7.2 Peralatan Optik

Fungsi peralatan optik dihubungkaitkan dengan jenis imej—nyata atau maya—dan saiz imej yang dibentuk oleh kanta.
Saiz imej bergantung pada kedudukan objek dari pusat kanta.
Contoh termasuk kanta pembesar, mikroskop, teleskop astronomi, kamera, telefon pintar, projektor LCD, cermin mata dan televisyen litar tertutup (CCTV).

Pembentukan Imej Akhir oleh Mikroskop

Mikroskop menggunakan dua kanta cembung, iaitu kanta objek dan kanta mata.

Letakkan objek di antara $F_{o}$ dengan $2 F_{o}$ kanta objek.
Kanta objek membentuk imej pertama, $I_{o}$ , lebih jauh dari $2 F_{o}$ .
Imej pertama bersifat nyata, songsang dan dibesarkan lalu bertindak sebagai objek bagi kanta mata.
Imej pertama berada di antara $F_{e}$ dengan pusat optik, $O$ , kanta mata.
Kanta mata bertindak sebagai kanta pembesar dan membentuk imej maya, tegak dan dibesarkan berbanding dengan imej pertama.
Imej akhir, $I$ , bersifat maya, songsang dan dibesarkan berbanding dengan objek asal.

Simbol:

$F_{o}$ : titik fokus kanta objek
$F_{e}$ : titik fokus kanta mata
$I_{o}$ : imej pertama yang dibentuk oleh kanta objek
$I$ : imej maya akhir

Kuasa Pembesaran Mikroskop

Kuasa pembesaran mikroskop = kuasa pembesaran kanta objek \times kuasa pembesaran kanta mata

Contoh: Kanta objek $= 40 \times$ ; kanta mata $= 4 \times$ .

Kuasa pembesaran = 40 \times 4 = 160 kali

Pilih kanta objek dan kanta mata dengan kuasa pembesaran yang sesuai untuk memerhatikan objek seni yang berbeza saiz.

Pembentukan Imej Akhir oleh Teleskop

Teleskop astronomi ringkas menggunakan dua kanta cembung, iaitu kanta objek dan kanta mata.

Sinar tuju yang selari daripada objek jauh memasuki kanta objek.
Objek dianggap berada di infiniti; kanta objek membentuk imej pertama, $I_{o}$ , pada $F_{o}$ .
Imej pertama bersifat nyata, songsang dan dikecilkan.
Imej pertama diletakkan pada $F_{e}$ kanta mata dan bertindak sebagai objek bagi kanta itu.
Kanta mata membentuk imej maya, tegak dan dibesarkan berbanding dengan imej pertama.
Imej akhir, $I$ , berada di infiniti dan bersifat maya, songsang dan dibesarkan berbanding dengan objek jauh.

Pelarasan Normal dan Teleskop Ringkas

Untuk penglihatan yang lebih selesa pada pelarasan normal:

jarak di antara kanta objek dengan kanta mata = f_{o} + f_{e}

dengan:

$f_{o}$ = panjang fokus kanta objek;
$f_{e}$ = panjang fokus kanta mata.

Aktiviti 7.3 — Tujuan: Membina model teleskop ringkas.

Bahan: Silinder kertas berongga dan pita selofan
Radas: Kanta cembung dengan $f_{o} \geq 10 cm$ , kanta cembung dengan $f_{e} \leq 2 cm$ , pembaris, gunting atau pisau dan pensel

Kenal pasti jenis, saiz dan fungsi setiap kanta teleskop.
Pilih kanta objek dan kanta mata yang dapat menghasilkan imej paling jelas dan terang.
Gunakan gambar rajah sinar pembentukan imej dalam teleskop ringkas sebagai panduan reka bentuk.
Lakarkan teleskop dengan kanta objek dan kanta mata pada hujung bertentangan silinder legap yang berongga.
Bina model berdasarkan lakaran.
Laraskan jarak pemisahan kanta kepada $f_{o} + f_{e}$ untuk pelarasan normal.
Nilai keberkesanan reka bentuk dan buat penambahbaikan.

Silinder mestilah legap supaya cahaya yang tidak dikehendaki tidak memasuki teleskop dan mengganggu imej.
Pada pelarasan normal, jarak pemisahan kanta objek dengan kanta mata ialah $f_{o} + f_{e}$ .

Aplikasi Kanta dalam Peralatan Optik

Peralatan optik	Aplikasi kanta
Kamera / telefon pintar	Membentuk imej untuk foto dan video; kanta kamera yang berbeza memberikan medan penglihatan yang berbeza.
Projektor LCD	Membentuk imej tayangan untuk dilihat pada skrin.
Cermin mata	Membantu mengatasi had keupayaan deria penglihatan manusia.
Kanta pembesar	Menghasilkan imej maya, tegak dan dibesarkan apabila $u$ < $f$ . Kanta air juga dapat berfungsi sebagai kanta pembesar.
CCTV / kamera pengintip	Menggunakan kanta kecil untuk membentuk imej bagi pemantauan dan alat keselamatan.

Kemajuan teknologi optik membolehkan kanta pada telefon pintar dan CCTV hanya setebal beberapa milimeter.
Kanta rata boleh hanya setebal beberapa mikron, dengan $1 mikron = 0.001 mm$ .
Dalam kamera DSLR, panjang fokus mempengaruhi medan penglihatan:
- panjang fokus lebih pendek $\to$ medan penglihatan lebih luas;
- panjang fokus lebih panjang $\to$ medan penglihatan lebih sempit.
Bagi foto yang diambil dari jarak yang sama, kanta $24 mm$ memberikan medan penglihatan yang lebih luas berbanding kanta $70 mm$ .
Sains dan teknologi menyumbang kepada penciptaan peralatan optik yang membantu mengatasi had keupayaan deria penglihatan manusia.