Apa Itu Periskop? Pahami Cara Kerjanya Yuk!

Table of Contents

Pernah nggak sih kalian penasaran gimana caranya kapal selam bisa ngintip ke permukaan air tanpa harus nongolin badannya? Atau mungkin waktu kecil suka bikin mainan yang bisa lihat dari balik tembok? Nah, jawabannya ada pada alat sederhana tapi jenius yang namanya periskop. Jadi, apa sih sebenarnya periskop itu?

Periskop itu intinya adalah sebuah alat optik yang memungkinkan kita melihat sesuatu yang berada di tempat tersembunyi atau terhalang. Bayangin aja, kalau ada tembok tinggi di depan mata, periskop ini kayak “leher” yang panjang dan bisa ditekuk, membawa bayangan objek di seberang tembok itu supaya bisa dilihat mata kita.

Alat ini paling terkenal dipakai di kapal selam, tapi sebetulnya penggunaannya lebih luas dari itu. Prinsip kerjanya memanfaatkan sifat cahaya, khususnya fenomena yang namanya refleksi atau pemantulan. Dengan penataan cermin atau prisma secara cerdas, cahaya dari objek yang ingin dilihat akan dibelokkan sedemikian rupa sehingga sampai ke mata pengamat, meskipun ada rintangan di antaranya. Sederhana banget kan idenya? Tapi efeknya luar biasa.

Cara Kerja Periskop: Mainan Cermin dan Cahaya¶

Jadi, gimana sih periskop itu bisa membelokkan cahaya? Prinsip dasarnya cukup mudah dimengerti. Periskop yang paling sederhana biasanya terdiri dari sebuah tabung kosong dan dua buah cermin datar. Kedua cermin ini dipasang di ujung-ujung tabung, dengan posisi miring. Sudut kemiringan yang umum dipakai adalah 45 derajat terhadap sumbu vertikal tabung.

Begini alurnya:
1. Cahaya Masuk: Cahaya dari objek yang mau kalian lihat (misalnya, pohon di seberang tembok) akan masuk ke ujung atas periskop.
2. Pemantulan Pertama: Cahaya ini kemudian mengenai cermin pertama yang ada di ujung atas. Karena cermin dipasang miring 45 derajat, cahaya itu akan dipantulkan ke bawah, lurus mengikuti tabung periskop. Hukum pemantulan bilang, sudut datang cahaya sama dengan sudut pantulnya. Jadi, kalau cahaya datang tegak lurus ke tabung (sudut datang 45 derajat ke permukaan cermin), dia akan dipantulkan lurus ke bawah.
3. Cahaya Menjalar: Cahaya yang sudah dipantulkan ini akan berjalan lurus melalui tabung periskop.
4. Pemantulan Kedua: Di ujung bawah tabung, ada cermin kedua yang juga dipasang miring 45 derajat. Cahaya yang datang dari cermin atas akan mengenai cermin kedua ini.
5. Sampai ke Mata: Cermin kedua akan memantulkan kembali cahaya tersebut, kali ini lurus ke depan atau ke arah mata pengamat. Jadi, mata kita seolah-olah melihat langsung objek di ujung atas tabung.

Karena pemantulan ini terjadi dua kali, bayangan yang kita lihat lewat periskop sederhana itu biasanya tidak terbalik (baik terbalik secara vertikal maupun horizontal), alias orientasinya sama persis dengan objek aslinya. Ini beda dengan bayangan di cermin datar biasa yang terbalik secara horizontal (kiri jadi kanan, kanan jadi kiri). Kenapa bisa gitu? Karena dua kali pemantulan membatalkan efek pembalikan satu sama lain. Keren ya!

Kenapa Pakai Sudut 45 Derajat?¶

Pemilihan sudut 45 derajat itu bukan tanpa alasan. Sudut ini memastikan bahwa cahaya yang datang tegak lurus dari atas akan dipantulkan tegak lurus ke bawah, dan cahaya yang datang tegak lurus dari dalam tabung akan dipantulkan tegak lurus ke arah pengamat. Ini membuat jalur cahaya jadi efisien dan lurus, sehingga bayangan objek bisa dilihat dengan jelas. Kalau sudutnya beda, cahaya bisa jadi malah mantul ke dinding tabung dan nggak sampai ke mata kita.

Periskop Modern: Bukan Cuma Cermin Biasa¶

Periskop yang tadi kita bahas itu adalah periskop sederhana. Alat ini cocok buat mainan atau keperluan observasi non-kritis. Tapi, untuk aplikasi yang lebih serius seperti di kapal selam atau kendaraan tempur, periskopnya jauh lebih canggih. Mereka nggak cuma pakai cermin, tapi juga pakai prisma.

Keunggulan Prisma¶

Prisma punya keunggulan dibandingkan cermin, terutama prisma yang dilapisi secara khusus (internal reflection prism). Prisma bisa memantulkan cahaya dengan lebih sempurna (hampir 100% refleksi) dan nggak gampang kotor atau rusak permukaannya dibandingkan cermin. Jadi, gambar yang dihasilkan periskop prisma lebih terang dan jelas. Periskop modern sering menggunakan dua prisma, satu di atas dan satu di bawah, menggantikan peran dua cermin pada periskop sederhana.

Selain prisma, periskop canggih juga dilengkapi dengan lensa. Lensa ini fungsinya macam-macam:
* Lensa Objektif: Lensa yang ada di ujung atas, dekat objek yang dilihat. Lensa ini bertugas mengumpulkan cahaya dari objek.
* Lensa Eyepiece (Okuler): Lensa yang ada di ujung bawah, dekat mata pengamat. Lensa ini berfungsi memperbesar bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif, layaknya teropong.

Dengan kombinasi lensa dan prisma, periskop modern bisa menghasilkan gambar yang lebih terang, jernih, dan bahkan bisa diperbesar (punya magnifikasi). Makanya, periskop kapal selam itu nggak cuma buat ngintip, tapi juga bisa dipakai untuk mengidentifikasi target dari jarak jauh!

Komponen Periskop Kapal Selam¶

Periskop kapal selam itu adalah mahakarya optik dan mekanik. Tabungnya bisa sangat panjang (belasan meter) dan punya banyak fitur tambahan:
* Kepala Periskop: Bagian paling atas yang nongol ke permukaan air. Di sinilah lensa objektif dan prisma atas berada. Dibuat aerodinamis dan sekuat mungkin biar nggak gampang rusak.
* Tabung Teleskopik: Tabung utama periskop. Di dalamnya ada sistem lensa, prisma, dan mekanisme untuk memanjangkan atau memendekkan periskop.
* Sistem Lensa: Rangkaian lensa yang memproyeksikan gambar dari atas ke bawah sambil mengoreksi distorsi dan memberikan magnifikasi.
* Sistem Prisma: Dua prisma (atas dan bawah) yang membelokkan jalur cahaya.
* Eyepiece: Bagian bawah tempat pengamat menempelkan mata.
* Mekanisme Rotasi: Periskop kapal selam bisa diputar 360 derajat untuk melihat sekeliling tanpa harus mengubah arah kapal.
* Mekanisme Ketinggian: Bisa dinaikkan dan diturunkan sesuai kebutuhan, agar hanya sedikit bagian yang nongol ke permukaan.
* Fitur Tambahan: Periskop modern bisa dilengkapi rangefinder (pengukur jarak), kamera (untuk merekam gambar atau video), filter cahaya, dan bahkan alat pengukur sudut elevasi.

Kerumitan periskop kapal selam inilah yang membuatnya jadi salah satu peralatan kunci dalam operasi kapal selam, memungkinkan mereka bersembunyi di bawah air sambil tetap memantau situasi di permukaan.

Jenis-Jenis Periskop¶

Periskop nggak cuma satu jenis lho. Bergantung pada fungsinya, ada beberapa kategori periskop, terutama di dunia militer:

Periskop Optik Tradisional¶

Ini periskop yang masih mengandalkan lensa, cermin, atau prisma untuk membawa cahaya dari atas ke bawah secara fisik melalui tabung. Contohnya ya periskop kapal selam atau periskop di tank dan kendaraan lapis baja lainnya. Mereka butuh lubang yang menembus lambung kapal atau badan kendaraan.

Periskop Kapal Selam (Attack vs. Search)¶

Di kapal selam modern, biasanya ada setidaknya dua periskop:
* Periskop Serang (Attack Periscope): Didesain ramping dan sulit terdeteksi. Biasanya punya magnifikasi tinggi untuk mengidentifikasi target potensial dari jauh.
* Periskop Observasi/Navigasi (Search Periscope): Lebih besar, kadang dilengkapi fitur navigasi, dan punya bidang pandang yang lebih lebar untuk memantau area sekitar kapal.

Periskop Fotonik (Photonic Mast)¶

Ini adalah evolusi periskop di kapal selam yang sangat signifikan. Berbeda dengan periskop optik tradisional yang butuh tabung kosong dan sistem lensa sepanjang belasan meter, periskop fotonik tidak lagi menggunakan jalur cahaya fisik.

Prinsip kerjanya mirip kamera digital modern. Di ujung atas tiang periskop ada kamera beresolusi tinggi (bisa kamera visual dan juga inframerah). Gambar yang diambil oleh kamera ini kemudian diubah menjadi sinyal digital dan ditransmisikan ke ruang kontrol di dalam kapal melalui kabel serat optik.

Keunggulan Periskop Fotonik:
* Tidak Butuh Penetrasi Lambung: Tiang periskop fotonik tidak menembus lambung kapal secara langsung seperti periskop optik. Ini membuat desain kapal selam jadi lebih kuat dan fleksibel, dan mengurangi risiko kebocoran.
* Fleksibilitas: Tiangnya bisa lebih pendek atau lebih panjang.
* Fitur Canggih: Karena berbasis digital, gambar bisa diolah (dipertajam, diperbesar tanpa kehilangan kualitas signifikan), direkam, bahkan ditampilkan di beberapa monitor sekaligus. Bisa juga dilengkapi fitur seperti GPS, electronic warfare support measures (ESM), dan lain-lain.
* Bidang Pandang 360 Derajat: Kamera di kepala tiang bisa berputar penuh 360 derajat tanpa harus memutar seluruh tiang dari bawah, bahkan bisa mengambil gambar panorama.

Dengan keunggulan ini, kapal selam modern seperti kelas Virginia milik AS atau kelas Astute milik Inggris sudah beralih ke periskop fotonik. Mereka menyebutnya bukan periskop lagi, tapi lebih ke photonic mast atau tiang fotonik.

Sejarah Singkat Periskop¶

Ide dasar periskop sebetulnya sudah ada sejak lama. Ilmuwan seperti Johann Gutenberg (bukan penemu mesin cetak ya, ini orang lain) konon sudah bereksperimen dengan cermin untuk melihat objek dari balik rintangan di abad ke-15.

Namun, periskop yang lebih mendekati bentuk modern mulai muncul di abad ke-19. Hippolyte Marié-Davy, seorang ilmuwan Prancis, diakui sebagai penemu periskop pertama yang layak pakai pada tahun 1854. Awalnya alat ini digunakan untuk observasi militer dari balik parit atau benteng.

Pada Perang Dunia I, periskop sederhana menjadi alat yang sangat berguna bagi tentara di parit (trench periscope) untuk mengamati pergerakan musuh tanpa harus mengangkat kepala di atas parapet yang berbahaya.

Perkembangan paling signifikan terjadi di dunia kapal selam. Periskop pertama dipasang di kapal selam eksperimental Prancis pada tahun 1860-an. Kemudian, penemu seperti Simon Lake di Amerika Serikat dan Howard Grubb di Inggris mengembangkan periskop yang lebih canggih untuk kapal selam di awal abad ke-20. Howard Grubb bahkan mendesain periskop untuk kapal selam kelas Holland, salah satu kapal selam modern pertama Angkatan Laut Britania Raya.

Sejak saat itu, periskop terus berkembang, dari sekadar tabung cermin menjadi sistem optik kompleks dengan lensa pembesar, sampai akhirnya berevolusi menjadi tiang fotonik berbasis digital seperti yang kita lihat sekarang.

Aplikasi Periskop Selain di Kapal Selam¶

Meskipun paling ikonik dengan kapal selam, periskop atau prinsip serupa digunakan di berbagai tempat:

• Tank dan Kendaraan Lapis Baja: Awak tank menggunakan periskop (disebut juga vision block) untuk melihat keluar tanpa membuka palka, melindungi mereka dari tembakan musuh.
• Pesawat Terbang: Pilot pesawat tertentu kadang menggunakan periskop, misalnya di pesawat pengebom masa lalu untuk melihat target di bawah.
• Pos Observasi/Bunker: Untuk memantau area sekitar dari balik perlindungan.
• Industri Nuklir: Periskop khusus (sering disebut hot cell periscopes) digunakan untuk melihat dan memanipulasi material radioaktif dari jarak aman di balik dinding pelindung.
• Hobi dan Mainan: Seperti yang disebutkan di awal, periskop sederhana sering dibuat sebagai proyek sains atau mainan anak-anak.
• Fotografi: Ada lensa periskop untuk kamera, memungkinkan kamera melihat ‘sekitar sudut’ atau mengambil gambar dari sudut pandang yang rendah tanpa harus meletakkan kamera di tanah.
• Medis: Endoskop, alat yang dipakai dokter untuk melihat ke dalam tubuh, sebetulnya menggunakan prinsip yang agak mirip dengan periskop, yaitu membawa gambar dari dalam tubuh ke mata dokter, meskipun teknologinya lebih kompleks (serat optik atau kamera mini).

Prinsip kerja periskop, yaitu membelokkan jalur cahaya untuk melihat sesuatu yang terhalang, adalah ide fundamental yang diterapkan di banyak bidang, tidak hanya di dunia militer.

Lebih Dalam Soal Fisika Periskop¶

Mari kita lihat sedikit lebih dalam soal fisikanya. Pada periskop optik tradisional, dua prinsip utama yang bekerja adalah:

1. Pemantulan (Reflection): Ini adalah inti dari periskop cermin atau prisma. Cahaya yang mengenai permukaan reflektif (cermin atau permukaan prisma yang dilapisi) akan terpantul. Hukum pemantulan menyatakan bahwa sudut datang (sudut antara sinar datang dan garis normal permukaan) sama dengan sudut pantul (sudut antara sinar pantul dan garis normal permukaan), dan sinar datang, garis normal, serta sinar pantul semuanya berada dalam satu bidang. Pada periskop, sudut 45 derajat cermin/prisma memastikan pemantulan terjadi dengan arah yang diinginkan.

2. Pembiasan (Refraction) dan Lensa: Pada periskop yang lebih kompleks dan modern (yang menggunakan lensa), pembiasan cahaya juga berperan. Pembiasan terjadi ketika cahaya melewati batas antara dua medium yang berbeda kerapatan optiknya (misalnya, dari udara ke kaca). Lensa memanfaatkan prinsip pembiasan ini untuk membelokkan cahaya sedemikian rupa sehingga bisa memfokuskan, menyebarkan, atau memperbesar bayangan. Di periskop, lensa digunakan untuk mengumpulkan cahaya dari objek (lensa objektif), mengoreksi distorsi, dan memperbesar bayangan agar terlihat jelas oleh mata (lensa eyepiece).

Jadi, periskop itu bukan cuma soal membelokkan cahaya, tapi di versi canggihnya, juga soal mengolah cahaya itu menggunakan lensa agar bayangan yang sampai ke mata itu berkualitas tinggi.

Kelebihan dan Keterbatasan Periskop Optik¶

Seperti alat lainnya, periskop optik tradisional punya kelebihan dan kekurangannya:

Kelebihan:
* Kesederhanaan (versi dasar): Periskop cermin sangat mudah dibuat dan dipahami.
* Pasif: Periskop optik tidak memancarkan sinyal apapun (seperti gelombang radio atau cahaya), sehingga sulit dideteksi oleh musuh (kecuali kalau badannya kelihatan).
* Reliabel: Karena mekanismenya relatif sederhana (gerakan tabung dan rotasi), periskop optik umumnya cukup handal.
* Memberikan Gambar “Langsung”: Apa yang dilihat mata adalah pantulan langsung dari cahaya objek.

Keterbatasan:
* Mencolok: Di kapal selam, meskipun hanya kepalanya yang nongol, periskop yang sedang naik ke permukaan air bisa menciptakan “semburan” kecil atau jejak (wake) yang bisa dideteksi dari udara atau kapal lain, terutama di laut tenang.
* Bidang Pandang Terbatas: Periskop optik tradisional biasanya punya bidang pandang yang sempit, hanya bisa melihat satu arah pada satu waktu. Pengamat harus memutar periskop untuk melihat sekeliling.
* Membutuhkan Lubang di Lambung: Seperti yang sudah disebut, ini bisa melemahkan struktur kapal selam.
* Panjang Tabung: Semakin dalam kapal selam, semakin panjang periskopnya. Ini memakan ruang di dalam kapal dan menambah berat.
* Kualitas Gambar: Pada periskop optik yang sangat panjang, ada potensi penurunan kualitas gambar akibat pantulan berulang dan keterbatasan lensa.
* Hanya Satu Pengamat: Umumnya, hanya satu orang yang bisa melihat melalui periskop optik pada satu waktu.

Keterbatasan inilah yang mendorong pengembangan teknologi periskop fotonik. Dengan kamera digital, gambar bisa dilihat oleh banyak orang di monitor, bidang pandang bisa lebih luas (bahkan 360 derajat), dan tidak perlu tabung optik yang panjang menembus lambung.

Fakta Menarik Seputar Periskop¶

• Periskop sering jadi elemen kunci dalam film-film tentang kapal selam, menambah ketegangan saat kru mengintip ke permukaan.
• Ada rekor periskop terpanjang di dunia, meskipun angkanya sulit diverifikasi secara publik karena ini terkait teknologi militer. Tapi bayangkan saja, periskop kapal selam nuklir bisa punya panjang puluhan meter!
• Di museum maritim, seringkali ada contoh periskop kapal selam yang dipasang sedemikian rupa sehingga pengunjung bisa mencobanya untuk melihat pemandangan di luar bangunan museum, memberikan pengalaman unik.
• Selain di kapal selam, periskop juga digunakan di kapal permukaan untuk melihat dari dalam anjungan tanpa harus keluar ke geladak yang mungkin berbahaya saat badai atau pertempuran.

Membuat Periskop Sederhana Sendiri¶

Mau coba memahami prinsip periskop dengan cara paling praktis? Kalian bisa bikin periskop sederhana di rumah lho! Bahannya gampang dicari:
* Dua buah kardus bekas yang panjang (atau satu kardus panjang yang dipotong dan disambung).
* Dua buah cermin datar berukuran sama.
* Isolasi atau selotip.
* Cutter atau gunting (hati-hati saat menggunakannya!).

Caranya:
1. Buat dua lubang di sisi kardus, satu di ujung atas dan satu di ujung bawah, di sisi yang berlawanan. Lubang ini nanti tempat mata melihat dan tempat cahaya masuk.
2. Di bagian dalam kardus, di dekat lubang atas dan bawah, buat sayatan atau celah untuk menempatkan cermin. Posisikan cermin miring 45 derajat menghadap ke dalam tabung. Cermin di atas harus menghadap ke bawah, cermin di bawah harus menghadap ke atas.
3. Rekatkan cermin di tempatnya dengan isolasi.
4. Pastikan kedua lubang dan cermin sejajar dan saling berhadapan via pantulan.
5. Tutup rapat kardus dengan isolasi.
6. Coba intip dari lubang bawah, harusnya kalian bisa melihat apa yang ada di depan lubang atas!

Proyek sederhana ini bisa jadi cara seru buat belajar fisika dan memahami cara kerja periskop.

Kesimpulan¶

Jadi, apa yang dimaksud dengan periskop? Periskop adalah alat optik yang menggunakan prinsip pemantulan (dan pembiasan pada versi canggihnya) untuk memungkinkan pengamat melihat objek yang terhalang atau dari posisi tersembunyi. Dari periskop cermin sederhana sampai tiang fotonik berbasis digital yang super canggih, periskop telah memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi, terutama di bidang militer seperti kapal selam, tank, dan pos observasi. Alat ini adalah bukti bagaimana pemahaman prinsip fisika dasar bisa menghasilkan solusi inovatif untuk masalah yang kompleks.

Semoga penjelasan ini membuat kalian lebih paham tentang periskop ya! Kalau ada pertanyaan, pengalaman seru pakai periskop (atau bikin periskop sendiri!), atau mau nambahin fakta menarik lainnya, jangan ragu tulis di kolom komentar di bawah ya!