Makalah Periskop

Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya KATA PENGANTAR Puji Syukur atas Kehadirat Tuhan yang Maha Esa atas segala limpahan Rahmat, Taufik, dan Hidayahnya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dalam bentuk dan isinya yang sangat sederhana dan memiliki banyak kekurangan. Semoga makalah ini dapat berguna sebagai pedoman atau petunjuk bagi pembaca. Harapan kami, semoga makalah ini dapat membantu menambah pengetahuan bagi para pembaca, sehingga kami dapat memperbaiki bentuk maupun isi makalah ini agar kedepannya menjadi lebih baik. Makalah ini kami susun dengan masih banyak kekurangan sehingga kami harapkan kepada para pembaca untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini. Surabaya, 19 Mei 2015 Penyusun 1 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya DAFTAR ISI 1. Kata Pengantar……………………………………………………………………. 1 2. Daftar Isi…………………………………………………………………………… 2 3. Bab I ✓ Latar Belakang…………………………………………………………………. ✓ Rumusan Masalah……………………………………………………………... 3 3 ✓ Tujuan Masalah………………………………………………………………… 4 4. Bab II ✓ Pengertian Periskop dan bagian-bagiannya…………………………………. 5 ✓ Sejarah Periskop………………………………………………………………… 6 ✓ Bagian-bagian Periskop………………………………………………………… 6 ✓ Cara Kerja Periskop…………………………………………………………….. 7 ✓ Periskop Modern……………………………………………………………….. 9 ✓ Contoh Soal dan Penyelesaian………………………………………………… 11 5. Bab III ✓ Kesimpulan……………………………………………………………………… 12 ✓ Saran……………………………………………………………………………… 12 6. Daftar Pustaka………………………………………………………………………... 13 2 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dewasa ini perkembangan teknologi semakin pesat, sejalan dengan perkembangan daya pikir manusia yang terus meningkat dari waktu ke waktu. Kecenderungan manusia yang selalu tidak puas dengan teknologi yang telah ada, kemudian melakukan penelitian-penelitian yang kemudian melahirkan ilmu pengetahuan dan teknologi baru dalam segala bidang kehidupan. Seperti halnya periskop. Periskop identik dengan kapal selam sehingga sering diibaratkan sebagai mata kapal selam. Periskop ditemukan dan dikembangkan untuk membantu melihat benda di bawah atau di atas pengamat. Meskipun memiliki prinsip kerja yang sederhana namun periskop memiliki bagian alat-alat yang kompleks. Awalnya kapal selam dibangun tanpa periskop. Hal ini menyebabkan ketika kapal selam berada di dalam laut, para awak mengalami kebutaan karena tidak dapat melihat apapun. Kemudian barulah pada tahun 1814, marie davey, seorang warga Perancis, mendesain sebuah pipa sebagai alat pengamatan atau penglihatan. Kebutuhan terhadap benda ini menjadi alasan mengapa periskop tercipta. Periskop memudahkan kerja dari para awak kapal selam masa itu. B. Rumusan Masalah 1. Apakah periskop itu dan istilah penting apa yang terdapat pada periskop? 2. Apa saja bagian-bagian periskop? 3. Bagaimana sejarah periskop? 4. Bagaimana cara kerja periskop sederhana cermin datar dan prisma? 5. Apakah periskop modern itu dan apa saja yang dimiliki periskop modern? 3 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya C. Tujuan Masalah 1. Untuk mengetahui bagaimana periskop itu. 2. Untuk mengetahui bagian-bagian periskop. 3. Untuk mengetahui sejarah periskop. 4. Untuk mengetahui cara kerja bagaimana periskop sederhana cermin datar dan prisma. 5. Untuk mengetahui bagaimana periskop modern serta apa saja yang dimiliki periskop modern tersebut. 4 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya BAB II PEMBAHASAN A. PENGERTIAN PERISKOP Periskop merupakan alatoptik untuk mengamati suatu objek dari posisi tersembunyi. Periskop sederhana dapat dibuat dengan menggunakan tabung yang diberikan cermin paralel yang saling berhadapan dengan sudut 45° pada setiap sisinya. Periskop sederhana sering digunakan sebagai alat untuk melihat ketika dihalangi kerumunan orang. Periskop yang canggih biasa ditemukan pada kendaraan tempur lapis baja dan kapal selam. Didalam periskop terdapat 2 buah cermin. Periskop kapal selam mempunyai diameter 10 sampai 15 cm. Istilah periskop umumnya digunakan untuk menyebut keseluruhan system instrument dari periskop. Akan tetapi terdapat istilah-istilah khusus pada setiap instrument diperiskop. http://www.rumus-fisika.com/2014/03/alat-optik-periskop.html# (diakses tanggal 9 April 2015) Berikut adalah istilah-istilah penting pada periskop yaitu : 1. Altiskop merupakan istilah yang dipakai untuk periskop yang prisma bagian atasnya sudah dihilangkan. Pemandangan yang tampak berasal langsung dari atas puncak periskop. 2. Altiperiskop merupakan istilah yang digunakan untuk instrumen yang menggabungkan kualitas altiskope dan periskop. Terkadang instrument ini disebut sebagai altiskop – periskop atau alti-azimuth. 3. Unifokal dan bifocal merupakan istilah untuk menyebutkan instrumen yang memiliki kekuatan lensa 1 dan 2. 5 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya 4. 5. 6. 7. Periskop malam merupakan istilah yang digunakan untuk desain periskop yang memiliki 2 transmisi tinggi dan dapat melakukan pembesaran diameter pupil. Attack periskop merupakan istilah yang dipakai untuk periskop yang memiliki diameter minimum karena terbatasnya transmisi dan diameter. Metreskop merupakan istilah yang digunakan untuk desain periskop yang utama guna menentukan jarak objek. Azimuth stabil merupakan istilah yang digunakan untuk alat yang memiliki kabel vertikal di periskop. Alat ini untuk membantu menentukan posisi azimuth. Peralatan ini mampu memperkirakan kecepatan dari kapal musuh. http://www.anneahira.com/keguanaan-periskop.htm (diakses tanggal 15 April 2015) B. Sejarah Periskop Thomas H. Doughty, seorang warga Amerika Serikat, dipercaya sebagai penemu awal periskop. Penemuannya ini bukan sebagai hasil studi dan penelitiannya, tetapi penemuannya karena berangkat dari sebuah keterpaksaan. Kejadian ini berawal saat Doughty menjadi pengamat monitor Osage . Tiba–tiba sekutu Calvary menyerang kapal Union dari pinggi rsungai. Saat itu kapal tidak dilengkapi peralatan sehingga tidakdapat melihat dsersh pinggir sungai. Dari sinilah, Doughty mencari metode baru yang harus dapat digunakan untuk melihat pantai dan kemudian mengambil pipa dan menaruh kaca-kaca di dalam pipa tersebut. Peralatan ini akhirnya dapat membantu pengamatan kru Osage sehingga melumpuhkan serangan lawan. http://www.anneahira.com/keguanaan-periskop.htm (diakses tanggal 15 April 2015) C. Bagian-bagian Periskop Bagian-bagian dari periskop: 1 - Eyepiece 6 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya 2 - Diagonal prism 3 - Handle 4 - 6 - Erecting lenses 5 - Periscope tube 7 - Field lens 8 - Lens 9 - Head diagonal prism 10 – Window D. Cara Kerja Periskop • Periskop Sederhana Cermin Datar 7 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya Sifat Cermin Datar Sifat-sifat bayangan pada cermin datar, antara lain : 1) Jarak bayangan pada cermin sama dengan jarak benda pada cermin, 2) Bayangan bersifat maya, 3) Ukuran bayangan yang terbentuk sama dengan ukuran benda, 4) Bayangan bersifat simetris (berlawanan) dengan benda 5) Bayangan yang terbentuk sama persis dengan benda bentuk bendanya. seputarpendidikan003.blogspot.com (diakses tanggal 24 mei 2015) Sehingga apabila cermin datar ini digunakan dalam periskop maka hasil bayangan yang ditangkap mata kita sama seperti sifat cermin datar. Dengan Perkembangan jaman periskop cermin datar ini kurang efisien karena ada beberapa kelemahan yaitu 1. Cermin datar tidak dapat memfokuskan berkas-berkas sinar pararel 2. Kurang efisien melihat benda yang letaknya jauh 3. Ketika minim cahaya, periskop cermin datar tidak bekerja secara maksimal karena cermin datar tidak bisa mengumpulkan cahaya . 4. Cermin datar tidak tepat digunakan pada periskop yang berukuran panjang karena bayangan yang ditangkap tidak jelas 8 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya Cara Kerja Prinsip kerja periskop adalah membentuk bayangan dengan melakukan pemantulan pada dua permukaan cermin datar yang dipasang atau disusun secara sejajar dan diposisikan miring agar mengarah ke pengamat, lalu pemantulan tersebut diteruskan kepada pengamat. Cahaya yang dipantulkan oleh obyek akan dipantulkan oleh cermin pertama yang berada diatas cermin kedua yang dipasang sejajar. Lalu cermin kedua memantulkan kembali cahaya yang bergerak lurus dan dipantulkan oleh cermin pertama ke pengamat. Cermin yang disusun secara berlawanan dengan sudut 45 derajat. Cahaya yang terkumpul di cermin atas kemudian diarahkan menuju cermin di dasar periskop sehingga nahkoda kapal dapat melihat bayangan benda yang ada di depan periskop di atas permukaan laut. http://www.rumus-fisika.com/2014/03/alat-optik-periskop.html# (diakses tanggal 9 April 2015) Periskop Sederhana Prisma Keunggulan pada prisma 1 .Prisma yang ada pada periskop ini beda dengan prisma biasa . Prisma yang digunakan adalah prisma pemantul. Prisma ini dapat mementulkan dengan sempurna, ini dikarenakan prisma ini memiliki sudut kritis kurang dari 42°. 9 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya Sudut ini kurang dari 45° , suatu yang menguntungkan yang memungkinkan pemakaian dalam berbagai alat optik mempunyai sudut 45°-45°-90° sebagai bidang-bidang pantul yang sempurna. 2 Sifat pemantulan prisma itu permanen, takkan kabur-kabur. Prisma yang memiliki sifat ini adalah prisma porro Zemansky, Sears.Fisika Untuk Atom.1962.Bandung.BINATJIPTA. Cara Kerja 10 Universitas III Optika dan Fisika Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya Prisma juga digunakan pada periskop. Periskop terdiri atas dua buah prisma siku-siku sama kaki dan dua buah lensa positif sebagai lensa objektif dan lensa okuler. Jalannya sinar pada periskop adalahsebagai berikut. 1. Sinar sejajar dari benda yang jauh menuju ke lensa obyektif. 2. Prisma P1 memantulkan sinar dari lensa objektif menuju ke prisma P2. 3. Oleh prisma P2 sinar tersebut dipantulkan lagi dan bersilangan di depan lensa okuler tepat di titik fokus lensa okuler. http://www.slideshare.net/widiameitrisari/06-bab-5-41680583 April 2015) (diakses tanggal 15 Penjelasan : Prisma dipasang dengan sudut tertentu yaitu dengan sudut 45°. Banyak peralatan optic seperti teropong, periskop menggunakan pantulan internal sempurna di dalam sebuah prisma untuk memantulkan cahaya. Keuntungan menggunakan prisma dalam alat-alat optic seperti periskop adalah bahwa hampir 100 persen cahaya dipantulkan, ssementara cermin yang terbaik pun memantulkan kurang kurang dari 10 persen. Diameter lensa lebih kecil dibandingkan dengan radius kelengkungan kedua Giancoli C.Douglas.2001.Fisika Edisi ke-5 terjemahan.Jakarta.Erlangga 11 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya Periskop Dengan Banyak Lensa Sifat Lensa Positif Jarak benda lebih kecil daripada panjang fokus lensa cembung (s > f) – Maya artinya berkas cahaya tidak melewati bayangan – Tegak atau tidak terbalik – Semakin jauh benda dari lensa cembung, ukuran bayangan semakin besar – Semakin jauh benda dari lensa cembung, bayangan semakin jauh dari lensa cembung Jarak benda sama dengan panjang fokus lensa cembung (s = f) – Nyata artinya berkas cahaya melewati bayangan tersebut – Tegak – Diperbesar – Bayangan berada pada jarak berhingga Jarak benda lebih besar daripada panjang fokus lensa cembung (s > f) – Nyata artinya berkas cahaya melewati bayangan tersebut – Terbalik – Semakin jauh benda dari lensa cembung, ukuran bayangan semakin kecil – Semakin jauh benda dari lensa cembung, semakin dekat bayangan dari lensa cembung http://gurumuda.net/sifat-bayangan-lensa-cembung.htm (diakses tanggal 25 mei 2015) Keunggulan Periskop Lensa Cembung 1. Periskop yang menggunakan lensa positif dapat melihat objek dengan jelas karena lensa positif bersifat konvergen. 2. Lensa ini dapat memfokuskan objek . 3. Bayangan yang ditangkap jelas sehingga kru kapal selam tidak kesulitan melihat objek . 12 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya Periskop yang dikembangkan ini menggunakan prisma dan lensa seperti pada gambar. Mengapa periskop ini menggunakan prisma dan lensa ? Penggunaan lensa pada periskop jenis ini adalah sebagai tanda kemajuan ilmu pengetahuan di bidangnya. Penggunaan lensa konvergen ini adalah untuk memfokuskan berkas-berkas parallel pada satu bagian kecil yang hampir berupa titikjika permukaan lensa. Berkas-berkas parallel dapat terbentuk karena benda yang sangat jauh untuk dibentuk menjadi bayangan yang tajam. Jika berkas sinar parallel jatuh pada lensa dengan suatu sudut,berkas-berkas tersebut akan terfokus pada satu titik. Lensa konvergen ini bermanfaat jika berkas-berkas sinar parallel untuk menjadi berkumpul di suatu titik pada lensa. bayangan yang telah terfokuskan akan dipantulkan atau ditransmisikan ke prisma. Oleh prisma yang dipasang dengan sudut tertentu (45°) akan terjadi pemantulan internal sempurna. 13 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya Giancoli C.Douglas.2001.Fisika Edisi ke-5 terjemahan.Jakarta.Erlangga D. Periskop Modern Desain awal periskop dimana desain ini dapat dilipat yang dibuat pada akhir abad 19 oleh Simon Lake. Desain ini disebut Omniskop atau Skalomniskop yang memperbaiki desain pipa periskop pertama. Selanjutnya, peralatan ini dikembangkan agar pipa dapat ditinggikandan diputar dengan tangan..Meskiun desain periskop saat itu sudah mengalami perkembangan, tetapi masih saja terdapat beberapa kelemahan. Ketika kapal melaju dengan kecepatan rata-rata yang rendah kemudian kecepatan dinaikkan , maka tekanan akan terjadi. Tekanan ini megenai pipa dan mengaburkan pandangan dari periskop. Akhirnya, desain periskop pun dikembangkan lagi dengan memberikan pipa ganda. Satu pipa berada diluar untuk menahan tekanan dan pipa didalam kapal sebagai lensanya. Kesulitan terbesar yang dihadapi dalam 14 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya pengembangan periskop adalah ketika terjadi rotasi atas prisma. Hal ini menyebabkan pemandangan terlihat terbalik. Desain peralatan kemudian diperbaiki lagi. Jerman menjadi negara yang melakukan pengembangan atas periskop modern. Meskipun begitu, prinsip dasarnya masih sama. Di mana refleksi objek melalui kaca atau prisma didesain pada pipa. Beriring berjalannya waktu muncul lagi periskop generasi baru yang dinamakan Photonic Mast. Photonic mast tidak menggunakan prisma dan lensa seperti di periskop biasa. Komponenkomponennya merupakan komponen elektronik canggih yang berfungsi sebagai unit sensor elektro-optik yang bisa menyediakan tampilan visual, sarana navigasi kapal, serta berbagai fungsi komunikasi lainnya. Sensor multifungsi ini terletak pada bagian yang dapat berotasi (rotating head). Photonic mast dilengkapi dengan tiga buah kamera canggih, yang meliputi kamera yang bisa menampilkan warna (color camera), kamera hitam-putih yang memiliki resolusi tinggi, serta kamera infra merah. Selain ketiga kamera ini, terdapat pula sebuah kamera khusus yang digunakan pada saat-saat khusus (mission criticalcontrol camera). Kamera khusus ini terletak di bagian yang khusus pula (bebas tekanan dan tahan guncangan). Untuk melengkapi sistem kamera ini terdapat pula eyesafe laser range finder yang berfungsi untuk menyediakan informasi akurat mengenai target yang sedang dipantau, serta untuk membantu proses navigasi. Semua gambar dan data visual yang berhasil dikumpulkan oleh photonic mast yang canggih ini kemudian dikirimkan ke ruang kendali dengan menggunakan serat optik. Masing-masing kapal selam masa depan ini akan memiliki dua photonic mast yang mampu menyediakan informasi yang benar-benar akurat dan lengkap. Kedua photonic mast ini dapat dikendalikan dengan bantuan joystick yang tersedia di dua stasiun dalam kapal. Masingmasing stasiun memiliki dua layar (layar datar) yang digunakan untuk menampilkan data visual yang sudah didapatkan tadi. Gambar-gambar yang berhasil didapatkan itu pun dapat langsung direkam sehingga bisa menjadi dokumentasi yang berharga.Pada periskop biasa, hanya satu orang yang bisa melihat secara langsung keadaan di permukaan laut (melalui eyepiece). Jika kru lain ingin melihat pula kondisi permukaan, maka mereka harus bergantian mengintip eyepiece periskop.Ini sangat merepotkan dan tidak praktis. Kedua layar tampilan yang tersedia pada desain kapal selam yang menggunakan photonic mast memberikan solusi yang memuaskan. Dengan adanya kedua layar tersebut semua kru yang berada di stasiun 15 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya dapat melihat secara detil kondisi permukaan laut. Kelebihan lain desain baru ini adalah ukurannya yang sangat kecil. Periscope well yang menjadi ‘markas’ photonic mast tidak lagi menjulur dari dasar sampai sail, justru periscope well desain baru ini hanya terletak di bagian sail saja sehingga ruang kendali dapat diposisikan di bagian yang lebih luas dan tidak sempit. Dengan photonic mast, kapal selam tidak lagi ‘buta’ dan terkucilkan dari dunia. Faktor keselamatan pun dapat ditingkatkan karena canggihnya teknologi yang melingkupi kapal selam masa depan ini. http://www.yohanessurya.com/download/penulis/Teknologi_08.pdf ( diakses tanggal 14 April 2015) 16 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya E. Contoh Soal dan Pembahasan Soal : Sebuah periskop yang bocor,periskop ini menggunakan 2 prisma 45°-45°-90° dengan internal total pada sisi-sisi yang berdekatan ke sudut-sudut 45° .Karena bocor prisma yang di bawah tertutup dengan air . Terangkan mengapa periskop iu tidak dapat digunakan ? Penyelesaian : Sudut Kritis untuk air (na = 1,33) diatas kaca (nk = 1,52) adalah Sudut kritis = arc sin na/nk = arc sin 1,33/1,52 = 61° Sudut masuk 45° untuk sebuah prisma yang merefleksikan secara total lebih kecil dari pada sudut kritis 61° ehingga tidak terjadi refleksi internal pada batas kacaair. Kebanyakan cahaya itu ditransmisikan kedalam air dan sangat sedikit yang di refleksikan kembali ke dalam prisma itu. https://books.google.co.id/books?id=Wx0EKdmYJLEC&pg=PA506&lpg=PA506&dq= periskop+menggunakan+prisma&source=bl&ots=2nlnOccj32&sig=ov6tmf7mKjFox2 kTmHh8moLjYYs&hl=id&sa=X&ei=NuRZVcPXOYGTuAS5wIHACw&redir_esc=y# v=onepage&q=periskop%20menggunakan%20prisma&f=false (diakses tanggal 18 Mei 2015) 17 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Dari pembahasan di atas,dapatdisimpulkanbahwa : 1. Periskop pada saat ini pemakaiannya hanya sebatas untuk kapal selam dan tank saja. Belum ada pemanfaatan periskop dalam kehidupan sehari-hari. 2. Periskop sederhana terdiri 2 jenis,yaitu periskop yang menggunakan cermin dan periskop yang menggunakan prisma. 3. Saat ini telah ditemukan periskop yang lebih canggih yaitu dengan menggunakan kamera dan sensor. B. Saran Diharapkan masyarakat dalam memahami prisnsip dan cara kerja periskop agar dapat lebih dikembangkan pemanfaatanya dalam kehidupan sehari-hari. 18 Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya DAFTAR PUSTAKA http://www.rumus-fisika.com/2014/03/alat-optik-periskop.html# (diakses tanggal 9 April 2015) http://www.yohanessurya.com/download/penulis/Teknologi_08.pdf ( diakses tanggal 14 April 2015) http://www.slideshare.net/widiameitrisari/06-bab-5-41680583 April 2015) (diakses tanggal 15 http://www.anneahira.com/keguanaan-periskop.htm (diakses tanggal 15 April 2015) https://books.google.co.id/books?id=Wx0EKdmYJLEC&pg=PA506&lpg=PA506&dq= periskop+menggunakan+prisma&source=bl&ots=2nlnOccj32&sig=ov6tmf7mKjFox2 kTmHh8moLjYYs&hl=id&sa=X&ei=NuRZVcPXOYGTuAS5wIHACw&redir_esc=y# v=onepage&q=periskop%20menggunakan%20prisma&f=false (diakses tanggal 18 Mei 2015) http://gurumuda.net/sifat-bayangan-lensa-cembung.htm (diakses tanggal 25 Mei 2015) Giancoli C.Douglas.2001.Fisika Edisi ke-5 terjemahan.Jakarta.Erlangga Zemansky, Sears.Fisika Untuk Atom.1962.Bandung.BINATJIPTA. 19 Universitas III Optika dan Fisika