Alat-Alat Optik (SC 13-15)

Mata

Mata manusia sebagai alat indra penglihatan dapat dipandang sebagai alat optik yang sangat penting bagi manusia.

Bagian-bagian mata menurut kegunaan fisis sebagai alat optik :

  • Kornea merupakan lapisan terluar yang keras untuk melindungi bagian-bagian lain dalam mata yang halus dan lunak.
  • Aqueous humor (cairan) yang terdapat di belakang kornea fungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata.
  • Lensa terbuat dari bahan bening (optis) yang elastik, merupakan lensa cembung berfungsi membentuk bayangan.Iris (otot berwarna) membentuk celah lingkaran yang disebut pupil.
  • Pupil berfungsi mengatur banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. Lebar pupil diatur oleh iris, di tempat gelap pupil membuka lebar agar lebih banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. (pernah lihat mata kucing saat dalam gelap dan siang hari, bandingkan !)
  • Retina (selaput jala) terdapat di permukaan belakang mata yang berfungi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan benda yang dilihat. Bayangan yang jatuh pada retina bersifat : nyata, diperkecil dan terbalik.
  • Bintik buta merupakan bagian pada retina yang tidak peka terhadap cahaya, sehingga bayangan jika jatuh di bagian ini tidak jelas/kelihatan, sebaliknya pada retina terdapat bintik kuning. Permukaan retina terdiri dari berjuta-juta sel sensitif, ada yang berbentuk sel batang berfungsi membedakan kesan hitam/putih dan yang berbentuk sel kerucut berfungsi membedakan kesan berwarna.
  • Otot siliar (otot lensa mata) berfungsi mengatur daya akomodasi mata.

Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata ke permukaan retina. Oleh sel-sel yang ada di dalam retina, rangsangan cahaya ini dikirimkan ke otak. Oleh otak diterjemahkan sehingga menjadi kesan melihat.

Daya Akomodasi Mata

Perlu diketahui bahwa jarak antara lensa mata dan retina selalu tetap. Sehingga dalam melihat benda-benda pada jarak tertentu perlu mengubah kelengkungan lensa mata. Untuk mengubah kelengkungan lensa mata, yang berarti mengubah jarak titik fokus lensa merupakan tugas otot siliar. Hal ini dimaksudkan agar bayangan yang dibentuk oleh lensa mata selalu jatuh di retina. Pada saat mata melihat dekat lensa mata harus lebih cembung (otot-otot siliar menegang) dan pada saat melihat jauh lensa harus lebih pipih (otot-otot siliar mengendor). Peristiwa perubahan-perubahan ini disebut daya akomodasi.

Daya akomodasi (daya suai) adalah kemampuan otot siliar untuk menebalkan atau memipihkan kecembungan lensa mata yang disesuaikan dengan dekat atau jauhnya jarak benda yang dilihat. Manusia memiliki dua batas daya akomodasi (jangkauan penglihatan) yaitu :

  1. Titik dekat mata (punctum proximum) adalah jarak benda terdekat di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal (emetropi) titik dekatnya berjarak 10cm s/d 20cm (untuk anak-anak) dan berjarak 20cm s/d 30cm (untuk dewasa). Titik dekat disebut juga jarak baca normal.
  2. Titik jauh mata (punctum remotum) adalah jarak benda terjauh di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal titik jauhnya adalah “tak terhingga”.

Cacat Mata

Berkurangnya daya akomodasi mata seseorang dapat menyebabkan berkurangnya kemampuan mata untuk melihat benda pada jarak tertentu dengan jelas. Cacat mata yang disebabkan berkurangnya daya akomodasi, antara lain rabun jauh, rabun dekat dan rabun dekat dan jauh. Selain tiga jenis itu, masih ada jenis cacat mata lain yang disebut astigmatisma.

Cacat mata dapat dibantu dengan kacamata. Kacamata hanya berfungsi membantu penderita cacat mata agar bayangan benda yang diamati tepat pada retina. Kacamata tidak dapat menyembuhkan cacat mata. Ukuran yang diberikan pada kacamata adalah kekuatan lensa yang digunakan. Kacamata berukuran -1,5, artinya kacamata itu berlensa negatif dengan kuat lensa -1,5 dioptri.

Berkurangnya daya akomodasi mata dapat menyebabkan cacat mata sebagai berikut :

1. Rabun jauh (miopi)

Rabun jauh yaitu mata tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas, disebut juga mata perpenglihatan dekat (terang dekat/mata dekat). Penyebab terbiasa melihat sangat dekat sehingga lensa mata terbiasa tebal. Miopi sering dialami oleh tukang arloji, penjahit, orang yang suka baca buku (kutu buku) dan lain-lain.

  • Untuk mata normal (emetropi) melihat benda jauh dengan akomodasi yang sesuai, sehingga bayangan jatuh tepat pada retina.
  • Mata miopi melihat benda jauh bayangan jatuh di depan retina, karena lensa mata terbiasa tebal.
  • Mata miopi ditolong dengan kacamata berlensa cekung (negatif).

Tugas dari lensa cekung adalah membentuk bayangan benda di depan mata pada jarak titik jauh orang yang mempunyai cacat mata miopi. Karena bayangan jatuh di depan lensa cekung, maka harga si adalah negatif. Dari persamaan lensa tipis,   1/f=1/So+1/Si   si adalah jarak titik jauh mata miopi.   so adalah jarak benda ke mataf adalah fokus lensa kaca mata.

2. Rabun dekat (hipermetropi)

Rabun dekat tidak dapat melihat jelas benda dekat, disebut juga mata perpenglihatan jauh (terang jauh/mata jauh). Rabun dekat mempunyai titik dekat yang lebih jauh daripada jarak baca normal. Penyebab terbiasa melihat sangat jauh sehingga lensa mata terbiasa pipih. Rabun dekat sering dialami oleh penerbang (pilot), pelaut, sopir dan lain-lain. Rabun jauh ditolong dengan kacamata berlensa cembung (positif).

Bayangan yang dibentuk lensa cembung harus berada pada titik dekat mata penderita rabun dekat. Karena bayangan yang dihasilkan lensa cembung berada di depan lensa maka harga si adalah negatif. Dari persamaan lensa tipis, 1/f=1/So+1/Si.

  • Si adalah jarak titik jauh mata hipermetropi.
  • So adalah jarak benda ke mataf adalah fokus lensa kaca mata.

3. Mata tua (presbiopi)

Mata tua tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh dan benda-benda pada jarak baca normal, disebabkan daya akomodasi telah berkurang akibat lanjut usia (tua). Pada mata tua titik dekat dan titik jauh keduanya telah bergeser. Mata tua diatasi atau ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap (cembung dan cekung). Pada kacamata dengan lensa rangkap, lensa negatif bekerja seperti lensa pada kaca mata miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti halnya pada kacamata hipermetropi.

Astigmatisma (mata silindris)

Astigmatisma disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk sferik (irisan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada bidang lainnya. Akibatnya benda yang berupa titik difokuskan sebagai garis. Mata astigmatisma juga memfokuskan sinar-sinar pada bidang vertikal lebih pendek dari sinar-sinar pada bidang horisontal.Astigmatisma ditolong/dibantu dengan kacamata silindris.

Kamera

Nyatakan kesamaan mata dengan kamera ! Untuk menjawab pertanyaan tersebut pelajari dulu bagian-bagian kamera dan fungsinya. Lihat disini!

 

 Kamera digunakan manusia untuk merekam kejadian penting atau kejadian yang menarik. Banyak jenis dan model kamera dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kamera yang dipakai wartawan berbeda dengan yang dipakai fotografer. Kamera video dipakai dalam pengambilan gambar untuk siaran televisi atau pembuatan film. Kamera elektronik (autofokus) lebih mudah dipakai karena tanpa pengaturan lensa. Dewasa ini sudah ada kamera digital yang data gambarnya tidak perlu melalui proses pencetakan melainkan dapat dilihat atau diolah melalui komputer.

Bagian-bagian kamera mekanik (bukan otomatis) menurut kegunaan fisis :

  • Lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan dari benda yang difoto
  • Diafragma berfungsi untuk membuat sebuah celah/lubang yang dapat diatur luasnya
  • Aperture yaitu lubang yang dibentuk diafragma untuk mengatur banyak cahaya
  • Shutter pembuka/penutup “dengan cepat” jalan cahaya yang menuju ke pelat film
  • Pelat film berfungsi sebagai layar penangkap/perekam bayangan. Setiap benda yang di foto, terletak pada jarak yang lebih besar dari dua kali jarak fokus di depan lensa kamera, sehingga bayangan yang jatuh pada pelat film memiliki sifat nyata, terbalik dan diperkecil. Untuk memperoleh bayangan yang tajam dari benda-benda pada jarak yang berbeda-beda, lensa cembung kamera dapat digeser ke depan atau ke belakang.

Evaluasi :

  1. Seseorang yang memakai kacamata – 0,25 dioptri dapat melihat benda yang sangat jauh dengan jelas. Jika orang tersebut melepas kacamatanya, berapakah jarak paling jauh yang masih dapat dilihatnya ?
  2. Seseorang yang titik dekatnya 50 cm hendak membaca buku yang diletakkan pada jarak 25 cm. Hitung kekuatan kaca mata yang dipakai !
  3. Seorang rabun dekat dapat melihat benda dengan jelas pada jarak kurang dari 75 cm. Jika ia menggunakan kacamata yang mempunyai kuat lensa 2,5 dioptri, berapa titik dekatnya setelah ia memakai kacamata ?

Contoh Penyelesaian Soal/Masalah :

1). Seseorang bermata terang dekat (rabun jauh) memiliki titik jauh 15 cm, akan membaca buku jarak baca seperti mata orang normal.
a. Bagaimanakah apabila orang tersebut membaca tanpa kacamata?
b. Apa jenis kaca mata dan berapa kekuatannya supaya dapat membaca dengan normal?

Penyelesaian

Diketahui :

Rabun jauh Sn = 15 cm
S = 25 cm

Ditanyakan :
Bagaimanakah apabila orang tersebut membaca tanpa kacamata? Jenis kacamata yang dipakai dan ukurannya.

Jawab :
Titik jauh mata orang tersebut 15 centimeter, berarti benda dapat dilihat dengan jelas saat tanpa berakomodasi ketika jarak benda terhadap mata adalah 15 sentimeter. Oleh karena dia membaca pada jarak 25 centimeter, tulisan tampak tidak jelas (kabur) sebab bayangan tulisan jatuh didepan retina. Karena titik dekat orang tersebut kurang dari mata normal (15 cm < 25 cm) berarti mengalami cacat mata miopi (rabun jauh) maka dapat dibantu dengan kacamata negatif
(divergen), dengan kekuatan ukuran kacamatanya -2 dioptri.

2). Seseorang bermata terang jauh (rabun dekat), memiliki titik dekat 75 sentimeter, akan membaca buku pada jarak baca normal (25 sentimeter). Apakah tulisan pada buku tersebut kelihatan jelas jika tanpa kacamata? Terangkan! Jenis kacamata apa yang harus dipakai dan berapa ukurannya?

Penyelesaian :

Diketahui :
Rabun dekat Sn = 75 akan membaca pada jarak baca normal

Ditanyakan :
yang terbaca jelas atau tidak jenis dn ukuran kekuatan kacamata yang dipakai!

Jawab :

  1. Titik dekat mata orang tersebut 75 sentimeter. Jika tulisan diletakkan pada jarak 25 sentimeter, tulisan akan tampak tidak jelas (kabur) sebab bayangan jatuh di belakang retina.
  2. Agar tulisan dapat terbaca dengan jelas pada jarak baca normal (s = 25 cm) diperlukan kacamata dengan lensa yang dapat membuat bayangan maya dari benda pada titik dekat mata orang tersebut (S’ = sn = -75 cm) yaitu lensa positif yang ukurannya sebagai berikut :

3). Seseorang yang bermata presbiopi dapat membaca paling dekat pada jarak 50 cm dan dapat melihat dengan jelas paling jauh pada jarak 10 m. Agar ia dapat membaca dan melihat layaknya mata normal, kacamata apa yang harus dipakai dan berapa kekuatannya?

Penyelesaiannya :

Diketahui : Sn = 50 cm dan r = 10 m

Ditanyakan :
Jenis kacamata yang dipakai, dan Kekuatan kacamata

Jawab :

  1. Jenis kacamatanya: Karena titik dekatnya lebih dari mata normal maka Orang dan titik jauhnya kurang dari tak terhingga tersebut mengalami presbiopi, jadi orang tersebut dibantu dengan kacamata bifocal.
  2. Untuk membaca memerlukan kacamata sebagia berikut :

 

Kontributor : Siti Fatma (Orangtua anak SBR, DPD GAFATAR SUMBAR)

Images : menjaga-bumi.blogspot.combilly-7a.blogspot.comyayanakhyar.wordpress.comindonesiacerdas.web.idgm-marka.web.id

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Materi Terkait

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

WP-Backgrounds Lite by InoPlugs Web Design and Juwelier Schönmann 1010 Wien