Alat optik adalah alat yang menggunakan lensa atau cermin dan membutuhkan cahaya yang membantu manusia dalam mempermudah penglihatannya. Cermin dan lensa mempermudah dan membantu dalam kehidupan manusia. Mata kita memiliki kemampuan untuk melihat sangat terbatas, yaitu tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda kecil, benda-benda yang sangat jauh dan tidak dapat merekam apa yang dilihatnya dengan baik. Oleh sebab itu mata kita harus dibantu dengan alat-alat optik buatan. Secara tidak sadar mata kita termasuk alat optik dengan cara kerja tercanggih. Karena manusia sendiri belum bisa membuat alat optik yang serupa kemampuannya dengan mata kita. Beberapa alat optik buatan yang digunakan untuk membantu pekerjaan manusia antara lain lup, mikroskop, teropong, kamera dan lain-lain.
Kamera digunakan manusia untuk merekam kejadian penting atau kejadian yang menarik. Banyak jenis dan model kamera dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dewasa ini sudah ada kamera digital yang data gambarnya tidak perlu melalui proses pencetakan melainkan dapat dilihat atau diolah melalui komputer. Kamera dapat dibedakan menjadi kamera analog dan kamera digital.
Kamera Analog adalah salah satu kategori kamera yang dalam tehnik pengambilan gambarnya, masih menggunakan film seluloid. Film seluloid ini mempunyai tiga buah elemen dasar, yaitu elemen optikal yang berupa berbagai macam lensa, elemen kimia berupafilm seluloid itu sendiri, serta elemen mekanik yang berupa badan dari kamera itu sendiri. Sedangkan kamera digital adalah kamera yang tidak tergantung pada film negative (klise). Pada kamera digital, peran film negative diambil oleh sebuah chip berebentuk kartu kecil yang berfungsi untuk menyimpan hasil pemotretan.
Pada saat 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.
Kamera Analog adalah salah satu kategori kamera yang dalam tehnik pengambilan gambarnya, masih menggunakan film seluloid. Film seluloid ini mempunyai tiga buah elemen dasar, yaitu elemen optikal yang berupa berbagai macam lensa, elemen kimia berupafilm seluloid itu sendiri, serta elemen mekanik yang berupa badan dari kamera itu sendiri. Sedangkan kamera digital adalah kamera yang tidak tergantung pada film negative (klise). Pada kamera digital, peran film negative diambil oleh sebuah chip berebentuk kartu kecil yang berfungsi untuk menyimpan hasil pemotretan.
Pada saat 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. Berikut ini beberapa kemiripan kamera (mekanik) dengan mata manusia.
| Bagian Kamera | Bagian Mata | Keterangan |
|---|---|---|
| Lensa | Lensa | Lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan dari benda |
| Diafragma | Iris | Mengatur besar kecilnya lubang cahaya |
| Aperture | Pupil | Lubang tempat masuknya cahaya |
| Film | Retina | Tempat terbentuknya bayangan |
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 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 memakai mikroskop kita dapat mengamati benda atau hewan renik, seperti 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. Untuk mengatur panjang mikroskop agar diperoleh bayangan dengan jelas digunakan makrometer dan mikrometer.
4. Teleskop
Teleskop adalah alat optik yang dapat membuat benda-benda yang berada pada tempat yang jauh menjadi terlihat dekat. Dengan menggunakan sebuah teleskop, dapat melihat kawah dan ciri-ciri lain di permukaan bulan secara jelas. Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Teleskop dapat berupa teleskop bias dan teleskop pantul.
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 manusia. 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.
