Hama dan Penyakit Tumbuhan

Tumbuhan yang kita pelihara tidak selamanya bisa hidup tanpa gangguan. Kadang tumbuhan mengalami gangguan oleh binatang atau organisme kecil (virus, bakteri, atau jamur). Hewan dapat disebut hama karena mereka mengganggu tumbuhan dengan memakannya. Belalang, kumbang, ulat, wereng, tikus, walang sangit merupakan beberapa contoh binatang yang sering menjadi hama tanaman.

Hama dan penyakit, keduanya merupakan penyebab terjadinya kerusakan. Akan tetapi bila dilihat dari penyebab dan hasil kerjanya, maka antara hama dan penyakit memiliki perbedaan. Hama adalah perusak tanaman pada akar, batang, daun atau bagian tanaman lainnya sehingga tanaman tidak dapat tumbuh dengan sempurna atau mati. Ciri – ciri hama antara lain sebagai berikut :

  1. Hama dapat dilihat oleh mata telanjang
  2. Umumnya dari golongan hewan (tikus, burung, serangga, ulat dan sebagainya)
  3. Hama cenderung merusak bagian tanaman tertentu sehingga tanaman menjadi mati atau tanaman tetap hidup tetapi tidak banyak memberikan hasil.
  4. Serangga hama biasanya lebih mudah diatasi karena hama tampak oleh mata atau dapat dilihat secara langsung.

Penyakit adalah sesuatu yang menyebabkan gangguan pada tanaman sehingga tanaman tidak bereproduksi atau mati secara perlahan – lahan. Ciri – ciri penyakit antara lain sebagai berikut :

  1. Penyebab penyakit sukar dilihat oleh mata telanjang
  2. Penyebab penyakit antara lain mikroorganisme (virus, bakteri, jamur atau cendawan) dan kekurangan zat tertentu dalam tanah.
  3. Serangan penyakit umumnya tidak langsung sehingga tanaman mati secara perlahan – lahan.

A. Hama Pada Tumbuhan
Hama adalah hewan yang merusak tanaman atau hasil tanaman karena aktivitas hidupnya, khususnya aktivitas untuk mendapatkan makanan dan bertempat tinggal. Hama tanaman memiliki kemampuan merusak yang sangat hebat. Akibatnya, selain mengganggu pertumbuhan tanaman, hama juga dapat mematikan tanaman sehingga berdampak pada kegagalan panen.

Berbagai hewan perusak tanaman telah umum dikenal di Indonesia. Ada banyak hewan perusak tanaman yang terdiri dari kelompok cacing (vermes), serangga (insecta), hewan berbuku-buku (arthropoda), amfibi, binatang melata (reptil), burung (aves) dan binatang menyusui (mamalia). Hama yang menyerang organ tumbuhan umumnya adalah hewan. Hama tanaman dapat berupa :

  1. Kelompok hewan menyusui, misalnya tikus, kera, gajah.
  2. Kelompok serangga, misalnya walang sangit, kutu daun, belalang.
  3. Kelompok burung, misalnya burung pipit, manyar, gelatik

Di antara hewan-hewan tersebut, yang paling banyak menjadi perusak organ tanaman adalah serangga. Jumlah dan jenis serangga yang dapat merusak tanaman diperkirakan mencapai 1600 jenis.

B. Penyakit Pada Tumbuhan
Penyakit tanaman adalah gangguan pada tanaman yang disebabkan oleh mikroorganisme. Mikroorganisme tersebut dapat berupa virus, bakteri, fungi (jamur), protozoa (hewan bersel satu) dan cacing nematoda. Mikroorganisme menyerang berbagai organ tanaman, baik pada bagian akar, batang, daun dan buah. Mikroorganisme hidup pada organ tanaman dan meracuninya sehingga tanaman menjadi terhambat pertumbuhannya dan akhirnya mati.

Penyebaran penyakit pada tanaman dapat terjadi melalui perantaraan angin, air dan serangga. Serangga dapat menularkan virus, bakteri, jamur dan protozoa yang berasal dari satu tanaman tertentu ke tanaman lainnya. Selain itu, faktor lingkungan juga memberikan andil yang tidak sedikit dalam proses penyebaran penyakit. Misalnya, kelembaban dan suhu akan mempengaruhi pertumbuhan jamur. Peningkatan jumlah jamur ini akan berdampak pada tumbuhan yang rawan untuk terkena penyakit yang disebabkan oleh jamur.

C. Jenis Hama Tumbuhan
1. Hama Tumbuhan jenis Serangga
Tumbuhan merupakan sumber makanan bagi hewan yang lain. Beberapa tumbuhan sering terganggu perkembangannnya akibat dari aktivitas hewan yang lainnya. Ada berbagai jenis hama yang menyerang tanaman pertanian, antara lain:

Hama Tanaman
  1. Wereng coklat (Nilaparvata lugens) yang menyerang tanaman padi
  2. Walang sangit (Leptocorisa acuta) yang menyerang biji padi yang masih muda dan lunak. Akibatnya biji padi menjadi kosong, kadang berisi tetapi isinya tidak sempurna.
  3. Kutu daun (Aphis sp.) yang merusak beberapa jenis tanaman
  4. Kumbang tanduk atau wangwung (Artona cartoxantha dan Oryctes rhinoceros) yang menyerang tanaman kelapa
  5. Chilo sp. Yang merusak tunas dan batang tebu
  6. Ulat penggerek (Tryporiza innotata) menyerang tanaman padi

2. Hama Tumbuhan dari Kelompok Burung
Selain dari kelompok serangga, hama yang menyerang tanaman juga berasal dari kelompok burung (aves). Umumnya, burung menyerang areal persawahan padi secara bergerombol pada saat padi sedang disemaikan ataupun ketika hampir masa panen. Kelompok burung yang menjadi hama pada tanaman padi, antara lain:

Hama Burung
  1. Baya (Ploceus philippinus)
  2. Bondol hijau (Erythrina prasina Sparman)
  3. Burung gereja (Passer montanus Oates)
  4. Gelatik (Padda oryzifora Linnaeus)
  5. Burung pipit
  6. Perkutut

3. Hama Tanaman Jenis Mamalia
Binatang menyusui (mamalia) juga dapat menjadi hama tanaman. Jenis mamalia yang biasanya menyerang tanaman pertanian, antara lain:

Hama Mamalia
  1. Bajing (Callosciurus notatus Boddaert) yang merusak pohon kelapa.
  2. Codot (Cynopterus sphink Vahl) yang gemar memakan bunga pisang, buah pepaya dan jambu biji.
  3. Kera bedes (Macaca fascicularis Raffles) yang seringkali menyerang lading ubi kayu, jagung dan padi.
  4. Tikus belukar (Rattus tiomanicus Miller) yang merusak tangkai tandan buah kelapa sawit.
  5. Tikus sawah (Rattus argentiventer Robinson & Kloss) yang mengerat bagian pangkal batang yang muda, makan bunga dan buah padi serta merusak persemaian kelapa sawit.

D. Penyakit Pada Tumbuhan
Kerugian yang diderita oleh para petani akibat gagal panen, bukan hanya disebabkan oleh adanya hama yang menyerang areal pertanian. Penyakit pada tanaman juga menjadi salah satu penyebabnya. Mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit dapat berupa virus, jamur, protozoa, bakteri dan lain-lain. Jenis penyakit pada tanaman, antara lain:

  1. Penyakit rebah kecambah. Pembusukan pada leher akar tanaman yang baru tumbuh (sedang berkecambah). Disebabkan oleh serangan jamur Phytium sp. dan Rhizoctonia solani. Akibatnya leher akar mengecil sehingga tak mampu lagi menopang batang tanaman. Batang menjadi busuk dan kering sehingga keadaan tanaman akan rebah.
  2. Penyakit embun tepung. Menyerang biji yang sedang tumbuh sehingga biji yang belum mempunyai daun pertama menjadi keropos dan akhirnya mati. Disebabkan oleh jamur Peronospora parasitica. Akibatnya adalah keadaan tanaman menjadi kerdil, pada daunnya terdapat bercak-bercak hitam.
  3. Penyakit pada tanaman kentang. Disebabkan oleh jamur, yaitu Phytophtora infestan.
  4. Penyakit pada tanaman padi. Penyakit ini disebabkan oleh sejenis jamur, yaitu Pyricularia oryzae. Janur ini menyerang ruas-ruas batang dan butir padi. Akibatnya, ruas-ruas batang menjadi mudah patah dan akhirnya tanaman padi mati.
  5. Penyakit pada tanaman jeruk. Disebabkan oleh bakteri, yaitu Bactery Like Organism yang menyerang pembuluh tapis (floem) pada batang jeruk. Gejalanya berupa kuncup-kuncup daun yang menjadi kecil lalu akhirnya berwarna kuning dan diikuti dengan buah yang juga menjadi berwarna kuning.
  6. Penyakit Mosaik pada tembakau. Disebabkan oleh virus TMV (Tobacco Mosaic Virus). Menyerang permukaan bagian atas dari daun tembakau. Daun tanaman tembakau menjadi berkerut dan memiliki bercak-bercak kuning. Akibatnya, daun menjadi tidak bermutu, tidak laku dijual dan petani mengalami kerugian
  7. CVPD (Citrus Vein Phloem Degeneration). Disebabkan oleh virus yang merusak pembuluh tapis (floem) tanaman jeruk. Daun jeruk menjadi lebih kecil dan berwarna kuning serta pertumbuhan kuncupnya lambat. Pada stadium lanjut, daun jeruk akan gugur sehingga menjadi tidak produktif lagi dan mati.
  8. Penyakit pada tanaman anggrek Disebabkan oleh Pseudomonas cattleyas, yaitu sejenis bakteri yang menyebabkan penyakit pada tanaman anggrek.
  9. Penyakit Mosaik pada jagung. Disebabkan oleh sejenis jamur, yaitu Ustilago maydis. Jika pada tanaman gandum, disebabkan oleh Ustilago avenae. Jika pada tanaman tebu, disebabkan oleh Ustilago scitaminea.

E. Upaya Penanggulangan
Serangan hama dan penyakit tanaman menjadi salah satu faktor yang dapat menurunkan produksi pangan. Oleh karena itulah, untuk lebih meningkatkan kuantitas dan kualitas pertanian, perlu dilakukan upaya pemberantasan hama dan penyakit tanaman. Pemberantasan hama dan penyakit tanaman dapat dilakukan dengan beberapa macam cara, antara lain:

Jenis hama yang berupa serangga dapat menyerang tanaman pada stadium yang berbeda, misalnya ulat penggerek. Ulat penggerek ini mampu merusak tanaman padi pada saat larva. Namun, ketika pada saat menjadi kupu-kupu, ulat ini tidak lagi menjadi hama. Ulat ini menggerek dan merusak batang kemudian menyerbu titik tumbuh padi yang sedang disemai. Serangan ulat pada pucuk padi menyebabkan padi tidak dapat membentuk daun baru. Akibatnya, pucuk daun menguning dan akhirnya tanaman pada mati.

1. Pemberantasan Secara Biologi
Pemberantasan hama tanaman dengan menggunakan organisme lain sebagai musuhnya (hewan yang bersifat predator). Contoh: Ulat yang merusak pohon padi dibasmi dengan melepaskan predator, yaitu burung pemakan ulat. Kutu loncat diberantas dengan semut rangrang Tikus diberantas dengan ular sawah

2. Pemeberantasan Secara Kimia
Pemberantasan hama dengan menggunakan zat-zat kimia atau pestisida Pestisida yang umum digunakan, antara lain:

  1. Insektisida untuk membasmi serangga
  2. Fungisida untuk membasmi jamur
  3. Nematisida untuk membasmi cacing perusak tanaman
  4. Bakterisida untuk membasmi bakteri
  5. Rodentisida untuk membasmi hewan pengerat

3. Pemberantasan Secara Mekanik
Pemberantasan hama secara konvensional, misalnya;

  1. Memotong bagian tanaman yang terkena serangan hama dan penyakit.
  2. Membakar tanaman yang diserang pengganggu
  3. Mengusir gerombolan burung-burung pengganggu
  4. Menangkap dengan perangkap hewan
  5. Membunuh hewan pengganggu tanaman

Bentuk dan Usaha Pembelaan Negara

Setiap warga negara Indonesia memiliki kewajiban yang sama dalam masalah pembelaan negara. Hal tersebut merupakan wujud kecintaan seorang warga negara pada tanah air yang sudah memberikan kehidupan padanya. Hal ini terjadi sejak seseorang lahir, tumbuh dewasa serta dalam upayanya mencari penghidupan.

Bela Negara secara fisik adalah usaha pertahanan menghadapi serangan fisik atau agresi dari pihak yang mengancam keberadaan negara tersebut, sedangkan secara non-fisik konsep ini diartikan sebagai upaya untuk serta berperan aktif dalam memajukan bangsa dan negara, baik melalui pendidikan, moral, sosial maupun peningkatan kesejahteraan orang-orang yang menyusun bangsa tersebut.

A. Ancaman-Ancaman Terhadap Bangsa Indonesia 
Bangsa Indonesia dalam mempertahankan tegaknya Negara Kesatuan Republik Indonesia selalu mendapat ancaman-ancaman. Ancaman adalah setiap usaha dan kegiatan yang dinilai membahayakan kedaulatan, keutuhan wilayah dan keselamatan negara dan bangsa Indonesia baik yang datangnya dari dalam negeri maupun luar negeri. Ancaman yang datang dari dalam negeri antara lain : Separatisme, Kemiskinan, kebodohan, korupsi, kejahatan, Sedangkan ancaman yang datang dari luar negeri dapat berupa invasi, pelanggaran wilayah, spionase, narkoba dan terorisme.

1. Ancaman dari Dalam Negeri
Bangsa Indonesia terdiri dari berbagai suku bangsa dengan latar belakang budaya yang berbeda-beda. Keanekaragarnan itu seharusnya dapat menjadi sebuah kekuatan yang dahsyat untuk menangkal semua gangguan atau ancaman yang ingin memecah belah persatuan bangsa. Namun adakalanya perbedaan suku bangsa ini bisa menjadi sumber konflik yang dapat menyebabkan perpecahan, sehingga menjadi ancaman bagi Negara Kesatuan Republik Indonesia.

Setiap usaha dan kegiatan dinilai membahayakan kedaulatan negara, keutuhan wilayah negara, dan keselamatan segenap bangsa yang berasal dari dalam negeri baik yang diakibatkan oleh kurangnya kesadaran rakyat ataupun ketidakpedulian pemerinyah terhadap rakyatnya Adapun ancaman dari dalam negari diantaranya adalah

  • Separatisme adalah perbuatan memberontak atau penentangan terhadap kekuasaan yang sah untuk memisahkan diri dari Indonesia contohnya : Organisasi Papua Merdeka.
  • Kemiskinan merupakan keadaan dimana terjadi ketidakmampuan untuk memenuhi kebutuhan dasar seperti makanan , pakaian , tempat berlindung, pendidikan, dan kesehatan.
  • Kebodohan merupakan situasi di saat kurangnya pengetahuan dan kurangya tingkat pendidikan pendidikan yang layak sehingga masih banyak anak yang tidak sekolah maupun kurangnya perhatian pemerintah
  • Korupsi merupakan perbuatan melanggar hukum/menyalahgunakan wewenang yang bertujuan untuk memperkaya diri/orang lain sehingga merugikan negara

B. Ancaman dari Luar Negeri
Ancaman dari luar negeri pada saat ini yang paling perlu diwaspadai adalah ancaman nonmiliter. Dengan berakhirnya perang dingin maka ancaman militer semakin tidak menjadi perhatian. Namun tidak berarti ancaman militer tidak terjadi, seperti pelanggaran wilayah oleh pesawat atau kapal perang negara lain. Potensi ancaman dari luar lebih berbentuk ancaman nonmiliter yaitu ancaman terhadap ideologi, politik, ekonomi, dan sosial budaya. Berikut ini beberapa ancaman terhadap keutuhan NKRI.

  • Invasi merupakan aksi militer dimana angkatan bersenjata suatu negara memasuki daerah yang dikuasai oleh suatu negara lain, dengan tujuan menguasai daerah tersebut atau mengubah pemerintahan yang berkuasa
  • Pelanggaran wilayah merupakan suatu tindakan memasuki wilayah tanpa izin, baik oleh pesawat terbang tempur maupun kapal-kapal perang
  • Terorisme merupakan Aksi teror bersenjata dilakukan oleh jaringan nasional maupun internasional yang terorganisir
  • Narkotika merupakan Zat atau obat yang berasal dari tanaman atau bukan tanaman, baik sintetis maupun semi sintetis yang dapat menyebabkan penurunan kesadaran/perubahan aktivitas mental dan perilaku.

B. Bentuk-Bentuk Usaha Bela Negara
Setiap warga negara berhak dan wajib ikut serta dalam membela negara yang dilakukan oleh anggota TNI/POLRI sebagai komponen utama dan rakyat sebagai komponen pendukung. Bentuk-bentuk usaha pembelaan negara antara lain sebagai berikut :

1. Pendidikan Pancasila dan Kewarganegaraan
Mata pelajaran PPKn merupakan salah satu bentuk usaha Negara dalam membina warganya agar lebih mencintai, menghargai, dan mampu menunjukkan sikap pembelaan Negara. Materi yang diajarkan dalam pelajaran PPKn ini berisi mengenai dasar-dasar Negara Indonesia, seperti fungsi pancasila dan juga peraturan perundang-undangan. Ada beberapa manfaat dari pembelajaran PKn yang berhubungan dengan pembelaan Negara, diantaranya adalah :

Pkn
  • Ketika seseorang mampu mengenal struktur negaranya, maka mereka akan mengenal negaranya lebih baik lagi
  • Dengan mengenal dasar-dasar falsafah pendirian dan pelaksanaagn pemerintahan negera republik Indonesia, maka hal ini akan membuat mereka menjadi lebih cinta dengan Negara Indonesia
  • Hal ini akan menimbulkan rasa kecintaan terhadap Negara yang tinggi, yang akan membuat warga Negara mau secara sukarela melakukan tindakan pembelaan terhadap Negara.

2. Belajar Sungguh-sungguh
Pelajar dapat berpartisipasi dalam pembelaan negara dengan belajar yang sungguh-sunguh demi bekal masa depan. Jika kita mau belajar dengan rajin dan sungguh – sungguh, kita bisa menjadi orang yang berilmu dan berpotensi menjadi orang yang berprestasi. Di masa mendatang akan berpotensi menjadi orang – orang yang bermanfaat untuk orang lain atau negara.

Belajar

Dengan ilmu yang dimiliki kita dapat berperan dalam usaha pembelaan negara, seperti sebagai seorang pemimpin negara , sebagai seorang pengusaha, sebagai ilmuwan cerdas, sebagai guru, dan lain sebagainya.

3. Menjadi Anggota TNI/POLRI
Tugas pokok TNI/POLRI menjaga kedaulatan dan keutuhan negara serta menjaga ketertiban dan keamanan agar Indonesia bebas dari ancaman yang dapat  menggagu keutuhan negara Indonesia. Bergabung dengan anggota TNI anda akan dituntut untuk mencintai Indonesia, dan mau berjuang serta berkorban hingga titik darah penghabisan untuk membela Negara ini. Dengan bergabung dengan satuan Tentara Nasional Indonesia, maka banyak manfaat yang akan diperoleh, seperti :

TNI dan POLRI
  • Pembelaan terhadap Negara secara nyata, dengan mengangkat senjata
  • Menjadi lebih cinta, dan juga peduli terhadap Negara
  • Mampu berkomitmen dalam membela Negara
  • Selain mengabdi kepada Negara, anggota jga turut mengabdi dan mengayomi masyarakat, sehingga dapat menciptakan rasa aman dari serangan-serangan musuh

4. Pengabdian Sesuai Bidang Profesi
Semua warga negara dapat berpartisipasi dalam pembela negara dengan cara mengabdikan profesinya dengan baik dan ikhlas sesuai tugasnya masing-masing. Pengabdian profesi merupakan bentuk atau upaya dalam mengabdikan diri terhadap pembelaan Negara. Beberapa contoh pengabdian profesi sebagai upaya dalam melakukan pembelaan terhadap Negara :

Pengabdian
  • Tim SAR (Search and Rescue)
  • Pemadam Kebakaran (Fire Fighters)
  • Satuan pengamanan (Satpam)
  • Linmas (satuan perlindungan Masyarakat)
  • Dokter, Guru, Pengacara, Pilot dan lain-lain.

Barisan dan Deret Bilangan

Barisan bilangan adalah susunan bilangan yang diurutkan menurut aturan tertentu. Suku-suku suatu barisan umumnya mempunyai suatu pola atau aturan. Pola atau aturan tersebut dapat dilihat dengan membandingkan suku-suku yang berdekatan. Dengan mengetahui pola dari suatu barisan, dapat ditentukan suku berikutnya atau rumus suku ke-n atau suku umumnya. Barisan bilangan dapat dibedakan menjadi barisan bilangan sederhana, barisan aritmetika, dan geometri.

Misalnya seorang karyawan pada awalnya memperoleh gaji  sebesar Rp.600.000,00. Selanjutnya, setiap bulan berikutnya gaji yang diperoleh bertambah Rp.5.000,00. jika kita susun gaji karyawan itu mulai bulan pertama adalah sebagai berikut. Rp.600.000,00, Rp.605.000,00, Rp.610.000,00, Rp.615.000,00,…….. Susunan yang demikian dinamakan barisan. Bilangan pertama disebut suku pertama (U1),bilangan kedua disebut suku kedua (U2), dan seterusnya.Suku ke-n dari suatu barisan bilangan dinotasikan dengan Un.

A. Barisan Bilangan Sederhana
Barisan bilangan dibentuk oleh bilangan-bilangan yang disusun menurut aturan tertentu. Barisan bilangan ini dapat kita teruskan suku-sukunya apabila aturan untuk memperoleh suku berikutnya sudah ditentukan. Perhatikan barisan bilangan berikut ini :
1, 2, 4, 7, 11, …
Artinya : Suku pertama ditulis U₁ = 1
Suku ke-dua ditulis U₂ = 2
Suku ke-tiga ditulis U₃ = 4
Suku ke-empat ditulis U₄ = 7
Dan seterusnya …
Suku ke-n ditulis Un
Suku berikutnya dari barisan tersebut dapat diteruskan dengan aturan ”menambahkan bilangan asli berurutan mulai dari suku pertama”

Deret Bilangan

”Suku berikutnya diperoleh dengan menambahkan bilangan asli berurutan mulai dari suku pertama”.
Dengan cara di atas maka untuk menentukan suku ke-n dapat dicari dengan meneruskan pola yang ada. Namun demikian, untuk n yang besar misalnya n = 50, kita akan mengalami kesulitan, untuk itu akan kita pelajari bagaimana menentukan suku ke-n dengan menggunakan rumus Un

Contoh-contoh barisan bilangan khusus antara lain :
1. Barisan Bilangan Asli

Barisan Bilangan Asli : 1, 2, 3, 4, …
Rumus suku ke-n adalah Un = n
Suku ke-10 adalah U10 = 10

2. Barisan Bilangan Genap

Barisan Bilangan Genap : 2, 4, 6, 8, …
Rumus suku ke-n adalah Un = 2n
Suku ke-20 adalah U20 = 2 x 20 = 40

3. Barisan Bilangan Ganjil

Barisan Bilangan Ganjil : 1, 3, 5, 7, …
Rumus suku ke-n adalah Un = 2n – 1
Suku ke-15 adalah U15 = 2 x 15 – 1 = 29

4. Barisan Bilangan Kuadrat

Barisan Bilangan Kuadrat / persegi : 1, 4, 9, 16, …
Rumus suku ke-n adalah Un = n2Suku ke-12 adalah U12 = 122 = 144

Barisan bilangan juga dapat diperoleh dari pengembangan pola yang teratur, contoh :
5. Pola Bilangan Persegi Panjang
Barisan Bilangan Persegi Panjang : 2, 6, 12, 20, …
Rumus suku ke-n adalah Un = n(n+1)

Pola Persegi Panjang

Suku ke-8 adalah U8 = 8 (8+1) = 8 x 9 = 72

7. Barisan Bilangan Segitiga
Barisan Bilangan Segitiga : 1, 3, 6, 10, …
Rumus suku ke-n adalah Un = ½ n(n+1)

Bilangan Segitiga

Suku ke-10 adalah U10 = ½ x 10 (10+1) = 5 x 11 = 55

8. Barisan Bilangan Pada Segitiga Pascal
Baris ke-n diperoleh dengan menjumlahkan dua suku berurutan pada baris sebelumnya :

Segitiga Pascal

Jumlah bilangan pada baris ke-1 = 1 = 1 = 20 = 21-1
Jumlah bilangan pada baris ke-2 = 1 + 1 = 2 = 21 = 22-1
Jumlah bilangan pada baris ke-3 = 1 + 2 + 1 = 4 = 22 = 23-1
Jumlah bilangan pada baris ke-4 = 1 + 3 + 3 + 1 = 8 = 23 = 24-1
Rumus jumlah bilangan pada baris ke-n = 2n-1

B. Barisan Aritmetika dan Geometri
Ada perbedaan mendasar untuk menentukan apakah suatu barisan disebut barisan Aritmatika atau Geometri. suatu barisan dikatakan barisan aritmatika bila barisan tersebut memiliki selisih yang sama antara suku berikutnya dengan suku sebelumnya. Sebaliknya, suatu barisan dikatakan barisan geometri bila barisan tersebut memiliki ratio yang sama antara suku berikutnya dengan suku sebelumnya. Berikut ini merupakan salah satu kajian mengenai barisan Aritmatika dan Geometri,

1. Barisan Aritmetika
barisan aritmetika dalah barisan bilangan yang suku berikutnya didapat dari penambahan suku sebelumnya dengan bilangan yang tetap (tertentu), bilangan yang tetap tersebut dinamakan beda (b)
Barisan bilangan : 2, 5, 8, 11, …
Suku awal / suku pertama atau a = 2
Beda atau b = 5 – 2 = 8 – 5 = 11 – 8 = 3
Barisan tersebut dinamakan barisan aritmetika naik

Barisan bilangan : 20, 18, 16, 14, …
Suku awal / suku pertama atau a = 20
Beda atau b = 18 – 20 = 16 – 18 = 14 – 16 = -2
Barisan tersebut dinamakan barisan aritmetika turun

Rumus Suku ke-n (Un) dari Barisan Aritmetika
U1 = a = a + (1-1)b
U2 = a + b = a + (2-1)b
U3 = a + 2b = a + (3-1)b
U4 = a + 3b = a + (4-1)b

Un = a + (n-1) b
Jadi rumus suku ke-n dari barisan aritmetika adalah :

Rumus

dengan Un = Suku ke-n
a = suku awal / suku pertama
b = beda

Contoh :
Tentukan suku ke-15 dan suku ke-20 dari barisan : 1 , 4 , 7 , 10 , …
Jawab :
a = 1
b = 4 – 1
= 7 – 4
= 3
Un = a + (n-1) b
U15 = 1 + (15 – 1) x 3
= 1 + 14 x 3
= 1 + 42
= 43
U20 = 1 + (20 – 1) x 3
= 1 + 19 x 3
= 1 + 57
= 58
Jadi suku ke-15 = 43 dan suku ke-20 = 58

2. Barisan Geometri
Barisan geometri adalah Barisan bilangan yang suku-suku berikutnya diperoleh dari hasil kali suku sebelumnya dengan bilangan tetap yang tidak sama dengan nol. Bilangan tetap tersebut dinamakan pembanding (rasio)
Barisan bilangan : 2, 6, 18, 54, …
Suku awal / suku pertama atau a = 2
Rasio atau r = 6 : 2 = 18 : 6 = 54 : 18 = 3
Barisan tersebut dinamakan barisan geometri naik
Barisan bilangan : 20, 10, 5, 2,5 , …
Suku awal / suku pertama atau a = 20
Rasio atau r = 10 : 20 = 5 : 10 = ½
Barisan tersebut dinamakan barisan geometri turun

Rumus Suku ke-n (Un) dari Barisan Geometri
U1 = a = a x r1-1
U2 = a x r = a x r2-1
U3 = a x r2 = a x r3-1
U4 = a x r3 = a x r4-1

Un = a x rn-1

Jadi rumus suku ke-n dari barisan geometri adalah :

rumus 2

Dengan Un = suku ke-n
a = suku awal / suku pertama
r = rasio

Contoh :
Tentukan suku ke-9 dari barisan : 2 , 4 , 8 , 16 , …

Jawab :
a = 2 , r = 4 : 2 = 8 : 4 = 2
Un = a x rn-1
U9 = 2 x 29-1
= 2 x 28
= 2 x 256
= 512
Jadi suku ke-9 adalah 512

Besaran Pokok dan Besaran Turunan

Pengukuran adalah proses membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang ditentukan sebagai satuan. Segala sesuatu yang dapat diukur memiliki satuan. Satuan adalah besaran pembanding yang digunakan dalam pengukuran. Sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka disebut besaran.

1. Besaran Pokok
Besaran yang ada dikelompokkan menjadi 2 yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran-besaran utama yang dapat menurunkan besaran-besaran lain dan satuannya telah ditentukan terlebih dahulu contohnya panjang, bila panjang sisi sisi sebuah bujur sangkar dilakukan operasi perkalian maka akan menghasilkan nilai besaran luasan bujursangkar. Ada 7 besaran pokok, seperti tertuang didalam tabel berikut:

No Besaran Simbol Satuan
SI (MKS) Singkatan cgs Singkatan
1. Panjang l meter m centimeter cm
2. Massa m kilogram kg gram g
3. Waktu t sekon s sekon s
4. Suhu T Kelvin K
5. Kuat Arus Listrik i Ampere A
6. Jumlah zat n mol mol
7 Intensitas Cahaya I Kandela cd

1. Besaran Pokok Panjang
Besaran pokok panjang, menyatakan jarak antara dua titik. Satuan besaran panjang dalam sistem internasional (SI) adalah Meter. Alat ukur yang bias digunakan untuk mengukur besaran panjang adalah penggaris, meteran kelos, jangka sorong, dan mikrometer skrup.

Besaran Pokok Panjang

Pengguna alat ukurnya kondisional, artinya penggunaan alat ukur disesuaikan dengan benda yang diukur , misalnya jika kita hendak mengukur panjang meja maka alat ukur yang cocok adalah mistar, namun jika yang diukur adalah ketebalan kertas maka alat ukur yang sesuai adalah mikrometer skrup.

Penggaris adalah alat ukur besaran panjang yang sudah biasa digunakan dan pada umumnya kita sudah dapat menggunakan, namun yang perlu diperhatikan adalah cara melihat skalanya.

2. Besaran Pokok Massa
Besaran pokok massa, menyatakan jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda. Alat ukur yang biasa digunakan dilaboratorium adalah neraca. Neraca yang beredar cukup banyak. Dan salah satu contoh yang sering digunakan di sekolah-sekolah adalah neraca empat lengan dengan satuan gram. Neraca empat lengan dipasar tradisional jarang digunakan, kebanyakan orang menggunakan ’ Kiloan’. Namun, demi efisensi dan efektifitas kerja pada umumnya digunakan neraca digital.
Beberapa alat ukur massa :

Besaran Pokok Massa

3. Besaran Pokok Waktu
Besaran pokok waktu, menyatakan selang antar dua kejadian. Biasanya orang mengukur besaran waktu dengan menggunakan jam yang berpetunjuk detik, namun untuk keperluan yang lebih teliti digunakan jam henti atau stop watch. Satuan besaran pokok waktu dalam SI adalah sekon. Dan satuan umum digunakan adalah: 1 jam = 60 menit
1 jam = 3600 sekon
1 menit = 60 sekon

Beberapa Alat Ukur Waktu

 Besaran Pokok Waktu

2. Besaran Turunan.
Besaran turunan yaitu besaran yang diturunkan dari besaran pokok, diantaranya :

a. Besaran turunan Luas
Dikatakan besaran turunan, karena satuannya diturunkan dari satuan pokok panjang.
Misalnya :
1. Luas persegi panjang = panjang x lebar
= meter (m) x meter (m)
= m²

2. Luas lingkaran = 1/2 π jari-jari²
= meter (m) x meter (m)
= m²

b. Besaran turunan volume
Dikatakan besaran turunan, karena satuannya diturunkan dari satuan pokok panjang.
Misalnya :
1. Volume sebuah balok = panjang x lebar x tinggi
= meter (m) x meter (m) x meter (m)
= m²

2. Volume bola = 4/3 x jar–jari³
= meter (m) x meter (m) x meter (m)
= m³

Beberapa besaran turunan yang lain adalah sebagai berikut.

No. Besaran Turunan Penjabaran Dari Besaran Pokok Satuan Sistem MKS
1. Luas Panjang x Lebar
2. Volume Panjang x Lebar x Tinggi
3. Massa Jenis Massa : Volume kg/m³
4. Kecepatan Perpindahan : Waktu m/s
5 Percepatan Kecepatan : Waktu m/s²
6. Gaya Massa x Percepatan Newton (N) = kg m/s²
7. Usaha Gaya x Perpindahan Joule (J) = kg m²/s²
8. Daya Usaha : Waktu Watt (W) = kg m²/s²
9. Tekanan Gaya : Luas Pascal (Pa) = N/m²
10. Momentum Massa x Kecepatan kg m/s

Satuan Internasional Dalam Pengukuran
Sistem Satuan Internasional adalah sistem satuan atau besaran yang paling umum digunakan. Pada awalnya sistem ini merupakan sistem MKS, yaitu panjang (meter), massa (kilogram), dan waktu (detik/sekon). Sistem SI ini secara resmi digunakan di semua negara di dunia kecuali Amerika Serikat (yang menggunakan Sistem Imperial), Liberia, dan Myanmar.

1. Standar untuk Satuan Besaran Pokok Panjang
Sekarang kita akan membahas tentang standar satuan pokok panjang .
Standar untuk satuan pokok panjang dalam SI adalah meter (m). Satu meter standar sama dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa (vakum) pada selang waktu 1/299 792 458 sekon.

Satuan panjang dapat diturunkan dari satu meter standar yang telah ditentukan sebagai berikut :

1 desimeter disingkat dm = 0,1 m = 10⁻² m
1 sentimeter disingkat cm = 0,01 m = 10⁻² m
1 milimeter disingkat mm = 0,001 m = 10⁻³m
1 dekameter disingkat dam = 10 m = 10¹ m
1 hektometer disingkat hm = 100 m = 10²m
1 kilometer disingkat km = 1000 m = 10³m

Masih terdapat satuan panjang selain yang telah ditetapkan menurut SI, yaitu inci, yard dan kaki. Satuan ini dapat diubah ke satuan meter sebagai berikut :

1 inci = 3,54 x 10 ⁻² m
1 yard = 91,44 x 10 ⁻² m
1 kaki = 30,48 x 10 ⁻² m

2. Standar untuk Satuan Besaran Pokok Massa
Standar untuk satuan pokok massa dalam SI adalah kilogram ( kg ). Satu kilogram standar sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platina-iridium. Massa standar disimpan di Sevres, Paris, Perancis. Massa satu kilogram standar mendekati massa 1 liter air murni pada suhu 4⁰ C. Di dalam kehidupan sehari-hari sering terjadi salah kaprah dengan massa suatu benda. Massa adalah kuantitas yang terkandung dalam suatu benda.

Satuan massa dapat diturunkan dari satu kilogram standar yang telah ditentukan sebagai berikut :

  1. 1 ton = 1.000 kg = 10³ kg
  2. 1 kuintal = 100 kg = 10² kg
  3. 1 hektogram (hg) = 1 ons = 0,1 kg = 10⁻¹ kg
  4. 1 dekagram (dag) = 0,01 kg = 10⁻² kg
  5. 1 gram (g) = 0,001 kg = 10⁻³ kg
  6. 1 miligram (mg) = 0,000001 kg = 10⁻⁶ kg
  7. 1 mikrogram (mg) = 0,000000001kg = 10⁻⁹kg

3. Standar untuk Satuan Besaran Pokok Waktu
Standar untuk satuan pokok waktu dalam SI adalah sekon (s). Satu sekon standar adalah waktu yang diperlukan oleh atom Cesium – 133 ( Ce¹³³) untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali. Dalam selang waktu 300 tahun hasil pengukuran dengan menggunakan jam atom ini tidak akan bergeser lebih dari satu sekon. Satuan waktu lain yang biasanya dipakai dalam kehidupan sehari-hari antara lain : menit, jam, hari, minggu, bulan, tahun dan abad.
1 menit = 60 sekon
1 jam = 60 menit = 3.600 sekon
1 hari = 24 jam = 1.440 menit = 86.400 sekon

Proses Pembentukan, Jenis, dan Bentuk Gunung Api

Gunungapi adalah lubang kepundan atau rekahan dalam kerak bumi tempat keluarnya cairan magma atau gas atau cairan lainnya ke permukaan bumi. Matrial yang dierupsikan ke permukaan bumi umumnya membentuk kerucut terpancung. Gunung yang masih aktif memiliki potensi untuk meletus secara tibatiba. Beberapa gunung aktif di Indonesa dengan pemandangan indah antara lain Tangkuban Perahu, Bromo, Semeru, Merapi, dan Anak Krakatau.

A. Proses Terbentuknya Gunung Api
Gunungapi terbentuk sejak jutaan tahun lalu hingga sekarang. Planet bumi mepunyai banyak cairan dan air di permukaan. Kedua faktor tersebut sangat mempengaruhi pembentukan dan komposisi magma serta lokasi dan kejadian gunungapi. Bumi pada saat terbentuk lebih panas, tetapi kemudian mendingin secara berangsur sesuai dengan perkembangan sejarahnya

Gunung berapi terbentuk akibat pertemuan dua lempeng Bumi. Bagian lempeng yang tenggelam memasuki lapisan astemosfir akan mencair karena suhu bawah lempeng  Bumi yang sangat tinggi. Pergerakan antar lempeng ini menimbulkan empat busur gunungapi berbeda :

  1. Pemekaran kerak benua, lempeng bergerak saling menjauh sehingga memberikan kesempatan magma bergerak ke permukaan, kemudian membentuk busur gunungapi tengah samudera. 
  2. Tumbukan antar kerak, dimana kerak samudera menunjam di bawah kerak benua. Akibat gesekan antar kerak tersebut terjadi peleburan batuan dan lelehan batuan ini bergerak ke permukaan melalui rekahan kemudian membentuk busur gunungapi di tepi benua. 
  3. Kerak benua menjauh satu sama lain secara horizontal, sehingga menimbulkan rekahan atau patahan. Patahan atau rekahan tersebut menjadi jalan ke permukaan lelehan batuan atau magma sehingga membentuk busur gunungapi tengah benua atau banjir lava sepanjang rekahan. 
  4. Penipisan kerak samudera akibat pergerakan lempeng memberikan kesempatan bagi magma menerobos ke dasar samudera, terobosan magma ini merupakan banjir lava yang membentuk deretan gunungapi perisai.
Terbentuknya Gunung

Bagian cair tersebut akan menambah magma dalam perut Bumi. Oleh karena magma yang terbentuk tersebut memiliki berat jenis yang lebih kecil daripada berat jenis batuan di sekitarnya maka magma akan terdesak hingga naik ke permukaan bumi.

Magma yang mencapai permukaan bumi disebut sebagai lava. Lava dan abu yang meledak dari waktu ke waktu akan menumpuk dan membentuk gunung berapi. Inilah yang memunculkan istilah bahwa gunung berapi dapat tumbuh dari waktu ke waktu.

Selain di darat, gunung berapi juga dapat terbentuk di lautan. Erupsi yang terjadi di bawah lautan dapat memunculkan gunung berapi. Jika erupsi terjadi dalam waktu yang lama dan dengan jumlah lava yang sangat besar, maka sangat dimungkinkan gunung berapi akan muncul hingga ke permukaan air laut.

Misalnya gunung berapi di Hawai puncak gunung tersebut muncul hingga ke atas permukaan samudera Pasifik. Gunung berapi tersebut berbeda dengan gunung berapi lainnya karena terbentuk langsung dari magma yang berasal dari inti dan selimut bumi. Batuan panas yang terdorong ke atas melalui selimut bumi mencair membentuk area panas dalam kerak bumi.

Dorongan dari dalam bumi tersebut akhirnya memunculkan serangkaian gunung berapi dan membentuk kepulauan Hawai. Magma yang berasal dari gunung subduksi tersebut jauh lebih dekat dengan permukaan bumi. Gunung berapi ini jauh lebih besar ukurannya dan memiliki banyak sisi yang landai

B. Struktur Gunung Api
Gunung berapi terbangun atas beberapa komponen dan membentuk sebuah struktur. Masing-masing komponen memiliki bagian dan fungsi yang saling mendukung sehingga terbentuklah aktivitas dari gunung berapi tersebut. Beberapa bagian dari gunung berapi antara lain adalah sebagai berikut.

Struktur Gunung Api
  1. Struktur kawah adalah bentuk morfologi negatif atau depresi akibat kegiatan suatu gunungapi, bentuknya relatif bundar; 
  2. Kaldera, bentuk morfologinya seperti kawah tetapi garis tengahnya lebih dari 2 km. Kaldera terdiri atas : kaldera letusan, terjadi akibat letusan besar yang melontarkan sebagian besar tubuhnya; kaldera runtuhan, terjadi karena runtuhnya sebagian tubuh gunungapi akibat pengeluaran material yang sangat banyak dari dapur magma; kaldera resurgent, terjadi akibat runtuhnya sebagian tubuh gunungapi diikuti dengan runtuhnya blok bagian tengah; kaldera erosi, terjadi akibat erosi terus menerus pada dinding kawah sehingga melebar menjadi kaldera; 
  3. Rekahan dan graben, retakan-retakan atau patahan pada tubuh gunungapi yang memanjang mencapai puluhan kilometer dan dalamnya ribuan meter. Rekahan parallel yang mengakibatkan amblasnya blok di antara rekahan disebut graben; 
  4. Depresi volkano-tektonik, pembentukannya ditandai dengan deretan pegunungan yang berasosiasi dengan pemebentukan gunungapi akibat ekspansi volume besar magma asam ke permukaan yang berasal dari kerak bumi. Depresi ini dapat mencapai ukuran puluhan kilometer dengan kedalaman ribuan meter. 

C. Bentuk Gunung Api
Gunung berapi terdapat dalam beberapa bentuk sepanjang masa hidupnya. Gunung berapi yang aktif mungkin berubah menjadi separuh aktif, istirahat, sebelum akhirnya menjadi tidak aktif atau mati. Berikut ini tipe-tipe gunung api berdasarkan bentuknya:

Bentuk Gunung
  1. Stratovolcano, tersusun dari batuan hasil letusan dengan tipe letusan berubah-ubah sehingga dapat menghasilkan susunan yang berlapis-lapis dari beberapa jenis batuan, sehingga membentuk suatu kerucut besar (raksasa), terkadang bentuknya tidak beraturan, karena letusan terjadi sudah beberapa ratus kali.
  2. Perisai, tersusun dari batuan aliran lava yang pada saat diendapkan masih cair, sehingga tidak sempat membentuk suatu kerucut yang tinggi (curam), bentuknya akan berlereng landai, dan susunannya terdiri dari batuan yang bersifat basaltik. Contoh bentuk gunung berapi ini terdapat di kepulauan Hawai.
  3. Kerucut Bara (Cinder Cone), merupakan gunung berapi yang abu dan pecahan kecil batuan vulkanik menyebar di sekeliling gunung. Sebagian besar gunung jenis ini membentuk mangkuk di puncaknya. Jarang yang tingginya di atas 500 meter dari tanah di sekitarnya.
  4. Kaldera, gunung berapi jenis ini terbentuk dari ledakan yang sangat kuat yang melempar ujung atas gunung sehingga membentuk cekungan. Gunung Bromo merupakan jenis ini. 

D. Tipe Letusan Gunung Api
Erupsi adalah letusan yang mengakibatkan keluarnya material gunung api yang berupa gas, debu, aliran lava, dan fragmen batuan. Berdasarkan tinggi rendahnya derajat fragmentasi dan luasnya, juga kuat lemahnya letusan serta tinggi tiang asap, maka gunungapi dibagi menjadi beberapa tipe erupsi:

Tipe Letusan Gunung Api
  1. Tipe Hawaiian, yaitu erupsi eksplosif dari magma basaltic atau mendekati basalt, umumnya berupa semburan lava pijar, dan sering diikuti leleran lava secara simultan, terjadi pada celah atau kepundan sederhana; lava yang keluar sangat cair dan tipis, lava mengalir ke segala arah, membentuk tipe gunung api perisai, tekanan gas sangat ringan akan terlembar ke atas. Contoh letusan G. Maona Loa, Maona Kea, dan Kilaeua di Hawaii
  2. Tipe Strombolian, erupsinya hampir sama dengan Hawaiian berupa semburan lava pijar dari magma yang dangkal, umumnya terjadi pada gunungapi sering aktif di tepi benua atau di tengah benua; memuntahkan material bom, lapili, dan abu, letusan terjadi pada interval waktu yang sama, tekanan gas rendah, magmanya sangat cair. Contoh letusan G. Vesuvius Italia dan G. Raung
  3. Tipe Plinian, merupakan erupsi yang sangat ekslposif dari magma berviskositas tinggi atau magma asam, komposisi magma bersifat andesitik sampai riolitik, tekanan gas sangat kuat, lavanya cair, melemparkan/membobol kepundan, membentuk kaldera, Contoh letusan G. Krakatau (1883) dan G. St. Helens (1980).
  4. Tipe Merapi. Gunung api bertipe ini akan mengeluarkan lava kental sehingga jika lavanya mendingin, maka dapat menyumbat lubang kepundan. Tersumbatnya lubang kepundan menyebabkan tekanan di bawah bumi menumpuk semakin besar sehingga ketika sampai di batas kritis, maka sumbatan lava tersebut akan pecah dan pecahannya akan terdorong keluar. Material ini menuruni lereng gunung sebagai ladu atau gloedlawine. Selain itu juga akan muncul awan panas atau wedhus gembel. Contoh letusan G. Merapi (2010)

Penyebab dan Jenis Fenomena Gempa Bumi

Gempa bumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan energi dari dalam bumi. Terjadinya perubahan energi panas yang menyebabkan pergolakan inti bumi menjadi energi kinetik sehingga mampu menekan dan menggerakkan lempeng-lempeng bumi. Energi kinetik yang dihasilkan tersebut dipancarkan ke segala arah berupa gelombang gempa bumi sehingga efeknya dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi.

A. Penyebab Terjadinya Gempa
Banyak teori yang telah dikemukan mengenai penyebab terjadinya gempa bumi. Menurut pendapat para ahli, sebab-sebab terjadinya gempa adalah sebagai berikut:

  1. Runtuhnya gua-gua besar yang berada di bawah permukaan tanah. Namun, kenyataannya keruntuhan yng menyebabkan terjadinya gempa bumi tidak pernah terjadi. 
  2. Tabrakan meteor pada permukaan bumi. Dalam tata surya kita terdapat ribuan meteor. Sewaktu-waktu meteor tersebut jatuh ke atmosfir bumi dan kadang-kadang sampai ke permukaan bumi. Meteor yang jatuh ini akan menimbulkan getaran yang disebut gempa jatuhan, namun gempa ini jarang sekali terjadi.
  3. Letusan gunung berapi. Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Gempa bumi jenis ini disebut gempa vulkanik dan jarang terjadi bila dibandingkan dengan gempa tektonik. Ketika gunung berapi meletus maka getaran dan goncangan. Gempa ini merupakan gempa mikro sampai menengah, gempa ini umumnya berkekuatan kurang dari 4 skala Richter. 
  4. Kegiatan tektonik. Semua gempa bumi yang memiliki efek yang cukup besar berasal dari kegiatan tektonik. Gaya-gaya tektonik biasa disebabkan oleh proses pembentukan gunung, pembentukan patahan, gerakan-gerakan patahan lempeng bumi, dan tarikan atau tekanan bagian-bagian benua yang besar. Gempa ini merupakan gempa yang umumnya berkekuatan lebih dari 5 skala Richter.

Dari berbagai teori yang telah dikemukan, maka teori lempeng tektonik inilah yang dianggap paling tepat. Menurut teori lempeng tektonik, permukaan bumi terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik besar. Lempeng tektonik atau lempeng lithosfer merupakan bagian dari kerak bumi yang keras dan mengapung di atas astenosfer yang cair dan panas.

Hal tersebut mengakibatkan lempeng tektonik menjadi bebas bergerak dan saling berinteraksi satu sama lain. Daerah perbatasan lempeng-lempeng tektonik merupakan tempat-tempat yang memiliki kondisi tektonik yang aktif, yang menyebabkan gempa bumi, gunung berapi, dan pembentukan dataran tinggi.

Lempeng-lempeng tektonik yang berdekatan saling berinteraksi dengan tiga kemungkinan pola gerakan yaitu apabila kedua lempeng saling menjauhi (spreading), saling mendekati (collision), dan saling geser (transform).

Kadang-kadang, gerakan lempeng ini macet dan saling mengunci, sehingga terjadi pengumpulan energi yang berlangsung terus-menerus sampai pada suatu saat batuan pada lempeng tektonik tersebut tidak kuat menahan gerakan tersebut dan akhirya terjadi pelepasan mendadak yang kita kenal sebagai gempa bumi.

Pergerakan lempengan-lempengan tektonik ini Universitas Sumatera Utara menyebabkan terjadinya penimbunan energi secara perlahan-lahan. Gempa tektonik kemudian terjadi karena adanya pelepasan energi yang telah lama tertimbun tersebut. Daerah yang paling rawan gempa umumnya berada pada pertemuan lempenglempeng tersebut.  Pertemuan dua buah lempeng tektonik akan menyebabkan pergeseran relatif pada batas lempeng tersebut, yaitu:

  1. Subduction, yaitu peristiwa dimana salah satu lempeng mengalah dan dipaksa turun ke bawah. Peristiwa inilah yang paling banyak menyebabkan gempa bumi. 
  2. Extrusion, yaitu penarikan satu lempeng terhadap lempeng yang lain. 
  3. Transcursion, yaitu terjadi gerakan vertikal satu lempeng terhadap yang lainnya. 
  4. Accretion, yaitu tabrakan lambat yang terjadi antara lempeng lautan dan lempeng benua.

B. Jenis-jenis Gempa
Proses terjadinya gempa bumi dapat dilihat dari penyebab utama terjadinya gempa bumi. Ada tiga jenis gempa bumi yang dapat dibedakan dilihat menurut terjadinya.

1. Gempa Vulkanik
Gempa vulkanik atau gempa gunung berapi merupakan peristiwa gempa bumi yang terjadi karena letusan gunung berapi. Gempa ini dapat terjadi sebelum dan sesaat adanya erupsi atau letusan gunung berapi dan getarannya sangat dirasakan oleh manusia dan hewan sekitar gunung berapi itu berada.

Gempa Vulkanik

Menurut penelitian, gempa vulkanik terjadi hanya 7% dari seluruh gempa bumi yang pernah terjadi di muka bumi.Contohnya antara lain adalah gempa gunung merapi di Jawa Tengah, gempa Gunung Una-Una di Tomini Sulawesi Tengah dan gempa Gunung Pericutin.

2. Gempa Tektonik
Seperti diketahui bahwa kulit bumi terdiri dari lapisan-lapisan batuan. Tiap-tiap lapisan memiliki kekerasan dan masa jenis yang berbeda satu sama lain. Lapisan kulit bumi yang yang terdiri lempeng lempeng tektonik mengalami pergeseran satu sama lain akibat arus konveksi yang terjadi dalam bumi.Pergeseran ini kian hari menimbulkan pengumpulan energi stress yang sewaktu-waktu akan lepas.

Gempa Tektonik

Pergeseran lempeng terdiri dari tiga tipe, pergeseran mendatar yang mengakibatkan terjadinya patahan mendatar, pergeseran menunjam yaitu salah satu lempeng menyusup ke lempeng lainnya (subduksi), sehingga menciptakan lembah atau cekungan bumi dan pergeseran tumbukan antar lempeng yang akan menciptakan gunung atau bukit baru. Peristiwa pelepasan energi pada pergeseran lempengan inilah yang disebut gempa tektonik.

3. Gempa Reruntuhan
Gempa runtuhan atau terban merupakan gempa bumi yang terjadi karena adanya runtuhan tanah atau batuan. Lereng gunung yang terjadi dan memiliki energi potensial yang besar ketika jatuh atau runtuh akan membuat bergetarnya permukaan bumi. Inilah yang disebut gempa runtuhan.

Gempa Reruntuhan

4. Gempa Jatuhan
Seperti kita ketahui bumi merupakan salah satu planet bumi yang ada dalam susunan tata surya. Setiap hari bumi menerima hantaman meteor atau benda langit lain. Namun ketika menerima meteor atau benda langit lain yang besar bumi akan bergetar. Bergetar permukaan bumi disebabkan jatuhnya benda langit inilah yang disebut gempa bumi jatuhan.

Gempa Jatuhan


C. Parameter Dasar Gempa Bumi 
Parameter Gempa bumi biasanya digambarkan dengan tanggal terjadinya, waktu terjadinya, koordinat episenter (dinyatakan dengan koordinat garis lintang dan garis bujur), kedalaman Hiposenter, Magnitude, dan intensitas gempabumi. Beberapa parameter dasar gempa bumi yang perlu kita ketahui, yaitu:

  1. Hypocenter, yaitu tempat terjadinya gempa atau pergeseran tanah di dalam bumi. 
  2. Epicenter, yaitu titik yang diproyeksikan tepat berada di atas hypocenter pada permukaan bumi. 
  3. Bedrock, yaitu tanah keras tempat mulai bekerjanya gaya gempa. 
  4. Ground acceleration, yaitu percepatan pada permukaan bumi akibat gempa bumi.
  5. Amplification factor, yaitu faktor pembesaran percepatan gempa yang terjadi pada permukaan tanah akibat jenis tanah tertentu. 
  6. Skala gempa, yaitu suatu ukuran kekuatan gempa yang dapat diukur dengan secara kuantitatif dan kualitatif. Pengukuran kekuatan gempa secara kuantitatif dilakukan pengukuran dengan skala Richter yang umumnya dikenal sebagai pengukuran magnitudo gempa bumi. 

D. Skala Intensitas Gempabumi BMKG
Untuk memudahkan masyarakat memahami intensitas gempa bumi, sejak bulan Mei, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) menetapkan satuan skala intensitas gempa yang khas untuk Indonesia, disebut Skala Intensitas Gempa (SIGBMKG). Skala ini menggantikan skala intensitas MMI yang sebelumnya diterapkan di Indonesia.

Skala SIG BMKG Warna Deskripsi Sederhana Deskrispsi Rinci Skala MMI PGA (gal)
I Putih TIDAK DIRASAKAN (Not Felt) Tidak dirasakan atau dirasakan hanya oleh beberapa orang tetapi terekam oleh alat. I-II < 2.9
II Hijau DIRASAKAN (Felt) Dirasakan oleh orang banyak tetapi tidak menimbulkan kerusakan. Benda-benda ringan yang digantung bergoyang dan jendela kaca bergetar. III-V 2.9-88
III Kuning KERUSAKAN RINGAN (Slight Damage) Bagian non struktur bangunan mengalami kerusakan ringan, seperti retak rambut pada dinding, genteng bergeser ke bawah dan sebagian berjatuhan. VI 89-167
IV Jingga KERUSAKAN SEDANG (Moderate Damage) Banyak Retakan terjadi pada dinding bangunan sederhana, sebagian roboh, kaca pecah. Sebagian plester dinding lepas. Hampir sebagian besar genteng bergeser ke bawah atau jatuh. Struktur bangunan mengalami kerusakan ringan sampai sedang. VII-VIII 168-564
V Merah KERUSAKAN BERAT (Heavy Damage) Sebagian besar dinding bangunan permanen roboh. Struktur bangunan mengalami kerusakan berat. Rel kereta api melengkung. IX-XII > 564

Pengertian dan Susunan Atmosfer Selimut Bumi

Salah satu ciri mahkluk hidup adalah memerlukan udara untuk bernapas. Berarti udara adalah salah satu faktor pendukung kehidupan. Planet bumi sebagai tempat tinggal makhluk hidup diselimuti oleh udara yang disebut atmosfer.

Atmosfer sangat penting bagi kehidupan di bumi. Hal ini disebabkan karena segala peristiwa cuaca terjadi pada ketinggian antara 0 sampai 10 km dari permukaan bumi. Seperti terjadinya badai, angin topan, dan banjir yang sangat berpengaruh terhadap aktivitas kehidupan manusia.

Dengan adanya atmosfer juga dapat menyelamatkan kehidupan mahkluk hidup dari bahaya sinar ultra violet yang dipancarkan bersama radiasi matahari. Atmosfer juga terdiri dari gas-gas yang dibutuhkan tumbuhan, hewan, dan manusia. Oleh karena itu, pemahaman tentang fenomena atmosfer terutama di lapisan sampai 10 km sangat diperlukan, sehingga kita dapat mengetahui atau memanfaatkannya untuk kesejahteraan manusia.

A. Pengertian Atmosfer
Atmosfir berasal dari Bahasa Yunani yaitu atmosfer. Kata atmos berarti uap dan sphaira berarti lapisan. Atmosfer adalah lapisan udara yang mengelilingi bumi dengan ketebalan kurang lebih 1.000 km dari permukaan bumi.

Keberadaan udara dalam lapisan atmosfir sangatlah penting bagi kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya untuk bernafas. Manusia dapat bertahan sampai satu hari tanpa air di daerah gurun yang paling panas, tetapi tanpa udara manusia hanya bertahan beberapa menit saja.

Pada skala yang lebih luas, atmosfir berfungsi sebagai payung atau pelindung kehidupan di bumi dari radiasi matahari yang kuat pada siang hari dan mencegah hilangnya panas ke ruang angkasa pada malam hari. Atmosfir juga merupakan penghambat benda-benda angkasa yang bergerak melaluinya, sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfir akan menjadi panas dan hancur sebelum mencapai bumi. Atmosfir sebagai lapisan pelindung bumi memiliki beberapa sifat berikut:

  1. Tidak memiliki warna, tidak berbau, dan tidak memiliki wujud, hanya bisa dirasakan oleh indra perasa kita dalam bentuk angin.
  2. Memiliki berat sehingga dapat menyebabkan tekanan.
  3. Memiliki sifat dinamis dan elastis yang dapat mengembang dan mengerut.

Lapisan udara ini terdiri dari beberapa gas yang merupakan unsur-unsur dan senyawa kimia. Komposisi gas-gas lapisan udara didominasi oleh empat macam gas, yaitu: Nitrogen (N₂), Oksigen (O₂), Argon (Ar), dan Karbondioksida (CO₂). Secara keseluruhan keempat gas tersebut menempati 98,93 % dari isi keseluruhan udara. Untuk lebih memperdalam pemahaman tentang gas-gas yang terkandung di dalam lapisan udara dapat Anda perhatikan pada tabel berikut:

Kelompok Nama Gas Lambang Kimia Konsentrasi Berat molekul
A. Gas Utama Nitrogen N2 78,08 % 28,02
Oksigen O2 20,94 % 32,00
Argon Ar 0,93 % 39,88
Karbon dioksida CO2 0,03 % (bervariasi) 44,00
B. Gas Penyerta
1. Gas Permanen Neon Ne 18,00 ppm 20,18
Helium He 5,20 ppm 4,06
Krypton Kr 1,10 ppm
Xenon Xe 0,086 ppm
Hydrogen H2 0,52 ppm 2,02
Nitrous oksida N­2O 0,25 ppm
2. Gas tidak permanen (reaktif) Karbon Monoksida CO 0,1 ppm
Methane CH4 1,4 ppm
Hydro carbon HC 0,02 ppm
Nitric Oksida NO (0,2 – 2,0) x 10-3 ppm
Nitrogen dioksida NO2 (0,5 – 4,0) x 10-3 ppm
Amoniak NH3 (6,0 – 20) x 10 -3 ppm
Sulfur dioksida SO2 (0,03 – 1,2) x 10-3 ppm
Ozone O3 (0,0 – 05) ppm 48,00

Dari tabel tersebut Anda dapat melihat bahwa Gas Nitrogen merupakan gas yang paling banyak terdapat dalam lapisan udara atau atmosfer bumi. Salah satu sumbernya yaitu berasal dari pembakaran sisa-sisa pertanian dan akibat letusan gunung api.

Gas lain yang cukup banyak dalam lapisan udara atau atmosfer adalah Oksigen. Oksigen antara lain berasal dari hasil proses fotosintesis pada tumbuhan yang berdaun hijau. Dalam proses fotosintesis, tumbuhan menyerap gas.

Karbondioksida dari udara dan mengeluarkan Oksigen. Gas Karbondioksida secara alami besaral dari pernapasan mahkluk hidup, yaitu hewan dan manusia. Sedangkan secara buatan gas Karbondioksida berasal dari asap pembakaran industri, asap kendaraan bermotor, kebakaran hutan, dan lain-lain.

Selain keempat gas tersebut di atas ada beberapa gas lain yang terdapat di dalam atmosfer, yaitu di antaranya Ozon. Walaupun ozon ini jumlahnya sangat sedikit namun sangat berguna bagi kehidupan di bumi. Karena ozonlah yang dapat menyerap sinar ultra violet yang dipancarkan sinar matahari sehingga jumlahnya sudah sangat berkurang ketika sampai di permukaan bumi.

Apabila radiasi ultra violet ini tidak terserap oleh ozon, maka akan menimbulkan malapetaka bagi kehidupan mahkluk hidup yang ada di bumi. Malapetaka apa yang ditimbulkan dari radiasi tesebut? Anda tahu bahwa radiasi ini di antaranya dapat membakar kulit mahkluk hidup, memecahkan kulit pembuluh darah, dan menimbulkan penyakit kanker kulit. Untuk itu, kita harus bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan gas berupa ozon, dan kita berharap agar gas ozon selalu tetap ada di dalam atmosfer atau lapisan udara.

B. Lapisan Atmosfer
Lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi mempunyai ketebalan yang sulit untuk ditetapkan secara pasti. Sebagian besar ahli ilmu iklim menyepakati bahwa ketebalan lapisan atmosfer lebih dari 650 km. Menurut perubahan suhu dan ketinggiannya, atmosfer dapat dikelompokkan menjadi empat lapisan, yakni troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer (ionosfer), dan eksosfer.

a. Troposfer
Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yaitu pada ketinggian 0 – 18 km di atas permukaan bumi. Tebal lapisan troposfer rata-rata ± 10 km. Di daerah khatulistiwa, ketinggian lapisan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 80°C. Di daerah sedang ketinggian lapisan troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 54°C, sedangkan di daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 46°C.

Lapisan troposfer ini pengaruhnya sangat besar sekali terhadap kehidupan mahkluk hidup di muka bumi. Karena pada lapisan ini selain terjadi peristiwa-peristiwa seperti cuaca dan iklim, juga terdapat kira-kira 80% dari seluruh massa gas yang terkandung dalam atmosfer terdapat pada lapisan ini.
Ciri khas yang terjadi pada lapisan troposfer adalah suhu (temperatur) udara menurun sesuai dengan perubahan ketinggian, yaitu setiap naik 100 meter dari permukaan bumi, suhu (temperatur) udara menurun sebesar ± 0,5°C.

Lapisan troposfer paling atas, yaitu tropopause yang menjadi batas antara troposfer dan stratosfer. Suhu (temperatur) udara di lapisan ini relatif konstan atau tetap, walaupan ada pertambahan ketinggian, yaitu berkisar antara -55°C sampai -60°C. Ketebalan lapisan tropopause ± 2 km.

b. Stratosfer
Lapisan kedua dari atmosfer adalah stratosfer. Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 – 49 km dari permukaan bumi. Lapisan ini ditandai dengan adanya proses inversi suhu, artinya suhu udara bertambah tinggi seiring dengan kenaikan ketinggian. Kenaikan suhu udara berdasarkan ketinggian mulai terhenti, yaitu pada puncak lapisan stratosfer yang disebut stratopause dengan suhu udara sekitar 0°C. Stratopause adalah lapisan batas antara stratosfer dengan mesosfer. Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 50 – 60 km dari permukaan bumi.

Umumnya suhu (temperatur) udara pada lapisan stratosfer sampai ketinggian 20 km tetap. Lapisan ini disebut dengan lapisan isotermis. Lapisan isotermis merupakan lapisan paling bawah dari stratosfer. Setelah lapisan isotermis, berikutnya terjadi peningkatan suhu (temperatur) hingga ketinggian ± 45 km. Kenaikan temperatur pada lapisan ini disebabkan oleh adanya lapisan ozon yang menyerap sinar ultra violet yang dipancarkan sinar matahari.

Perlu Anda ketahui pula bahwa pada lapisan stratosfer ini tidak ada lagi uap air, awan ataupun debu atmosfer, dan biasanya pesawat-pesawat yang menggunakan mesin jet terbang pada lapisan ini. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari gangguan cuaca.

Atmosfer

c. Mesosfer
Lapisan ketiga dari atmosfer adalah mesosfer. Mesosfer terletak pada ketinggian antara 49 – 82 km dari permukaan bumi. Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Lapisan mesosfer ini ditandai dengan penurunan suhu (temperatur) udara, rata-rata 0,4°C per seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) udara ini disebabkan karena mesosfer memiliki kesetimbangan radioaktif yang negatif. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -81°C. Bahkan di puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas antara mesosfer dengan lapisan termosfer temperaturnya diperkirakan mencapai sekitar -100°C.

d. Termosfer (ionosfer)
Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 – 800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Karena lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek.

Pada termosfer, kenaikan temperatur dapat berlangsung mulai dari – 100°C hingga ratusan bahkan ribuan derajat celcius. Lapisan yang paling tinggi dalam termosfer adalah termopause. Temperatur termopause konstan terhadap ketinggian, tetapi berubah dengan waktu karena pengaruh osilasi. Temperatur pada malam hari berosilasi antara 300°C dan 1200°C, sedangkan pada siang hari berosilasi antara 700°C dan 1700°C.

e. Eksosfer atau Desifasister
Eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 – 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan. Lapisan ini merupakan lapisan paling panas dan molekul udara dapat meninggalkan atmosfer sampai ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi.

Lapisan ini sering disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, karena merupakan tempat terjadi kehancuran meteor dari angkasa luar.

Persebaran kondisi atmosfir secara horisontal hanya berada pada lapisan troposfir dan keadaannya berbeda-beda antara satu tempat dengan tempat lainnya. Perbedaannya mengakibatkan perbedaan gejala cuaca dan iklim di permukaan bumi.

Cuaca adalah suatu keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat, yaitu keadaan berdasarkan gejala suhu, tekanan udara, kelembaban, angin, dan curah hujan. Di samping itu terdapat unsur cuaca lainnya yang biasa kita saksikan yaitu penyinaran matahari, keadaan awan, gejala halilintar, pelangi, halo, dan lain-lain.

Iklim adalah suatu keadaan umum kondisi cuaca yang meliputi daerah yang luas. Iklim merupakan kelanjutan dari hasil-hasil pengamatan dan pencatatan unsur cuaca selama 30 tahun, karena itu iklim pada dasarnya merupakan rata-rata dari keadaan cuaca harian secara umum. Perbedaan lainnya, iklim bersifat relatif tetap dan stabil sedangkan cuaca selalu berubah setiap waktu.

Struktur Bumi dan Bahan Penyusun Bumi

Bumi adalah planet ketiga dari delapan planet dalam sistem tata surya. Bumi penuh dengan makhluk hidup dan segala yang diperlukan, untuk membantu kehidupan, termasuk berbagai mineral. Bentuk bumi bulat seperti bola, namun bila di ‘belah’ tidak seperti bola yang tengahnya kosong.

Makhluk hidup di planet bumi tinggal pada lapisan bumi yang keras dan kaku yang disebut kulit bumi atau litosfir. Litosfir ini terletak paling atas atau paling luar dari bagian bumi, sehingga sering disebut dengan kerak bumi Meskipun kita tidak merasakan gerakan dari kerak bumi, tetapi kerak bumi memiliki sifat dinamis. Litosfir bukan merupakan suatu lapisan yang kompak, terutama kerak bumi, tetapi terpecah-pecah menjadi beberapa lempeng.

Istilah lithosfir berasal dari Bahasa Yunani yaitu lithos berarti batuan dan sphera berarti lapisan. Lithosfer mengandung perngertian sebagai lapisan kerak bumi paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 70 km.

Batuan di sini bukanlah benda yang keras saja berupa batu dalam kehidupan sehari hari, namun juga dalam bentuk tanah liat, abu gunung api, pasir, kerikil dan sebagainya. Tebal kulit bumi tidaklah merata, kulit bumi di bagian benua atau daratan lebih tebal dari bagian samudra.

Litosfir merupakan lapisan yang tipis, jika Anda bandingkan kulit bumi yang keras seolah-olah cangkang telur, sedangkan di bawah litosfer terdapat lapisan lapisan yang kental, panas dan tebal yang disebut astenosfir seolah-olah putih telurnya. Paling bawah merupakan lapisan inti sebagai kuning telurnya yang padat, karena tidak ada ruang gerak.

Litosfir terbentuk dari beberapa mineral yang disebut silikat (SiO₂) yang merupakan gabungan antara oksigen dan silikon. Selain itu terdapat senyawa lainnya, seperti pada tabel berikut :

No. Unsur Rumus Kimia Berat(%)
1. Oksigen O 46,60
2. Silikon Si 27,72
3. Aluminimu Al 8,13
4. Besi Fe 5,00
5. Kalsium Ca 3,63
6. Sodium Na 2,83
7. Potassium K 2,59
8. Magnesium Mg 2,09
9. Titanium Ti 0,44
10. Hidrogen H 0,14
11. Fosfor P 0,12
12. Mangan Mn 0,10
13. Sulfur S 0,05
14. Karbon C 0,03

Sumber: Mason, B dan C. B. Moore, 1982 dalam Hamblin, 1985

Di dalam litosfer terdapat lebih dari 2000 mineral dan hanya 20 mineral yang terdapat dalam batuan. Mineral pembentuk batuan yang penting, yaitu Kuarsa (SiO₂), Feldspar, Piroksen, Mika Putih (K-Al-
Silikat), Biotit atau Mika Cokelat (K-Fe-Al-Silikat), Amphibol, Khlorit, Kalsit (CaCO₃), Dolomit
(CaMgCOT₃), Olivin (Mg, Fe), Bijih Besi Hematit (Fe₂O₃), Magnetik (Fe₃O₂), dan Limonit (Fe₃OH₂O).

Kulit bumi yang keras dinamakan kerak bumi, terbagi atas lempeng benua (Continental Crust) dan lempeng samudra (Oceanic Crust). Tebal lapisan ini tidak sama di setiap tempat  Kedua lempeng ini memiliki karakteristik berbeda. Bahan utama pembentuk kulit bumi adalah magma. Magma merupakan batuan cair pijar yang bersuhu tinggi dan mengandung berbagai unsur mineral dan gas.

  1. Lempeng samudera tersusun oleh mineral yang kaya akan Silika, dan Magnesium, disebut sima. Ketebalan kulit samudra berkisar antara 5-15 Km. Lempeng samudra biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya terutama berkomposisi basalt. Lapisan Sima tersusun dari silisium magnesium, senyawanya dalam bentuk SiO₂ dan MgO.
  2. Lempeng benua tersusun oleh mineral yang kaya akan Silika dan Aluminium, oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kulit benua berkisar antara 30-80 Km, rata-rata 35 Km. Lempeng benua biasanya disebut sebagai lapisan granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang berkomposisi granit. Lapisan Sial memiliki berat jenis lebih ringan dari lapisan Sima karena lapisan ini tersusun dari silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO₂ dan Al₂O₃.  Batuan yang terdapat dalam lapisan SiAl antara lain batuan sedimen, granit, andesit, dan metamorf.

Selain litosfir, Planet Bumi juga tersusun dari lapisan lainnya. Adapun struktur lapisan bumi sebagai berikut :

Struktur Bumi

1) Litosfir (Lapisan batuan pembentuk kulit bumi atau crust)
Merupakan lapisan bumi paling atas dengan ketebalan lebih kurang 70 km yang tersusun dari batuan penyusun kulit bumi.

2) Astenosfer (Lapisan selubung atau mantle)
Astenosfer yaitu lapisan yang terletak di bawah litosfir dengan ketebalan sekitar 2.900 km berupa material cair kental dan berpijar dengan suhu sekitar 3.000 ºC, merupakan campuran dari berbagai bahan yang bersifat cair, padat dan gas bersuhu tinggi.

3) Barisfer (Lapisan inti bumi atau core)
Barisfer, yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bagian bumi paling dalam yang tersusun atas lapisan Nife (Niccolum atau nikel dan ferrrum atau besi). Lapisan ini dapat pula dibedakan atas dua bagian yaitu inti luar dan inti dalam.

a) Inti luar (Outer Core)
Inti luar adalah inti bumi yang ada di bagian luar. Tebal lapisan ini sekitar 2.200 km, tersusun dari materi besi dan nikel yang bersifat cair, kental dan panas berpijar bersuhu sekitar 3.900ºC.

b) Inti dalam (Inner Core)
Inti dalam adalah inti bumi yang ada di lapisan dalam dengan ketebalan sekitar 2.500 km, tersusun atas materi besi dan nikel pada suhu yang sangat tinggi yakni sekitar 4.800ºC, akan tetapi tetap dalam keadaan padat dengan densitas sekitar 10 gram/cm³ . Hal itu disebabkan adanya tekanan yang sangat tinggi dari bagian-bagian bumi lainnya.

Sampai saat ini, belum ada satupun ilmuwan yang dapat menembus dan mendapatkan sampel bumi pada kedalaman lebih dari 12 km. Temuan-temuan di atas merupakan prediksi dari para ilmuwan yang didapatkan melalui penelitian dengan menggunakan gelombang seismik. Maka tidak heran jika teori tentang lapisan bumi ini terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi.

Cara Kerja dan Bagian Bagian Mikroskop Sebagai Alat Optik

Mikroskop adalah alat optikyang digunakan untuk melihat dan mengamati benda-benda yang berukuran sangat kecil yang tidak mampu dilihat dengan mata telanjang. Mikroskop berasal dari bahasa latin, yaitu “mikro” yang berarti kecil dan kata “scopein” yang berarti melihat. Mikroskop mampu memperbesar ukuran bayangan benda tersebut hinga 40 kali, 100 kali, 400 kali, bahkan 1000 kali. Mikroskop ditemukan oleh Anthony Van Leewenhoek, penemuan ini sangat membantu peneliti dan ilmuan untuk mengamati objek mikroskopis.

A. Bagian-bagian Mikroskop
Lup sebagai alat yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda kecil memiliki keterbatasan. Untuk itu diperlukan alat optik yang memiliki kemampuan untuk memperbesar bayangan hingga berlipat-lipat. Alat ini dikenal dengan nama mikroskop. Mikroskop yang paling sederhana menggunakan kombinasi dua buah lensa positif, dengan panjang titik fokus obyektif lebih kecil daripada jarak titik fokus lensa okuler. Berikut ini bagian-bagian mikroskop.

Mikroskop

1. Bagian-Bagian Optik
Bagian optik adalah bagian mikroskop  yang berupa benda bening yang digunakan untuk menghasilkan bayangan melalui pemantulan atau pembiasan cahaya. Bagian-bagian optik dari sebuah mikroskop antara lain sebagai berikut.

  • Lensa Okuler, yaitu lensa yang terdapat di bagian ujung atas tabung pada gambar, pengamat melihat objek melalui lensa ini. Lensa okuler berfungsi untuk memperbesar kembali bayangan dari lensa objektif. Lensa okuler biasanya memiliki perbesaran 6, 10, atau 12 kali.
  • Lensa Objektif, yaitu lensa yang dekat dengan objek. Biasanya terdapat 3 lensa objektif pada mikroskop, yaitu dengan perbesaran 10, 40, atau 100 kali. Saat menggunakan lensa objektif pengamat harus mengoleskan minyak emersi ke bagian objek, minyak emersi ini berfungsi sebagai pelumas dan untuk memperjelas bayangan benda, karena saat perbesaran 100 kali, letak lensa dengan objek yang diamati sangat dekat, bahkan kadang bersentuhan.
  • Kondensor, yaitu bagian yang dapat diputar naik turun yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya yang dipantulkan oleh cermin dan memusatkannya ke objek.
  • Diafragma, yaitu bagian yang berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk dan mengenai preparat.
  • Cermin, yaitu bagian yang berfungsi untuk menerima dan mengarahkan cahaya yang diterima. Cermin mengarahkan cahaya dengan cara memantulkan cahaya tersebut.

2. Bagian-Bagian Mekanik (Non-Optik)
Bagian mekanik merupakan bagian-bagian mikroskop dimana bagian lainnya terpasang. Bagian-bagian mekanik dari sebuah mikroskop antara lain sebagai berikut.

  • Revolver, yaitu bagian yang berfungsi untuk mengatur perbesaran lensa objektif yang diinginkan.
  • Tabung Mikroskop, yaitu bagian yang berfungsi untuk menghubungkan lensa objekti dan lensa okuler mikroskop.
  • Lengan Mikroskop, yaitu bagian yang berfungsi untuk tempat pengamat memegang mikroskop.
  • Meja Benda, yaitu bagian yang berfungsi untuk tempat menempatkan objek yang akan diamati, pada meja benda terdapat penjepit objek, yang menjaga objek tetap ditempat yang diinginkan.
  • Makrometer (pemutar kasar), yaitu bagian yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tabung secara cepat untuk pengaturan mendapatkan kejelasan dari gambaran objek yang diinginkan.
  • Mikrometer (pemutar halus), yaitu bagian yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tabung secara lambat untuk pengaturan mendapatkan kejelasan dari gambaran objek yang diinginkan.
  • Kaki Mikroskop, yaitu bagian yang berfungsi sebagai penyagga yang menjaga mikroskop tetap pada tempat yang diinginkan, dan juga untuk tempat memegang mikroskop saat mikroskop hendak dipindahkan.

B. Prisnsip Kerja Mikroskop
Prinsip kerja mikroskop adalah obyek ditempatkan di ruang dua lensa obyektif sehingga terbentuk bayangan nyata terbalik dan diperbesar. Lensa okuler mempunyai peran seperti lup, sehingga pengamat dapat melakukan dua jenis pengamatan yaitu dengan mata tak berakomodasi atau dengan mata berakomodasi maksimum. Pilihan jenis pengamatan ini dapat dilakukan dengan cara menggeser jarak benda terhadap lensa obyektif yang dilakukan dengan tombol soft adjustment (tombol halus yang digunakan untuk menemukan fokus). Kegiatan berikut ini akan memperlihatkan pembentukan bayangan pada mikroskop.

C. Pembentukan Bayangan pada Mikroskop
1. Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum.
Pada mikroskop, lensa okuler berfungsi sebagai lup. Pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum menyebabkan bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif harus terletak di ruang I lensa okuler (di antara Ook dan fok ). Hal ini bertujuan agar bayangan akhir yang dibentuk lensa okuler tepat pada titik dekat mata pengamat. Lukisan bayangan untuk mata berakomodasi maksimum.

Bayangan 1

Pengamatan ini menempatkan bayangan akhir (bayangan lensa okuler) maya pada titik dekat pengamat (PP). Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

Perbesaran

Keterangan:
S(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter
S’(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter
PP = titik dekat pengamat dalam meter
f(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi.
Agar mata pengamat dalam menggunakan mikroskop tidak berakomodasi, maka lensa okuler harus diatur/digeser supaya bayangan yang diambil oleh lensa objektif tepat jatuh pada fokus lensa okuler. Lukisan bayangan untuk mata tak berakomodasi.

Tidak Berakomodasi

Pengamatan ini menempatkan bayangan akhir (bayangan lensa okuler) maya pada titik dekat pengamat (PP). Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

Perbesaran

Keterangan

S(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter
S’(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter
PP = titik dekat pengamat dalam meter
f(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Panjang Mikroskop
Panjang mikroskop diukur dari jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler. Untuk masing-masing jenis pengamatan, panjang mikroskop dapat dihitung dengan cara yang berbeda.

A. Mata berakomodasi maksimum
d = Si(Ob) + So(Ok)

B. Mata tak berakomodasi
d = Si(Ob) + f(Ok)
Keterangan:

d = panjang mikroskop dalam meter
Si(Ob) = jarak bayangan lensa obyektif dalam meter
So(Ok) = jarak benda lensa okulerdalam meter
f(Ok) = jarak fokus lensa okuler dalam meter

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.

Cara Kerja Teropong Sebagai Alat Optik

Teleskop atau teropong adalah alat optik untuk mengamati benda-benda yang jauh terutama benda yang berada di langit seperti bulan dan bintang. Teleskop dapat menjalankan fungsi tersebut karena kemampuannya memperkuat cahaya dan memperbesar bayangan, sehingga benda-benda yang jauh dapat terlihat lebih dekat dan jelas. Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Teleskop dapat berupa teleskop bias dan teleskop pantul.

A. Cara Kerja Teropong 
Secara umum teropong terdiri atas dua buah lensa positif. Satu lensa mengarah ke obyek dan disebut lensa obyektif dan satu lensa mengarah ke mata dan disebut lensa okuler.

Prinsip utama pembentukan bayangan pada teropong adalah: lensa obyektif membentuk bayangan nyata dari sebuah obyek jauh dan lensa okuler berfungsi sebagai lup. Dengan demikian cara mengamati obyek apakah mau dengan cara berakomodasi maupun tidak berakomodasi tergantung dari posisi lensa okulernya. Oleh karena itu jarak antara obyektif dan okuler dapat diubah-ubah. Panjang teropong adalah jarak antara lensa obyektif dan lensa okulernya.

B. Bagian-bagian Teropong
Teropong memiliki bagain-bagian yang membentuk menjadi sebuah teropong. Pada teleskop, bagian yang paling vital atau paling penting adalah lensanya. Teleskop memiliki dua lensa positif atau cembung, yang terletak dekat dengan objek disebut dengan lensa objektif, dan yang terletak dekat dengan mata (tempat pengamat mengintip) disebut dengan lensa okuler. Hal-hal yang perlu diketahui untuk memahami bagian-bagian lensa adalah sebagai berikut:

  1. Lensa cembung adalah lensa yang bersifat mengumpulkan cahaya atau konvergen
  2. Lensa cekung adalah lensa yang bersifat menyebarkan cahaya atau divergen
  3. Cermin cembung adalah cermin yang menyebarkan cahaya
  4. Cermin cekung adalah cermin yang dapat mengumpulkan cahaya
  5. Jarak fokus merupakan jarak yang diperlukan oleh lensa atau cermin untuk mengarahkan cahaya pada titik fokus
  6. Bidang pandang merupakan area langit atau daerah yang dapat dilihat dan diamati melalui teleskop
  7. Perbesaran merupakan panjang fokus teleskop yang dibagi dengan panjang fokus lensa pada mata
  8. Resolusi merupakan jarak terdekat diantara kedua objek yang masih dapat dilihat sebagai dua objek yang terpisah.

C. Jenis-jenis Teleskop
Pada umumnya, teleskop terbagi menjadi tiga jenis, yaitu teleskop reflekktor, teleskop catadioptrik, dan teleskop refraktor

  1. Teleskop reflektor ialah salah satu jenis teleskop yang menggunakan sebuah cermin sebagai pengganti terhadap suatu lensa untuk menangkap sebuah cahaya dan memantulkannya. 
  2. Teleskop catadioptrik ialah salah satu jenis teleskop yang memiliki sistem kerja yang tidak jauh beda dengan dua jenis teleskop yang dijelaskan sebelumnya. Karena teleskop ini ialah suatu penggabungan dari teleskop refraktor dan reflektor, yang menggunakan dua buah media untuk pengumpulan sebuah cahayanya, yaitu cermin dan lensa.
  3. Teleskop refraktor ialah salah satu jenis teleskop bias yang terdiri dari beberapa kaca lensa yang sebagai alat yang digunakan untuk menangkap sebuah cahaya dan menjalankan sebuah fungsi teleskop.

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 kamu saat membuka. 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. Untuk teropong bias masih terbagi menjadi beberapa jenis antara lain :

1. Teropong Bintang
Teropong bintang digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang ada di langit (bintang). Teropong bintang terdiri dari sebuah lensa cembung yang berfungsi sebagai lensa obyektif dengan diameter dan jarak fokus besar, sedangkan okulernya adalah sebuah lensa cembung dengan jarak fokus pendek.

Teropong Bintang

Panjang teropong : d = fob + fok
Sifat bayangan : maya, terbalik, diperbesar

2. Teropong Bumi
Teropong bumi digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang jauh dipermukaan bumi. Teropong ini akan menghasilkan bayangan yang nampak lebih jelas, lebih dekat dan tidak terbalik. Teropong bumi terdiri dari tiga lensa positif dan salah satunya berfungsi sebagai pembalik bayangan. Pembentukan bayangan pada alat ini dapat dilihat dalam gambar berikut.

Teropong Bumi

Panjang teropong bumi adalah panjang fokus lensa obyektif ditambah 2 kali jarak fokus lensa pembalik dan panjang fokus lensa okuler. Dengan rumus : d = fOb + 4 fp + fOk
Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar

3. Teropong Panggung
Teropong panggung adalah teropong yang mengkombinasikan antara lensa positif dan lensa negatif. Lensa negatif digunakan sebagai pembalik dan sekaligus sebagai okuler. Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperkecil. Seperti apa pembentukan bayangan pada teropong panggung? Perhatikan kegiatan berikut ini!

Prinsip kerja teropong panggung adalah sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan nyata tepat di titik fokus obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Dan oleh lensa okuler akan dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata.

Teropong Panggung

Pada pengamatan tanpa berakomodasi maka panjang teropong adalah :
d = f (Ob) – f (Ok)
d = panjang teropong dalam meter
f (Ob) = panjang fokus lensa obyektif dalam meter
f (Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter
Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar

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.

Cara Kerja dan Bagian Lup Sebagai Alat Optik

Penglihatan manusia sangat terbatas. Jangkauan penglihatan manusia tidak sanggup melihat benda yang terlalu jauh maupun terlalu dekat. Alternatif yang dipilih untuk mengatasi masalah tersebut adalah menggunakan alat bantu penglihatan (alat optik). Salah satu alat optik yang digunakan untuk membantu penglihatan manusia adalah Lup.

Kaca pembesar atau disebut juga dengan lup, termasuk salah satu alat optik yang paling sederhana. Alat optik yang terbuat dari lensa cembung ganda (bi-konveks). Lup diperkenalkan tidak hanya mengenai fungsinya melainkan juga cara atau prinsip kerja lup sampai perhitungan secara matematis.

A. Bagian- Bagian Lup
Lup merupakan alat optik yang sangat sederhana, namun sangat membantu dalam proses pengamatan yang mudah dan praktis. Bagian-bagian lup antara lain sebagai berikut.

bagian Lup
  1. Tangkai Lup. Tangkai atau pegangan lup digunakan pengamat untuk memegang Lup Pada proses penggunaanya. Tangkai ini dapat dipisahkan dengan lingkaran Pegangan Lensa.
  2. Skrup Pengendali . Skrup penghubung ini berfungsi menghubungkan antara tangkai Lup dengan kepala Lup, berupa logam tipis yang juga berfungsi menguatkan pegangan kepala Lup terhadap Lensa cembungnya
  3. Kepala/bingkai Lup. Lingkaran penuh yang digunakan sebagai bingkai dari Lensa cembung pada Lup. Bingkai ini mirip dengan bingkai kacamata yang memegang Lensa, akan tetapi bingkai kepala Lup berupa Lingkaran penuh.
  4. Lensa Cembung Lup. Lup menggunakan lensa cembung, yang berfungsi memperbesar benda berukuran kecil sehingga tampak besar.

B. Cara Kerja Lup
Alat optik yang paling sederhana adalah lup atau kaca pembesar (magnifying glass). Kaca pembesar terdiri atas lensa cembung ganda, yang kedua sisi luarnya melengkung ke luar. Sinar-sinar cahaya yang melewati lensa itu membelok ke dalam untuk mengumpul di sebuah titik fokus pada kedua sisi lensa. Jarak dari pusat lensa ke titik fokus, kira-kira 12 cm pada kaca pembesar yang umum, disebut jarak fokus.

Sebuah kaca pembesar dipegang di atas sebuah benda pada jarak yang lebih pendek daripada jarak fokus (ruang I), benda itu tampak tegak dan diperbesar. Bayangan macam ini disebut bayangan maya.

Pada jarak yang sama (ruang II) atau lebih panjang daripada jarak fokus (ruang III), lensa akan menghasilkan suatu bayangan terbalik, dan disebut bayangan nyata.

Dalam penggunaan lup seseorang harus menempatkan benda yang akan dilihat pada ruang satu (antara lensa dan fokus lensa) sehingga akan dihasilkan bayangan yang diperbesar dan maya. Perbesaran yang dihasilkan oleh lup adalah perbesaran anguler atau perbesaran sudut.

Lup memiliki fungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lup adalah lensa cembung yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil agar nampak lebih besar. Bayangan yang dibentuk oleh lup memiliki sifat: maya, tegak, dan diperbesar. Untuk itu benda harus diletakkan di Ruang I atau daerah yang dibatasi oleh fokus dan pusat lensa atau cermin (antara f dan O), dimana So < f.

Bagian Lup

Ada dua cara bagaimana menggunakan lup yaitu:
a. Dengan cara mata berakomodasi maksimum.
b. Dengan cara mata tidak berakomodasi.

a. Mata Berakomodasi Maksimum
Mata berakomodasi maksimum yaitu cara memandang obyek pada titik dekatnya (otot siliar bekerja maksimum untuk menekan lensa agar berbentuk secembung-cembungnya). Pada penggunaan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka yang perlu diperhatikan adalah:

  1. Bayangan yang dibentuk lup harus berada di titik dekat mata / Punctum Proksimum (PP)
  2. Benda yang diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan lensa
  3. Kelemahan : mata cepat lelah
  4. Keuntungan : perbesaran bertambah (maksimum)
  5. Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar
Akomodasi

Perhitungan

Perbesaran

b. Mata Tak Berakomodasi
Mata tak berakomodasi yaitu cara memandang obyek pada titik jauhnya (yaitu otot siliar tidak bekerja/rileks dan lensa mata berbentuk sepipih-pipihnya). Pada penggunaan lup dengan mata tak berakomodasi, maka yang perlu diperhatikan adalah:

  1. Lup harus membentuk bayangan di jauh tak hingga
  2. Benda yang dilihat harus diletakkan di titik fokus (So = f)
  3. Keuntungan : mata tak cepat lelah
  4. Kerugian : perbesaran berkurang (minimum)
Akomodasi Maksimum

Perhitungan

Perbesaran 2

M = perbesaran sudut
PP = titik dekat mata dalam meter
f = Jarak focus lup dalam meter

Perbedaan Mata dan Kamera Sebagai Alat Optik

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, seperti: cermin, lensa, serat optik atau prisma. Prinsip kerja dari alat optik adalah dengan memanfaatkan prinsip pemantulan cahaya dan pembiasan cahaya. Pemantulan cahaya adalah peristiwa pengembalian arah rambat cahaya pada reflektor. Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya karena cahaya melalui bidang batas antara dua zat bening yang berbeda kerapatannya.

Beberapa jenis alat optik yang akan kita pelajari dalam konteks ini adalah: Mata, Kamera, Lup (kaca pembesar), Teropong (teleskop), Mikroskop

Kamera merupakan alat optik yang dapat memindahkan/mengambil gambar dan menyimpannya dalam bentuk file, film maupun print-out. Kamera menggunakan lensa positif dalam membentuk bayangan. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil. Pemfokusan dilakukan dengan mengatur jarak lensa dengan film.

Perubahan jarak benda mengakibatkan perubahan jarak bayangan pada film oleh karena itu lensa kamera perlu digeser agar bayangan tetap jatuh pada film. Hal ini terjadi karena jarak fokus lensa kamera tetap. Dari rumus umum optik, jika jarak fokus tetap, maka perubahan jarak benda (So) akan diikuti oleh perubahan jarak bayangan (Si).

Bagian kamera

Bagian-bagian dari kamera secara sederhana terdiri dari:

  1. Lensa cembung. Lensa positif, membiaskan cahaya dan membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil. 
  2. Film merupakan media yang menangkap bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa. Agar bayangan selalu jatuh pada film karena letak benda yang berubah, maka dapat diatur dengan menggeser jarak lensa terhadap filmnya.
  3. Diafragma. Diafragma mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam kamera dengan mengubah ukuran aperturenya.
  4. Aperture. Aperture adalah bukaan diafragma pada lensa kamera. Biasanya nilai aperture ini ditandai dengan “f/angka”, misalnya f/22, f/11, atau pada smartphone biasanya terdapat di angka f/2.6 hingga f/1.8.

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

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 kamea memiliki kemiripan dengan mata.

Perbandingan Kamera dan Mata
Mata dan kamera sama-sama memproses dan menghasilkan gambar, keduanya memerlukan cahaya dan sebuah lensa untuk menghasilkan gambar. Pada kamera pupil dan iris layaknya sebuah shutter. Hasil bayangan gambar pada mata jatuh pada retina sedangkan dalam kamera terekam di film. Perbedaanya pada mata bayangan yang jatuh diretina terbalik, kemudian oleh sel saraf diteruskan ke otak dan menghasilkan interpretasi bayangan menjadi tegak.

Mata dan kamera
Kamera Mata Keterangan
Lensa Lensa Lensa cembung
Diafragma Iris Mengatur besar kecilnya lubang cahaya
Aperture Pupil Lubang tempat masuknya cahaya
Film Retina Tempat terbentuknya bayangan

Secara umum bagian-bagian kamera sama dengan bagian-bagian mata, namun kedua alat ini memiliki perbedaan dalam hal menempatkan bayangan pada retina/film, perbedaannya adalah:
mata menggunakan daya akomodasi, sedangkan kamera menggunakan pergeseran lensa

Pembentukan Bayangan pada Mata Serangga

Serangga dalam bahasa latin disebut dengan Insectum yang artinya trpotong menjadi bagian-bagian yang disebut dengan serangga. Ukuran dari tubuh serangga sendiri bermacam-macam, dengan panjangnya 2-40 mm. Ada juga serangga dengan ukuran mikroskopis dan ada juga yang mempunyai ukuran panjang sampai 260mm, contohnya seperti Phobaeticus serratipes , tubuh serangga sendiri terdiri dari tiga bagian yaitu kepala (kaput), dada (toraks), serta perut (abdomen).

Beberapa ciri hewan serangga antara lain tubuhnya dibedakan menjadi 3 yaitu kepala, dada dan juga perut. Alat mulutnya digunakan untuk menggigit, mengunyah, menghisap, dan menjilat. Bentuk kakinya berubah sesuai dengan fungsinya. Pada kepalanya terdapat satu pasang mata facet (majemuk), mata tunggal (occellus), dan satu pasang antena yang digunakan sebagai alat peraba Tempat hidupnya di darat dan air tawar

Alat pencernaannya terdiri dari mulut, kerongkongan, tembolok, lambung, usus, rectum, serta anus Pada bagian mulut terdiri dari rahang belakang (mandibular), rahang depan (maksila), serta bibir atas (labrum), dan bibir bawah (labium) Sistem pernapasannya dengan sistem trachea

Serangga

Serangga memililiki peran yang sangat besar bagi manusia tetapi ada juga yang bisa merugikan untuk manusia antara lain yaitu:

  1. Serangga yang menguntungkan Serangga yang sangat menguntungkan terutama dari golongan kupu-kupu dan juga lebah sangat bermanfaat sekali bagi petani karena bisa membantu dalam proses penyerbukan Bungan Serangga seperti lebah bisa menghasilkan madu. Di dalam bidang industri kupu-kupu, ulat sutera yang membuat kepompong bisa menghasilkan sutra.
  2. Serangga yang merugikan. Beberapa jenis serangga dapat merugikan manusia. Beberapa serangga dapat merusak tanaman yang dibudidayakan oleh manusia, contohnya belalang, dan ular. Serangga juga dapat merusak bahan bangunan contohnya kumbang kayu dan rayap. Selain itua ada beberapa jenis serangga yang bisa menularkan beberapa macam penyakit contohnya lalat, tikus, dan kecoak

Proses Penglihatan Pada Mata Serangga
Mata pada serangga memiliki struktur yang khas. Tidak seperti pada mata manusia yang disusun oleh sebuah lensa, mata serangga tersusun puluhan hingga ratusan lensa. Oleh karenanya mata serangga dikenal dengan istilah mata majemuk. Sebagian serangga bisa melihat pada jangkauan yang sangat lebar hingga 3600, hal ini karena seluruh bagian kepala terdapat susunan lensa. Di samping itu mata serangga juga mampu melihat gerakan yang sangat cepat sehingga ia mampu menghindar dari bahaya dan atau menangkap mangsa dengan lincah.

Masing-masing mata serangga tersebut disebut omatidium (jamak: omatidia). Masing-masing omatidium berfungsi sebagai reseptor penglihatan yang terpisah. Setiap omatidium terdiri atas beberapa bagian, di antaranya berikut ini. (1) Lensa, permukaan depan lensa merupakan satu faset mata majemuk. (2) Kerucut kristalin, yang tembus cahaya. (3) Sel-sel penglihatan, yang peka terhadap adanya cahaya. (4) Sel-sel yang mengandung pigmen, yang memisahkan omatidia dari omatidia di sekelilingnya..

Mata Serangga

Setiap omatidium akan menyumbangkan informasi penglihatan dari satu daerah objek yang dilihat serangga, dari arah yang berbeda-beda. Bagian omatidia yang lain akan memberikan sumbangan informasi penglihatan pada daerah lainnya. Gabungan dari gambar-gambar yang dihasilkan dari setiap omatidium merupakan bayangan mosaik, yang menyusun seluruh pandangan serangga.

Sebagai contoh, mata lalat rumah terdiri atas 6000 bentuk mata yang ditata dalam segi enam (omatidium). Setiap omatidium dihadapkan ke arah yang berbeda-beda, seperti ke depan, belakang, bawah, atas, dan ke setiap sisi, sehingga lalat dapat melihat ke mana-mana. Dengan demikian, lalat dapat mengindera dalam daerah penglihatan dari semua arah.

Pada setiap omatidium, terdapat delapan neuron sel saraf reseptor (penerima cahaya), sehingga secara keseluruhan terdapat sekitar 48.000 sel pengindera di dalam matanya. Dengan kelebihannya tersebut, mata lalat dapat memproses hingga seratus gambar per detik.

Gangguan pada Indera Penglihatan Manusia

Seseorang yang mempunyai penglihatan yang sehat, akan dapat melihat benda dekat secara jelas pada jarak kira-kira 25 cm atau lebih. Hal ini berarti pada orang normal bayangan yang dibentuk jatuh tepat pada retina. Jika seseorang memiliki gangguan pada penglihatannya maka dia tidak akan dapat melihat objek dengan jelas pada jarak tersebut. Hal ini menyebabkan mereka membutuhkan alat bantu penglihatan berupa kacamata yang berfungsi untuk memfokuskan cahaya sehingga dapat jatuh tepat pada retina.

Seseorang yang tidak bisa melihat suatu benda yang seharusnya dapat dilihat dengan mata normal, itu bertanda mata orang tersebut mengalami gangguan berupa kelainan pada mata. Orang yang bisa melihat dengan normal tanpa bantuan kaca mata disebut emetropi.

A. Rabun Dekat (Hipermetropi)
Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak dekat (± 25 cm) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di belakang retina sehingga bayangan yang jatuh pada retina menjadi tidak jelas (kabur).

Kacamata positif dapat menolong penderita rabun dekat sebab lensa cembung mengumpulkan cahaya
sebelum cahaya masuk ke mata. Dengan demikian, kornea dan lensa dapat membentuk bayangan yang jelas pada retina seperti ditunjukkan pada di bawah ini.

Hipermetropi

Mata hipermetropi adalah mata dengan lensa terlalu pipih atau bola mata terlalu pendek. Objek yang dekat akan terlihat kabur karena bayangan jatuh didepan retina, sedangkan objek yang jauh akan terlihat jelas karena bayangan jatuh di retina. Kelainan mata jenis ini dikoreksi dengan lensa cembung.

B. Rabun Jauh (Miopi)
Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina. Kacamata negatif dapat menolong penderita rabun jauh karena lensa cekung akan dapat membuat cahaya menyebar sebelum cahaya masuk ke mata. Dengan demikian, bayangan yang jelas akan terbentuk di retina.

Rabun jauh

Mata miopi adalah mata dengan lensa terlalu cembung atau bola mata terlalu panjang. Dengan demikian,objek yang dekat akan terlihat jelas karena bayangan jatuh pada retina, sedangkan objek yang jauh akan terlihat kabur karena bayangan didepan retina. Kelainan mata jenis ini dikoreksi dengan mata jenis cekung

C. Buta Warna
Buta warna adalah suatu kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel-sel kerucut mata untuk menangkap suatu warna tertentu. Penyakit ini bersifat menurun. Buta warna ada yang buta warna total dan buta warna sebagian. Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih saja, sedangkan buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu, yaitu merah, hijau, atau biru.

Mata memiliki lebih kurang tujuh juta sel kerucut pada retina. Gelombang cahaya dipantulkan dari benda masuk ke pupil dan ditangkap oleh retina. Respon dari sel kerucut pada cahaya dengan panjang
gelombang yang berbeda menyebabkan kamu dapat melihat benda yang berwarna. Sel kerucut mengandung pigmen iodopsin, yaitu senyawa antara retina dan opsin.

Ada tiga jenis sel kerucut. Masing-masing jenis sel merespon panjang gelombang cahaya yang berbeda. Tipe pertama dari sel kerucut merespon cahaya dengan panjang gelombang merah dan kuning. Sel ini menyebabkan kamu dapat melihat warna merah. Tipe kedua dari sel kerucut
merespon cahaya kuning dan hijau dan menyebabkan kamu dapat melihat warna hijau. Tipe sel kerucut ketiga merespon cahaya biru dan ungu dan menyebabkan kamu dapat melihat warna biru.

Alat yang dapat digunakan untuk uji buta warna dikenal dengan Uji Ishihara. Uji tersebut didasarkan pada penentuan angka atau pola yang ada pada kartu dengan berbagai ragam warna, dengan pola tertentu. Ada satu seri gambar titik bola kecil dengan warna dan besar berbeda-beda, sehingga dalam keseluruhan terlihat warna pucat dan menyulitkan pasien dengan kelainan penglihatan warna untuk melihatnya.

Penderita buta warna atau dengan kelainan penglihatan warna dapat melihat sebagian ataupun sama
sekali tidak dapat melihat gambaran yang diperlihatkan. Pada pemeriksaan, pasien diminta melihat dan mengenali tanda gambar yang diperlihatkan dalam waktu 10 detik.

D. Presbiopi
Presbiopi disebut juga rabun jauh dan dekat atau rabun tua, karena kelainan mata ini biasanya diderita oleh orang yang sudah tua. Kelainan jenis ini membuat si penderita tidak mampu melihat dengan jelas benda-benda yang berada di jarak jauh maupun benda yang berada pada jarak dekat.

Hal tersebut diakibatkan oleh berkurangnya daya akomodasi mata. Kelainan ini biasanya diatasi dengan kaca mata rangkap, yaitu kaca mata cembung dan cekung. Pada kacamata dengan lensa rangkap atau kacamata bifokal, lensa negatif bekerja seperti pada kacamata untuk penderita miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti pada kacamata untuk penderita hipermetropi. Umumnya penderita akan melihat jelas bila
objeknya jauh, tetapi perlu kacamata cembung untuk melihat objek dekat.

E. Astigmatisma
Astigmatisma atau dikenal dengan istilah silinder adalah sebuah gangguan pada mata karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensa. Hal ini disebabkan oleh cacat lensa yang tidak dapat memberikan gambaran atau bayangan garis vertikal dengan horisotal secara bersamaan. Penglihatan si penderita menjadi kabur. Untuk mengatasi gangguan ini, dapat menggunakan lensa silindris.

Mata astigmatisma adalah mata dengan lengkungan permukaan kornea atau
lensa yang tidak rata. Misalnya lengkung kornea yang vertikal kurang
melengkung dibandingkan yang horizontal.Bila seseorang melihat suatu
kotak, garis vertikal terlihat kabur dan garis horizontal terlihat jelas.Mata
orang tersebut menderita kelainan astigmatis reguler. Astigmatis reguler
dapat dikoreksi dengan mata silindris. Bila lengkung kornea tidak teratur
disebut astigmatis irregular dan dapat dikoreksi dengan lensa kotak.

F. Rabun Senja
Hemeralopi (rabun senja)
Hemeralopi adalah gangguan mata yang disebabkan kekurangan vitamin A.
Penderita rabun senja tidak dapat melihat dengan jelas pada waktu senja
hari.Keadaan seperti itu apabila dibiarkan berlanjut terus mengakibatkan
kornea mata bisa rusak dan dapat menyebabkan kebutaan.Oleh karena itu,
pemberian vitamin A yang cukup sangat perlu dilakukan.
f) Katarak
Katarak adalah cacat mata yang disebabkan pengapuran pada lensa mata
sehingga penglihatan menjadi kabur dan daya akomodasi berkurang.
Umumnya katarak terjadi pada orang yang telah lanjut usia.

G. Katarak
Katarak
Katarak adalah cacat mata yang disebabkan pengapuran pada lensa mata
sehingga penglihatan menjadi kabur dan daya akomodasi berkurang.
Umumnya katarak terjadi pada orang yang telah lanjut usia.

Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung dan Cekung

Lensa atau sering disebut kanta adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya.Lensa paling awal tercatat di Yunani Kuno, dengan sandiwara AristophanesThe Clouds (424 SM) menyebutkan sebuah gelas-pembakar (sebuah lensa cembung digunakan untuk memfokuskan cahaya matahari untuk menciptakan api). Ada beberapa macam lensa yaitu lensa konveks/lensa cembung/lensa konvergen/lensa positif dan lensa cekung.

A. Lensa Cembung
Lensa cembung merupakan lensa yang bagian tengahnya memiliki ketebalan lebih daripada bagian tepi. Lensa cembung biasanya memiliki bentuk lingkaran dan terbuat dari kaca atau plastik sehingga lensa memiliki indeks bias lebih besar ketimbang indeks bias udara. Lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar (konvergen). Lensa cembung memiliki dua titik pusat kelengkungan (R=2f)

Karakteristik Cermin Cembung

Lensa cembung memiliki kegunaan besar bagi kehidupan manusia, mulai dari pemanfaatannya di kacamatan, kamera, teropong, dan masih banyak lagi. Lensa cembung berfungsi untuk mengumpulkan berkas sinar. Lensa ini disebut lensa positif karena memiliki jarak fokus positif dan menghasilkan bayangan nyata. Lensa cembung terdiri dari:

  • Lensa bikonveks (cembung ganda)
  • Lensa plan-konveks (cembung datar)
  • Lensa konveks-konkaf (cembung cekung)

Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cembung
Untuk dapat mengetahui pembentukan bayangan pada lensa cembung maka perlu mengetahui sinar-sinar istimewa yang terjadi pada lensa cembung. Pada lensa cembung dikenal tiga berkas sinar istimewa, tiga berkas sinar istimewa tersebut adalah;

  • Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus
  • Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
  • Sinar datang melalui titik optik akan diteruskan.

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus (f2) dibelakang lensa

Pembentukan Bayangan

2. Sinar datang menuju titik fokus di depan lensa (f1) akan dibiaskan sejajar sumbu utama.

Bayangan 2

3. Sinar datang melewati titik pusat optik (O) diteruskan, tidak dibiaskan

Bayangan 3

Dengan menggunakan ketiga sinar istimewa pada lensa cembung di atas dapat digambarkan pembentukkan bayangan oleh lensa cembung.

Salah satu alat di sekitar kita yang menggunakan lensa cembung adalah lup. Lup memiliki bagian utama berupa lensa cembung yang berfungsi untuk memperbesar ukuran benda yang akan diteliti. Lensa adalah benda bening yang memiliki permukaan berbentuk cekung atau cembung dan berfungsi untuk membiaskan cahaya.

B. Lensa Cekung
Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis dari bagian tepinya. Lensa cekung berfungsi untuk menyebarkan berkas sinar. Lensa ini disebut lensa negatif karena memiliki jarak fokus negatif yang menghasilkan bayangan maya. Lensa cekung terdiri dari;

  • Lensa bikonkaf (cekung ganda)
  • Lensa plan-konkaf (cekung datar)
  • Lensa konkaf-konveks (cekung cembung)

Lensa cekung bersifat menyebarkan sinar (divergen). Berbeda dengan cermin, lensa dapat meneruskan cahaya dari kedua sisinya. Oleh karena itu lensa cekung memiliki dua buah titik pusat kelengkungan (R=2f). Bagian-bagian lensa cekung dapat digambarkan sebagai berikut.

Lensa Cekung

Untuk mengetahui pembentukan bayangan pada lensa cekung, maka harus mengetahui sinar-sinar istimewa yang terjadi pada lensa cekung. Pada lensa cekung dikenal pula tiga berkas sinar istimewa, tiga berkas sinar istimewa tersebut adalah;

  • Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskanseolah-olah berasal dari titik fokus
  • Sinar datang menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
  • Sinar datang melalui titik optik akan diteruskan.

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus (F1)

cEKUNG 1

2. Sinar datangseolah-olah menuju titik fokus lensa kedu (F2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama

Cekung 2

3. Sinar datang melewati pusat optik lena (O) tidak dibiaskan

Cekung 3

Lensa cekung dapat dimanfaatkan bagi penderita rabun jauh (miopi). Penderita miopi tidak dapat melihat benda yang jauh secara jekas dehingga bayangan benda jatuh di depan retina. Dengan bantuan lensa cekung, bayangan benda tersebut akan disebarkan sehingga jatuh tepat di retina.

Lensa cekung juga dapat dimanfaatkan pada teropong. Dalam teropong lensa cekung berfungsi untuk membalikan bayangan yang dihasilkan lensa cembung sehingga menjadi tegak

Ada beberapa istilah dari bagian lensa, antara lain;

  1. Aperture : diameter lensa
  2. Pusat optik : titik pada lensa dimana berkas sinar yang melalui titik ini akan diteruskan.
  3. Sumbu lensa : sumbu yang melalui pusat optik dan membelah lensa menjadi dua bagian.
  4. Sumbu utama : garis lurus yang melalui pusat optik dan tegak lurus dengan sumbu lensa.
  5. Fokus utama : titik dimana berkas sinar sejajar akan dikumpulkan atau titik dimana seolah-olah berkas sinar mulai disebarkan.

Bagian-Bagian Mata Manusia dan Fungsinya

Mata merupakan alat indra yang penting bagi tubuh. Melalui mata seorang manusia dapat melihat. Proses melihat benda yang dilakukan oleh mata antara lain mata yang memfokuskan bayangan dari dunia luar ke retina peka-cahaya, sistem jutaan saraf yang menyalurkan informasi jauh ke dalam otak dan korteks penglihatan, bagian dari otak tempat “semua dipadukan”.

A. Bagian-bagian Mata
Organ mata tersusun atas beberapa bagian yang berbeda yang masing-masing bagian memiliki fungsi yang berbeda pula. Mata kita dibalut oleh tiga lapis jaringan yang berlainan. Lapisan luar adalah lapisan sklera, lapisan ini membentuk kornea. Lapisan tengah adalah lapisan koroid, lapisan ini membentuk iris. Lapisan ketiga adalah lapisan dalam, yaitu retina. Beerikut ini penjelasan bagian-bagian mata pada manusia.

Bagian-bagian Mata

1. Sklera
Sklera (bagian putih mata): merupakan lapisan luar mata berupa selubung berserabut putih dan relatif kuat. Dipermukaan sklera terdapat sel-sel epitel yang membentuk membran mukosa dan berfungsi untuk mempertahankan mata agar tetap lembab. Pada bagian depan sklera terdapat selaput yang transparan (tembus cahaya) yang disebut kornea, dan berfungsi untuk memfokuskan cahaya yang masuk kedalam mata. Kornea dilindungi oleh selaput yang disebut konjungtiva, kornea tidak mengandung pembuluh darah tetapi banyak mengandung serabut saraf.

2. Konjungtiva
Konjungtiva adalah selaput tipis yang melapisi bagian dalam kelopak mata dan bagian luar sklera. Konjungtiva terletak di kelopak mata dinamakan konjungtiva palpebral dan yang akan memantulkan pada permukaan anterior dari bola mata dinamakan konjungtiva bulbar.

3. Kornea
Kornea: struktur transparan yang menyerupai kubah, merupakan pembungkus dari iris, pupil dan bilik anterior serta membantu memfokuskan cahaya. Memiliki diameter sekitar 12 mm dan jari-jari kelengkungan sekitar 8 mm.

Cahaya masuk ke mata melewati kornea. Lapisan kornea mata terluar bersifat kuat dan tembus cahaya. Kornea berfungsi melindungi bagian yang sensitif yang berada dibelakangnya, dan membantu memfokuskan bayangan pada retina.

4. Lapisan Koroid
Lapisan koroid: lapisan tipis di dalam sklera yang berisi pembuluh darah dan suatu bahan pigmen, tidak menutupi kornea. Dengan adanya pembuluh darah koroid ini berperan sebagai penyuplai makanan kelapisan retina mata. Koroid terletak sebelah dalam sklera, bagian belakang lapiasan mata ini ditembus oleh saraf optik (saraf otak II).

5. Pupil
Pupil: daerah hitam di tengah-tengah iris. Pupil atau anak mata adalah pembukaan di tengah mata. Cahaya masuk lewat pupil dan diteruskan melalui lensa mata, yang memusatkan bayangan ke retina. Pupil terletak di belakang retina bagian tengah. Ukuran pupil dikendalikan oleh otot.

6. Iris
Iris adalah jaringan berwarna yang berbentuk cincin, menggantung di belakang kornea dan di depan lensa; berfungsi mengatur jumlah cahaya yang masuk ke mata dengan cara merubah ukuran pupil. Pengaturan ini berlangsung diluar kesadaran kita (otonom). Lubang bulat ditengah iris di sebut pupil. Didalamnya terdapat otot dilator pupil yang berfungsi untuk memperkecil diameter pupil.

Iris banyak mengandung pembuluh darah dan pigmen, jumlah pigmen akan menentukan warna mata. Bila tidak ada pigmen maka mata kita akan berwarna merah. Jika ada sedikit pigmen maka mata kita akan berwarna biru. Jika jumlah pigmennya bertambah maka mata kita akan berwarna abu-abu, coklat, atau hitam.

7. Lensa Mata
Lensa: struktur cembung ganda yang tergantung diantara humor aqueus dan vitreus; berfungsi membantu memfokuskan cahaya ke retina. Lensa mata terletak dibelakang pupil dan iris, berbentuk cembung, bersifat transparan, serta dikelilingi oleh jaringan yang mengikatnya ( ligamentum suspensorium). Lensa mata terdiri atas lapisan serat protein. Apabila lensa mata menjadi keruh maka akan mengganggu penglihatan, ini disebut katarak.

Lensa mata membagi mata menjadi dua ruangan yaitu ruang antara kornea dengan lensa (ruang muka), dan ruang belakang lensa (ruang belakang). Kedua ruang tersebut berisi cairan kental dan transparan seperti jeli. Ruang muka berisi aqueous humor, yang berfungsi menjaga bola mata serta memberi nutrisi untuk kornea dan lensa. Sedang ruang belakang berisi vitreus humor, yang berfungsi untuk menyokong struktur lensa dan bola mata.

Lensa Mata

Ketika melihat benda yang berada pada jarak jauh, otot siliar akan berkontraksi. Hal ini akan menyebabkan lensa mata menjadi lebih datar atau mata melihat tanpa berakomodasi. Ketika melihat benda yang berada pada jarak dekat, otot siliar akan relaksasi. Hal ini akan menyebabkan lensa mata menjadi lebih cembung. Pada kondisi ini mata dikatakan berakomodasi maksimum. Dengan mengubah bentuk lensa, memungkinkan lensa untuk menangkap bayangan yang jelas pada jarak jauh atau dekat yang selanjutnya bayangan tersebut akan dibentuk di retina.

8. Retina
Retina adalah lapisan jaringan peka cahaya yang terletak di bagian belakang bola mata, berfungsi mengirimkan pesan visuil melalui saraf optikus ke otak. Retina terbagi menjadi 10 lapisan dan memiliki reseptor cahaya aktif yaitu sel batang dan sel kerucut pada lapisan ke-9.

Sel Kerucut

Sel kerucut memungkinkan melihat warna, tetapi membutuhkan cahaya yang lebih terang dibandingkan sel batang. Sel batang akan menunjukkan responsnya ketika berada pada tempat yang redup. Sel batang mampu menerima rangsang sinar tidak bewarna, jumlahnya sekitar 125 juta. Sel kerucut mampu menerima rangsang sinar yang kuat dan warna, jumlahnya 6,5 – 7 juta.

Ketika sel kerucut menyerap cahaya, maka akan terjadi reaksi kimia. Reaksi kimia ini akan menghasilkan impuls saraf yang kemudian ditransmisikan ke otak oleh saraf mata. Sel batang akan menunjukkan responsnya ketika berada pada tempat yang redup. Selsel batang mengandung pigmen yang disebut rodopsin, yaitu senyawa antara vitamin A dan protein. Bila terkena sinar terang rodopsin terurai, dan terbentuk kembali menjadi rodopsin pada keadaan gelap. Pembentukan kembali rodopsin memerlukan waktu yang disebut adaptasi gelap atau adaptasi rodopsin.

9. Saraf Optikus
Saraf optikus: kumpulan jutaan serat saraf yang membawa pesan visuil dari retina ke otak. Saraf optik membawa impuls yang dibentuk oleh retina ke otak, yang menafsirkannya sebagai gambar. Juga disebut nervus optikus.

10. Bintik Buta
Bintik buta adalah cakram optik yang merupakan bagian fovea dekat hidung, merupakan tempat percabangan serat saraf dan pembuluh darah ke retina, tidak mengandung sel batang ataupun kerucut, terletak pada region sekitar

11. Humor Aqueous
Humor aqueous: cairan jernih dan encer yang mengalir di antara lensa dan kornea (mengisi segmen anterior mata), serta merupakan sumber makanan bagi lensa dan kornea; dihasilkan oleh prosesus siliaris.

12. Humor Vitreous
Humor vitreous: gel transparan / cairan kental yang terdiri dari bahan berbentuk serabut, terdapat di belakang lensa dan di depan retina (mengisi segmen posterior mata)

Mata dapat mendeteksi cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek atau benda. Lensa pada mata akan memfokuskan cahaya untuk menghasilkan bayangan yang akan jatuh pada bagian belakang mata. Sel-sel khusus yang terletak di belakang mata akan mengubah bayangan menjadi sinyal elektrik (impuls). Sinyal elektrik ini kemudian akan ditransfer ke otak, yang kemudian akan diterjemahkan sebagai objek atau benda yang kamu lihat.

Pada kamera, cahaya yang dipantulkan oleh benda masuk ke dalam lensa. Lensa akan membentuk bayangan pada film atau sensor cahaya dan kemudian merekam bayangan yang ditangkapnya.

B. Sistem Optik Mata
Sistem optik mata memiliki ciri khusus sebagai berikut, sebagian besar tidak didapatkan bahkan pada kamera paling mahal sekalipun.

  1. Mata dapat mengamati kejadian pada sudut yang sangat besar selagi memandang sebuah benda yang terletak tepat didepannya secara cermat
  2. Berkedip merupakan alat pembersih dan pelumas built-in (terpasang tetap dan siap pakai) bagi lensa depan (kornea).
  3. Terdapat sistem pemfokusan otomatis cepat yang memungkinkan kita melihat benda sampai sedekat 20 cm (sekitar 8 in) dalam satu detik dan kemudian melihat benda jauh. Pada keadaan rileks, focus untuk mata normal terpasang untuk jarak “tak terhingga” (melihat jauh
  4. Mata dapat bekerja secara efektif menerima cahaya dengan rentang intensitas yang sangat lebar, yaitu sekitar 10 milyar berbanding satu (1010:1), siang hari yang terik sampai malam gulita.
  5. Mata memiliki sistem penyesuaian bukaan lensa yang otomatis (iris)
  6. Kornea memiliki penghapus goresan yang built-in; walaupun tidak dapat pasokan darah, kornea terdiri dari selsel hidup dan dapat memperbaiki kerusakan lokal
  7. Mata memiliki sistem pengendali tekanan otomatis yang mempertahankan tekanan internalnya sekitar 1,6 kPa (12mmHg) sehingga bentuk bola mata dapat dipertahankan. Apabila „penyok‟, mata dengan cepat kembali ke bentuknya semula.
  8. Mata terletak di wadah yang terlindung kuat yang hamper seluruhnya diliputi tulang. Masing-masing mat bersandar pada bantalan lemak yang meredam goncangan keras
  9. Bayangan tampak terbalik di retina peka-cahaya di bagian belakang bola mata tetapi otak secara otomatis mengoreksi hal ini
  10. Otak memadukan bayangan dari kedua mata sehingga kita memiliki persepsi kedalaman yang baik dan penglihatan tiga dimensi sejati. Apabila penglihatan diri salah satu mata lenyap, penglihatan dari mata yang tersisa masih memadai untuk sebagian besar kebutuhan
  11. Otot mata memungkinkan mata bergerak fleksibel ke atas dan ke bawah, ke samping, dan secara diagonal. Setelah sedikit latihan, mata bahkan dapat dibuat bergerak melingkar

Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia

Ada tiga pendapat mengenai cahaya, yaitu cahaya dianggap sebagai gelombang, cahaya dianggap sebagai partikel, dan cahaya dianggap sebagai dualisme sebagian partikel dan gelombang. Setiap pendapat ini mempunyai alasan masing-masing dan keduanya telah dibuktikan secara eksperimen. Pada tulisan ini hanya akan mempelajari cahaya sebagai gelombang.

Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia
Sistem optik yang paling penting bagi manusia adalah mata. Cahaya memasuki mata melalui iris menembus biji mata, dan oleh lensa difokuskan sehingga jatuh ke retina atau selaput jala. Retina adalah lapisan serat saraf yang menutupi bagian belakang. Retina mengandung struktur indracahaya yang sangat halus disebut batang dan kerucut dan memancarkan informasi yang diterima saraf optik dan dikirim ke otak.

Apabila kita ingin melihat benda yang jauh letaknya maka otot siliari akan mengendor dan berakibat sistem lensa kornea berada pada panjang focus maksimumnya yaitu kira-kira 2,5 cm (jarak dari kornea ke retina). Bila letak benda didekatkan maka otot siliari akan meningkatkan kelengkungan lensa sehingga mengurangi panjang fokusnya dan bayangan akan difokuskan ke retina.

Proses perubahan kelengkungan lensa inilah yang disebut akomodasi. Jarak terdekat (posisi benda di depan mata) dimana lensa memfokuskan cahaya yang masuk tetap jatuh di retina disebut titik dekat. Jika benda lebih didekatkan ke mata maka lensa tidak dapat memfokuskan cahaya. Cahaya yang masuk tidak jatuh di retina maka bayangan menjadi kabur.

Posisi titik dekat ini beragam dari satu orang ke orang yang lain dan berubah dengan meningkatnya usia. Sebagai contoh, seseorang yang usianya 10 tahun maka titik dekatnya dapat sekitar 7 cm di depan mata, sedang seseorang yang usianya 60 tahun maka titik dekatnya dapat sekitar 200 cm.

Percobaan Pembentukan Bayangan pada Mata
Pada percobaan kali ini, kita akan mencoba untuk mempelajari proses yang terjadi pada mata sehingga mata dapat melihat benda.

Alat dan Bahan

  1. Penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi 5 buah
  2. Lampu dengan tiang 1 buah/ lilin 1 buah
  3. Lensa cembung 1 buah
  4. Pemegang slide 1 buah
  5. Slide panah 1 buah
  6. Layar transparan 1 buah

Langkah Kegiatan

Pembentukan Bayangan pada Mata

Aturlah posisi benda-benda yang telah kamu siapkan dengan posisi seperti berikut ini. Aturlah posisi lensa (gerak-gerakkan maju atau mundur) sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada layar. Bayangan yang terbentuk adalah bayangan yang memiliki sifat sama dengan sifat bayangan yang ditangkap oleh mata manusia. Lakukan kegiatan ini dengan cermat dan teliti, jangan lupa bekerjasamalah dengan teman satu kelompokmu.

Jawablah pertanyaan berikut !
1. Bagaimana sifat bayangan yang terbentuk pada percobaan tersebut?

Sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa tersebut adalah nyata, terbalik dan diperkecil. Bayangan ini dibentuk oleh lensa cembung pada ruang 3.  Pada percobaan yang telah dilakukan, bayangan terbentuk pada ruang 3. Sifat bayangan yang dibentuk adalah nyata, terbalik dan diperkecil. Begitupula pada mata, sifat bayangan yang dibentuk adalah nyata, terbalik dan diperkecil. Akan tetapi pada kenyataannya sifat bayangan yang dibentuk oleh mata nyata, tegak dan diperkecil. Hal ini terjadi karena adanya pemrosesan informasi di otak, sehingga bayangan seolah-olah terlihat tegak.

2. Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, analogkan benda-benda yang dipergunakan untuk percobaan dengan bagian-bagian mata manusia!

Benda-benda yang digunakan pada kegiatan percobaan ini apabila dianalogkan dengan bagian-bagian mata adalah sebagai berikut.

  • Lampu dianalogkan sebagai sumber cahaya yang dapat menyebabkan mata dapat melihat benda.
  • Benda (panah) dianalogkan dengan benda yang dilihat oleh mata
  • Lensa cembung dianalogkan dengan lensa pada mata manusia.
  • Layar transparan pada percobaan ini berfungsi untuk menangkap bayangan yang dibiaskan oleh lensa cembung. Layar transparan dianalogkan dengan retina yang juga memiliki fungsi menangkap bayangan yang dibentuk oleh lensa mata.

2. Gambarkan jalannya cahaya pada mata manusia, sehingga manusia dapat melihat benda!

Proses melihat mata

Jalannya cahaya pada mata manusia antara lain sebagai berikut :

  • Cahaya yang dipantulkan oleh benda di tangkap oleh mata, menembus kornea dan diteruskan melalui pupil.
  • Intensitas cahaya yang telah diatur oleh pupil diteruskan menembus lensa mata.
  • Daya akomodasi pada lensa mata mengatur cahaya supaya jatuh tepat di bintik kuning.
  • Pada bintik kuning, cahaya diterima oleh sel kerucut dan sel batang, kemudian disampaikan ke otak.
  • Cahaya yang disampaikan ke otak akan diterjemahkan oleh otak sehinga kita bisa mengetahui apa yang kita lihat.

Walaupun mata memiliki banyak kemiripan dengan kamera, namun lebih banyak persamaan yang terdapat antara mata dan sistem TV berwarna sirkuit tertutup. Lensa kamera TV analog dengan kornea dan lensa mata; kabel sinyal adalah saraf optikus, dan monitor pemantau adalah korteks penglihatan.

Saat cahaya terang kita melihat benda-benda dalam warna yang hidup. Pada cahaya temaram mata bekerja seperti kamera TV hitam putih seper peka yang memungkinkan kita melihat benda dengan cahaya kurang dari 0,1 % dari yang kita butuhkan untuk melihat warna.

Perbedaan sensitivitas yang besar ini analog dengan perbedaan antara film hitam-putih kecepatan tinggi yang sensitive dan film berwarna yang jauh kurang sensitive yang kita gunakan dikamera.

Pembentukan Bayangan pada Cermin

Cermin adalah sebuah benda dengan permukaan yang dapat memantulkan bayangan benda dengan sempurna Pembentukan bayangan pada cermin dapat diuraikan dalam 3 jenis cermin. yaitu pembentukan bayangan pada cermin datar, cermin cekung dan cermin cembung. Bayangan yang idhasilkan oleh cermin yang berbeda ini memiliki karakteristik yang berbeda sebagai berikut.

A. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Datar
Proses pembentukan bayangan pada cermin datar menggunakan hukum pemantulan cahaya. Untuk mempermudah pembentukan bayangannya diambil sinar-sinar yang datang dari kedua ujung benda.

Misalkan saja menentukan bayangan benda O sebagaimana terlihat pada gambar di bawah. Misalkan sinar datang dari O ke C, lalu dari titik C ditarik garis normal tegak lurus permukaan cermin. Dengan bantuan busur derajat, ukurlah besar sudut datang (i) yakni sudut yang dibentuk oleh OC dan garis normal. Selanjutnya buatlah sudut pantul (r) yaitu sudut antara garis normal dan sinar pantul CD yang besarnya sama dengan sudut datang. Posisi bayangan dapat ditentukan dengan memperpanjang sinar pantul CD dari C ke O` yang berpotongan dengan garis OO` melalui B.

Cermin Datar

Melukis pembentukan bayangan benda O menggunakan hukum pemantulan cahaya Bila diukur akan didapatkan bahwa jarak BO = BO`. Dengan bantuan geometri dapat juga dibuktikan kebenaran ini. Pada diatas sudut BOC = sudut datang (berseberangan) dan sudut BO`C = sudut pantul (sehadap). Karena sudut datang = sudut pantul, maka didapatkan sudut BOC = sudut BO`C. Sementara itu sudut CBO = CBO` (sama-sama tegak lurus) sehingga dapat disimpulkan bahwa segitiga CBO sama dan sebangun dengan segitiga CBO`. Akibatnya panjang BO = BO`. Dalam hal ini BO = jarak benda BO` = jarak bayangan. Pada cermin datar selalu didapatkan bahwa jarak benda sama dengan jarak bayangan.

Pensil

Bayangan sebuah pensil di depan cermin datar pada gmbar di atas dapat ditentukan dengan menggunakan hukum pemantulan cahaya. Cara melukisnya sama seperti melukis benda O pada gambar di atas. Hanya saja untuk benda yang memiliki tinggi seperti pensil ini Anda harus melukis jalannya sinar datang dan sinar pantul minimal untuk dua titik yakni A dan B. Dengan pembuktian yang serupa dengan gambar di atas Anda akan dapatkan bahwa AF = A`F dan tinggi AB = A`B`. Jadi pada cermin datar tidak hanya jarak benda sama dengan jarak bayangan tetapi juga bahwa tinggi benda sama dengan tinggi bayangan.

Untuk benda yang bukan berupa titik atau garis, ukuran bayangan sama dengan ukuran bendanya. Benda dan bayangan hanya berbeda dalam hal kiri dan kanannya. Bagian kiri benda menjadi bagian kanan bayangan dan sebaliknya. Bayangan pada cermin datar bersifat maya. Titik bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus.

Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin datar dengan diagram sinar, ikutilah
langkah-langkah berikut ini.

  1. Lukis sebuah sinar dari benda menuju cermin dan dipantulkan ke mata, sesuai hukum pemantulan cahaya, yaitu sudut sinar datang harus sama dengan sudut sinar pantul.
  2. Lukis sinar kedua sebagaimana langkah pertama.
  3. Lukis perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut di belakang cermin sehingga berpotongan.
  4. Perpotongan sinar-sinar pantul tersebut merupakan bayangan benda.
  5. Jika diukur dari cermin, jarak benda terhadap cermin harus sama dengan jarak bayangan terhadap cermin .

B. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung
Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya melengkung yang disebut juga lengkung sferis. Ada dua jenis cermin lengkung sederhana yaitu cermin silinder dan cermin bola. Pada subbab ini, kamu hanya akan mempelajari cermin bola, khususnya tentang cermin cekung dan cembung. Agar dapat memahami unsur-unsur pada cermin cekung dan cembung. Perhatikan gambar di bawah ini

Bagian M adalah titik pusat kelengkungan cermin, yaitu titik pusat bola. Titik tengah cermin adalah O. Sumbu utama yaitu, OM, garis yang menghubungkan titik M dan O. Sudut POM adalah sudut buka cermin jika titik P dan M adalah ujung-ujung cermin. Bagian-bagian cermin lengkung antara lain sebagai berikut.

Cerminku
  1. Pusat kelengkungan cermin. Pusat kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris menjadi cermin. Pusat kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan M.
  2. Vertex. Vertex merupakan titik di permukaan cermin dimana sumbu utama bertemu dengan cermin dan disimbolkan dengan O.
  3. Titik api (titik fokus). Titik api adalah titik pertengahan antara vertex dan pusat kelengkungan cermin dan disimbolkan dengan F.
  4. Jari-jari kelengkungan cermin. Jari-jari kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex ke pusat kelengkungan cermin. Jari-jari kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan R.
  5. Jarak fokus. Jarak fokus cermin adalah jarak dari vertex ke titik api dan disimbolkan dengan f.

1. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cekung
Pembentukan bayangan oleh cermin cekung mematuhi hukum-hukum pemantulan cahaya. Untuk dapat melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung biasanya digunakan tiga sinar istimewa. Sinar istimewa adalah sinar datang yang lintasannya mudah diramalkan tanpa harus mengukur sudut datang dan sudut pantulnya. Tiga sinar istimewa itu adalah,

sudut istimewa
  1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
  2. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
  3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui titik pusat kelengkungan cermin pula.

Untuk melukis bayangan pada cermin cekung diperlukan minimal dua buah sinar istimewa. Akan tetapi, hasil akan lebih baik dan meyakinkan jika dilukis dengan tiga sinar istimewa sekaligus dengan langkah-langkah sebagai berikut.

  1. Pilih sebuah titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
  2. Setelah sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa cermin cekung.
  3. Tandai titik potong sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
  4. Lukis perpotongan sinar-sinar pantul tersebut.

Persamaan Cermin Cekung
Persamaan cermin cekung digunakan untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara jarak benda ke cermin (s), jarak bayangan ke cermin (s’), panjang fokus (f), dan jari-jari kelengkungan cermin (R). Jika dirumuskan adalah :

Rumus

Keterangan :
f = jarak fokus (cm)
s = jarak benda ke cermin (cm)
s’ = jarak bayangan (layar) ke cermin (cm)

Sedangkan rumus perbesaran pada cermin cekung. Rumus ini digunakan untuk mengetahui berapa kali perbesaran yang dihasilkan oleh pemantulan pada cermin cekung. Rumus perbesaran pada cermin cekung adalah

Rumus 2

Catatan
h’ positif (+) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya)
h’ negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata)

2. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cembung
Sama dengan cermin cemkung, cermin cembung juga mempunuai tiga sinar istimewa. Karena jarak fokus dan pusat kelengkungan cermin cembung berada di belakang cermin maka ketiga sinar istimewa pada cermin cembung tersebut adalah :

Cermin Cembung
  1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari titik fokus (F).
  2. Sinar yang datang menuju titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama.
  3. Sinar yang datang menuju titik pusat kelengkungan cermin seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.

Untuk melukis bayangan pada cermin cembung dibutuhkan minimal dua buah sinar istimewa dengan langkah-langkah sebagai berikut.

  1. Pilih sebuah titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
  2. Setelah sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa pada cermin cembung.
  3. Tandai titik potong sinar-sinar pantul atau perpanjangan sinar-sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
  4. Lukis bayangan benda pada perpotongan perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut.

Persamaan Cermin Cembung
Masih ingat dengan persamaan pada cermin cekung? Rumus-rumus yang berlaku untuk cermin cekung juga berlaku untuk cermin cembung. Namun, ada hal yang perlu diperhatikan yaitu titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin M untuk cermin cembung terletak di belakang cermin. Oleh karena itu, dalam menggunakan persamaan cermin cembung jarak fokus (f) dan jari-jari cermin (R) selalu dimasukkan bertanda negatif.

Catatan
Dalam cermin cembung harga f dan R bernilai negatif (-)

Sifat-Sifat Cahaya Kelas VIII

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380-750 nm. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium.

Cahaya yang biasa kita lihat merupakan kelompok-kelompok sinar cahaya atau disebut berkas cahaya. Berkas cahaya dapat digolongkan menjadi beberapa golongan. Pertama berkas cahaya menyebar (divergen), yaitu berkas cahaya yang berasal dari satu titik kemudian menyebar ke segala arah. Kedua berkas cahaya sejajar, yaitu berkas cahaya yang arahnya sejajar satu sama lain. Ktiga berkas cahaya mengumpul, yaitu berkas cahaya yang menuju ke satu titik tertentu.

Sebagai suatu gelombang yang bersifat elektromagnetik, cahaya memiliki beberapa sifat tertentu yang banyak memberikan manfaat bagi makhluk hidup yang ada di bumi. Berikut ini beberapa sifat-sifat cahaya, di antaranya yaitu:

A. Cahaya Merambat Lurus
Cahaya merambat lurus tanpa medium, dapat melewati ruang hampa.  Cahaya merambat ke semua arah. Misalnya, jika lilin atau lampu yang kamu nyalakan di tempat gelap, maka kamu akan melihat bahwa daerah yang ada di sekitar lilin atau lampu tersebut akan terang. Untuk mengetahui sifat cahaya dapat merambat lurus dapat dilakukan dengan percobaan sebagai berikut.

Perambatan Cahaya
Alat dan Bahan

  1. Lampu atau lilin
  2. Kertas karton
  3. Gunting

Langkah Kegiatan

Cahaya Merambat Lurus
  1. Lakukan percobaan ini di tempat gelap atau remang-remang.
  2. Lubangi kertas pada bagian tengahnya. Beri nama pada masing-masing karton, yaitu A, B, C
  3. Susunlah set percobaan seperti pada gambar. Mintalah bantuan temanmu untuk memegangi kertas.
  4. Nyalakan lampu/ lilin. Amati bayangan yang terbentuk. Bagaimanakah arah rambatan cahaya lampu lilin?
  5. Ulangi langkah 4, amati bayangan yang terbentuk. Dapatkah kamu melihat arah rambatan cahaya?
  6. Apa yang terjadi jika kedua lubang pada kertas tersebut tidak diletakkan dalam satu garis lurus?

Pembahasan :
Saat lampu dinyalakan dan diarahkan di depan karton A, saat semua karton sejajar, nyala lampu dari karton C terlihat. Lalu saat karton A digeser kearah kiri, nyala dari lampu tidak terlihat dari karton C. kemudian saat karton A dikembalikan keposisi awal dan karton B diarahkan kekiri maka nyala lampu terlihat pada karton C.

Kesimpulan
Cahaya lampu yang diarahkan pada karton merambat lurus. Karena cahaya merambat menurutt garis lurus, maka ketika cahaya terhalang oleh benda yang tidak tembus cahaya (disebut benda gelap) daerah di belakang penghalang tidak akan menerima cahaya.

B. Cahaya dapat dibiaskan
Pembiasan cahaya ialah pembelokan cahaya akibat melalui 2 atau lebih medium berbeda kecepatan optiknya. Disamping mengalami pembiasan, ketika melalui dua medium yang kerapatannya berbeda cahaya juga mengalami perubahan kecepatan, hal ini disebabkan karena kerapatan suatu medium. Jika cahaya datang dari medium rapat ke kurang rapat maka cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal dan jika sebaliknya maka cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal. Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu:

  1. Mendekati garis normal. Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optic kurang rapat ke medium optic lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air.
  2. Menjauhi garis normal. Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optic lebih rapat ke medium optic kurang rapat, contohnya cahaya merambat dari dalam air ke udara.

Alat dan Bahan

  1. Pensil
  2. Air
  3. Gelas kimia, jika tidak ada gunakan gelas bening

Langkah Kegiatan

Pembiasan
  1. Isi gelas dengan air hingga terisi ¾ gelas.
  2. Masukkan pensil ke dalam air dengan posisi seperti pada gambar.
  3. Amati bentuk pensil yang berada di atas air dan di dalam air.

Pembahasan
Dalam percobaan tersebut, pensil yang dimasukkan ke dalam gelas yang berisi air akan kelihatan seperti patah dan lebih besar. Hal ini disebabkan karena  cahaya merambat melalui dua medium yang berbeda, yaitu dari udara ke air, maka cahaya tersebut mengalami pembiasan atau pembelokan sehingga pensil dalam gelas terlihat seperti patah dan lebih besar.

Kesimpulan
Pembiasan cahaya terjadi karena pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda kerapatannya. Cahaya dapat dibiaskan melalui dua medium ,misalnya yaitu udara dan air.

C. Cahaya dapat dipantulkan
Cahaya memiliki sifat dapat dipantulkan jika menumbuk suatu permukaan bidang. Pemantulan yang terjadi dapat berupa pemantulan baur dan pemantulan teratur. Pemantulan baur terjadi jika cahaya dipantulkan oleh bidang yang tidak rata, seperti aspal, tembok, batang kayu, dan lainnya. Pemantulan teratur terjadi jika cahaya dipantulkan oleh bidang yang rata, seperti cermin datar atau permukaan air danau yang tenang.

Pada pemantulan baur dan pemantulan teratur, sudut pantulan cahaya besarnya selalu sama dengan sudut datang cahaya. Hal tersebut yang menjadi dasar hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh Snellius. Snellius menambahkan konsep garis normal yang merupakan garis khayal yang tegak lurus dengan bidang. Garis normal berguna untuk mempermudah kamu menggambarkan pembentukan bayangan oleh cahaya.

Bunyi hukum pemantulan adalah sebagai berikut.
1. Sinar datang garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
2. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul

Alat dan Bahan :
1. Sumber cahaya
2. Cermin
3. Kertas karton

Langkah Kerja :

  1. Sediakan kotak cahaya dan buatlah sedemikian hingga menghasilkan sebuah sinar pada selembar karton putih!
  2. Letakkan kotak sinar cermin dan karton, seperti pada gambar diatas!
  3. Buatlah garis normal pada titik tempat jatuhnya sinar di permukaan cermin. ( garis normal tegak lurus terhadap permukaan cermin datar ) !
  4. Gambarkan sinar yang jatuh pada permukaan cermin! Sinar ini disebut sinar datang. Gambarkan juga sinar yang meninggalkan permukaan cermin! Sinar ini disebut sinar pantul!
  5. Ukurlah sudut antara sinar datang dan garis normal! Sudut ini disebut sudut datang. Ukur juga sudut antara sinar pantul dan garis normal! Sudut ini disebut sudut pantul.
Pemantulan

Pembahasan
Jika sumber cahaya makin dekat dengan garis normal maka sinar pantul juga akan mendekati garis normal begitu juga sebaliknya jika sumbercahaya mnejauhi garis normal maka sinar pantul juga akan menjauhi garis normal. Sudut datang yang dibentuknya adalah 30°,45°, dan 72°. Maka sudut pantul yang dibnetuknya adalah 30°, 45° dan 72°

Kesimpulan
Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul / i = i’

D. Cahaya merupakan Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik terbentuk karena adanya perubahan medan magnet dan medan listrik secara periodik. Salah satu fenomena yang dapat membuktikan bahwa cahaya itu mampu mentransfer energi adalah saat lilin yang dinyalakan di sebuah ruang yang gelap dan kemudian lilin tersebut dapat menerangi ruangan tersebut.

Contoh lainnya adalah matahari yang memancarkan gelombang cahayanya melalui ruang angkasa (tanpa medium). Gelombang cahaya matahari memancar ke segala arah sampai ke bumi meskipun melalui ruang hampa udara. Hal ini berarti gelombang cahaya dapat merambat pada ruang kosong (hampa udara) tanpa adanya materi.

Gelombang Elektromagnetik

Berdasarkan frekuensinya, gelombang elektromagnetik ada bermacam-macam. Berikut klasifikasi gelombang elektromagnetik yang dikenal dengan spektrum elektromagnetik. Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah bagian yang sangat kecil dari spektrum elektromagnetik. Cahaya tampak adalah cahaya yang memiliki panjang gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai 700 nm, yang besarnya seratus kali lebih kecil dari pada lebar rambut manusia. Warna cahaya yang dapat kamu lihat tergantung pada panjang gelombang dari gelombang cahaya yang masuk ke mata.

Sistem Sonar dan Pemanfaatannya

Sonar (sound navigation and ranging) merupakan sistem yang menggunakan gelombang suara bawah air yang dipancarkan dan dipantulkan untuk mendeteksi dan menetapkan lokasi objek di bawah laut atau untuk mengukur jarak bawah laut. Sistem sonar telah luas digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau, mendeteksi kedalaman, penangkapan ikan komersial, keselamatan penyelaman, dan komunikasi di laut.

Cara kerja perlengkapan sonar adalah dengan mengirim gelombang suara bawah permukaan dan kemudian menunggu untuk gelombang pantulan (echo). Data suara dipancar ulang ke operator melalui pengeras suara atau ditayangkan pada monitor. Beberapa hewan memiliki kemampuan menggunakan sistem sonar. Kelelawar dan lumba-lumba merupakan hewan yang menggunakan sistem sonar.

A. Kelelawar
Kelelawar banyak dijumpai di gua yang sangat gelap shingga untukdapat terbang dengan arah yang benar kelelawar menggunakan sistem sonar. Kelelawar mampu berbelok atau bahkan bermanuver dengan kecepatan sangat tinggi. Kelelawar sangat jarang menabrak dinding gua atau tembok dihadapannya.

Kelelawar merupakan salah satu hewan yang memiliki kemampuan ekolokasi. Ekolokasi adalah penggunaan gelombang berupa gelombang suara untuk menentukan posisi atau letak suatu objek. Penggunaan gelombang suara ini layaknya penggunaan cahaya oleh mata yang dapat menentukan suatu objek berdasarkan bentuk dan jaraknya melalui cahaya yang dipantulkan ke retina.

Ekolokasi

Kelelawar mengeluarkan bunyi frekuensi yang tinggi (bunyi ultrasonik) sebanyak mungkin. Kemudian ia mendengarkan bunyi pantul tersebut dengan pendengarannya yang tajam. Dengan cara itu, Kelelawar dapat mengetahui benda – benda yang ada disekitarnya, sehingga kelelawar dapat terbang pada saat keadaan gelap tanpa menabrak benda – benda disekitarnya.

Mekanisme ekolokasi yang dilakukan kelelawar yaitu dengan mengeluarkan gelombang ultrasonik pada saat ia terbang. Gelombang yang dikeluarkan akan dipantulkan kembali oleh benda-benda atau binatang lain yang akan dilewatinya dan diterima oleh suatu alat yang berada di tubuh kelelawar.

B. Lumba-lumba
Lumba-lumba dapat dilihat di permukaan air, namun sebagian besar waktu mereka di kedalaman lautan yang cukup gelap. Sekalipun hidup di kedalaman lautan, lumba-lumba mempunyai sistem yang memungkinkan untuk berkomunikasi dan menerima rangsangan, yaitu sistem sonar. Sistem ini berguna untuk mengindera benda-benda di lautan, mencari makan, dan berkomunikasi.

Lumba-lumba bernapas melalui lubang yang ada di atas kepalanya. Tepat di bawah lubang ini, terdapat kantung-kantung kecil berisi udara. Dengan mengalirkan udara melalui kantung-kantung ini, lumba-lumba menghasilkan bunyi dengan frekuensi tinggi. Kantung udara ini berperan sebagai cermin akustik yang memfokuskan bunyi yang dihasilkan gumpalan kecil jaringan lemak yang berada tepat di bawah lubang pernapasan. Kemudian, bunyi ini dipancarkan ke arah sekitarnya secara terputus-putus.

Lumba-lumba

Berikut ini cara kerja sistem sonar lumba-lumba. Gelombang bunyi lumba-lumba segera memantul kembali bila membentur suatu benda. Pantulan gelombang bunyi tersebut ditangkap di bagian rahang bawahnya yang disebut jendela akustik. Dari bagian tersebut, informasi bunyi diteruskan ke telinga bagian tengah, dan akhirnya ke otak untuk diterjemahkan.

Pantulan bunyi dari sekelilingnya memberi informasi rinci tentang jarak benda-benda dari mereka, ukuran dan pergerakannya. Dengan cara tersebut, lumba-lumba mengetahui lokasi mangsanya. Lumba-lumba juga mampu saling berkirim pesan walaupun terpisahkan oleh jarak lebih dari 220 km. Lumba-lumba berkomunikasi untuk menemukan pasangan dan saling mengingatkan akan bahaya. Inilah sistem sonar sempurna yang dengannya lumba-lumba memindai dasar laut layaknya alat pemindai elektronik.

Pemanfaatan Sistem Sonar
Konsep sonar pada saat ekolokasi kelelawar memanfaatkan gelombang ultrasonik. Ternyata, gelombang ultrasonik telah dimanfaatkan bagi kehidupan manusia. Berikut beberapa pemanfaatan gelombang ultrasonik pada kehidupan manusia.

1. Ultrasonografi (USG)
Pernahkah kamu melihat ibu hamil yang sedang di USG? Gelombang ultrasonik dimanfaatkan untuk mengamati janin bayi dalam kandungan, yang dikenal dengan ultrasonografi (USG). Alat ini akan memancarkan berkas ultrasonik ke rahim ibu hamil, kemudian melacak perubahan frekuensi bunyi mantul dari jantung yang berdenyut dan darah yang beredar.

Pancaran pendek dari ultrasonik akan menghasilkan gambar penampang badan manusia. Denyut yang menabrak janin dan tulang belakang akan terpantul. Komputer menyimpan intensitas setiap denyut dan waktu arah gemanya. Berdasarkan data, komputer akan menghitung kedalaman dan lokasi setiap benda yang menghasilkan gema, lalu menampilkan titik cerah pada monitor.

2. Mendeteksi adanya penyakit pada manusia
Selain untuk pemeriksaan ibu hamil gelombang ultrasonik dapat digunakan dalam bidang kedokteran dengan menggunakan teknik pulsa-gema. Teknik ini hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi dengan frekuensi tinggi diarahkan ke tubuh, dan pantulannya dari batas atau pertemuan antara organ-organ dan struktur lainnya dan luka dalam tubuh kemudian dideteksi.

Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan pertumbuhan abnormal lainnya, atau gumpalan fluida dapat dilihat. Selain itu juga dapat digunakan untuk memeriksa kerja katup jantung dan perkembangan janin dalam kandungan. Informasi mengenai berbagai organ tubuh seperti otot, jantung, hati, dan ginjal bisa diketahui. Frekuensi yang digunakan pada diagnosis dengan gelombang ultrasonik antara 1 sampai 10 MHz.

3. Menghitung Jarak Kedalaman Dasar Lautan
Gelombang ultrasonik digunakan untuk menentukan kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara memancarkan bunyi ke dalam air. Gelombang bunyi akan merambat menurut garis lurus hingga mengenai sebuah penghalang, misalnya dasar laut. Ketika gelombang bunyi itu mengenai penghalang, sebagian gelombang itu akan dipantulkan kembali ke kapal sebagai gema. Waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk bergerak turun ke dasar dan kembali ke atas diukur dengan cermat.

Dengan menggunakan data waktu dan cepat rambat bunyi di air laut, orang dapat menghitung jarak kedalaman laut dengan persamaan :

Dengan: s = kedalaman lautan, v = kecepatan gelombang ultrasonik, dan t = waktu tiba gelombang ultrasonik.

Menghitung Jarak Kedalaman Dasar Lautan

Alat pada kapal yang disebut transduser akan mengubah sinyal listrik menjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke dasar laut. Pantulan dari gelombang tersebut akan menimbulkan efek gema (echo) dan akan dipantulkan kembali ke kapal dan ditangkap oleh alat detektor. Sistem penerima pada kapal akan melakukan penghitungan mengenai jarak obyek, dengan menggunakan rumus yang telah kamu pelajari sebelumnya.

Indera Pendengaran pada Manusia

Mendengar adalah kemampuan untuk mendeteksi vibrasi mekanis (getaran) yang disebut suara. Dalam keadaan biasa, getaran dapat mencapai indera pendengaran yaitu telinga melalui udara. Ketika kita mendengar, ternyata ada objek atau benda yang bergetar, misalnya senar gitar yang bergetar ketika dipetik, dan bedug atau drum yang dipukul.

Kita dapat mendengar karena adanya indera pendengaran yang di miliki. Gelombang bunyi yang masuk kedalam telinga luar menggetarkan gendang telinga. Getaran-getaran tersebut diterima oleh syaraf auditorius atau reseptor pendengar selanjutnya dikirim ke otak.

A. Fungsi Telinga
Telinga berfungsi sebagai pengatur keseimbangan dan juga sebagai indera pendengaran. Berikut ini penjelasan mengenai fungsi telinga bagi manusia.

  1. Telinga Sebagai Pengatur Keseimbangan, Terdapat struktur khusus pada organ telinga yang berfungsi mengatur dan menjaga keseimbangan tubuh. Organ ini berhubungan dengan saraf otak ke VIII yang berfungsi dalam menjaga keseimbangan dan untuk mendengar.
  2. Telinga Sebagai Indera Pendengaran, Telinga dapat berfungsi sebagai indera pendengaran apabila terdapat gelombang suara yang masuk melalui telinga luar yang akan diterima oleh otak melalui proses terjadinya pendengaran yang akan kami jelaskan dibawah.

B. Bagian-bagian Telinga
Indera pendengar manusia adalah telinga, selain sebagai indera pendengar telinga berfungsi sebagai alat keseimbangan. Telinga manusia terdiri dari tiga bagian, yaitu telinga bagian luar, telinga bagian tengah, dan telinga bagian dalam.

1. Telinga Luar
Telinga bagian luar terdiri atas daun telinga, saluran telinga luar. Daun telinga tersusun atas tulang rawan dan jaringan fibrosa, kecuali pada ujung paling bawah yaitu cuping telinga tersusun dari lemak.

Daun telinga berfungsi untuk menerima dan mengumpulkan suara yang masuk ke dalam telinga. Saluran telinga luar berfungsi menghasilkan minyak serumen. Saluran telinga luar yang dekat dengan lubang telinga dilengkapi dengan rambut-rambut halus untuk menjaga agar benda asing tidak masuk, dan terdapat kelenjar lilin yang berperan menjaga agar permukaan saluran telinga luar dan gendang telinga tidak kering.

Telinga Luar

Di bagian akhir saluran telinga luar terdapat membran tipis yang memisahkan telinga luar dengan telinga tengah disebut membran timpani (selaput gendang).

2. Telinga Tengah
Telinga pada bagian tengah merupakan suatu ruang di dalam tulang pelipis, yang dilapisi jaringan mukosa.  Pada telinga bagian tengah terdapat : tulang-tulang pendengaran dan saluran eustachius ,

  1. Tulang-tulang pendengaran yaitu tulang martil (maleus), tulang landasan (inkus), dan tulang sanggurdi (stapes). Ketiga tulang tersebut saling berhubungan melalui sendi dan berfungsi untuk mengalirkan getaran suara dari gendang telinga menuju ke rongga telinga dalam.
  2. Saluran eustachius adalah saluran yang menghubungkan telinga tengah dengan faring, saluran ini berfungsi menjaga keseimbangkan tekanan udara pada telinga luar dengan telinga tengah.

Telinga Tengah dan Dalam
3. Telinga Dalam
Telinga dalam terdiri atas bagian tulang dan bagian membran. Telinga dalam disebut juga sebagai labirin. Telinga bagian dalam terdiri atas tiga bagian, yaitu jendela (tingkap), labirin, dan organ korti.

  1. Tingkap atau jendela pada telinga ada dua macam yaitu tingkap oval dan tingkap bulat (jorong). 
  2. Telinga dalam terdiri dari rongga yang menyerupai saluran-saluran. Rongga-rongga ini disebut labirin tulang dan rongga yang dilapisi membran disebut labirin membran. Labirin tulang terdiri dari tiga bagian yaitu vestibula, koklea (rumah siput), dan tiga saluran setengah lingkaran.
  3. Koklea merupakan suatu tabung berisi cairan limfa. Koklea terdiri atas tiga ruangan yaitu skala vestibuli, skala media, dan skala timpani. Skala vestibuli dan skala timpani mengandung cairan yang disebut perilimfe. Sedangkan skala media mengandung cairan endolimfe. Bagian dasar skala vestibuli berhubungan dengan tulang sanggurdi melalui suatu jendela berselaput yang disebut tingkap oval. Sedangkan skala timpani berhubungan dengan telinga tengah melalui tingkap bundar. Skala media terdapat diantara skala vestibuli dan skala timpani. Skala media bagian bawah dibatasi oleh membran basilaris. Diatas membran basilaris terdapat organ korti yang berisi ribuan sel rambut sebagai reseptor yang berfungsi mengubah getaran suara menjadi impuls.. Reseptor tersebut berhubungan dengan serabut saraf yang bergabung membentuk saraf pendengar (saraf auditori)dari saraf otak

C. Proses terjadinya Pendengaran
Indera keseimbangan merupakan indera khusus yang terdapat di dalam telinga. Indera keseimbangan letaknya dekat indera pendengaran, yaitu di bagian belakang labirin dan terdiri dari urtikulus, sakulus, serta tiga kanalis semi-sirkularis. Kelima struktur ini berperan dalam pengaturan keseimbangan tubuh kita.

Proses terjadinya Pendengaran

Telinga dapat mendengar jika ada gelombang suara, gelombang suara akan dikumpulkan oleh daun telinga, kemudian disalurkan ke saluran telinga luar. Adapun proses mendengar pada telinga kita adalah:

Gelombang Suara masuk melalui telinga luar ⇒ Masuk ke membran timpani ⇒ Membran Timpani mengubah gelombang suara menjadi getaran ⇒ Getaran Diteruskan ke Koklea (Rumah Siput ⇒ Getaran membuat cairan di rumah siput bergerak ⇒ Pergerakan cairan merangsang berbagai reseptor rambut di koklea (rumah siput) ⇒ Sel rambut akan bergetar ⇒ Getaran akan dikirim melalui saraf sensoris menuju otak dalam bentuk impuls ⇒ Otak menerima impuls dan menerjemahkannya sebagai suara