

terdiri dari campuran warna (putih sebenarnya adalah campuran dari warna),

sehingga kanta difokuskan jelas pada gambar benda (zejm itu) hijau, tapi 'bayangan

warna putih dari objek (atau warna lain) akan jet dikelilingi oleh lingkaran warna

lembut (Tenue) atau disebut aberracion Kromatizem. Cahaya boleh difokuskan oleh

cermin melengkung (seperti yang digunakan dalam kosmetik).

Kemudian pada tahun 1668 Isaac Newton menggunakan teleskop untuk

mengumpulkan cahaya pada cermin melengkung terdiri dari bahan reflektif juga

bernama ("Speculum Metallum").

5

Cermin harus bekerja dengan ketepatan lebih besar dari lensa, tetapi Newton

mencipta teknologi baru untuk proses mereka yang masih digunakan oleh para ahli

astronomi amatur sampai hari ini. Sinar cahaya yang dipantulkan cermin kecil

bergabung dan diputarkan 90 darjah lalu menghantar gambar dalam kanta. (Lihat

teleskop topik yang digunakan)

Newton agak sedikit terburu-buru dan meninggalkan penggunaan lensa.

Bahkan, pada 1758 John Dollond telah membuat paten kombinasi akromatik (tanpa

warna), untuk sepasang kanta yang dibuat oleh dua jenis berbeza dari kaca, yang

berfungsi sebagai sasaran tunggal. Selepas itu, muncul seorang pemuzik Jerman

yang tinggal di British, Wilhelm Herschel yang terus membina siri teleskop cermin

dengan lebih besar dan lebih kuat dari semua yang telah ada pada masanya.

Ini adalah salah satu teleskop yang pada tahun 1781 William Herschel untuk

mencari planet baru. Planet yang dijumpai pada masa itu ialah Uranus.

6

FUNGSI DAN RAJAH SINAR MIKROSKOP

Kegunaan mikroskop adalah alat untuk melihat objek kecil yang tidak dapat dilihat

dengan mata telanjang, melihat mikroorganisma yang sangat kecil dikenali sebagai

mikrob.

RAJAH SINAR MIKROSKOP MAJMUK

Ia terdiri daripada dua kanta cembung :

a) Kanta objek dengan panjang fokus, f0,

b) Kanta mata dengan panjang fokus, fm yang lebih besar

Objek diletakkan antara f0 2 f0 dari kanta objek untuk menghasilkan I1 yang nyata,

songsang dan diperbesarkan. Kanta mata diselaraskan kedudukannya sehingga I1

terletak lebih dekat daripada panjang fokusnya, fm.

Kanta mata berfungsi sebagai kanta pembesar untuk menghasilkan imej akhir I2

yang maya, songsang dan diperbesarkan. Dalam penyelarasan normal, I2 terbentuk

pada jarak terdekat untuk penglihatan paling jelas, iaitu D = 25 cm dari kanta mata

Pembesaran, M bagi mikroskop majmuk diberikan oleh rumus,

M= tinggi imej I 2, h1tinggi objek ,h0

M=m 1×m2

M1 = pembesaran bagi kanta objek

M2 = pembesaran linear bagi kanta mata

7

FUNGSI DAN RAJAH SINAR TELESKOP

Kegunaan teleskop adalah untuk melihat objek yang jauh supaya paparan imej

menjadi lebih dekat dan jelas. Teleskop juga telah digunakan untuk meneroka alam

semesta.

RAJAH SINAR TELESKOP ASTRONOMI

Ia terdiri daripada dua kanta cembung :

a) Kanta objek dengan panjang fokus, f0,

b) Kanta mata dengan panjang fokus, fm yang lebih pendek

Kanta objek mengumpulkan cahaya selari dari objek jauh untuk membentuk imej, I1

yang nyata. Songsang dan diperkecilkan di titik fokusnya f0. Kanta mata diselaraskan

kedudukannya sehingga imej, I1 berada di titik fokusnya, Fm juga. Dengan demikian ,

kanta mata berfungsi sebagai kanta pembesar dengan I1 dijadikan objek. Dalam

penyelarasan normal, imej akhir yang maya, songsang, dan diperbesarkan terbentuk

di inifiniti.

Pembesaran , M bagi teleskop astronomi diberikan oleh rumus,

M= tinggi imejtinggiobjek

= panj ang fokus kanta objek , f 0panjang fokus kantamata , fm

M= f 0fm

8

CONTOH-CONTOH DAN KEGUNAAN MIKROSKOP

1. Light / Ordinary Microscope (mikroskop cahaya dan mikroskop biasa)

Kegunaannya : untuk melihat bentuk, gerakan dan komponen-komponen tertentu

yang lain (kapsul, flagellum, spora) selepas diperlakukan secara khusus

sebelumnya.

2. Dark-field Microscope (mikroskop lapangan gelap)

9

Mikroskop ini dilengkapi dengan suatu kondensor yang tidak membolehkan adanya

intensiti cahaya yang kuat sehingga boleh terjadi lapangan penglihatan yang tidak

begitu terang (relatif gelap).

Kegunaannya: untuk melihat gerakan-gerakan bakteria khususnya Treponema

pallidum. Treponema pallidum mempunyai gerakan yang khas, sehingga dapat

dibezakan dari spesies Treponema yang lain. Dalam kaitan dengan rapid diagnosis

dari penyakit kholera, mikroskop ini boleh digunakan.

3. Electron Microscope (mikroskop elektronik)

Mikroskop ini mempunyai kekuatan pembesaran yang amat tinggi (puluhan hingga

ratusan ribu kali), sehingga mikroorganisme yang berukuran submikroskopik (tidak

terlihat oleh mikroskop biasa) pun kelihatan.

10

4. Fluorescence Microscope (mikroskop fluoresense)

Mikroskop ini dilengkapi dengan suatu sumber UV light (sinar ultra violet).

Kegunaannya: untuk mengesan agen etiologik (Ag) atau respon imun (Ab) pada

spesimen pesakit penyakit jangkitan yang dicurigai.

11

CONTOH-CONTOH DAN KEGUNAAN TELESKOP

1. Teleskop Refractor

Teleskop refractor merupakan jenis teleskop pertama kali yang didapati dari ketiga

jenis teleskop yang ada. Jenis teleskop ini digunakan untuk pertama kalinya di

Belanda oleh tiga orang iaitu Hans Lippershey, Zacharias Janssen dan Jacob

Metius. Kemudian dari teleskop yang ada, oleh Galileo Galilei dibangunkan reka

bentuk nya dan disusuli pula oleh Johannes Kepler dengan reka bentuk yang

berbeza sehingga dari reka bentuk kedua orang ini muncul reka bentuk yang akan

sering kita dengar iaitu teleskop refractor Galilean dan Keplerian. Prinsip dari semua

teleskop refractor pada umumnya sama iaitu dengan menggunakan gabungan dua

buah kanta objektif. Tujuan dari teleskop refractor adalah membiaskan atau

memesongkan cahaya.

2. Teleskop Reflektor

12

Teleskop reflektor adalah teleskop yang menggunakan satu atau gabungan dari

cermin lengkung yang mencerminkan cahaya dan bayangan gambar. Hampir

sejumlah teleskop-teleskop astronomi yang digunakan oleh pakar ini profesional

seperti NASA adalah teleskop reflektor. Teleskop reflektor sangat tepat jika kita

gunakan untuk pemerhatian objek-objek deepsky seperti nebula, galaksi, alam

semesta dan komet kerana untuk "light gathering" teleskop reflektor jauh lebih baik

daripada teleskop refractor sehingga untuk objek-objek yang mempunyai keamatan

cahaya kecil dapat dilihat dengan reflektor .

3. Teleskop Katadioptri (Catadioptric Telescope)

Teleskop katadioptri merupakan jenis teleskop gabungan dari refractor dan reflektor

disatu sisi menggunakan cermin dan di sisi lain menggunakan kanta. Secara amnya,

pengertian dari Teleskop Katadiotri adalah teleskop yang menggabungkan lensa dan

cermin. Sistem katadioptri tidak hanya diterapkan pada teleskop saja melainkan

seperti mikroskop, sistem rumah api dan lensa pada kamera. Pada teleskop

katadioptrik perpaduan lensa dan cermin mempunyai bentuk permukaan cembung

seperti bola yang mempunyai beberapa kelebihan iaitu mudah untuk dihasilkan,

mempunyai tahap ketepatan dalam memperbetulkan kesalahan pada lensa dan

cermin lengkung dan mempunyai sudut pandang yang agak lebar.

13

BANDING BEZA ANTARA MIKROSKOP DAN TELESKOP

PERBEZAAN

MIKROSKOP ASPEK TELESKOP

Melihat objek seni Jenis objek yang dilihat Melihat objek jauh

Lebih besar daripada f0 Pajang fokus kanta mata,

fm

Lebih pendek daripada f0

Diperkecilkan Saiz imej awal dalam

penyelarasan normal

Diperbesarkan

M= f 0fm

Rumus Pembesaran M=m 1×m2

14

PERSAMAAN

JENIS KANTA

KANTA CEMBUNG

HASIL IMEJ I1

NYATA DAN SONGSANG

HASIL IMEJ I2

MAYA, SONGSANG dan DIPERBESARKAN

RUJUKAN

Zitzewitz,P.W.(2002) Physics: Principles and Problems. Ohio: Glencoe/McGraw-Hill.

(Chapter 18 Mirrors and Lenses)

Yeap Tok Kheng (2005) . Fizik SPM . Pearson Longman.

Physic Volume 2. James S. Walker

Science Explorer (2002). Sound and light. Illinois: Prentice Hall.

15