Senin, 08 Juni 2009

Fisika (Alat-alat Optik)

A. 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.
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”.

Penyakit Pada Mata

Penyakit pada mata sangat beragam macamnya, ada yang pengobatanya cukup menggunakan obat-obatan dan tetes mata. Ada juga yang harus melalui operasi. Berikut merupakan penyakit pada mata yang umum di derita oleh manusia.

Katarak

Katarak merupakan penyakit mata yang dicirikan dengan adanya kabut pada lensa mata. Lensa mata normal transparan dan mengandung banyak air, sehingga cahaya dapat menembusnya dengan mudah. Walaupun sel-sel baru pada lensa akan selalu terbentuk, banyak faktor yang dapat menyebabkan daerah di dalam lensa menjadi buram, keras, dan pejal. Lensa yang tidak bening tersebut tidak akan bisa meneruskan cahaya ke retina untuk diproses dan dikirim melalui saraf optik ke otak.

Pterigium

Pterigium merupakan penyakit mata yang ditandai dengan adanya pertumbuhan daging di kornea mata. Daging tersebut merupakan konjungtiva (membran yang menyelimuti bagian putih mata) yang tumbuh tidak normal ke dalam kornea. Pterigium bisa berukuran kecil atau bisa pula tumbuh membesar dan mengganggu penglihatan.

Gloukoma

Glaukoma merupakan kelainan mata yang dicirikan dengan rusaknya saraf optik yang berfungsi untuk membawa pesan-pesan cahaya dari mata ke otak. Kerusakan saraf optik ini disebabkan oleh kelebihan cairan humor yang mengisi bagian dalam bola mata. Cairan mata yang diproduksi oleh jaringan-jaringan di depan bola mata ini sebenarnya berfungsi untuk membawa makanan untuk kornea dan lensa mata.

Mata Minus ( MIOPIA )

Miopia atau sering disebut cadok adalah jenis kelainan mata yang menyebabkan penderitanya tidak dapat melihat benda dari jarakjauh dengan baik. Miopia sering disertai dengan gangguan mata silindris (astigmatis). Kelainan ini timbul dari dalam atau dibawa sejak seseorang masih kecil. Miopia umum ditemukan di seluruh dunia. Di negara maju, persentase pendudukyang menderita miopia biasanya lebih tinggi.

Hipermetropia (MATA PLUS)

Hipermetropia adalah jenis kelainan mata yang menyebab­kan penderitanya dapat melihat dari jarak jauh dengan lebih baik daripada dari jarak dekat. Disebut pula dengan mata plus, rabun dekat, dan hiperopia. Hipermetropia umumnya muncul

Cara kerja Mata


Cahaya yang dipantulkan oleh benda yang kita lihat masuk ke mata kita melalui kornea mata, dan mengalami pembiasan. Pada mata normal, bayang-bayang benda akan jatuh tepat pada bintik kuning, namun pada mata dengan gangguan penglihatan berupa rabun jauh/minus, maka bayang-bayang akan jatuh sebelum bintik kuning (atau setelah bintik kuning untuk gangguan mata rabun dekat/plus).



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 :


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.

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.

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.

A. Alat Optik Mata


1. Retina
Terdapat rod/batang dank ones/kerucut: fungsi rod untuk melihat pada malam hari sedangkan kone untuk melihat pada siang hari. Pada retina ini akan dilanjutkan ke syaraf optikus.


2. Foura sentralis
Daerah cekung yang berukuran 0,25 mm di tengah-tengahnya terdapat macula lutea (bintik kuning).

3. Kornea dan lensa
Kornea merupakan lapisan mata paling depan dan berfungsi memfokuskan benda dengan cara reflaksi, tabalnya 0,5 mm sedangkan lensa terdiri dari kristal mempunyai dua permukaan dengan jari-jari kelengkungan 7,8 mm fungsinya adalah mengfokuskan objek pada berbagai jarak.


4. Pupil
Di tengah-tengah iris terdapat pupil yang fungsinya mengatur cahaya yang masuk. Apabila cahaya terang pupil menguncup demikian sebaliknya.


5. Iris
Merupakan selaput berbentuk lingkaran yang menyebabkan mata dapat membedakan warna
6. Aquapuos humor
Merupakan cairan mata


7. Syaraf optic
Merupakan syaraf yang menyampaikan informasi tentang kuat cahaya dan warna keotak.

System optic mata serupa dengan kamera TV bahkan lebih mahal oleh karena:
Mata bias mengamati objek dengan sudut yang sangat besar
Tiap mata mempunyai kelopak mata dan ada cairan lubrikasi
Dalam satu detik dapat memfokuskan objek yang berjarak 20 cm
Mata sangat efektif dan intensitas cahaya 1010 : 1
Diagragma mata diatur secara otomatis oleh iris
Kornea terdiri dari sel-sel hidup namun tidak mendapat vaskularisasi
Tekanan bola mata diatur secara otomatis sehingga mencapai 20 mmHg
Tiap mata dilindungi oleh tulang
Bayangan yang terbentuk oleh mata akan diteruskan ke otak
Bola mata dilengkapi dengan otot-otot mata yang mengatur gerakan bola mata. Kelumpuhan pada salah satu otot mata akan timbul gejala yang disebut strabismus (mata juling). Ada 3 macam strabismus yaitu strabismus horizontal, vertical dan torsional.


B. Pembentukan Bayangan Pada Mata

Mata bias melihat benda jika cahaya yang dipantulkan benda sampai pad amata dengan cukup, kemudian lensa mata akan membentuk bayangan yang bersifat nyata, terbalik dan diperkecil pada retina. Cahaya memasuki mata melalui bukaan yang berubah, lapisan serat saraf yang menutupi permukaan belakangnya. Bentuk lensa kristal dapat diubah sedikit oleh kerja otot siliari. Apabila mata difokuskan pada benda yang jauh, otot akan mengendur dan system lensa korna berada pada panjang focus maksimumnya, kira-kira 2 cm, jarak dari kornea ke retina. Apabila benda didekatkan, otot sisliari akan meningkatkan kelengkungan lensa, yang dengan demikian akan mengurangi panjang fokusnya sehingga bayangan akan difokuskan ke retina. Proses ini disebut akomodasi.
Persamaan pembentukan bayangan pada mata dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut :
P =


C. Kegiatan Penglihatan


Ketajaman penglihatan digunakan untuk menentukan penggunaan kaca mata, diklinik dikenal dengan istilah visus. Sedangkan dalam fisika, ketajaman penglihatan ini disebut resolusi mata. Visus penderita bukan saja memberi pengertian tentang optiknya (kaca mata), tetapi mempunyai arti yang lebih luas yaitu memberi keterangan mengenai baik buruknya fungsi mata secara keseluruhan. Oleh karena itu definisi visus adalah nilai kebalikan sudut (dalam menit) terkecil dimana sebuah benda masih dapat dilihat dan dapat dibedakan.
Pada penentuan visus, para ahli mata mempergunakan kartu snellen, dengan berbagai ukuran huruf dan jarak yang sudah ditentukan, misalnya mata normal pada waktu diperiksa diperoleh 20/40, berarti penderita dapat membaca huruf pada 20 ft, sedangkan bagi mata normal dapat membaca pada jarak 40 ft, (1ft = 5 m). dengan demikian dapat dirumuskan dengan persamanaan :
d = Jarak yang dapat dilihat oleh penderita
D = Jarak yang dapat dilihat oleh mata normal
Penggunaan Kartu Snellen ini kualitasnya kadang-kadang meragukan oleh karena huruf yang sama besarnya mempunyai derajat kesukaran yang berbeda, demikian pula huruf dengan ukuran berbeda kadang-kadang tidak sama bentuknya. Untuk menghindari kelemahan-kelemahan itu telah diciptakan kartu cincin landolt. Kartu ini mempunyai sejumlah cincin berlubang, diatur berderet yang sama besar, dengan lubang yang arahnya keatas, kebawah, krkiri dan kekanan. Dari atas kebawah cincin itu diatur agar lubangnya mengecil secara berangsur-angsur. Penderita disuruh menunjukkan deretan cincin tersebut hingga cincin terkecil tanpa salah. Angka visus ini dapat dengan menghitung sudut dimana cincin landolt itu diamati.


D. Daya Akomodasi


Dalam hal memfokuskan objek pada retina, lensa mata memegang peranan penting. Kornea mempunyai fungsi memfokuskan objek secara tetap demikian pula bola mata (diameter bola mata 20-23 ml). kemampuan lensa mata untuk memfokuskan objek disebut daya akomodasi. Selama mata melihat jauh, tidak terjadi akomodasi. Makin dekat benda yang dilihat semakin kuat mata/lensa berakomodasi. Daya akomodasi ini tergantung kepada umur. Usia makin tua daya akomodasi semakin menurun. Hal ini disebabkan kekenyalan lensa/elastisitas lensa semakin berkurang.

Table kolerasi antara jarak titik dekat dengan berbagai usia
Umur (tahun) Titik Dekat (cm)

10 7
20 10
30 14
40 22
50 40
60 200

Jarak terdekat dari benda agar masih dapat dilihat dengan jelas dikatakan benda terletak pada “titik dekat”/punktum proksimum. Jarak punktum proksimum terhadap mata dinyatakan P (dalam meter) maka P disebut AP (Aksial Proksimum), pada saat ini mata berakomodasi sekuat-kuatnya (mata berakomodasi maksimum). Jarak terjauh bagi benda agar masih dapat dilihat dengan jelas dikatakan benda terletak pada titik jauh. Jarak punctum remotum terhadap mata dinyatakan r (dalam meter) maka r disebut Ar (Aksial proksimum), pada saat ini mata tidak berakomodasi/lepas akomodasi
Selisih Ap dengan Ar diebut lebar akomodasi, dapat dinyatakan :
Ac = Ap – Ar
Ac = lebar akomodasi yaitu perbedaan antara akomodasi maksimal dengan lepas akomodasi maksimal.
Secara empiris Ac = 0,0028 (80 tahun – L)2 diptri
L = Umur dalam tahun
Bertambah jauhnya titik dekat akibat umur disebut mata prebyop. Presbyop ini bukan merupakan cacat penglihatan. Ada satu dari sekian jumlah orang tidak mempunyai lensa mata. Mata demikian disebut mata afasia.


E. Penyimpangan Penglihatan dan Teknik Koreksi


Mata yang mempunyai titik jauh terhinga akan memberi bayangan benda secara tajam dan selaput retina, dikatakan mata emetropia. Sedangkan mata yang mempunyai titik jauh yang bukan tak terhingga, mata demikian disebut mata ametropia. Mata emetropia mempunyai punktum proksimum sekitar 25 cm, disebut mata normal, sedangkan mata emetropia yang mempunyai punktum proksimum lebih dari 25 cm disebut mata presbiopia.


Mata ametropia mempunyai dua buah bentuk :
a. Miopia (penglihatan dekat)
b. Hipermetrop (penglihatan jauh)


Miopi
Mata ametropia yang mempunyai P dan r terlalu kecil disebut mata myopia. Mata myopia ini bentuk mata terlalu lonjong maka benda berjauhan tak terhingga akan tergambar tajam didepan retina. Mata seperti ini dapat melihat tajam benda pada titik dekat tanpa akomodasi. Dengan akomodasi kuat akan terlihat benda yang lebih dekat lagi.


Hipermetropia
Mata ametropia yang mempunyai P dan r terlalu besar dikatakan hipermetropia kalau diperhatikan bola mata hipermetropia maka akan terlihat bola mata yang agak gepeng dari normal. Mata yang demikiamn itu tanpa akomodasi bayangan tak terhingga akan terletak dibelakang retina, tetapi kadang kala dengan akomodasi akan terlihat bendayang jauh tak terhingga secara tajam bahkan dapat melihat benda-benda berada berada dekat di depan mata. Baik niopi maupun hipermetropia kelaianannya terletak pad aporos yang disebut ametropia poros.
Selain myopia dan hipermetropia, ada salahs atu kelainan pad alensa mata yaitu astigmatisma. Astigmatisma terjadi apabila salah satu komponen system lensa menjadi bentuk telur dari pada sferis. Tambahan pula kornea atau lensa kristaline menjadi memanjang ke salah satu arah. Dengan demikian radius kurvatura menjadi lebih besar pada arah memanjang. Sebagai konsekuensi berkas cahaya yang masuk lewat kurvatura yang panjang akan difokuskan dibelakang retina sedangkan berkas cahaya yang masuk lewat kurvatura yang pendek difokuskan di depan retina. Dengan perkataan lain mata tersebut mempunyai pandangan jauh terhadap beberapa berkas cahaya dan berpandangan dekat terhadap sisa cahaya. Dengan demikian mata seseorang yang menderita astigmat tidak dapat memfokuskan setiap objek dengan jelas.


1. Teknik Koreksi
Setelah melalui pemeriksaan dokter mata dengan seksama maka ditentukan apakah penderita menderita presbiopia, hipermetropia, myopia, astigmatisma atau campuran (presbiopia dan myopia)
a. Mata Presbiopia
Pada mata presbiopia tidak ada masalah untuk melihat jauh. Yang menjadi masalah adalah melihat dekat, untuk itu penderita dianjurkan memakai kaca mata positif.
b. Mata Miopia
Mata demikian kemampuan melihat jauh dan dekat terganggu oleh karena letak punktum proksimum dan punktum remotum yang terlalu dekat sehingga dianjurkan memakai kaca mata negative.

c. Mata Hipermetropia
Mata demikian kemampuan melihat jauh dan dekat terganggu dimana punktum proksimum dan punktum remotum yang terlalu jauh sehingga dianjurkan memakai kaca mata positif.

d. Mata astigmatisma
Penderita yang mengalami mata astigmatisma akan terganggu penglihatannya tidak dalam segala arah, sehingga penderita ini dianjurkan memakain kaca mata silindris atau kaca mata toroidal. Penderita astigmatisma dengan satu mata akan melihat garis dalam satu arah lebih jelas dari pada kearah yang berlawanan.

e. Campuran

1. Ada penderita yang matanya sekaligus mengalami presbiop dan miop, maka mempuyai punktum proksium yang letaknya terlalu jauh dan punktum remotum terlalu kecil, penderita demikian memakai kaca mata rangkap yaitu kaca mata bifocal (negative diatas, positif dibawah)

2. Pada penderita yang hanya menderita presbiopia, myopia atau hipermetropia tanpa astigmatisma hanya memakai kaca mata berlensa sferis.

F. Medan Penglihatan
Untuk mengetahui besar kecilnya medan penglihatan seseorang dipergunakan alat perimeter. Dengan alat ini diperoleh medan penglihatan vertical ± 155o.

G. Tanggap Cahaya
Bagian mata yang tanggap cahaya adalah retina. Ada 2 tipe fotoreseptor pada retina yaitu rod (batang) dan cono (kerucut). Rod dan cone tidak terletak pada permukaan retina melainkan beberapa lapis dibelakang jaringan saraf.

1. Distribusi rod dank one pada retina
a. Kone (kerucut)
Tiap mata mempunyai ± 6,5 juta cone dyang berfungis untuk melihat siang hari disebut fotopik. Melalui kone kita dapat mengenal berbagai warna, tetapi kone tidak sensitive terhadap semua warna, ia hanya sensitive terhadap warna kuning, hijau (panjang gelombang 550 nm). Kone terdapat terutama pada fovea sentralis.
b. Rod (batang)
Dipergunakan pada waktu malam hari atau disebut penglihatan skotopik, dan merupakan ketajaman penglihatan dan dipergunakan untuk melihat kesamping. Setiap mata ada 120 juta batang. Distribusi pada retina tidak merata, pada sudut 20o terdapat kepadatan yang maksimal. Batang ini sangat peka terhadap cahaya biru, hijau (510 nm)

H. Penyesuaian Terhadap Terang dan Gelap
Dari ruang gelap masuk ke dalam ruang terang kurang mengalami kesulitan dalam penglihatan. Tetapi apabila dari ruang terang masuk ke dalam ruang gelap akan tampak kesulitan dalam penglihatan dan diperlukan waktu tertentu agar memperoleh penyesuaian.

1. Mekanisme penyesuaian terang (cahaya)
Pada kerucut dan batang terjadi perubahan dibawah pengaruh energi sinar yang disebut foto kimia. Dibawah pengaruh fotokimia ini rhodopsi akan pecah, masuk ke dalam retine dan skotopsine. Retine akan tereduksi menjadi vitamin A dibawah pengaruh enzim alcohol dehydrogenase dan koenzym DPN-H+H+ (=DNA) dan terjadi proses timbale balik (visa versa). Penyinaran dengan energi cahaya yang besar dan dilakukan secara terus menerus konsentrasi rhodopsin di dalam rod akan sangat menurun sehingga kepekaan retina terhadap cahaya akan menurun.

2. Mekanisme Penyesuaian gelap
Seorang masuk ke dalam ruangan gelap yang tadinya berada di ruangan terang, jumlah rhodopsi ini di dalam rod sangat sedikit sebagai akibat orang tersebut tidak dapat melihat apa-apa di ruangan gelap. Selama berada diruangan gelap, pembentukan rhodopsin di dalam rod sangatlah perlahan-lahan, konsentrasi rhodopsin akan mencapai akar yang cukuo dalam beberapa menit berikutnya sehingg akhirnya rod akan terangsang oleh cahaya dalam waktu singkat. Selama penyesuaian gelap kepekaan retina akan meningkat mencapai nilai 1000 hanya dalam waktu beberapa menit saja, kepekaan retina mencapai nilai 100.000 waktu yang diperlukan 1 jam.

I. Tanggap Warna

a. Teori Tanggap Warna
Kone berbeda dengan rod dalam beberapa hal yaitu kone memberi jawaban yang selektif terhadap warna, kurang sensitive terhadap cahaya dan mempunyai hubungan dengan otak dalam kaitan ketajaman penglihatan dibandingkan dengan rod.l ahli faal Lamonov, Young Helmholtz berpendapat ada 3 tipe kone yang tanggap terhadap tiga warna pokok yang biru, hijau, merah.
1. Kone Biru
Mempunyai kemampuan tanggap gelombang frekuensi cahaya antara 400 dan 500 milimikron. Berarti kone biru dapat menerima cahaya ungu, biru, dan hijau.
2. Kone hijau
Berkemampuan menerima gelombang cahaya dengan frekuensi antara 450 dan 675 milimikron. Ini berarti kone hijau dapat mendeteksi warna biru, hijau, kuning, orange dan merah.
3. Kone merah
Dapat mendeteksi seluruh panjang gelombang cahay tetapi respon terhadap cahaya orange kemerahan sagat kuat dari pada warna-warna lainnya.

b. Buta Warna
Jika seseorang tidak mempunyai kone merah, ia masih dapat melihat warna hijau, kuning, orange dan warna merah dengan menggunakan kode hijau, tetapi tidak dapat membedakan secara tepat antara masing-masing warna tersebut oleh karena tidak mempunyai kone merah untuk kontras/membandingkan dengan kone hijau. Demikian pola jika seseorang kekurangan kone hijau, ia masih dapat melihat seluruh warna tetapi tidak dapat membedakan antara warna hijau, kuning, orange dan merah. Hal ini disebabkan kone hijau yang sedikit tidak mampu mengkontraskan dengan kone merah. Jadi tidak adanya kone merah atau hijau akan timbul kesukaran atau ketidakmampuan untuk membedakan warna antra, keadaan ini disebut buta warna merah-hijau. Kasus yang jarang sekali, tetapi bias terjadi seseorang kekurangan kone biru, maka orang tersebut sukar membedakan warna ungu, biru dan hijau. Tipe buta warna ini disebut kelemahan biru.

c. Peralatan pada pemeriksaan mata
Ada tiga prinsip dalam pemeriksaan mata yaitu : pemeriksaan mata bagian dalam, pengukuran daya focus mata, pengukuran kelengkungan kornea.
Peralatan dalam pemeriksaan mata dan lensa ada 6 macam yaitu :
1. Opthalmoskop
2. Retinoskop
3. Keratometer
4. Tonometer dari schiotz
5. Pupilometer
6. Lensometer

1. Opthalmoskop
Alat inimula-mula dipakai oleh helmholtz (1851). Prinsip pemeriksaan dengan opthalmoskop untuk mengetahui keadaan fundus okuli. Ada 2 prinsip kerja opthalmoskop yaitu :
a. Pencerminan mata secara langsung
b. Pencerminan mata secara tak langsung

2. Retinoskop
Alat ini dipakai untuk menentukan resep lensa demi koreksi mata penderita tanpa aktifitas penderita, meskipun demikian mata penderita perlu terbuka dan dalam posisi nyaman bagi si pemeriksa. Fungsi retinoskop dianggap normal, apabila suatu objek (cahaya) berada di titik jauh mata akan difokuskan pada retina. Cahaya yang dipantulkan retina akan menghasilkan bayangan focus pada titik jauh pula.

3. Keratometer
Alat ini untuk mengukur kelengkungan kornea. Pengukuran ini diperuntukan pemakaian lensa kontak, lensa kontak ini dipakai langsung yaitu dengan cara menempel pada kornea yang mengalami gangguan kelengkungan.
Ada 2 lensa kontak yaitu :
a. Hard contact lens/lensa kontak keras
b. Soft contact lens/lensa kontak lembut

4. Tonometer dari shiqtz
Pada tahun 1900 Schqtz (jerman) memperkenalkan alat untuk mengkur tekanan intraokuler yang dikenal dengan nama tonometer dari schiqtz dimodifikasi dengan kemudahan dalam pembacaan secara elektronik dan dapat direkam disebut tonograf. Goldman (1955) mengembangkan tonometer yang disebut Tonometer Goldman Aplanation; pengukuran dengan memakai alat ini penderita posisi duduk.

5. Pupilometer dari Eindhoven
Diameter pupil dapat diukur dengan menggunakan pupilometer dari Eindhoven yiru lempengan kertas terdiri dari sejumlah lubang kecil dengan jarak tertentu. Apabila melihat melalui lubang-lubang ini dengan latar belakang bersinar dan tanpa akomodasi.

6. Lensometer
Suatu alat yang dipakai untuk mengukur kekuatan lensa baik dipakai sipenderita atau sekedar untuk mengetahui dioptri lensa tersebut.
Prinsip dasar :
Menentukan focus lensa positif sangat mudah, dapat dengan cara :
a. Memfokuskan bayangan dari suatu obyek tak terhingga (missal matahari)
b. Memfokuskan bayangan dari suatu obyek yang telah diketahui jaraknya

B. Kamera

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.

C. Lup (kaca pembesar)

Lup (kaca pembesar) dipakai untuk melihat benda-benda kecil agar tampak lebih besar dan jelas. Oleh tukang arloji, lup dipakai agar bagian jam yang diperbaikinya kelihatan lebih besar dan jelas. Oleh siswa saat praktikum biologi, lup dipakai untuk mengamati bagian hewan atau tumbuhan agar kelihatan besar dan jelas.

Sebagai alat optik, lup berupa lensa cembung tebal (berfokus pendek). Sifat bayangan yang diharapkan dari benda kecil yang dilihat dengan lup adalah tegak dan diperbesar. Orang yang melihat benda dengan menggunakan lup akan mempunyai sudut penglihatan (sudut anguler) yang lebih besar daripada orang yang melihat dengan mata biasa. Ada dua cara memakai lup, yaitu dengan mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi.

Melihat dengan mata tak berakomodasi
Untuk melihat tanpa berakomodasi maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak berhingga. Benda yang dilihat harus diletakkan tepat pada titik fokus lup. Perhatikan Gambar dibawah !

Keuntunganya adalah untuk pengamatan lama mata tidak cepat lelah, sedangkan kelemahannya dari segi perbesaran berkurang. Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.
Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :
M = PP/f
Keterangan :
M = perbesaran lup
PP= titik dekat mata
f = jarak titik fokus lensa

Melihat dengan mata berakomodasi
Agar mata dapat melihat dengan berakomodasi maksimum, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa harus berada di titik dekat mata (PP). Benda yang dilihat harus terletak antara titik fokus dan titik pusat sumbu lensa.Perhatikan Gambar di bawah !

Kelemahannya untuk pengamatan lama mata cepat lelah, sedangkan keuntungannya dari segi perbesaran bertambah.
Sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperbesar.
Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :
M = PP/f + 1
Keterangan :
M = perbesaran lup
PP= titik dekat mata
f = jarak titik fokus lensa

D. Mikroskop


Penggunaan lup untuk mengamati benda-benda kecil ada batasnya. Jika kita menggunakan lup yang berjarak fokus kecil untuk mendapatkan perbesaran yang lebih besar, bayangan yang diperoleh tidak sempurna. Untuk itu, diperlukan mikroskop. Dengan memakai mikroskop kita dapat mengamati benda atau hewan renik, seperti bakteri dan virus yang tidak dapat dilihat mata secara langsung ataupun dengan memakai lup. Jenis mikroskop mutakhir yang sudah dibuat manusia adalah mikroskup elektron. Dalam subbab ini akan dipelajari mikroskop cahaya yang proses kerjanya memanfaatkan lensa cembung dengan menerapkan pembiasan cahaya.

Mikroskop cahaya mempunyai bagian utama berupa dua lensa cembung. Lensa yang menghadap benda disebut lensa objektif dan yang dekat ke mata disebut lensa okuler. Jarak fokus lensa objektif lebih kecil dari jarak fokus lensa okuler. Selain itu, mikroskop dilengkapi dengan cermin cekung yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya pada objek preparat yang akan diamati. Untuk mengatur panjang mikroskop agar diperoleh bayangan dengan jelas digunakan makrometer dan mikrometer.

Dasar kerja mikroskop
Obyek atau benda yang diamati harus diletakkan di antara Fob dan 2Fob, sehingga lensa obyektif membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan yang dibentuk lensa obyektif merupakan benda bagi lensa okuler. Lensa okuler berperan seperti lup yang dapat diatur/digeser-geser sehingga mata dapat mengamati dengan cara berakomodasi atau tidak berakomodasi.

Pengamatan dengan akomodasi maksimum
Untuk pengamatan dengan akomodasi maksimum, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler harus jatuh pada titik dekat mata (PP). Perhatikan gambar !

Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu:
M = Moby x Mok
M = (Si/So) x (PP/f okuler + 1)

Pengamatan dengan mata tidak berakomodasi
Untuk pengamatan dengan mata tidak berakomodasi, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler harus berada pada titik jauh mata. Perhatikan gambar !

Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu:
M = Moby x Mok
M = (Si/So) x (PP/f okuler)

Panjang Mikroskop
Panjang mikroskop adalah jarak lensa obyektif terhadap lensa okuler dirumuskan :
Untuk mata berakomodasi
d = Si (ob) + So (ok)
Keterangan :
d = panjang mikroskop
Si (ob) = jarak bayangan lensa obyektif
So (ok) = jarak benda lensa okuler

Untuk mata tidak berakomodasi
d = Si (ob) + f (ok)
Keterangan :
d = panjang mikroskop
Si (ob) = jarak bayangan lensa obyektif
f (ok) = jarak fokus lensa okuler

E. Terompong (teleskop)

A. Teropong bintang

Teropong bintang disebut juga teropong astronomi.

- terdiri dari 2 buah lensa cembung.

- jarak fokus lensa obyektif lebih besar dari jarak fokus lensa okuler.

Dasar Kerja Teropong

Obyek benda yang diamati berada di tempat yang jauh tak terhingga, berkas cahaya datang berupa sinar-sinar yang sejajar. Lensa obyektif berupa lensa cembung membentuk bayangan yang bersifat nyata, diperkecil dan terbalik berada pada titik fokus.

Bayangan yang dibentuk lensa obyektif menjadi benda bagi lensa okuler yang jatuh tepat pada titik fokus lensa okuler.

Penggunaan dengan mata tidak berkomodasi

Untuk penggunaan dengan mata tidak berkomodasi, bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh di titik fokus lensa okuler.

Perbesaran anguler yang diperoleh adalah :

M = f (ob) / f (ok)

Panjang teropong adalah :

M = f (ob) + f (ok)

Penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal

Untuk penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh diantara titik pusat bidang lensa dan titik fokus lensa okuler.

Perbesaran anguler dapat diturunkan sama dengan penalaran pada pengamatan tanpa berakomodasi dan didapatkan :

M = f (ob) / So (ok)

Panjang teropong adalah :

M = f (ob) + So (ok)

B. Teropong Bumi

Teropong bumi disebut juga teropong medan.
Terdiri dari 3 buah lensa cembung yaitu lensa obyektif, lensa okuler dan lensa pembalik.

Dasar Kerja Teropong Bumi :
Lensa obyektif membentuk bayangan bersifat nyata, terbalik dan diperkecil yang jatuh pada fob.
Bayangan dibentuk oleh lensa obyektif menjadi benda bagi lensa pembalik jatuh pada jarak 2f pembalik sehingga terbentuk bayangan pada jarak 2f pembalik juga yang bersifat nyata, terbalik, dan sama besar .

Dengan adanya lensa pembalik panjang teropong dirumuskan menjadi :

d = f (ob) + 4f (pembalik) + f (ok)

Lensa pembalik berfungsi untuk membalikkan arah cahaya sebelum melewati lensa okuler, lensa okuler berfungsi seperti lup membentuk bayangan bersifat maya, tegak, dan diperbesar.
Adanya lensa pembalik tidak mempengaruhi perbesaran akhir, bayangan akhir bersifat maya, tegak dan diperbesar dengan perbesaran :
M = d = f (ob) / f (ok)

C. Teropong prisma (binokuler)

Teropong prisma terdiri atas dua pasang lensa cembung (sebagai lensa objektif dan lensa okuler) dan dua pasang prisma kaca siku-siku samakaki. Sepasang prisma yang diletakkan berhadapan, berfungsi untuk membelokkan arah cahaya dan membalikkan bayangan.
Bayangan yang dibentuk lensa objektif bersifat nyata, diperkecil, dan terbalik. Bayangan nyata dari lensa objektif menjadi benda bagi lensa okuler. Sebelum dilihat dengan lensa okuler, bayangan ini dibalikkan oleh sepasang prisma siku-siku sehingga bayangan akhir dilihat maya, tegak, dan diperbesar. Perbesaran bayangan yang diperoleh dengan memakai teropong prisma sama dengan teropong bumi.Beberapa keuntungan praktis dari teropong prisma dibandingkan teropong yang lain :
1. Menghasilkan bayangan yang terang, karena berkas cahaya dipantulkan sempurna oleh bidang-bidang prisma.

2. Dapat dibuat pendek sekali, karena sinarnya bolak-balik 3 kali melalui jarak yang sama (dipantulkan 4 kali oleh dua prisma).
3. Daya stereoskopis diperbesar, dua mata melihat secara bersamaan
4. Dengan adanya prisma arah cahaya telah dibalikkan sehingg terlihat bayangan akhir bersifat maya, diperbesar dan tegak.

D. Teropong pantul astronomi .

Teropong pantul terdiri dari sebuah cermin cekung berjarak fokus besar sebagai cermin objektif, sebuah lensa cembung sebgai lensa okuler dan sebuah cermin datar sebagai pembelok arah cahaya dari cermin objektif ke lensa okuler.

E. Teropong panggung

Teropong panggung terdiri dari dua lensa, yaitu :
- lensa obyektif berup lensa cembung
- lensa okuler berupa lensa cekung

Dasar kerja dari teropong panggung
Sinar-sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan tepat di titik fokus lensa obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata. Perlu diketahui bahwa bayangan yang dibentuk lensa okuler adalah tegak.
Perhatikan diagram dari proses terbentuknya bayangan benda pada gambar berikut.

Dari gambar diatas untuk pengamatan tanpa berakomodasi), maka panjang teropong adalah :
d = f (ob) - f (ok)

Perbesaran anguler yang didapatkan adalah sama dengan perbesaran pada teropong bintang ataupun juga teropong bumi.
M = f (ob) / f (ok)

F. Periskop

Prinsip kerja periskop. Periskop di kiri menggunakan cermin yang terletak pada "a", sedangkan periskop kanan menggunakan prisma yang terletak pada "b". "c" adalah posisi pengamat.

Periskop merupakan alat optik untuk mengamati 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.

Tidak ada komentar: