mikroskop dan perbesaran dengan rumus

Ukuran sudut menentukan besar atau kecil ukuran bayangan benda yang terbentuk pada retina mata. Sebagaimana diperlihatkan pada gambar di samping, semakin kecil ukuran benda maka semakin kecil ukuran sudut dan karenanya semakin kecil ukuran bayangan benda yang terbentuk pada retina. Ukuran bayangan yang kecil pada retina merupakan alasan mengapa mata sulit melihat benda berukuran kecil secara jelas, meskipun benda dilihat dari titik dekat mata normal atau dari jarak 25 cm.

Lup atau kaca pembesar mempunyai kemampuan terbatas dalam memperbesar ukuran sudut karenanya jika ukuran benda sangat kecil sehingga sulit dilihat menggunakan lup maka dibutuhkan alat optik yang mempunyai kemampuan lebih baik dalam memperbesar ukuran sudut. Alat optik yang dimaksud adalah alat optik mikroskop. Alat optik mikroskop terdiri dari dua lensa cembung di mana masing-masing lensa cembung disebut lensa obyektif dan lensa okuler. Lensa obyektif berfungsi memperbesar ukuran bayangan dan mendekatkan bayangan ke lensa okuler sehingga ukuran sudut lebih besar. Sebaliknya lensa okuler berfungsi memperbesar ukuran sudut sehingga ukuran bayangan yang terbentuk pada retina mata lebih besar.

1. Perbesaran Total Mikroskop ketika Mata Berakomodasi Minimum
1.1 Perbesaran Linear Lensa Obyektif ketika Mata Berakomodasi Minimum
Lensa obyektif merupakan lensa cembung karenanya rumus perbesaran linear lensa obyektif sama dengan rumus perbesaran linear lensa cembung.

Bayangan nyata yang dihasilkan oleh lensa obyektif dianggap sebagai benda oleh lensa okuler. Mata berakomodasi minimum ketika otot siliari mata berada dalam kondisi paling rileks dan hal ini tercapai jika bayangan akhir yang dihasilkan oleh lensa okuler berjarak tak berhingga. Agar bayangan akhir yang dihasilkan oleh lensa okuler berjarak tak berhingga maka bayangan nyata yang dihasilkan oleh lensa obyektif harus berada di titik fokus lensa okuler. Dengan demikian, jarak bayangan nyata dari lensa obyektif (s_ob’) = jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler (l) – panjang fokus lensa okuler (f_ok).

Keterangan : m_ob = perbesaran linear lensa obyektif, l = jarak antara lensa obyektif dan okuler, f_ok = panjang fokus lensa okuler, s_ob = jarak benda dari lensa obyektif
Tanda negatif dihilangkan karena tanda negatif hanya menyatakan bayangan terbalik.

1.2 Perbesaran Sudut Lensa Okuler ketika Mata Berakomodasi Minimum
Lensa okuler merupakan lensa cembung karenanya rumus perbesaran sudut lensa okuler sama dengan rumus perbesaran sudut lensa cembung lup alias kaca pembesar pada saat mata berakomodasi minimum.
Rumus perbesaran sudut lensa cembung lup ketika mata berakomodasi minimum :
M = N / f
Jarak fokus (f) diubah menjadi jarak fokus lensa okuler (f_ok).
M_ok = N / f_ok
Keterangan : M = perbesaran sudut, N = jarak titik dekat mata normal, f_ok = jarak fokus lensa okuler.

1.3 Perbesaran Sudut Total ketika Mata Berakomodasi Minimum
Perbesaran sudut total (M) adalah hasil kali antara perbesaran linear lensa obyektif (m_ob) dengan perbesaran sudut lensa okuler (M_ok) :

Jarak antara kedua lensa (l) – panjang fokus lensa okuler (f_ok) = jarak bayangan dari lensa obyektif (s_ob’). Benda diletakkan sangat dekat dengan titik fokus lensa obyektif karenanya jarak benda dari lensa obyektif (s_ob) hampir sama dengan panjang fokus lensa obyektif (f_ob).

Bayangan akhir bersifat maya, terbalik dan berjarak sangat jauh alias tak berhingga 😉 . Jarak bayangan akhir tak berhingga bukan berarti ukuran bayangan akhir tak berhingga.

2. Perbesaran Total Mikroskop ketika Mata Berakomodasi Maksimum
2.1 Perbesaran Linear Lensa Obyektif ketika Mata Berakomodasi Maksimum
Lensa okuler merupakan lensa cembung karenanya rumus perbesaran linear lensa okuler sama dengan rumus perbesaran linear lensa cembung.

Bayangan nyata yang dihasilkan oleh lensa obyektif dianggap sebagai benda oleh lensa okuler. Mata berakomodasi maksimum ketika otot siliari mata berada dalam kondisi paling tegang dan hal ini tercapai jika bayangan akhir yang dihasilkan oleh lensa okuler berjarak 25 cm dari lensa okuler, di mana 25 cm adalah titik dekat mata normal. Ketika jarak bayangan akhir yang dihasilkan oleh lensa okuler (s_ok’) sama dengan titik dekat mata normal (N) maka jarak bayangan nyata dari lensa okuler (s_ok) :

Bayangan akhir yang dihasilkan lensa okuler bersifat maya sehingga diberi tanda negatif.

s_ok adalah jarak bayangan nyata (benda) dari lensa okuler. s_ob’ adalah jarak bayangan nyata dari lensa obyektif. s_ob’ + s_ok = jarak antara kedua lensa (l). Jadi s_ob’ = l – s_ok

Keterangan : m_ob = perbesaran linear lensa obyektif, l = jarak antara lensa obyektif dan okuler, s_ok = jarak bayangan nyata dari lensa okuler, s_ob = jarak benda dari lensa obyektif
Tanda negatif dihilangkan karena tanda negatif hanya menyatakan bayangan terbalik.

2.2 Perbesaran Sudut Lensa Okuler ketika Mata Berakomodasi Maksimum
Lensa okuler merupakan lensa cembung karenanya rumus perbesaran sudut lensa okuler sama dengan rumus perbesaran sudut lensa cembung lup alias kaca pembesar pada saat mata berakomodasi maksimum.
Rumus perbesaran sudut lensa cembung lup ketika mata berakomodasi maksimum :

Keterangan : M = perbesaran sudut, N = titik dekat mata normal, f = jarak fokus lensa okuler.

2.3 Perbesaran Sudut Total ketika Mata Berakomodasi Maksimum
Perbesaran sudut total (M) adalah hasil kali antara perbesaran linear lensa obyektif (m_ob) dengan perbesaran sudut lensa okuler (M_ok).

Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler (l) – jarak bayangan nyata dari lensa okuler (s_ok)= jarak bayangan nyata dari lensa obyektif (s_ob’). Benda diletakkan sangat dekat dengan titik fokus lensa obyektif karenanya jarak benda dari lensa obyektif (s_ob) hampir sama dengan panjang fokus lensa obyektif (f_ob). Dengan demikian, rumus di atas bisa diubah menjadi :