Alat Optik - MATA
Alat optika merupakan
alat penglihatan manusia, Secara umum, alat-alat optika terdiri dari dua
bagian, yaitu alat optika alamiah dan alat optika buatan. Alat optika
alamiah adalah mata, sedangkan alat optika buatan biasanya digunakan
untuk lebih mengoptimalkan penggunaan mata, misalnya lup, kaca mata,
mikroskop, teropong, teleskop dan lain-lain.
1. Mata
Bagian-bagian Mata dan fungsinya secara optika:
- Gambar 1. Bagian-bagian mata
- Aqueous humor : berupa cairan (indeks bias, n = 1,33) yang berfungsi membiaskan cahaya yang menuju mata.
- Lensa Kristalin : disebut juga lensa mata (n = 1,40), untuk mengatur pembiasan yang disebabkan oleh cairan didepan lensa dan mengatur pemfokusan cahaya, dalam hal ini diatur oleh otot siliar; misalnya ketika melihat benda-benda yang jauh, maka otot siliar mengendor (relaks) sehingga lensa mata paling pipih, yang berarti jarak fokus paling panjang. Peristiwa ini disebut dengan akomodasi mata, yaitu peristiwa dimana lensa mengubah jarak fokusnya guna memfokuskan benda-benda pada berbagai jarak.
- Iris : berupa selaput yang membentuk celah lingkaran (pupil) dan memberi warna kepada mata
- Pupil : celah lingkaran yang dibentuk oleh iris, dan besarnya diatur sesuai dengan intensitas cahaya yang masuk; jika berada ditempat yang terang, supaya mata tidak silau maka pupil mengecil supaya intensitas cahaya yang masuk tidak begitu banyak.
- Retina (selaput jala) : tempat jatuhnya bayangan yang dibiaskan oleh lensa kristalin, untuk menangkap bayangan nyata, terbalik dan diperkecil.
- Bintik Kuning : bagian pada retina yang sangat peka terhadap cahaya. Agar bayangan terliihat jelas, bayangan harus terbentuk di retina tepat di bintik kuning.
Gambar 2. Bayangan yang dibentuk pada retina mata - Saraf optik : terdiri dari sel-sel syaraf yang sensitif yang dapat mengirim sinyal-sinyal melalui saraf optik dari bintik kuning ke otak dan otaklah yang menerjemahkan sehingga bayangan benda menjadi tegak, tidak terbalik seperti yang ditangkap oleh retina mata.
1.1. Titik Dekat dan Titik Jauh Mata
- Untuk melihat dengan jelas, benda harus terletak pada jangkauan penglihatan mata, yaitu antara Punctum Remotum dan Punctum Proximum.
- Titik Dekat Mata (Punctum Proximum = PP) adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang berakomodasi maksimum. Untuk orang normal sejauh 25 cm.
Gambar 3. Pembentukan bayangan pada mata normal - Titik Jauh Mata (Punctum Remotum = PR) adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat benda dengan jelas oleh mata yang tidak berakomodasi yaitu sejauh tak terhingga.
- Mata normal memiliki titik dekat 25 cm dan titik jauh tak berhingga artinya dapat melihat benda dengan jelas pada paling dekat 25 cm dan paling jauh tak berhingga tanpa bantuan.
Orang yang mengalami gangguan penglihatan sering disebut menderita gangguan refraksi. Artinya, gangguan
penglihatan terjadi akibat tidak sempurnanya bayangan benda yang
diterima oleh saraf saraf penglihatan untuk disampaikan ke otak.
1.2. Rabun Dekat (Hypermetropi).
-
Mata tidak dapat melihat benda-benda dekat.
Gambar 4. Pembentukan bayangan pada mata hipermetropi - Titik dekatnya lebih jauh dari 25 cm dan titik jauhnya dianggap tak berhingga sehingga dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh tanpa berakomodasi, tapi untuk benda-benda yang dekat biasanya tidak kelihatan dengan jelas.
- Bayangan jatuh di titik jauh mata (S’ = PP) dan biasanya S’ = – Sn)
Gambar 5. Pembentukan Bayangan pada mata hipermetropi (a) sebelum menggunakan kacamata dan (b) sesudah menggunakan kacamata - Untuk membantu penglihatan digunakan Lenca Cembung (+), dimana untuk dapat melihat pada jarak baca normal (S = Sn = + 25 cm), maka bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung tersebut harus jatuh tepat dititik dekat mata (PP), didepan lensa dan semu, S’ = – titik dekat mata penderita rabun dekat.
Contoh soal 1:
Seorang penderita rabun dekat dengan titik dekat 150 cm ingin membaca pada jarak baca normal (25 cm); berapa jarak fokus dan kekuatan lensa yang harus digunakannya?
Petunjuk:
Dari soal tersebut didapatkan bahwa :
S’ = – titik dekatnya = – 150 cm
S = 25 cm,
Masukkan nilai-nilai tersebut ke persamaan lensa:
sehingga akan didapat nilai f = 30 cm (jawaban)
Sedangkan kekuatan lensanya dapat dihitung dengan
sehingga didapat P = +3,33 dioptri (jawaban)
Seorang penderita rabun dekat dengan titik dekat 150 cm ingin membaca pada jarak baca normal (25 cm); berapa jarak fokus dan kekuatan lensa yang harus digunakannya?
Petunjuk:
Dari soal tersebut didapatkan bahwa :
S’ = – titik dekatnya = – 150 cm
S = 25 cm,
Masukkan nilai-nilai tersebut ke persamaan lensa:
sehingga akan didapat nilai f = 30 cm (jawaban)
Sedangkan kekuatan lensanya dapat dihitung dengan
sehingga didapat P = +3,33 dioptri (jawaban)
1.3. Rabun Jauh (Myopi) = Terang Dekat
Gmbar 6: Pembentukan Bayangan Pada mata myopia
Pada orang myopia, bentuk bola mata
terlalu lonjong atau kornea terlalu melengkung sehingga bayangan benda
yang masuk ke mata menjadi tidak fokus. Bayangan benda jatuh di depan
retina, daerah sensitif pada mata sehingga menyebabkan penglihatan
menjadi kabur.
- Mata tidak dapat melihat benda-benda jauh
- Titik dekat mata (PP) lebih dekat tak hingga, dan bayangan jatuh di depan retina
Gambar 7: Pembentukan bayangan pada mata myopia (a) sebelum menggunakan lensa cekung dan (b) setelah menggunakan - Untuk membantu penglihatan digunakan kacamata negatif ( – ), dimana agar mata dapat melihat dengan normal benda yang jauh (S = ~), maka bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung tersebut harus jatuh dititik jauh mata (S’ = – PR) , didepan lensa dan maya.
- Untuk menghitung Kekuatan kacamata yang digunakn dapat menggunakan persamaan lensa.
Contoh Soal 2:
Seseorang dapat melihat benda dengan jelas paling jauh pada jarak 4 m, berapa ukuran kacamata yang harus dipakai agar dapat melihat seperti mata normal?
Petunjuk:
S = ~
S’ = – 4 m (titik jauh mata)
Masukkan nilai-nilai diatas pada persamaan lensa;
sehingga didapat besarny fokus adalah f = – 4 m (jawaban)
Dan kekuatan lensanya
sehingga didapat kekuatan lensa kacamata yang digunakan adalah P = – 1/4 dioptri (jawaban)
Seseorang dapat melihat benda dengan jelas paling jauh pada jarak 4 m, berapa ukuran kacamata yang harus dipakai agar dapat melihat seperti mata normal?
Petunjuk:
S = ~
S’ = – 4 m (titik jauh mata)
Masukkan nilai-nilai diatas pada persamaan lensa;
sehingga didapat besarny fokus adalah f = – 4 m (jawaban)
Dan kekuatan lensanya
sehingga didapat kekuatan lensa kacamata yang digunakan adalah P = – 1/4 dioptri (jawaban)
1.4. Mata Tua (Presbiopi)
Gambar 7: Presbioopi
Presbyopia berasal dari bahasa Yunani “Presbys” yang berarti orang tua dan “Opia”
artinya mata. Ini berkaitan dengan bekurangnya kemampuan mata untuk
fokus pada jarak dekat seperti membaca karena usia yang mulai menua.
Jadi cacat mata ini
karena berkurang daya akomodasi karena lanjut usia. Titik dekat lebih
besar dari 25 cm dan titik jauh pada jarak tertentu. Sehingga penderita
presbiopi tidak dapat melihat benda dengan jelas dan juga tidak dapat
membaca pada jarak baca normal. Dapat ditolong dengan kaca mata bifokal (lensa rangkap).
Kacamata bifokal adalah kaca mata yang terdiri atas dua lensa, yaitu
lensa cekung dan lensa cembung. Lensa cekung berfungsi untuk melihat
benda jauh dan lensa cembung untuk melihat benda dekat/membaca
Contoh Soal 3:
Seseorang yang sudah tua titik dekatnya 50 cm dan titik terjauhnya 5 m. Kacamata yang bagaimana yang digunakan beliau agar matanya dapat melihat secara normal?
Petunjuk penyelesaian:
Yang dimaksud normal adalah dapat melihat jauh tak terhingga dan dapat membaca pada jarak 25 cm.
Untuk lensa atas. jarak benda s = 25 cm = 0,25 m; bayangan jatuh pada s’ = – 50 cm = 0,5 m :
Gunakan persamaan lensa:
sehingga didapat fokus lensa atas adalah = 2 m ; Dengan fokus sebesar ini kekuatan lensanya adalah = 0,5 Dioptri
Untuk lensa atas; s = ~ dan s’ = – 5 m;
dengan persaamaan yang sama, didapatkan f = – 0,2 m; yang berkekuatan lensa atas = – 5 D
Seseorang yang sudah tua titik dekatnya 50 cm dan titik terjauhnya 5 m. Kacamata yang bagaimana yang digunakan beliau agar matanya dapat melihat secara normal?
Petunjuk penyelesaian:
Yang dimaksud normal adalah dapat melihat jauh tak terhingga dan dapat membaca pada jarak 25 cm.
Untuk lensa atas. jarak benda s = 25 cm = 0,25 m; bayangan jatuh pada s’ = – 50 cm = 0,5 m :
Gunakan persamaan lensa:
sehingga didapat fokus lensa atas adalah = 2 m ; Dengan fokus sebesar ini kekuatan lensanya adalah = 0,5 Dioptri
Untuk lensa atas; s = ~ dan s’ = – 5 m;
dengan persaamaan yang sama, didapatkan f = – 0,2 m; yang berkekuatan lensa atas = – 5 D
1.5. Mata Astigmatisma
Cacat mata yang tidak
dapat melihat garis vertikal dan horizontal bersama-sama, ditolong
dengan kaca mata silindris. Penyebabnya adalah karena kornea mata yang
tidak berbentuk sferik, artinya salah satu bidang lebih melengkung
dibanding bidang lain, sehingga biasanya sinar-sinar pada bidang
vertikal difokuskan lebih pendek daripada sinar-sinar pada bidang
horisontal.
Astigmatisme atau mata
silindris merupakan kelainan pada mata yang disebabkan oleh karena
lengkung kornea mata yang tidak merata. Kelainan refraksi ini bisa
mengenai siapa saja tanpa peduli status sosial, umur dan jenis kelamin.
Bola mata dalam keadaan
normal berbentuk seperti bola sehingga sinar atau bayangan yang masuk
dapat ditangkap pada satu titik di retina (area sensitif mata). Pada
orang astigmatisme, bola mata berbentuk lonjong seperti telur sehingga
sinar atau bayangan yang masuk ke mata sedikit menyebar alias tidak
fokus pada retina. Hal ini menyebabkan bayangan yang terlihat akan kabur
dan hanya terlihat jelas pada satu titik saja. Disamping itu, bayangan
yang agak jauh akan tampak kabur dan bergelombang.
Soal-Soal Latihan
- Seorang pelajar memakai kacamata berukuran – ¾ dioptri untuk sebelah kanan dan – ¼ dioptri untuk sebelah kiri. Jika pelajar tersebut tidak menggunakan kacamata, berapa jarak terjauh yang dapat terlihat dengan jelas oleh kedua matanya?
- Pada saat membaca, jarak terdekat yang dapat dilihat seorang kakek rabun dekat adalah 40 cm. Hitunglah kekuatan lensa kacamat yang diperlukan!
- Seseorang yang berpenglihatan jauh dapat membaca dengan jelas tanpa kacamata pada jarak tidak kurang dari 75 cm. Ia menggunakan kacamata yang memiliki kuat lensa 2,5 dioptri. Berapa titik dekat setelah ia memakai kacamata?
- Seseorang memakai kacamata – ½ dioptri agar ia dapat melihat benda yang sangat jauh dengan jelas. Jika ia melepas kacamatanya, berapakah jarak paling jauh yang masih dapat dilihatnya dengan jelas?
- Seorang bermata miopi titik jauhnya 4 m, melihat bintang tak berakomodasi. Hitung berapa kekuatan kacamata yang diperlukan
- Seseorang yang berpenglihatan dekat tidak dapat melihat dengan jelas benda yang berjarak lebih dari 60 cm diukur dari mata. Berapa kuat lensa kacamata yang memungkinkan ia dapat melihat dengan jelas
- Seseorang yang berpenglihatan jauh tidak dapat melihat dengan jelas benda yang berjarak lebih dekat dari 75 cm diukur dari mata. Berapa kuat lensa kacamata yang diperlukan agar ia dapat membaca dengan jelas pada jarak 25 cm
- Seorang tua bermata presbiopi yang memiliki titik dekat 40 cm dan membaca buku dengan memakai kacamata dengan jarak baca 25 cm, ternyata orang itu berakomodasi maksimum. Hitung kekuatan kacamata yang diperlukan
- Berdasarkan pemeriksaan, seseorang dianjurkan menukar lensa kacamatanya dari 0,80 dioptri menjadi 1,25 dioptri. Berapa jauhkah pergeseran titik dekat mata orang tersebut?
- Seseorang yang menggunakan kacamata 3 dioptri dapat melihat dengan jelas pada jarak 25 cm didepan matanya. Jika ia ingin melihat benda dengan jelas tanpa kacamata, hitunglah jarak paling dekat benda ke matanya!
0 komentar:
Posting Komentar