ABERASI DAN RESOLUSI

13 August 2016 11:48:19 Dibaca : 179 Kategori : TUGAS FISDAS

BAB I
Pendahuluan
Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari tentunya kita dapat menemukan banyak contoh alat optik yang bermanfaat bagi kehidupan kita. Misalnya saja cermin. Dapat kita ketahui bahwa cermin banyak memberikan manfaat yang beragam, seperti pada pengendara mobil atau sepeda motor menjaminkan sebagian keselamatannya padaapa yang dilihat pada kaca spion, para pengamat astronom menggunakan teropong pantul dalam mengamati benda-benda langit, mikroskop yang digunakan para ilmuanuntuk meneliti organisme berukuran mikro, dan lain sebagainya tergantung pemanfaatannya. Pada makalah inim kami akan membahas tentang aberasi lensa dan cerin serta resolusi berbagai alat optik dan yang berhubungan dengan sinar x serta aplikasinya pada kehidupan manusia. Ada banyak jenis aberasi yang bisa terjadi, diantaranya aberasi speris (koma, distorsi, astigmatisme), aberasi kromatik, aberasi monokromatik (aberasi defokus, aberasi kurva medan). Teori aberasi dapat dimanfaatkan untuk menguji kesempurnaan suatu lensa berdasarkan sifat aberasinya. Tingkat kesempurnaan lensa tidak bergantung pada besar kecilnya panjang fokusnya tetapi bergantung pada tingkat kelengkungan permukaan lensa tersebut karena dengan kelengkungan permukaan lensa yang digunakan semakin kecil akan semakin mengurangi sifat aberasi sferis dari lensa.
Tujuan
Untuk memenuhi tugas fisika dasar 2 yang diberikan dosen pembimbing
Untuk memperdalam wawasan pembaca tentang aberasi lensa dan cermin beserta resolusi

BAB II
Pembahasan
Aberasi lensa dan cermin
Aberasi disebut juga kesesatan atau kecacatan lensa. Aberasi adalah kelainan bentuk bayangan yang dihasilkan oleh lensa atau cermin. Suatu kesalahan dalam system optis sehingga bayangan yang terjadi tidak sama dengan bendanya. Pada lensa atau cermin, kadang-kadang terbentuk bayangan yang tidak dikehendaki. Misalnya timbulnya jumbai-jumbai berwarna di sekitar bayangan. Hal ini terjadi jika semua sinar dari sebuah objek titik tidak difokuskan pada sebuah titik bayangan tunggal,sehingga muncul bayangan yang tidak hanya satu atau munculnya bayangan buram yang dihasilkan inilah yang disebut aberasi.
Aberasi optik adalah degradasi kinerja suatu sistem optik dari standar pendekatan paraksialoptika geometris. Degradasi yang terjadi dapat disebabkan sifat-sifat optik dari cahaya maupun dari sifat-sifat optik sistem kanta sebagai medium terakhir yang dilalui sinar sebelum mencapai mata pengamatnya.
Aberasi Khromatik
Aberasi kromatik adalah : pembiasan cahaya yang berbeda panjang gelombang pada titik fokus yang berbeda.

Cahaya tersebut terurai menjadi beberapa panjang gelombang (atau warna) dengan lintasan yang bergantung pada panjang gelombang tersebut. Aberasi kromatik dapat dikurangi dengan menggunakan lensa tambahan, seperti lensa akromatis yang diletakkan di depan lensa atau dengan lensa gabungan aplanatis yang terdiri dari dua lensa yang jenis kacanya berlainan.
Aberasi Sferis
Adalah gejala kesalahan terbentuknya bayangan yang diakibatkan pengaruh kelengkungan lensa atau cermin. Aberasi semacam ini akan menghasilkan bayangan yang tidak memenuhi hukum-hukum pemantulan atau pembiasan. Pembentukan bayangan pada lensa tipis sejauh ini adalah pembentukan bayangan oleh sinar-sinar paraksial atau sinar-sinar yang dekat dengan sumbu utama lensa sehingga bayangan yang terbentuk terkesan sangat jelas dan tajam. Pada kenyataannya, bayangan yang dibentuk oleh lensa tidak selalu tajam, bahkan bisa saja terlihat kabur (buram). Cacat bayangan seperti ini disebabkan oleh berkas sinar yang jauh dari sumbu utama tidak dibiaskan sebagaimana yang diharapkan. Berkas sinar sejajar yang jauh dari sumbu utama dibiaskan lensa tidak tepat di fokus utama, tetapi cenderung untuk mendekati pusat optic.
Semakin jauh dari sumbu utama, berkas sinar sejajar ini akan semakin mendekati pusat optik lensa. Cacat inilah yang disebut aberasi sferis. Aberasi ini dapat dihilangkan dengan mempergunakan diafragma yang diletakkan di depan lensa atau dengan lensa gabungan aplanatis yang terdiri dari dua lensa yang jenis kacanya berlainan

Untuk titik benda di luar sumbu lensa, terjadi aberasi tambahan. Berkas-berkas yang melewati bagian berbeda dari lensa menyebabkan penghamburan bayangan yang nonosirkuler. Kita tidak akan membahas rinci tetapi hanya menekankan bahwaada dua efek. Koma (karena bayangan berbentuk komet dan bukn lingkaran) dan astigmatisme lepas sumbu lebih jauh lagi titik bayangan untuk benda diluar sumbu tetapi berada pada jarak yang sama pada lensa tidak jauh dari bidang yang rata tetapi pada permukaan yang lengkung yaitu bidang fokus tidak rata.
Resolusi
Kemampuan lensa untuk membebaskan bayangan dari dua titik benda yang sangat dekat disebut resolusi. Makin dekat dua bayangan dan tetap dapat terlihat terpisah (bukan beruap bulatan yang tumpang tindih) makin tinggi resolusinya. Resolusi lensa kamera misalnya sering kali dinyatakan dengan garis permililiter. Dan dapt ditentukan dengan memfoto serangkaian garis paralel standar pada film yang halus. Jarak minimum antara garis yang masih bisa dilihat pada film dengan menggunakan lensa tersebut menunjukan resolusinya.
Dua faktor utama dan mendasar yang membatasi resolusi lensa yang pertama adalah aberasi lensa. Sebagaimana kita lihat, karena aberasi sferis dan yang lainnya, benda titik bukan mrerupakan titik bayangan melainkan lingkaran kecil. Rancangan yang teliti dari lensa gabungan dapat memperkecil aberasi dengan culup berarti, tetapi tidak bisa dihilangakan sepenuhnya. Faktor kedua yang mendasari resolusi yaitu adalah difraksi, yang tidak bisa dikoreksi karena merupakan hasil alamiah dari sifat gelombang untuk cahaya.
Resolusi teleskop dan mikroskop
Dengan adanya difraksi mikroskop ataupun teleskop tidak dapat dirancang untuk menghasilkan perbesaran berapapun yang diinginkan, bergantung pada pilihan panjang fokus dan kualitas lensa. Penambahan perbesaran diatas batas tertentu hanya menghailkan perbesaran pada pola difraksi. Hal ini sangat menyesatkan karena kita mungkin berfikir bahwa kita melihat detil sebuah benda ketika kita melihat dengan seksama detil pola difraksi, persamaan Rayleigh :
θ = 1,22λ/D
persamaan ini berlaku untuk mikroskop maupun teleskop dimana D adalah diameter lensa obyektif.
Difraksi menentukan batas ahir pada detil yang dapat terlihat pada benda apapun. tidak mungkin menguraikan detil dari benda yang lebih kecil dari panjang gelombang radiasi yang digunakan. Ini merupakan aturan praktis yang berguna.

Resolusi mata manusia dan perbesaran yang penting
Resolusi mata manusia dibatasi oleh beberapa faktor, semuanya dengan orde yang sama. Resolusi yang baik terdapat di fovea dimana jarak kerucut paling kecil sekitar 3000 nm. Diameter pupil bervariasi dari sekitar 0,1 cm sampai 0,8 cm. Sehingga untuk panjang gelombang=550 nm diman sesivitas mata paling tinggi. Batas difraksi adalah sekitar θ = 1,22λ/D = 8 x 10-5 radian sampai 6 x 10-4 rad. Karena panjang mata sekitar 2 cm ini berhubungan dengan daya urai s = (8x10-5rad)(2x 10-2m) = 2000 nm aberasi sferis dan kromatik juga membatasi resolusi sekitar 10000 nm. Hasil total adalah bahwa mata dapat menguraikan yang pemisahan angulernya sekitar 5 x 10 -4 rad terbaiknya. Ini berhubungandengan benda-benda yang dipisahkan oleh 1 cm pada jarak sekitar 20 m.

Mikroskop khusus dan kontras
Semua daya urai yang bisa di dapatkan mikroskop akan tidak berguna jika benda yang akan dilihat tidak bisa di pisahkan dari latar belakangnya. Perbedaan kecerahan antara bayangan benda dan bayangan lingkungan disebut kontras. Mendapatkan kontras tinggi merupakan massalah penting pada mikroskopi dan bentuk lain dari pembentukan bayangan.
Mikroskop interfase menggunakan properti gelombang dari cahaya secara langsung. Ini merupakan satu dari alat bantu yang paling efektif untuk menambah kontras pada benda transparan.
Mikroskop kontras fase juga menggunkan interferensi dan perbedaan fase untuk menghasilkan bayangan dengan kekontrasan tinggi. Walaupun ada batasan tertentu mikroskop ini jauh lebih mudah dibuat dan dipakai dari mikroskop interferensi. Untuk mendeskripsikan cara kerja mikroskop kontras fase secaraa rinci kita harus membahas teori difraksi darri pembentukan bayangan, bagaimana pola difraksi yang dihasilkan oleh setiap titik pada benda berperan pada bayangan ahir. Mikroskop fase kontras menggunakan kondensor khusus yang membantu dalam membuang cahaya keluar dari fase. Ini membantu lulus cahaya melalui objek pada kecepatan yang berbeda. Mikroskop fase kontras adalah salah satu jenis mikroskop yang digunakan dalam biologi untuk melihat spesimen tak bercacat. Ini adalah salah satu jenis mikroskop yang digunakan untuk mempelajari sel-sel dan bagian sel seperti mitokondria, lisosom, badan Golgi menggunakan mikroskop fase kontras
Sinar X
Pada tahun 1895 W.C Roentgen (1845-1923) menemukan bahwa ketika elektron dipercepat dengan tegangan tinggi pada tabung hampa udara dan dibiarkan menumbuk permukaan kaca (atau logam) di dalam tabung. Mineral flueorosen dengan jaarak tertentu darinya akan bersinar dan film fotografi akan terkena cahaaya. Roentgen menghubungkan efek ini ke suatu jenis radiasi baru. Efek ini diberi nama sinar X dari simbol aljabar x yang berarti besaran yang tidak diketahui. Penelitan mengenai sinarr x menunjukan bahwa sinar ini bukan merupakan partikel bermuatan sperti elektron karena tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik atau magnet. Diperkirakan sinar ini merupakan bentuk sinar tak tampak. Bagaimanapun sinar ini tidak menunjukan efek difraksi atau interferensi dengan menggunakan kisi biasa. Tentu saja jika panjang gelombangnya jauh lebih kecil dari jarak kisi biasa.
Computer Tomography (CT) Scanner merupakan alat diagnostik dengan teknik radiografi yang menghasilkan gambar potongan tubuh secara melintang berdasarkan penyerapan sinar-x pada irisan tubuh yang ditampilkan pada layar monitor.CT-Scan merupakan alat penunjang diagnosa yang mempunyai aplikasi yang universal untuk pemeriksaan seluruh organ tubuh, seperti sususan saraf pusat, otot dan tulang, tenggorokan, hingga rongga perut.Pada tahun 1972,
Godfrey N. Hounsfield dan J. Ambrose yang bekerja di Central Research Lab of EMI, di Inggris menghasilkan Gambar klinis pertama dengan CT-Scan (Computed Tomography Scan).Dan merupakan tanda awal perkembangan diagnostic imajing. Dua tahun kemudian, enam puluh unit CT terpasang, yang digunakan hanya terbatas pada pemeriksaan CT kepala saja, namun pada tahun 1975 digunakan untuk CT-Scan seluruh tubuh atau Whole Body scanner untuk pertama kalinya, sehingga tahun 1979, Hounsfield dan Cormack dianugerahi hadiah nobel. Sepuluh tahun kemudian, W.A. Kalender dan P. Vock melakukan pemeriksaan klinis pertama dengan menggunakan Spiral CT. Dan pada tahun 1998 awal Multi Slice CT (MSCT) dengan 4 slice diperkenalkan. Pada tahun 2000dikembangkan PET/CT system, kemudian di tahun 2001 telah dikembangkan CT Scan 16 slice. Pada tahun 2004 dikembangkan teknik CT Scan 64 slice untuk aplikasi klinik, seperti pemeriksaan untuk memperjelas adanya dugaan yang kuat antara suatu kelainan, yaitu : Gambaran lesi dari tumor, hematoma dan abses,
Perubahan vaskuler: malformasi, naik turunnya vaskularisasi dan infark, Braincontusion, Brainatrofi, Hydrocephalus, dan Inflamasi.


BAB III
Penutup
Kesimpulan
Aberasi optik adalah degradasi kinerja suatu sistem optik dari standar pendekatan paraksialoptika geometris. Degradasi yang terjadi dapat disebabkan sifat-sifat optik dari cahaya maupun dari sifat-sifat optik sistem kanta sebagai medium terakhir yang dilalui sinar sebelum mencapai mata pengamatnya. Kemampuan lensa untuk membebaskan bayangan dari dua titik benda yang sangat dekat disebut resolusi. Mikroskop interfase menggunakan properti gelombang dari cahaya secara langsung. Ini merupakan satu dari alat bantu yang paling efektif untuk menambah kontras pada benda transparan. Mikroskop kontras fase juga menggunkan interferensi dan perbedaan fase untuk menghasilkan bayangan dengan kekontrasan tinggi.

Daftar pustaka

Giancoli, D.2001. fisika edisi 5 jilid 2. Jakarta: Erlangga
Halliday & resnick. 1997. Fisika universitas. Jakarta : Erlangga