TUGAS MATA KULIAH
FILSAFAT FISIKA
PENEMUAN OPTIK DALAM DALAM KAJIAN FILSAFAT DISUSUN OLEH
DENNY KHAIRANI
: 08166167002
DESI PRAWITA
: 08166176003
MARIA ULFA
: 08166176012
NURMALA
: 08166176014
PROGRAM PASCASARJANA
PENDIDIKAN FISIKA
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2016/ 2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, yang maha pengasih lagi
maha
penyayang,
karena
berkat
Rahmat-Nya
penulis
dapat
menyelesaikan makalah untuk tugas mata kuliah Filsafat Fisika. Penulis mengucapkan terimakasih kepada dosen mata kuliah Prof. Dr. Sahyar, M. Si,. M.M., yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penyelesaian tugas mata kuliah ini. Tidak lupa terimakasih penulis haturkan kepada semua pihak yang ikut membantu dalam menyelelesaikan makalah ini. Penulis berharap makalah ini memberi manfaat kepada penulis dan para pembaca untuk manambah pengetahuan. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat penulis harapkan dari pembaca.
Medan,
Penulis
Maret 2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, yang maha pengasih lagi
maha
penyayang,
karena
berkat
Rahmat-Nya
penulis
dapat
menyelesaikan makalah untuk tugas mata kuliah Filsafat Fisika. Penulis mengucapkan terimakasih kepada dosen mata kuliah Prof. Dr. Sahyar, M. Si,. M.M., yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penyelesaian tugas mata kuliah ini. Tidak lupa terimakasih penulis haturkan kepada semua pihak yang ikut membantu dalam menyelelesaikan makalah ini. Penulis berharap makalah ini memberi manfaat kepada penulis dan para pembaca untuk manambah pengetahuan. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat penulis harapkan dari pembaca.
Medan,
Penulis
Maret 2017
TOKOH FISIKA DALAM BIDANG OPTIK A. MASA YUNANI KUNO 1. EUCLID (325 – 265 265 SM ) 2. CLAUDIUS PTOLEMY (90 – 168 168 M) B. MASA PERADABAN ISLAM 1. ALKINDI (801 -873 M) 2. IBNU SAHL (940 – 1000 1000 M) 3. IBNU AL-HAITHAM (965 – 1039 1039 M) 4. KAMALUDDIN AL-FARISI (1267 – 1319 1319 M) C. MASA PERADABAN BARAT 1. TYCHO BRAHE (1546 -1601 M) 2. SNELLIUS (1580 – 1626 1626 M) 3. JOHANNES KEPPLER (1571 -1630 M) 4. GALILEO GALILEI (1564 – 1642 1642 M) 5. CHRISTIAN HUYGENS (1629 – 1695 1695 M) 6. NEWTON (1642 – 1727 1727 M) 7. MICHEAL FARADAY ( 1791- 1867 M) 8. JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879 M) 9. HEINRICH HERTZ (1857 -1894 M) 10. J.J . THOMSON (1856-1940 M) D. MASA SERAT OPTIK DIAWALI DENGAN PENEMUAN DARI : 1. ALBERT ENSTEIN (1879- 1955 M) 2. MAX PLANC PLANC (1858-1947 M) DLL 3. SAMPAI SEKARANG SERAT OPTIK OPTIK YANG MEMPEROLEH NOBEL FISIKA ADALAH ADALAH CHARLES K. KAO ( 1933- S/D SEKARANG )
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Fisika merupakan salah satu mata pelajaran jurusan IPA yang terbilang sulit dipahami dan sangat membosankan, tetapi pelajaran fisika sangat dekat dengan kehidupan kita sehari-hari dan banyak kita aplikasikan dalam kehidupan. Namun pelajaran fisika juga bisa menjadi keahlian kita ketika kita bisa belajar dengan sungguh-sungguh. Pengertian fisika yaitu berasal dari kata “physic” yang artinya yaitu alam. Jadi ilmu fisika yaitu sebuah ilmu pengetahuan dimana didalamnya mempelajari tentang sifat dan fenomena alam atau gejala alam dan seluruh interaksi yang terjadi didalamnya. Untuk mempelajari fenomena atau gejala alam, fisika menggunakan proses dimulai dari pengamatan, pengukuran, analisis dan menarik kesimpulan. Salah satu materi yang kita pelajari dalam fisika adalah optic.
Bila kita
membicarakan optic maka kehidupan sehari-hari kita tidak pernah lepas dari masalah ini, terjadinya penglihatan oleh mata, terjadinya bayangan, pelangi, langit yang berwarna biru, bahkan peralatan yang sehari-hari selalu ada bersama kita misalkan HP juga menggunakan prinsip kerja optic. Cahaya adalah dasar dari optic. Indera penglihatan menjadi sangat penting karena memberikan informasi mengenai dunia. Cahaya memungkinkan kita melihat segala sesuatu yang ada disekitar kita. Cahaya yang memasuki mata menyebabkan sensasi penglihatan, dengan mempelajari sifat cahaya kita dapat membuat peralatan optic yang berguna dalam kehidupan. Masalah optik merupakan hal yang cukup penting dalam perkembangan ilmu fisika untuk kita pelajari karena masala optik sangat erat kaitannya dengan peristiwa yang tejadi dalam kehidupan kita sehari-hari. Sebagaimana kita ketahui bahwa fisika merupakan ilmu yang mempelajari gejala alam yang dapat diamati dan diukur, dan kasus optik merupakan salah satu gejala alam yang yang dapat diamati dan diukur.
Banyak peralatan sehari-hari yang menerapkan prinsip kerja optic. Pembuatan berbagai macam lensa yang digunakan untuk peralatan sehari-hari seperti peralatan medis, peralatan laboratorium, peralatan optic seperti mikroskop, kamera, teropong, spion mobil, kaca pembesar, terjadinya pelangi, pembuatan kaca mata dan lain-lain. Semua peralatan yang kita gunakan dalam kehidupan ini adalah mahakarya dari para ilmuan fisika yang dengan kegigihannya dapat menghasilkan sesuatu sangat berguna bagi kehidupan manusia dan mempermudah kehidupan kita. Dalam perkembangannya, optic mengalami perkembangan dari tahun ketahun dari hal yang sangat sederhana sampai yang sangat kompit dan canggih. Para ahli fisika menemukaan teori dan melakukan berbagai eksperimen untuk menyingkap rahasia alam yang berhubungan dengan sifat cahaya dan prinsip kerja optic. Sampai sekarang optic mengalami perkembangan yang sangat pesat. Banyak permasalahan dalam kehidupan kita yang dapat diatasi dengan optic. Berdasarkan alasan di atas maka kita perlu mengetahui sejarah perkembangan optic tiap periodisasi sejarah fisika dan kajian yang dibahas dalam materi tersebut, karana itulah maka penulis tertarik untuk membuat makalah optik sejarahnya dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari. 1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah : 1)
Apa itu optic ?
2)
Bagaimana kajian optik dan sejarahnya?
3)
Untuk apa optic dalam kehidupan sehari-hari?
1.3 Tujuan
Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui : 1)
Pengertian optic.
2)
Bagaimana kajian optic dan sejarahnya
3) pemanfaatan optic dalam kehidupan sehari-hari.
BAB II PEMBAHASAN 2.1. Pengertian Optik
Optika adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Optika menerangkan dan diwarnai oleh gejala optis. Kata optik berasal dari bahasa Latin ὀπτική, yang berarti tampilan. Bidang optika biasanya menggambarkan sifat cahaya tampak, inframerah dan ultraviolet; tetapi karena cahaya adalah gelombang elektromagnetik, gejala yang sama juga terjadi di sinar-X, gelombang mikro, gelombang radio, dan bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan juga gejala serupa seperti pada sorotan partikel muatan (charged beam). Optik secara umum dapat dianggap sebagai bagian dari keelektromagnetan. Beberapa gejala optis bergantung pada sifat kuantum cahaya yang terkait dengan beberapa bidang optika hingga mekanika kuantum. Dalam prakteknya, kebanyakan dari gejala optis dapat dihitung dengan menggunakan sifat elektromagnetik dari cahaya, seperti yang dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Bidang optika memiliki identitas, masyarakat, dan konferensinya sendiri. Aspek keilmuannya sering disebut ilmu optik atau fisika optik. Ilmu optik terapan sering disebut rekayasa optik. Aplikasi dari rekayasa optik yang terkait khusus dengan sistem iluminasi (iluminasi) disebut rekayasa pencahayaan. Setiap disiplin cenderung sedikit berbeda dalam aplikasi, keterampilan teknis, fokus, dan afiliasi profesionalnya. Inovasi lebih baru dalam rekayasa optik sering dikategorikan sebagai fotonika atau optoelektronika. Batas-batas antara bidang ini dan "optik" sering tidak jelas, dan istilah yang digunakan berbeda di berbagai belahan dunia dan dalam berbagai bidang industri. Karena aplikasi yang luas dari ilmu "cahaya" untuk aplikasi dunia nyata, bidang ilmu optika dan rekayasa optik cenderung sangat lintas disiplin. Ilmu optika merupakan bagian dari berbagai disiplin terkait termasuk elektro, fisika, psikologi, kedokteran (khususnya optalmologi dan optometri), dan lain-lain. Selain itu,
penjelasan yang paling lengkap tentang perilaku optis, seperti dijelaskan dalam fisika, tidak selalu rumit untuk kebanyakan masalah, jadi model sederhana dapat digunakan. Model sederhana ini cukup untuk menjelaskan sebagian gejala optis serta mengabaikan perilaku yang tidak relevan dan / atau tidak terdeteksi pada suatu system.
2. 2. Sejarah Perkembangan Optik A.
Masa Yunani Kuno 1. Euclid (325-265 SM)
Euclid adalah seorang matematikawan yang hidup antara tahun 325 SM hingga 265 SM di Alexandria, Yunani adalah murid dari Socrates. Euclid pernah belajar di Akademi Plato, Yunani. Ia dikenal sebagai sosok yang banyak menghabiskan waktunya di perpustakaan terbesar di Alexandria. Beliau dikenal sebagai bapak geometri karena bukunya, yaitu elements, merupakan buku terbaik sepanjang sejarah ilmu matematika. Melalui buku tersebut, geometri besrta sifatsifatnya diperkenalkan Euclid. Selain masih ada buku Euclid yang masih ada hingga kini yaitu, Data, Phaenomena dan Optics. Pada zaman purba ataupun klasik, terdapat dua teori utama berkaitan persepsi penglihatan. Teori pertama, teori sinaran didukung pemikir-pemikir seperti Ptolemy dan Euclid. Mereka percaya bahawa proses penglihatan wujud benda apabila mata mengeluarkan sinaran cahaya. Teori kedua, teori intromisi (penyusupan), yang didokong Aristotles dan pengikutnya, mempercayai bahwa bahan fisik dari benda
yang dilihat memasuki mata. Berlandaskan pemerhatian umum (misalnya mata boleh kesilauan atau tercedera apabila memandang cahaya yang amat terang) dan pendapat pendapat (argumen) logik (misalnya bagaimana mungkin pancaran dari mata boleh sampai ke bintang berjauhan pada saat kita membuka mata). Kekurangan dari teori yang dikatakan Euclid bahwa kita bisa melihat karena mata mengeluarkan cahaya.
2. Claudius Ptolemy (90- 168 M)
Claudius Ptolemy adalah seorang ahli matematika, astronomi, geografi, perbintangan, sekaligus sastrawan dan penyair yang tinggal di kota Alexandria, sebuah wilayah di Mesir yang dikuasai kerajaan Romawi pada masa itu. Tidak banyak yang bisa diketahui terkait kelahiran pujangga dan ilmuwan abad kuno ini kecuali Ptolemy banyak menulis dalam bahasa Yunani dan berkebangsaan Romawi. Adapun namanya, Claudius Ptolemy, merupakan campuran bahasa Yunani-Mesir dan bahasa Romawi sekaligus mengindikasikan sang filsuf merupakan keturunan keluarga Yunani yang tinggal di Mesir dan menjadi warga negara Roma. Karena kedekatan geografis, para ahli astronomi, geografi dan fisika dari semenanjung Arab sering menyebut Ptolemy dengan lidah padang pasir mereka sebagai Batlaymus. Terlepas dari berbagai diskusi ilmiah terkait karya filsuf ini, hingga profil diunggah belum ada studi komprehensif mengenai hidup dan karya Ptolemy lebih mendalam. Sumbangan terbesar Ptolemy adalah beberapa risalah atau teks ilmiah yang menyatakan kontribusi sangat besar bagi perkembangan ilmu pengetahuan bagi perkembangan awal peradaban Islam dan Eropa. Teks atau risalah pertama, Almagest, berisikan ilmu astronomi yang dalam bahasa Arab juga dikenal dengan judul Al Kitabul Mijisti. Karya kompilasi yang
terdiri dari tiga belas buku ini dinilai sangat penting dan sangat berpengaruh bagi para ahli matematika dan ilmuwan lain saat itu mengingat Ptolemy banyak menuliskan analisis matematis terkait pergerakan planet, matahari dan bulan. Karya Ptolemy lain yang juga cukup dikenal adalah Optics. Sayangnya, risalah bidang fisika dan ilmu cahaya ini masih diterjemahkan ala kadarnya ke dalam bahasa Arab. Mengulas berbagai sifat cahaya seperti refleksi, refraksi dan warna, buku ini turut berperan penting dalam sejarah perkembangan awal fisika-optik. Ptolemy menjadi dasar riset dan analisisnya ahli optik abad ke-11, Alhazen atau Ibn al-Haytham.
B.
Masa Peradaban Islam
1. Al- Kindi ( 801- 873 M)
Al-Kindi adalah ulama terkenal pada zamannya. Selain sebagai ulama, alKindi adalah filsuf Arab pertama yang memelopori penerjemahan sekaligus memperkenalkan pemikiran para filsuf Yunani di dunia Arab dan Islam. Al-Kindi menguasai berbagai disiplin ilmu; ilmu filsafat, ilmu alam seperti ilmiah, geometri, astronomi, ilmu teknik arsitektur, sampai musik. Nama lengkap al-
Kindi adalah Abu Yusuf Ya’qub bin Ishaq al -Kindi. Al-Kindi lahir di Kufah, Irak, pada 801 M dan meninggal pada 866 M. Orang Barat menyebutnya al-Kindus. AlKindi ilmuwan yang sangat produktif. Karya al-Kindi sangat banyak. Al-Kindi menulis sedikitnya 260 buku, diantaranya 32 buku tentang geometri, 22 buku tentang kedokteran, 22 buku tentang filsafat, 9 buku logika, dan 12 buku fisika,. Dalam bidang fisika, al-Kindi mampu menjelaskna warna biru langit. Menurutnya, warna biru bukanlah warna langit itu sendiri melainkan warna dari
pantulan cahaya yang berasal dari penguapan air dan butir-butir debu yang ada diudara.
Al-Kindi
sudah
mencetus
teori
relativitas,
jauh
sebelum
Einsten
mengeluarkannya. Meskipun teori relavitasnya belum semodern teori relativitas Einsten. Menurut al-Kindi ,”Waktu, ruang gerakan, benda semuanya relatif, jika ada gerakan, disana perlu benda; jika ada sebuah benda, disana perlu gerakan.” Ilmuwan Muslim pertama yang mencurahkan pikirannya untuk mengkaji ilmu optik adalah Al-Kindi (801 M - 873 M). Hasil kerja kerasnya mampu menghasilkan pemahaman baru tentang refleksi cahaya serta prinsip-prinsip persepsi visual. Buah pikir Al-Kindi tentang optik terekam dalam kitab berjudul De Radiis Stellarum. Buku yang ditulisnya itu sangat berpengaruh bagi sarjana Barat seperti Robert Grosseteste dan Roger Bacon. Tak heran, bila teori-teori yang dicetuskan Al-Kindi tentang ilmu optik telah menjadi hukum-hukum perspektif di era Renaisans Eropa. Secara lugas, Al-Kindi menolak konsep tentang penglihatan yang dilontarkan Aristoteles. Dalam pandangan ilmuwan Yunani itu, penglihatan merupakan bentuk yang diterima mata dari obyek yang sedang dilihat. Namun, menurut Al-Kindi penglihatan justru ditimbulkan daya pencahayaan yang berjalan dari mata ke obyek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat.
2. Ibnu Sahl ( 940 – 1000 M )
Seabad kemudian, sarjana Muslim lainnya yang menggembangkan ilmu optik adalah Ibnu Sahl (940 M - 1000 M). Sejatinya, Ibnu Sahl adalah seorang matematikus yang mendedikasikan dirinya di Istana Baghdad. Pada tahun 984 M, dia
menulis risalah yang berjudul On Burning Mirrors and Lenses (pembakaran dan cermin dan lensa). Dalam risalah itu, Ibnu Sahl mempelajari cermin membengkok dan lensa membengkok serta titik api cahaya. Ibnu Sahl pun menemukan hukum refraksi (pembiasan) yang secara matematis setara dengan hukum Snell. Dia menggunakan hukum tentang pembiasan cahaya untuk memperhitungkan bentuk-bentuk lensa dan cermin yang titik fokus cahanya berada di sebuah titik di poros.
3. Ibnu Al-Haitam ( 965- 1039 M )
Dunia
menyebutnya
sebagai
Bapak
Optik.
Gelar
kehormatan
itu
dianugerahkan kepada Ibnu Haitam atas kontribusinya dalam mengembangkan ilmu optik. Alhazen, begitu orang Barat menyebutnya, bernama lengkap Abu Ali Muhammad ibnu Al-Hasan ibnu Al-Haitham. Ia merupakan sarjana Muslim terkemuka yang lahir di Basrah, Irak pada 965 M. Sejak kecil Ibnu Haitham yang berotak encer menempuh pendidikan di tanah kelahirannya. Ia merintis kariernya sebagai pegawai pemerintah di Basrah. Namun ia ternyata tak betah berlama-lama berkarir di dunia birokrasi. Ibnu Haitham yang lebih tertarik untuk menimba ilmu akhirnya memutuskan untuk berhenti sebagai pegawai pemerintah. Ia pun lalu memilih merantau ke Ahwaz dan pusat intelektual dunia saat itu, yakni kota Baghdad. Di kedua kota itu ia menimba beragam ilmu. Ghirah keilmuannya yang tinggi membawanya terdampar hingga ke Mesir. Di negeri
piramida itu, Ibnu Haitham meneliti aliran dan saluran sungai Nil serta menerjemahkan buku-buku tentang matematika dan ilmu falak. Ibnu Haitham juga sempat mengenyam pendidikan di Universitas Al-Azhar. Setelah itu, secara otodidak ia mempelajari hingga menguasai beragam disiplin ilmu seperti ilmu falak, matematika, geometri, pengobatan, fisika, dan filsafat. Secara serius dia mengkaji dan mempelajari seluk-beluk ilmu optik. Beragam teori tentang ilmu optik telah dilahirkan dan dicetuskannya. Penelitiannya tentang cahaya memberikan ilham kepada ahli sains Barat seperti Boger, Bacon, dan Kepler yang menciptakan mikroskop serta teleskop. Dialah orang pertama yang menulis dan menemukan pelbagai data penting mengenai cahaya. Konon, dia telah menulis tak kurang dari 200 judul buku. Sayangnya, hanya sedikit yang terisa. Bahkan karya monumentalnya, Kitab Al-Manadhir, tidak diketahui lagi rimbanya. Orang hanya bisa mempelajari terjemahannya yang ditulis dalam bahasa Latin. Kekurangpedulian umat Islam terhadap karya-karya ilmuwan terdahulu, telah membuat Islam tertinggal. Melalui Al-Manadhir, teori optik pertama kali dijelaskan. Hingga 500 tahun kemudian, teori Ibnu Haitham ini dikutip banyak ilmuwan. Tak banyak orang yang tahu bahwa orang pertama yang menjelaskan soal mekanisme penglihatan pada manusia — yang menjadi dasar teori optik modern — adalah ilmuwan Muslim asal Irak. Selama lebih dari 500 tahun, Al-Manadhir terus bertahan sebagai buku paling penting dalam ilmu optik. Pada 1572, karya Ibnu Haitham ini diterjemahkan ke dalam bahasa Latin dengan judul Opticae Thesaurus. Bab tiga volume pertama buku ini mengupas ide-ide dia tentang cahaya. Dalam buku itu, Haitham meyakini bahwa sinar cahaya keluar dari garis lurus dari setiap titik di permukaan yang bercahaya. Ia membuat percobaan yang sangat teliti tentang lintasan cahaya melalui berbagai media dan menemukan teori tentang pembiasan cahaya. Ia jugalah yang melakukan eksperimen pertama tentang penyebaran cahaya terhadap berbagai warna. Dalam buku yang sama, ia menjelaskan tentang ragam cahaya yang muncul saat matahari terbenam, dan juga teori tentang berbagai macam fenomena fisik seperti
bayangan, gerhana, dan juga pelangi. Ia juga melakukan percobaan untuk menjelaskan penglihatan binokular dan memberikan penjelasan yang benar tentang peningkatan ukuran matahari dan bulan ketika mendekati horison. Haitham mencatatkan namanya sebagai orang pertama yang menggambarkan seluruh detil bagian indra pengelihatan manusia. Ia memberikan penjelasan yang ilmiah tentang bagaimana proses manusia bisa melihat. Salah satu teorinya yang terkenal adalah ketika ia mematahkan teori penglihatan yang diajukan dua ilmuwan Yunani, Ptolemy dan Euclid. Kedua ilmuwan ini menyatakan bahwa manusia bisa melihat karena ada cahaya yang keluar dari mata yang mengenai objek. Berbeda dengan keduanya, Ibnu Haitham mengoreksi teori ini dengan menyatakan bahwa justru objek yang dilihatlah yang mengeluarkan cahaya yang kemudian ditangkap mata sehingga bisa terlihat. Dalam buku ini, ia menjelaskan bagaimana mata bisa melihat objek. Ia menjelaskan sistem penglihatan mulai dari kinerja syaraf di otak hingga kinerja mata itu sendiri. Ia juga menjelaskan secara detil bagian dan fungsi mata seperti konjungtiva, iris, kornea, lensa, dan menjelaskan peranan masing-masing terhadap penglihatan manusia. Untuk semua eksperimen lensa, Ibnu Haitham membuat sendiri lensa dan cermin cekung melalui mesin bubut yang ia miliki. Eksperimennya yang tergolong berhasil saat itu menemukan titik fokus sebagai tempat pembakaran terbaik, saat itu, ia berhasil mengawinkan cermin-cermin bulat dan parabola. Semua sinar yang masuk dikonsentrasikan pada sebuah titik fokus sehingga menjadi titik bakar. Bukunya tentang optik, Kitab Al-Manazir, diterjemahkan kedalam bahasa latin oleh F. Risner dan diterbitkan oleh Basle pada tahun 1572 M. karyanya ini, bersama karya-karya optik lainnya, sangat mempengaruhi ilmuwan abad pertengahan, seperti Roger Bacon, Johannes Keppler, dan Pol Witello. Diyakini , banyak karyakarya monumental dari mereka diilhami oleh hasil eksperimen yang dilakukan Alhazen atau Ibnu Haitham. Al-Haitham membuktikan bahawa sinaran cahaya bergerak dalam garis lurus, dan beliau telah menjalankan beberapa eksperimen menggunakan kanta optik,
cermin, pembiasan, dan pantulan. Beliau orang pertama yang menguraikan sinaran cahaya terbias dan terpantul kepada komponen menegak dan mendatar. Ini merupakan perkembangan asas dalam bidang optik geometri. Namun, beliau tidak memanjangkan pengetahuan itu untuk menemu hukum pembiasan yang dikenali sebagai Hukum Snellius. Salah satu karyanya yang paling menomental adalah ketika Haitham bersama muridnya, Kamaluddin, untuk pertama kali meneliti dan merekam fenomena kamera obsecura. Inilah yang mendasari kinerja kamera yang saat ini digunakan umat manusia. Oleh kamus Webster, fenomena ini secara harfiah diartikan sebagai “ruang
gelap”. Biasanya bentuknya berupa kertas kardus dengan lubang kecil untuk masuknya cahaya. Al-Haitham juga mencetuskan teori lensa pembesar. Teori itu digunakan para saintis di Italia untuk menghasilkan kaca pembesar pertama di dunia. Pada abad ke-13 M, fisikawan Muslim lainnya yang banyak berkontribusi dalam bidang optik adalah Kamaluddin Al-Farisi. Dia mampu menjelaskan fenomena pelangi. Melalui penelitian yang dilakukannya, ia berhasil mengungkapkan bagaimana cahaya matahari direfraksi melalui hujan serta terbentuknya pelangi primer dan sekunder. Itulah peran sarjana Muslim di era kekhalifahan dalam bidang optik.
4.
Kamaluddin Al- Farisi (1267- 1319 M )
Kamal al-Din al-Farisi adalah seorang ahli fisika Muslim terkemuka dari Persia. Ia dilahirkan di kota Tabriz, Persia meninggal pada
sekarang Iran-
pada 1267 M dan
1319 M. Ilmuwan yang bernama lengkap Kamal al-Din Abu'l-
Hasan Muhammad Al-Farisi itu kesohor dengan kontribusinya tentang optik serta
teori angka. Ia merupakan murid seorang astronom dan ahli matematika terkenal, Qutb al-Din al-Shirazi (1236-1311), yang juga murid Nasiruddin al-Tusi. Dalam bidang optik, al-Farisi berhasil merevisi teori pemb iasan cahaya yang dicetuskan para ahli fisika sebelumnya. Gurunya, Shirazi memberi saran agar al-Farisi membedah teori pembiasan cahaya yang telah ditulis ahli fisika Muslim legendaris Ibnu alHaytham (965-1039). Secara mendalam, al-Farisi melakukan studi secara mendalam mengenai risalah optik yang ditulis pendahuluannya itu. Sang guru juga menyarankannya agar melakukan revisi terhadap karya Ibnu Haytham. Buku hasil revisi terhadap pemikiran al-Hacen – nama panggilan Ibnu Haytham di Barat -- tersebut kemudian jadi sebuah adikarya, yakni Kitab Tanqih al-Manazir (Revisi tentang Optik). Kitab Tanqih merupakan pendapat dan pandangan al-Farisi terhadap buah karya Ibnu Haytham. Dalam pandangannya, tak semua teori optik yang diajukan Ibnu Haytham menemukan kebenaran. Guna menutupi kelemahan teori Ibnu Haytham, alFarisi Al-Farisi lalu mengusulkan teori alternatif. Sehingga, kelemahan dalam teori optik Ibnu Haytham dapat disempurnakan. Salah satu bagian yang paling penting dalam karya al-Farisi adalah komentarnya tentang teori pelangi. Ibnu Haytham sesungguhnya mengusulkan sebuah teori, tapi al-Farisi mempertimbangkan dua teori yakni teori Ibnu Haytham dan teori Ibnu Sina (Avicenna) sebelum mencetuskan teori baru. Teori yang diusulkan al-Farisi
sungguh luar biasa. Ia mampu menjelaskan fenomena alam
bernama pelangi menggunakan matematika. Menurut Ibnu Haytham, pelangi merupapakan cahaya matahari dipantulkan awan sebelum mencapai mata. Teori yang dicetuskan Ibnu Haytham itu dinilainya mengandung kelemahan, karena tak melalui sebuah penelitian yang terlalu baik. AlFarisi kemudian mengusulkan sebuah teori baru tentang pelangi. Menurut dia, pelangi terjadi karena sinar cahaya matahari dibiaskan dua kali dengan air yang turun. Satu atau lebih pemantulan cahaya terjadi di antara dua pembiasan. "Dia (al-Farisi) membuktikan teori tentang pelanginya melalui eksperimen yang luas menggunakan sebuah lapisan transparan diisi dengan air dan sebuah
kamera obscura," kata J. J O'Connor, dan E.F. Robertson dalam karyanya bertajuk "Kamal al-Din Abu'l Hasan Muhammad Al-Farisi". Al-Farisi pun diakui telah memperkenalkan dua tambahan sumber pembiasan, yaitu di permukaan antara bejana kaca dan air. Dalam karyanya, al-farisi juga menjelaskan tentang warna pelangi. Ia telah memberi inspirasi bagi masyarakat fisika modern tentang
cara membentuk
warna. Para ahli sebelum al-Farisi berpendapat bahwai warna merupakan hasil sebuah pencampuran antara gelap dengan terang. Secara khusus, ia pun melakukan penelitian yang mendalam soal warna. Ia melakukan penelitian dengan lapisan/bola transparan. Hasilnya, al-Farisi mencetuskan
bahwa warna-warna terjadi karena
superimposition perbedaan bentuk gambar dalam latar belakang gelap "Jika gambar kemudian menembus di dalam, cahaya diperkuat lagi dan memproduksi sebuah warna kuning bercahaya. Selanjutnya mencampur gambar yang dikurangi dan kemudian sebuah warna gelap dan merah gelap sampai hilang ketika matahari berada di luar kerucut pembiasan sinar setelh satu kali pemantulan," un gkap al-Farisi. Penelitiannya itu juga berkaitan dengan dasar investigasi teori dalam dioptika yang disebut al-Kura al-muhriqa yang sebelumnya juga telah dilakukan oleh ahli optik Muslim terdahulu yakni, Ibnu Sahl (1000 M) dan Ibnu al-Haytham (1041 M). Dalam Kitab Tanqih al-Manazir , al-Farisi menggunakan bejana kaca besar yang bersih dalam bentuk sebuah bola, yang
diisi dengan air, untuk mendapatkan
percobaan model skala besar tentang tetes air hujan. Dia kemudian menempatkan model ini dengan sebuah kamera obscura yang berfungsi untuk mengontrol lubang bidik kamera untuk pengenalan cahaya. Dia memproyeksikan cahaya ke dalam bentuk bola dan akhirnya dikurangi dengan beberapa percobaan dan penelitian yang mendetail untuk pemantulan dan pembiasan cahaya bahwa warna pelangi adalah sebuah fenomena dekomposisi cahaya. Hasil penelitiannya itu hampir sama dengan Theodoric of Freiberg. Keduanya berpijak pada teori yang diwariskan Ibnu Haytham serta penelitian Descartes dan Newton dalam dioptika (contohnya, Newton melakukan sebuah penelitian serupa di Trinity College, dengan menggunakan sebuah prisma agak
sedikit berbentuk bola). Hal itu dijelaskan Nader El-Bizri, dalam beberapa karyanya seperti
"Ibn al-Haytham", in Medieval Science, Technology, and Medicine: An
Encyclopedia ,
"Optics", in Medieval Islamic Civilization: An Encyclopedia serta
"Al-Farisi, Kamal al-Din," in The Biographical Encyclopaedia of Islamic Philosoph serta buku
"Ibn al-Haytham, al-Hasan", in The Biographical Encyclopaedia of
Islamic Philosophy. Di kalangan sarjana modern
terjadi perbedaan pendapat mengenai teori
pelangi yang dicetuskan al-Farisi. Ada yang meyakini itu sebagai karya al-Farisi, selain itu ada juga yang menganggap teori itu dicetuskan
gurunya al-Shirazi.
"Penemuan tentang teori itu seharusnya kiranya berasal dari (al-Shirazi), kemudian diperluas [al-Farisi]," papar Boyer. Al-Farisi telah memberikan kontribusi yang begitu besar bagi pengembangan ilmu optik. Pemikiran dan teori yang dicetuskannya begitu bermanfaat dalam menguak rahasia alam, salah satunya pelangi.
C.
Masa Peradaban Barat 1. Thyco Brahe ( 1546- 1601 M )
Tycho Brahe (1546 M - 1601 M) adalah seorang bangsawan Denmark yang terkenal
sebagai
astronom/astrolog
dan
alkimiawan.
Ia
memiliki
sebuah
observatorium yang dinamai Uraniborg, di Pulau Hven. Tycho adalah astronom pengamat paling menonjol di zaman pra-teleskop. Akurasi pengamatannya pada posisi bintang dan planet tak tertandingi pada zaman itu. Untuk penerbitan karyanya, Tycho memiliki mesin cetak dan pabrik kertas. Asistennya yang paling terkenal adalah Johannes Kepler.
2. Willebrord Snellius ( 1580 -1626 M)
Penemuan hukum Snellius merupakan kajian yang lebih mendalam terhadap pembiasan dari Ibnu Sahl. Kajian Hukum Snellius lebih akurat dan Hukum Snellius adalah rumus matematika yang memberikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda, seperti udara dan gelas. Nama hukum ini diambil dari matematikawan Belanda Willebrord Snellius, yang merupakan salah satu penemunya. Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum Pembiasan. Hukum ini menyebutkan bahwa nisbah sinus sudut datang dan sudut bias adalah konstan, yang tergantung pada medium. Perumusan lain yang ekivalen adalah nisbah sudut datang dan sudut bias sama dengan nisbah kecepatan cahaya pada kedua medium, yang sama dengan kebalikan nisbah indeks bias. Perumusan matematis hukum Snellius adalah
=
=
atau
n1 sin 1 = n1 sin 2 atau v1 sin 1 = v1 sin 2 lambang
1 2 merujuk pada sudut datang dan sudut bias, v1 dan v2
adalah kecepatan cahaya sinar datang dan sinar bias. Lambang n1 merujuk pada indeks bias medium yang dilalui sinar datang, sedangkan n2 adalah indeks bias medium yang dilalui sinar bias. Hukum Snellius dapat digunakan untuk menghitung
sudut datang atau sudut bias, dan dalam eksperimen untuk menghitung indeks bias suatu bahan. Pada tahun 1637, René Descartes secara terpisah menggunakan argumen heuristik kekekalan momentum dalam bentuk sinus dalam tulisannya Discourse on Method untuk menjelaskan hukum ini. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada medium yang lebih padat karena cahaya adalah gelombang yang timbul akibat terusiknya plenum, substansi kontinu yang membentuk alam semesta. Dalam bahasa Perancis, hukum Snellius disebut la loi de Descartes atau loi de SnellDescartes. Sebelumnya, antara tahun 100 hingga 170 Ptolemeus dari Thebaid menemukan hubungan empiris sudut bias yang hanya akurat pada sudut kecil. Konsep hukum Snellius pertama kali dijelaskan secara matematis dengan akurat pada tahun 984 oleh Ibn Sahl dari Baghdad dalam manuskripnya On Burning Mirrors and Lenses. Dengan konsep tersebut Ibn Sahl mampu membuat lensa yang dapat memfokuskan cahaya tanpa aberasi geometri yang dikenal sebagai kanta asperik. Manuskrip Ibnu Sahl ditemukan oleh Thomas Harriot pada tahun 1602, tetapi tidak dipublikasikan walaupun ia bekerja dengan Johannes Keppler pada bidang ini. Pada tahun 1678, dalam Traité de la Lumiere, Christiaan Huygens menjelaskan hukum Snellius dari penurunan prinsip Huygens tentang sifat cahaya sebagai gelombang. Hukum Snellius dikatakan, berlaku hanya pada medium isotropik atau "teratur" pada kondisi cahaya monokromatik yang hanya mempunyai frekuensi tunggal, sehingga bersifat reversible.
3. Keppler (1571 – 1630 M)
Johannes Kepler (1571 M - 1630 M), seorang tokoh penting dalam revolusi ilmiah, ia adalah seorang astronom Jerman, matematikawan dan astrolog. Ia paling dikenal melalui hukum gerakan planetnya. Kepler sangat dihargai bukan hanya dalam bidang matematika, tetapi juga di bidang optik dan astronomi. Penjelasan Kepler tentang pembiasan cahaya tertuang dalam buku Supplement to Witelo, Expounding the Optical Part of Astronomy (Suplemen untuk Witelo, Menjabarkan Bagian Optik dari Astronomi). Buku Kepler itu adalah tonggak sejarah di bidang optik. Ia adalah orang pertama yang menjelaskan cara kerja mata. Karya Kepler yang lain berupa buku Mysterium cosmographicum (Misteri Kosmmografis), Astronomiae Pars Optica (Bagian Optik dari Astronomi), De Stella nova in pede Serpentarii (Tentang Bintang Baru di Kaki Ophiuchus), Astronomia nova (Astronomi Baru), Dioptrice (Dioptre), Epitome astronomiae Copernicanae (diterbitkan dalam tiga bagian dari 1618-1621), Harmonice Mundi (Keharmonisan Dunia), Tabulae Rudolphinae (Tabel-Tabel Rudolphine), dan Somnium (Mimpi). Penelitian Kepler dalam cahaya pembiasan menghasilkan dua buku penting dalam bidang perbaikan opticsand di teleskop astronomi. Ketika Tycho meninggal pada tahun 1601, dia meninggalkan catatancatatannya dan tabel bacaan planet kepada Kepler dan Kepler menggantikan kedudukannya sebagai Kepala Observatorium dan matematikus kerajaan. Tycho meninggalkan data tentang posisi 777 bintang tetap yang belum lengkap. Salah satu tugas Kepler adalah melengkapi data – data dari Tycho untuk menyusun tabel planet. Untuk memperoleh manfaat sepenuhnya dari kumpulan pengamatan Brahe tentang planet, Kepler perlu lebih banyak memahami tentang pembiasan cahaya. Bagaimana
pantulan cahaya dari sebuah planet dibiaskan sewaktu memasuki atmosfer bumi? Penjelasan Kepler tertuang dalam buku Supplement to Witelo, Expounding the Optical Part of Astronomy (Suplemen untuk Witelo, Menjabarkan Bagian Optik dari Astronomi), yang lebih banyak memberikan perincian tentang karya Witelo, Ilmuwan Abad Pertengahan. Buku Kepler itu adalah tonggak sejarah di bidang optik. Ia adalah orang pertama yang menjelaskan cara kerja mata. Sesudah meninggalkan Tubingen, Kepler menjadi mahaguru selama beberapa tahun di akademi di kota Graz. Sambil mengajar dia tulis buku pertamanya tentang astronomi (1596). Kendati teori yang diajukan Kepler di buku itu ternyata sepenuhnya meleset, buku itu dengan jernih menunjukkan kemampuan matematika Kepler dan kemurnian pikirannya, sehingga ahli astronomi besar Tycho Brahe mengundangnya jadi asistennya di peneropong bintangnya di dekat Praha. Kepler menerima undangan ini dan bergabung dengan Tycho bulan Januari 1600. Tycho meninggal dunia tahun berikutnya, tetapi Kepler sudah berhasil menyuguhkan kesan baik pada bulan-bulan sebelumnya sehingga Kaisar Romawi Suci – Rudolph II – segera menunjuknya menggantikan Tycho selaku matematikus kerajaan. Kepler menduduki posisi itu selama sisa hidupn ya. Sebagai pengganti Tycho Brahe, Kepler mewarisi setumpuk besar catatan hasil pengamatan cermat ihwal planet-planet yang telah digarap Tycho bertahuntahun. Karena Tycho – astronom besar terakhir sebelum diketemukan teleskop – juga pengamat yang hati-hati dan teliti yang pernah dikenal dunia, catatan-catatan itu teramat besar harganya. Kepler percaya bahwa catatan analisa matematika Tycho yang cermat memungkinkannya menentukan kesimpulan bahwa teori gerakan planet adalah benar: teori heliocentris Copernicus; teori geocentris Ptolemy yang lebih lamaan; atau bahkan teori ketiga yang dirumuskan Tycho sendiri. Tetapi, sesudah bertahun-tahun melakukan sejumlah perhitungan yang cermat, Kepler dengan rasa cemas menemukan bahwa pengamatan Tycho tidaklah konsisten dengan teori-teori yang mana pun juga! Akhirnya Kepler menyadari bahwa masalahnya adalah: dia, seperti juga Copernicus dan Tycho Brahe dan semua astronom klasik telah menduga bahwa orbit
keplanetan terdiri dari lingkaran-lingkaran atau gabungan dari lingkaran-lingkaran. Tetapi, kenyataan menunjukkan bahwa orbit keplanetan tidaklah melingkar, melainkan agak oval, ellips. Bahkan sesudah menemukan pemecahan pokok, Kepler masih harus menghabiskan waktu berbulan-bulan membenamkan diri dalam kerja hitungmenghitung yang rumit dan melelahkan untuk meyakinkan bahwa teorinya memuaskan pengamatan Tycho. Buku besarnya Astronomia Nova, diterbitkan tahun 1609, menyuguhkan dia punya bagian pertama dari dua hukum pergerakan planet. Hukum pertama menegaskan tiap planet bergerak mengitari mentari dalam orbit oval atau ellips dengan matahari pada satu fokus. Hukum kedua menegaskan bahwa planet bergerak lebih cepat ketika berada lebih dekat dengan matahari; kecepatan planet berbeda begitu rupa bahwa garis yang menghubungkan planet dan matahari selama perputaran, meliwati bidang yang sama luasnya dalam jangka waktu yang sama. Sepuluh tahun kemudian Kepler mengeluarkan hukum ketiganya: makin jauh jarak sebuah planet dari matahari, makin perlu waktu lebih lama untuk menyelesaikan perputarannya atau kwadrat kala perputaran planet-planet berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dengan matahari. Hukum Kepler, dengan menyuguhkan gambaran pokok yang komplit dan tepat tentang gerak planet-planet mengitari matahari, memecahkan masalah utama bidang astronomi, yang bahkan oleh orang-orang genius seperti Copernicus dan Galileo terliwatkan. Tentu saja, Kepler tidak menjelaskan mengapa planet-planet bergerak pada orbitnya seperti itu; masalah ini terpecahkan di abad berikutnya oleh Isaac Newton. Tetapi, hukum Kepler merupakan pendahulu vital buat sintesa besar
Newton. (“Jika saya melihat lebih dulu dari orang lain,” begitu pernah Newton bilang, “ini akibat saya berdiri di atas pundak - pundak para raksasa.” Tak salah lagi, Kepler adalah salah satu dari raksasa-raksasa itu yang dimaksud Newton). Sumbangan Kepler kepada astronomi hampir bisa disejajarkan dengan Copernicus. Dan sesungguhnya, dalam beberapa hal hasil karya Kepler bahkan lebih mengesankan. Dia lebih orisinal,, dan kesulitan matematika yang dihadapinya bagaikan menggunung. Teknik matematika pada saat itu tidaklah sesempurna
perkembangannya seperti halnya kini, dan saat itu tak ada mesin kalkulator yang menolong Kepler dalam tugas penghitungan-penghitungannya. Ditinjau dari sudut arti penting karya Kepler, adalah mengherankan bilamana pada mulanya hampir tidak digubris orang, bahkan oleh seorang ilmuwan besar seperti Galileo. (Galileo tak ambil perhatian hukum Kepler sungguh mencengangkan karena kedua orang itu saling berkorespondensi satu sama lain, dan juga karena hasil karya Kepler dapat menolong menguji teori Ptolemy). Tetapi bila yang lain-lainnya agak lambat menghargai ketinggian hasil karya Kepler, ini dapat difahami oleh Kepler sendiri.
Dalam nada letupan kegembiraan Kepler menulis “… Buku telah kutulis ! Telah kupersembahkan sesuatu anugerah kesenangan yang suci. Dia akan dibaca baik oleh orang sejamanku atau oleh generasi sesudahku. Aku tidak peduli. Bisa jadi buku itu harus menunggu 100 tahun untuk menjumpai seorang pembaca, seperti halnya Tuhan menunggu 6000 tahun seseorang yang bisa memahami kebesaran karyanya.” Meskipun angsur-berangsur, sesudah melampaui beberapa dekade, arti penting hukum Kepler menjadi jelas buat dunia ilmu pengetahuan. Pada abad berikutnya pendapat-pendapat yang memihak teori Newton berkata bahwa hukum Kepler disimpulkan dari teori-teori itu. Pendapat sebaliknya mengatakan, hukum gerak Newton, hukum gaya berat Newton disimpulkan dari hukum Kepler. Tetapi, untuk berbuat demikian memerlukan teknik itu, Kepler, cukup mudah menangkap permasalahannya dan mengajukan pendapat bahwa gerakan planet dikontrol oleh tenaga yang datang dari matahari. Sebagai tambahan hukum gerakan planet-planet, Kepler menyumbangkan berbagai ihwal kecil di bidang astronomi. Dia juga membuat sumbangan penting mengenai teori optik. Di akhir-akhir umurnya – sayang sekali – dia diganggu oleh
masalah pribadi. Jerman merosot jadi kacau karena “Perang tiga puluh tahun” dan jarang orang yang bisa lolos dari kesulitan-kesulitan serius.
4. Galileo Gallilei (1564 -1642 M)
Tidak seperti yang dipercaya sebagian orang, Galileo tidak menciptakan teleskop tetapi ia telah menyempurnakan alat tersebut. Ia menjadi orang pertama yang memakainya untuk mengamati langit, dan untuk beberapa waktu, ia adalah satu dari sedikit orang yang bisa membuat teleskop sebagus itu. Awalnya, ia membuat teleskop hanya berdasarkan deskripsi tentang alat yang dibuat di Belanda pada 1608. Ia membuat sebuah teleskop dengan perbesaran 3x dan kemudian membuat modelmodel baru yang bisa mencapai 32x. Pada 25 Agustus 1609, ia mendemonstrasikan teleskop pada pembuat hukum dari Venesia. Selain itu, hasil kerjanya juga membuahkan hasil lain karena ada pedagang-pedagang yang memanfaatkan teleskopnya untuk keperluan pelayaran. Pengamatan astronominya pertama kali diterbitkan di bulan Maret 1610, berjudul Sidereus Nuncius. Galileo menemukan tiga satelit alami Jupiter -Io, Europa, dan Callisto- pada 7 Januari 1610. Empat malam kemudian, ia menemukan Ganymede. Ia juga menemukan bahwa bulan-bulan tersebut muncul dan menghilang, gejala yang ia perkirakan berasal dari pergerakan benda-benda tersebut terhadap Jupiter, sehingga ia menyimpulkan bahwa keempat benda tersebut mengorbit planet. Galileo adalah salah satu orang Eropa pertama yang mengamati bintik matahari, diperkirakan Astronomi astronom Tionghoa sudah mengamatinya sejak lama. Selain itu, Galileo juga adalah orang pertama yang melaporkan adanya gunung dan lembah di bulan, kesimpulan yang diambil melihat dari pola bayangan yang ada di permukaan. Ia kemudian memberi kesimpulan bahwa bulan itu "kasar dan tidak rata, seperti permukaan bumi sendiri", tidak seperti anggapan Aristoteles yang menyatakan bulan adalah bola sempurna.
Galileo juga mengamati planet Neptunus pada 1612 namun ia tidak menyadarinya sebagai planet. Pada buku catatannya, Neptunus tercatat hanya sebagai sebuah bintang yang redup.Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pengamatan pada lima abad lalu membawa manusia untuk memahami benda-benda langit terbebas dari selubung mitologi. Galileo Galilei (1564-1642) dengan teleskop refraktornya mampu menjadikan mata manusia "lebih tajam" dalam mengamati benda langit yang tidak bisa diamati melalui mata bugil. Karena teleskop Galileo bisa mengamati lebih tajam, ia bisa melihat berbagai perubahan bentuk penampakan Venus, seperti Venus Sabit atau Venus Purnama sebagai akibat perubahan posisi Venus terhadap Matahari. Teleskop Galileo terus disempurnakan oleh ilmuwan lain seperti Christian Huygens (1629-1695) yang menemukan Titan, satelit Saturnus, yang berada hampir 2 kali jarak orbit Bumi-Yupiter. Galileo diakui menjadi yang pertama dalam menggunakan teleskop untuk maksud astronomis. Pada awalnya teleskop dibuat hanya dalam rentang panjang gelombang tampak saja (seperti yang dibuat oleh Galileo, Newton, Foucault, Hale, Meinel, dan lainnya), kemudian berkembang ke panjang gelombang radio setelah tahun 1945, dan kini teleskop meliput seluruh spektrum elektromagnetik setelah makin majunya penjelajahan angkasa setelah tahun 1960. Perkembangan teleskop juga diimbangi pula dengan perkembangan perhitungan gerak benda-benda langit dan hubungan satu dengan yang lain melalui Johannes Kepler (1571-1630) dengan Hukum Kepler. Dan puncaknya, Sir Isaac Newton (1642-1727) dengan hukum gravitasi. Dengan dua teori perhitungan inilah yang memungkinkan pencarian dan perhitungan benda-benda langit selanjutnya. Karena teleskop Galileo bisa mengamati lebih dalam lagi benda-benda langit, hingga berisar pada tahun 1564-1642 M dengan teropong refraktornya dia mampu menjadikan manusia bisa melihat benda langit dengan mata bugil.disamping itu Galileo pada waktu itu bisa melihat berbagai perubahan bentuk penampakan Venus, seperti Venus Sabit atau Venus Purnama sebagai akibat perubahan posisi Venus terhadap Matahari.Pada tahun 1629-1695 teleskop galileo disempurnakan oleh Christian Huygens yaitu seorang ilmuan yang menemukan satelit saturnus.
5. Christian Huygens ( 1629- 1695 M )
Pada tahun 1629-1695 teleskop galileo disempurnakan oleh Christian Huygens yaitu seorang ilmuan yang menemukan satelit saturnus. Christian Huygens lahir pada tanggal 4 April 1629 di Den Haag , Belanda. Huygens berasal dari keluarga terpandang. Ayahnya, Constantin Huygens merupakan sarjana fisika, seorang diplomat, filsuf, dan bahkan artis. Tak heran jika rumahnya sering disinggahi penyair, pelukis, dan filsuf. Orang-orang yang pernah bertamu kerumahnya yaitu Rubens, Rembrant, dan Descrates. Huygens tidak pernah bersekolah di sekolah formal. Dia privat dirumah sampai umurnya 16 tahun. Ayahnya berharap ia menjadi ilmuwan hebat dan meminta Mersenne dan Descrates untuk memberikan privat kepada Huygens. Pada saat itu Huygens mulai belajar geometri, cara membuat mode-model mekanikal dan ilmuilmu sosial serta belajar cara memainkan alat music lute.
Pada tahun 1650 Huygens mengemukakan “Teori Undulasi”. Dalam teori ini Huygens menyatakan bahwa cahaya pada dasarnya sama dengan bunyi, hanya bebeda frekuensi dan panjang gelombangnya. Selain itu Huygens memperkenalkan eter sebagai medium (zat perantara) perambatan cahaya. Teori ini dapat menjelaskan peristiwa difraksi, interferensi, dan polarisasi tetapi tidak dapat menjelaskan perambatan cahaya lurus. Selain itu pada tahun 1651-1654 Huygens banyak mengulas problem problem
matematika
dan
mempublikasikannya.
Pada
tahun
1651
Huygens
mempublikasikan judul Cyc1ometriae untuk menunjukkan metode Saint-vincenth yang salah. Kemudian pada tahun 1654 Huygens mempublikasikan judul De Circuli
Magnitudine Inventa. Dalam buku ini dia memperbaiki dan membuktikan teori Snellius dan 14 teori geometri Euclidian. Pada tahun 1654, Huygens berhasil menemukan cara baru pembuatan lensa. Huygens lalu menunjukan teleskopnya dan para ilmuwan Inggris menggunakan teleskop tersebut. Tidak hanya para ilmuwan, Raja dan Ratu Ingggris juga menggunakan teleskop Huygens untuk mengamati bulan dan saturnus. Pada tahun 1678 Huygens mengemukakan teori difraksi yang dijadikan sebagai prinsip dasar cahaya. Prinsip Huygens menerangkan bahwa setiap wafe front (muka gelombang) dapat memproduksi wavelet atau gelombang-gelombang baru dengan panjang gelombang sama seperti panjang gelombang sebelumnya. Dalam hal ini, wavelet dapat diibaratkan seperti gelombang yang ditimbulkan oleh batu pada saat batu jatuh ke dalam air. Prinsip inilah yang digunakan untuk menerangkan terjadinya difraksi cahya pada celah kecil. Pada saat melewati celah kecil, wave front (muka gelombang) akan menimbulkan wavelet-wavelet baru yang jumlahnya tidak terhingga gelombang tidak mengalir lurus saja, tetapi menyebar. Sehingga dapat disimpulkan difraksi merupakan penyebaran gelombang.
6. Sir Issac Newton (1642 -1727 M)
Perkembangan teleskop Galileo dikembangkan lebih baik lagi oleh Newton, Pada tahun 1704, Sir Issac Newton mengumumkan konsep baru dalam desain teleskop. Newton menyatakan bahwa lensa dapat memecah cahaya putih menjadi spektrum cahaya yang membentuknya hingga menyebabkan apa yang disebut lenturan kromatik (lingkaran cahaya kemerahan di sekitar objek yang dilihat dengan menggunakan
cermin).
Newton
menghindari
masalah
tadi
dalam
teleskop
rancangannya
dengan
memakai
cermin
lengkung
yang
digunakan
untuk
mengumpulkan sinar dan memancarkan kembali ke titik fokusnya. Cermin pemantul ini bertindak sebagai semacam keranjang pengumpul cahaya: semakin besar keranjang, semakin banyak cahaya yang bisa dikumpulkan. Teleskop Newton ini disebut
teleskop
refleksi
(reflektor).Perkembangan
teleskop
berefek
pada
perkembangan perhitungan gerak benda-benda langit serta hubungan antara satu dan yang lainnya .dan selanjutnya bisa mendeteksi kemungkinan pencarian dan perhitungan benda-benda langit yang lainnya. Isaac Newton (1643 M - 1727 M), ia adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, alkimiwan, dan teolog. Bahkan ia dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik. Dalam bidang optika, ia berhasil membangun teleskop refleksi yang pertama dan mengembangkan teori warna berdasarkan pengamatan bahwa sebuah kaca prisma akan membagi cahaya putih menjadi warna-warna lainnya. Buku-buku karyanya adalah Method of Fluxions (1671), De Motu Corporum 1684), Opticks (1704), Reports as Master of the Mint (1701-1725), Arithmetica Universalis (1707), dan An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture(1754). Ketika muda Newton sudah mengasah lensa. Pada umur 23 tahun ia membeli prisma dan meneliti cahaya warna-warni yang dihasilkannya. Cahaya putih menurutnya bukan murni melainkan campuran berbagai warna. Jika berbagai warna itu gabungkan akan didapat cahaya putih. Hal ini dibeberkan kesidang Royal Society. Pengamatan Newton dikecam habis-habisan oleh Robert Hooke. Pada tahun 1704 Newton menerbitkan Opticks, pada bagian akhir opticks edisi pertama yang terbit setahun setelah Hooke meninggal Newton kembali mengajukan beberapa spekulasi secara lebih hati-hati tentang sifat cahaya. Ia menguraikan secara terperinci teori tentang cahaya. Dia menganggap cahaya terbuat partikel-partikel (corpuscles) yang sangat halus, bahwa materi biasa terdiri dari partikel yang lebih kasar, dan berspekulasi bahwa melalui sejenis transmutasi alkimia "mungkinkah benda kasar dan cahaya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, ... dan mungkinkah benda-benda menerima aktivitasnya dari partikel cahaya
yang memasuki komposisinya?" Spekulasi tentang cahaya ia tuangkan dalam bentuk sejumlah pertanyaan. Satu diantaranya mengungkapkan keyakinannya bahwa cahaya bersifat seperti partikel, “ Buk ankah cahaya merupakan butiran teramat kecil yang dipancarkan oleh benda yang mengkilap ? Butiran seperti itu akan melewati medium yang seragam mengikuti garis lurus, tanpa dibelokkan dan masuk kedalam bayangan
dan demikianlah juga sifat cahaya.” Butir-butir ini melaju bak berondongan peluru menaati hukum dinamika, gejala pemantulan barangkali mudah dijelaskan dengan pengertian peluru ini. Newton menjelaskan cahaya bagaikan peluru yang melaju mengikuti lintasan lurus. Anehnya dilain tempat Newton malah mengusulkan teori getaran eter untuk menjelaskan sifat cahaya. Ini memperlihatkan ketidakkonsistenan Newton. Tapi Newton percaya bahwa eter terdiri dari partikel yang sangat halus yang membuatnya bersifat sangat renggang dan lenting. Alam tanpa eter tidak mungkin menghantar gelombang. Newton bersikukuh menolak ide Huygens bahwa cahaya bersifat gelombang. Menurut Newton gelombang akan melebar dan mengisi seluruh ruang seperti gelombang air mengisi ceruk kolam, padahal dalam praktik cahaya mengikuti garis lurus dan tidak mengisi ruang bayangan. Pada kesempatan lain Newton menyatakan lebih suka langit tetap kosong daripada diisi eter. Bagaimanapun juga sekiranya ruang angkasa diisi eter maka perjalanan benda langit terhambat. Implikasi ini tidak teramati, ia tetap lebih suka alam tanpa eter, persis seperti ajaran atonomi yunani. Dari sini dapat disimpulkan bahwa Newton masih bimbang perihal cahaya, ia tidak dapat memilih antara model peluru dan getaran eter meski condong pada yang pertama. Dalam edisi kedua Principia (1713) Newton kembali menutup segala
spekulasi dan menulis “saya tidak mengakali hipotesa”. Walaupun Newton sendiri jelas-jelas kurang yakin tentang sifat cahaya, orang-orang yang mendewakannya tidak perduli dengan keraguan itu. Bagi mereka
Newton mengajar sifat “peluru” cahaya secara lugas. Bagian opticks yang membahas getaran yang dirangsang dalam eter tidak dihiraukan murid-murid newton. Ada buku teks terbitan 1738 menegaskan bahwa sulit membayangkan cahaya selain partikel materi yang sangat kecil tapi jelas. Anggapan bahwa cahaya adalah materi menjadi
unsur kepercayaan para ahli optika yang dipegang erat-erat. Topik cahaya untuk pertama kalinya juga menjadi bagian mekanika, atau tepatnya dinamika yang berkaitan pada newton. Sampai pertengahan abad ke 18 kepercayaan menggebu-gebu pada cahaya sebagai peluru belum teruji lewat percobaan. Misalnya, argumen tentang sebutir partikel eter yang meliputi sekurangnya lima lapis: tiga lapis menarik dan dua lapis menolak. Lintasan yang ditempus oleh sebutir peluru cahaya yang dipantulkan, dan satu lagi yang masuk dan terbias.
7. Michael Faraday ( 1791- 1867 M)
Pada tahun 1845, Faraday mulai meneliti tali-temali cahaya dengan gejala elektromagnetik. Penelitian ini diusulkan oleh William Thomson ( belakangan terkenal sebagai Lord Kelvin ). Seberkas cahaya yang terpolarisasi oleh bidang ia lewatkan sejenis kaca berat yang terletak di antara kedua kutub magnet. Bidang polarisasi cahaya itu ternyata berputar. Faraday girang sekali. Kelihatannya bukan saja listrik yang tekait dengan kemagnetan, tapi keduanya berhubungan dengan cahaya. Ia menyimpulkan bahwa gaya magnetik dan gaya cahaya berhubungan satu sama lain. Hal ini, menurut Faraday, kemungkinan besar sangat penting pada penelitian susulan terhadap kedua jenis gaya alamiah ini. Prediksinya tidak meleset. Kelak di kemudian hari, maxwell merumuskan hubungan ini secara matematis.
8. James Clerk Maxwell ( 1831- 1879 M)
Pengaruh Faraday bagi Maxwell cukup besar. Khususnya dalam merumuskan pengertian medan dalam persamaan – persamaannya, Maxwell banyak mendapat ilham dari Faraday. Pada mulanya Maxwell ( bersama rekannya Thomson, duaduanya di Cambridge, London ) masih membayangkan medan sebagai eter yang berpusar. Namun, lama kelamaan ia menolak menafsirkan medan dari mekanika fluida dan cenderung hanya membayangkan medan sebagai suatu pengertian matematis untuk menyatakan apa yang terjadi antara dua muatan, dua arus, atau antara arus dengan magnet. Bahkan dalam teori maxwell kita dapat membayangkan medan elektromagnetik yang sama sekali lepas dari sumbernya. Lambag E dan B mempunyai
arti
tersendiri.
Sedemikian
jauh
bayangannya,
sehingga
telah
meninggalkan pengertian “ Tindakan Jarak Jauh ” Tapi Maxwell tidak menerima gagasan Faraday mentah-mentah. Jika Faraday
menolak materi samasekali dan membayangkan segalanya sebagai “ gaya ” semata, Maxwelll malah tetap berpegang pada keberadaan materi. Faraday bahkan menolak “
ruang ” Newtonian. Tapi Maxwell tidak berani melangkah sedemikian radikalnya. Kita tahu bahwa persamaan-persamaan Maxwell sangat dikagumi. Saking kagumya, Ludwig Boltzmann ( 1844-1906 ), mengutip Johann Wolfgang von Guethe ( 17491832 ), berkata : Apakah simbol-simbol ini ditulis oleh dewa ?
9. Heinrich Rudolf Hertz dan Hendrik Antoon Lorentz (1857- 1894M)
Dua prediksi Maxwell diuji secara terpisah oleh Heinrich Rudolf Hertz ( 1857-1894 ) dan Hendrik Antoon Lorentz ( 1853-1928 ). Maxwell meramalkan bahwa gangguan di dalam medan magnetik dan listrik harus merambat secepat cahaya. Tapi gelombang elektromagnetik seperti itu belum pernah teramati. Pada tahun 1887, Heartz menguji prediksi itu sampai dengan memercikkan bunga api listrik di antara dua kutub. Ia mengamati bahwa di antara dua kutub di tempat lain di dalam laboratoriumnya terjadi juga percikan bunga api yang sama.Tak pelak lagi, pengaruh bunga api yang petama harus dibawa sebagai gelombang melalu i udara sehingga menimbulkan bunga api yang kedua. Ia membuktikan secara experimental
bahwa
gelombang
mirip
seperti
gelombang
cahaya,
karena
menunjukkan gejala pemantulan, pembiasan, difraksi, dan polarisasi. Berkat penemuan ini, Hertz membawa kita menuju jaman telekomunikasi.
10. J. .J. Thomson ( 1856-1940 M)
Pada tahun 1899, Joseph John Thomson meneliti cahaya ultraungu dalam tabung sinar katoda. Dipengaruhi oleh kerja James Clerk Maxwell, Thomson menyimpulkan bahwa sinar katoda terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif, yang dia sebut corpuscles (belakangan disebut "elektron"). Dalam penelitian tersebut, Thomson menempatkan pelat logam (yaitu, katoda) dalam tabung hampa, dan menyinarinya dengan radiasi frekuensi tinggi.
11. Albert Einstein dan Max Planck ( 1879- 1955 M)
Pada tahun 1905, Albert Einstein membuat percobaan efek fotoelektrik, cahaya yang menyinari atom mengeksitasi elektron untuk melejit keluar dari orbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan oleh Louis de Broglie menunjukkan elektron mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang, hingga tercetus teori dualitas partikelgelombang. Albert Einstein kemudian pada tahun 1926 membuat postulat berdasarkan efek fotolistrik, bahwa cahaya tersusun dari kuanta yang disebut foton yang mempunyai sifat dualitas yang sama. Efek fotolistrik banyak membantu penduaan gelombang-partikel, dimana sistem fisika (seperti foton dalam kasus ini) dapat menunjukkan kedua sifat dan kelakuan seperti-gelombang dan seperti-partikel, sebuah konsep yang banyak digunakan oleh pencipta mekanika kuantum. Efek fotolistrik dijelaskan secara matematis oleh Albert Einstein yang memperluas kuanta yang dikembangkan oleh Max Planck. Hukum emisi fotolistrik: Untuk logam dan radiasi tertentu, jumlah fotoelektro yang dikeluarkan berbanding lurus dengan intensitas cahaya yg digunakan. Untuk logam tertentu, terdapat frekuensi minimum radiasi. di bawah frekuensi
ini fotoelektron tidak bisa
dipancarkan. Di atas frekuensi tersebut, energi kinetik yang dipancarkan fotoelektron tidak bergantung pada intensitas cahaya, namun bergantung pada frekuensi cahaya. Perbedaan waktu dari radiasi dan pemancaran fotoelektron sangat kecil, kurang dari 10-9 detik. Karya Albert Einstein dan Max Planck mendapatkan penghargaan Nobel masing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasar teori kuantum mekanik
yang dikembangkan oleh banyak ilmuwan, termasuk Werner Heisenberg, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, David Hilbert, Roy J. Glauber dan lain-lain. Era ini kemudian disebut era optika modern dan cahaya didefinisikan sebagai dualisme gelombang transversal elektromagnetik dan aliran partikel yang disebut foton. Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannya sinar laser, dan sinar laser pada tahun 1960. Era optika modern tidak serta merta mengakhiri era optika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya yang lain yaitu difusi dan hamburan.
D. Optika Masa Kini : Serat Optik dan Perkembangannya
Serat optik adalah saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED. Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang ada di dalam serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Perkembangan teknologi serat optik saat ini, telah dapat menghasilkan pelemahan (attenuation) kurang dari 20 decibels (dB)/km. Dengan lebar jalur (bandwidth) yang besar sehingga kemampuan dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan cepat dibandingan dengan penggunaan kabel konvensional. Dengan
demikian serat optik sangat cocok digunakan terutama dalam aplikasi sistem telekomunikasi. Pada prinsipnya serat optik memantulkan dan membiaskan sejumlah cahaya yang merambat didalamnya. Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas/kaca. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.
Kronologi Perkembangan Serat Optik :
1917 Albert Einstein memperkenalkan teori pancaran terstimulasi dimana jika ada atom dalam tingkatan energi tinggi 1954 Charles Townes, James Gordon, dan Herbert Zeiger dari Universitas Columbia USA, mengembangkan maser yaitu penguat gelombang mikro dengan pancaran
terstimulasi,
dimana
molekul
dari
gasamonia
memperkuat
dan
menghasilkan gelombang elektromagnetik. Pekerjaan ini menghabiskan waktu tiga tahun sejak ide Townes pada tahun 1951 untuk mengambil manfaat dari osilasi frekuensi tinggi molekular untuk membangkitkan gelombang dengan panjang gelombang pendek pada gelombang radio. 1958 Charles Townes dan ahli fisika Arthur Schawlow mempublikasikan penelitiannya yang menunjukan bahwa maser dapat dibuat untuk dioperasikan pada daerah infra merah dan spektrum tampak, dan menjelaskan tentang konsep laser. 1960 Laboratorium Riset Bell dan Ali Javan serta koleganya William Bennett, Jr., dan Donald Herriott menemukan sebuah pengoperasian secara berkesinambungan dari laser helium-neon. 1960 Theodore Maiman, seorang fisikawan dan insinyur elektro dari Hughes Research Laboratories, menemukan sumber laser dengan menggunakan sebuah kristal batu rubi sintesis sebagai medium. 1961 Peneliti industri Elias Snitzer dan Will Hicks mendemontrasikan sinar laser yang diarahkan melalui serat gelas yang tipis(serat optik). Inti serat gelas tersebut cukup kecil yang membuat cahaya hanya dapat melewati satu bagian saja tetapi banyak ilmuwan menyatakan bahwa serat tidak cocok untuk komunikasi karena rugi rugi cahaya yang terjadi karena melewati jarak yang sangat jauh.
1961 Penggunaan laser yang dihasilkan dari batu Rubi untuk keperluan medis di Charles Campbell of the Institute of Ophthalmology at ColumbiaPresbyterian Medical Center dan Charles Koester of the American Optical Corporation
menggunakan
prototipe
ruby
laser
photocoagulator
untuk
menghancurkan tumor pada retina pasien.
1962 Tiga group riset terkenal yaitu General Electric, IBM, dan MIT’s Lincoln Laboratory secara simultan mengembangkan gallium arsenide laser yang mengkonversikan energi listrk secara langsung ke dalam cahaya infra merah dan perkembangan selanjutnya digunakan untuk pengembangan CD dan DVD player serta penggunaan pencetak laser. 1963 Ahli fisika Herbert Kroemer mengajukan ide yaitu heterostructures, kombinasi dari lebih dari satu semikonduktor dalam layer-layer untuk mengurangi kebutuhan energi untuk laser dan membantu untuk dapat bekerja lebih efisien. Heterostructures ini nantinya akan digunakan pada telepon seluler dan peralatan elektronik lainnya. 1966 Charles Kao dan George Hockham yang melakukan penelitian di Standard Telecommunications Laboratories Inggris mempublikasikan penelitiannya tentang kemampuan serat optik dalam mentransmisikan sinar laser yang sangat sedikit rugi-ruginya dengan menggunakan serat kaca yang sangat murni. Dari penemuan ini, kemudian para peneliti lebih fokus pada bagaimana cara memurnikan bahan serat kaca tersebut. 1970 Ilmuwan Corning Glass Works yaitu Donald Keck, Peter Schultz, dan Robert Maurer melaporkan penemuan serat optik yang memenuhi standar yang telah ditentukan oleh Kao dan Hockham. Gelas yang paling murni yang dibuat terdiri atas gabungan silika dalam tahap uap dan mampu mengurangi rugi-rugi cahaya kurang dari 20 decibels per kilometer, yang selanjutnya pada 1972, tim ini menemukan gelas dengan rugi-rugi cahaya hanya 4 decibels per kilometer. Dan juga pada tahun 1970, Morton Panish dan Izuo Hayashi dari Bell Laboratories dengan tim Ioffe Physical Institute dari Leningrad, mendemontrasikan laser semikonduktor yang dapat
dioperasikan pada temperatur ruang. Kedua penemuan tersebut merupakan terobosan dalam komersialisasi penggunaan fiber optik. 1973 John MacChesney dan Paul O. Connor pada Bell Laboratories mengembangkan proses pengendapan uap kimia ke bentuk ultratransparent glass yang kemudian menghasilkan serat optik yang mempunyai rugi-rugi sangat kecil dan diproduksi secara masal. 1975
Insinyur
pada
Laser
Diode
Labs
mengembangkan
Laser
Semikonduktor, laser komersial pertama yang dapat dioperasikan pada suhu kamar. 1977 Perusahaan telepon memulai penggunaan serat optik yang membawa lalu lintas telepon. GTE membuka jalur antara Long Beach dan Artesia, California, yang menggunakan transmisi LED. Bell Labs mendirikan sambungan yang sama pada sistem telepon di Chicago dengan jarak 1,5 mil di bawah tanah yang menghubungkan 2 switching station. Tahun 1980 Industri serat optik benar-benar sudah berkibar, sambungan serat optik telah ada di kota kota besar di Amerika, AT&T mengumumkan akan menginstal jaringan serat optik yang menghubungkan kota kota antara Boston dan Washington D.C., kemudian dua tahun kemudian MCI mengumumkan untuk melakukan hal yang sama. Raksasa-raksasa elektronik macam ITT atau STL mulai memainkan peranan dalam mendalami riset-riset serat optik. 1987 David Payne dari Universitas Southampton memperkenalkan optical amplifiers yang dikotori (dopped) oleh elemen erbium, yang mampu menaikan sinyal cahaya tanpa harus mengkonversikan terlebih dahulu ke dalam energi listrik. 1988 Kabel Translantic yang pertama menggunakan serat kaca yang sangat transparan, dan hanya memerlukan repeater untuk setiap 40 mil. 1991 Emmanuel Desurvire dari Bell Laboratories serta David Payne dan P. J. Mears dari Universitas Southampton mendemontrasikan optical amplifiers yang terintegrasi dengan kabel serat optik tersebut. Dengan keuntungannya adalah dapat membawa informasi 100 kali lebih cepat dari pada kabel dengan penguat elektronik (electronic amplifier).
1996 TPC-5 merupakan jenis kabel serat optik yang pertama menggunakan penguat optik. Kabel ini melewati samudera pasifik mulai dari San Luis Obispo, California, ke Guam, Hawaii, dan Miyazaki, Jepang, dan kembali ke Oregon coast dan mampu untuk menangani 320,000 panggilan telepon. 1997 Serat optik menghubungkan seluruh dunia, Link Around the Globe (FLAG) menjadi jaringan kabel terpanjang di seluruh dunia yang menyediakan infrastruktur untuk generasi internet terbaru.
2.3. Pemanfaatan Optik dalam kehidupan
Ketika kamu berfoto dengan teman-temanmu menggunakan kamera mungkin kamu tidak menyadari sedang menggunakan alat optik. Sekarang, terdapat banyak jenis kamera, seperti kamera analog dan kamera digital. Meskipun jenis dan teknologinya beraneka macam, tetapi pada prinsipnya sama, yaitu menggunakan pembiasan dan pemantulan cahaya dengan cermin atau lensa. Berikut akan dibahas beberapa alat optik yang sering kamu temui dalam kehidupan sehari-hari. Optik dapat dimanfaatkan antara lain :
1.
Kamera
Kamera merupakan salah satu alat optik yang besar manfaatnya. Dengan adanya kamera kamu dapat mengabadikan kejadian-kejadian penting dan bersejarah. Pernahkah kamu menggunakan kamera? Kamera terdiri atas tiga bagian utama, yaitu lensa, diafragma, dan film. Cara kerja kamera adalah sebagai berikut. Benda yang akan diambil gambarnya diletakkan di depan kamera. Cahaya yang berasal dari objek tersebut akan diterima oleh lensa cembung dan akan dibiaskan sehingga membentuk bayangan nyata 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.
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. Telah kamu ketahui bahwa bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung bersifat nyata dan terbalik. Bayangan yang dibentuk pada film kamera bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil seperti ditunjukkan pada di bawah ini.
2.
Lup (Kaca Pembesar)
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. Sketsa pembentukan bayangan oleh lup ditunjukkan pada gambar berikut.
3.
Mikroskop
Pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana caranya para ilmuwan mengamati jasad renik? Para peneliti biasanya menggunakan mikroskop untuk melihat-benda benda kecil yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. 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 (Ook) 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).
Lebih jelasnya perhatikan Gambar (a) dan Gambar (b) di bawah ini. Bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Bayangan akhir yang dibentuk adalah maya, terbalik dan diperbesar. Bayangan ini dapat dilihat mata pengamat. Bayangan ini telah mengalami perbesaran beberapa kali lipat sehingga benda yang sangat kecil akan tampak besar.
4.
Teleskop (Teropong)
Teropong merupakan alat optik yang digunakan sebagai alat untuk melihat benda yang letaknya jauh. Teropong dibedakan menjadi dua yaitu teropong bias (tersusun atas beberapa lensa) dan teropong pantul (tersusun atas beberapa cermin dan lensa). Teropong bias antara lain teropong bintang (astronomi), teropong bumi, dan teropong panggung (teropong Galileo). Teropong
bintang
digunakan
untuk
mengamati
benda-benda
langit.
Bagaimana cara kerja teropong bintang? Cara kerja teropong bintang mirip dengan cara kerja mikroskop. Teropong ini terdiri atas dua buah lensa cembung yaitu lensa objektif dan lensa okuler. Lensa objektif digunakan untuk menangkap cahaya dari benda-benda yang jauh. Karena jaraknya jauh, benda dapat dianggap diletakkan di luar 2F. Dengan demikian bayangan yang dibentuknya adalah nyata, terbalik, dan diperkecil. Bayangan dari lensa objektif ini menjadi benda bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler, bayangan ini dibiaskan lagi sehingga membentuk bayangan yang maya, tegak, dan diperbesar dan dapat dilihat dengan mata. Dengan demikian benda-benda
langit yang jaraknya jauh akan tampak dekat dan jelas jika dilihat menggunakan teropong bintang. Bayangan yang dihasilkan teropong bintang adalah terbalik.
5.
Periskop
Apakah periskop itu? Periskop adalah alat optik yang digunakan pada kapal selam untuk melihat permukaan laut. Kapal selam perlu melihat keadaan permukaan laut sebelum kapal selam tersebut muncul mengapung di permukaan. Periskop terdiri atas dua buah lensa cembung dan dua buah prisma siku-siku sama kaki.
BAB III KESIMPULAN
Kesimpulan dari makalah ini yaitu : 1. Optika adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Optika menerangkan dan diwarnai oleh gejala optis. Kata optik berasal dari bahasa Latin ὀπτική, yang berarti tampilan. 2. optic mengalami perkembangan pada tiap periodenya, yang dibagi atas periode :
Optic masa peradaban Yunani kuno
Optic masa peradaban Islam
Optic masa peradaban barat
Optic masa kini/ serat optic
3. Pemanfaatan optic banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari pada peralatan antara lain :
Teropong
Kaca mata
Kamera
Mikroskop
Periskop
Dan lain-lain.
