1. Mata

BAHAN AJAR
1. Mata
Diagram susunan mata dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 1. Diagram bagian-bagian mata manusia dan pembentukan
Mata merupakan alat optik yang mempunyai cara kerja seperti kamera. Mata terdiri atas:
kornea, pupil, iris, lensa mata, aqueous humour, vitreous humour, retina dan otot siliar.
a. Kornea
Kornea merupakan selaput (lapisan) luar bola mata yang tidak berwarna (bening). Fungsinya:
-
Sebagai pelindung bagian-bagian mata yang ada di dalamnya.
-
Penerima ransangan cahaya dan meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam.
b. Pupil
Pupil atau anak mata adalah celah bundar di tengah iris.
Fungsinya: Sebagai tempat lewatnya cahaya yang masuk menuju retina
c. Iris
Iris adalah lapisan di depan lensa mata yang berwarna, warna inilah yang menentukah warna mata
seseorang.
Fungsinya:
Mengatur lebar pupil sehingga banyaknya cahaya yang masuk ke mata bisa
dikendalikan.
d. Lensa mata
Lensa mata adalah benda bening didalam bola mata yang berbentuk cembung, letaknya tepat di
belakang iris
Fungsinya: Untuk memfokuskan cahaya atau bayangan benda agar tepat jatuh di retina
e. Aqueous humour
Merupakan cairan yang terdapat di antara kornea dan lensa mata
Fungsinya: Untuk memberi bentuk dan kekokohan pada mata.
f. Vitreous humour
Merupakan cairan yang terdapat di antara lensa mata dan retina.
Fungsinya: Untuk memberi bentuk dan kekokohan pada mata.
g. Retina
Merupakan lapisan terdalam dari dinding bola mata
Fungsinya: Sebagai layar penerima cahaya atau bayangan benda, bayangan yang di terima oleh
retina adalah nyata terbalik dan diperkecil
h. Otot siliar.
Agar bayangan selalu jatuh tepat di retina, panjang fokus lensa harus dapat di ubah-ubah.
Fungsinya: Mengatur panjang fokus (kelengkungan) lensa.
Daya akomodasi Adalah : Daya menebal dan menipisnya lensa mata, lensa paling tipis pada saat mata
tidak berakomodasi.
-
Titik Jauh (Punctur Remotum) PR : Titik terjauh yang masih terlihat jelas oleh mata (tidak berakomodasi).
-
Untuk mata normal : titik jauh letaknya di jauh tak berhingga (∞).
-
Titik Dekat (Punctur Proximum) P : Titik terdekat yang masih terlihat jelas oleh mata (berakomodasi max)
-
Untuk mata normal : titik dekat 25 cm.
Gangguan Penglihatan
Mata normal adalah mata dengan batas pengelihatan titik dekat atau punctum proximum (PP) 25 cm
dan titik jauh atau punctum remotum (PR) tidak terhingga.
Apabila suatu mata batas pengelihatannya di luar batas mata normal, dikatakan mata mengalami
gangguan atau cacat mata
Jenis cacat mata
1) Rabun jauh (Miopi)
Rabun jauh adalah kelainan mata karena bayangan benda-benda yang jauh jatuh di depan
retina. Rabun jauh dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata dengan lensa negatif.
s (jarak benda) = ∞
s’ (jarak bayangan) = - PR
 Untuk mata miopi : S` = -PR miopi
S = ∼
 Sehingga : 1/f = 1/S + 1/S` = P
P = 1/∼ + 1/-PR = 1/-PR
Kuat lensa Dalam satuan 1/m (dioptri)
Sehingga:
P = - 100/PR
Skema Mata Miopi
a. Sebelum memakai kacamata
b. Setelah memakai kacamata
2) Rabun dekat
Penderitaan hipermetropi atau rabun dekat memiliki titik dekat lebih besar dari 25 cm di
depan matanya sehingga tidak dapat melihat benda-benda yang dekat dengan jelas. Bayangan
benda yang dekat pada mata hipermetropi jauh di belakang retina. Hal ini di sebabkan karena
bola mata terlalu pipih (jarak fokus lensa terlalu panjang).
Agar bayangan jatuh tepat pada retina digunakan kacamata berlensa positif atau lensa
cembung.
Gambar 5. Proses jangkauan penglihatan mata hipermetropi
3) Presbiopi atau mata tua
Presbiopi atau mata tua adalah cacat mata akibat berkurangnya daya akomodasi mata pada usia lanjut.
Titik dekat mata presbiopi lebih besar dari 25 cm dan titik jauhnya terbatas di depan mata. Penderita
presbiopi harus menggunakan kacamata bifokal yaitu kacamata berfungsi rangkap (untuk melihat
dekat dan jauh).
Hubungan suatu benda, bayangan yang terbentuk dan panjang fokus suatu lensa tipis dapat ditulis
dalam matematik:
=
Kemampuan suatu lensa positif untuk mngumpulkan cahaya dan kemampuan suatu lensa untuk
menyebarkan cahaya (kuat lensa) dapat dihitung:
p=
Dengan : S = jarak benda kenda ke mata
SI = Jarak bayangan ke mata
f = Panjang fokus lensa
p = Kekuatan lensa (D = dioptri).
Contoh soal :
1. Seseorang ingin melihat suatu benda yang berada di depan mata pada jarak 25 cm. Jika jarak
kornea mata ke retina 2,5 cm. Maka hitunglah panjang fokus sistem lensa-kornea agar benda
terlihat paling jelas oleh mata orang tersebut!
Jawab:
Jika benda berada di tempat yang jauh tak terhingga maka sinar dari benda akan sejajar sumbu
lensa dan di fokuskan oleh mata ke retina, dan memberikan panjang fokus untuk sistem lensa
ke kornea sebesar 2,5 cm. Untuk melihat benda yang berjarak 25 cm di depan mata, benda
terlihat paling jelas di depa retina.
Diketahui: s = 25 cm
s’= 2,5 cm
ditanya: f = .....?
penyelesaian:
f =
= 2,24 cm.
Jadi panjang lensa adalah 2,24 cm.
2. Lup
Lup atau kaca pembesar merupakan alat optik yang paling sederhana yang berfungsi untuk melihat
benda-benda yang kecil.
Lup terdiri dari sebuah lensa cembung. Agar benda tampak lebih besar, benda harus diletakkan antara
titik fokus dengan lensa.
Persamaan lup

Untuk mata tak berakomodasi, benda diletakkan tepat di titik fokus. Perbesaran dapat dihitung dengan
persamaan:

Untuk mata berakomodasi maksimum, benda diletakkan antara titik fokus dengan lensa. Perbesaran
dapat dihitung dengan persamaan:
3. Kamera
Kamera merupakan alat optik untuk merekam gambar bayangan suatu benda. Prinsip kerja kamera
mirip dengan prinsip kerja pada mata Apertur berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk
kedalam kamera. Apertur biasa diukur dengan angka f4, f5, f6.
Lensa pada kamera berfungsi untuk membentuk bayangan pada film Bayangan yang terbentuk bersifat
nyata, terbalik, diperkecil. Film berfungsi untuk menangkap dan merekam gambar bayangan benda
yang dibentuk oleh lensa.
Range finder berfungsi mengatur jarak lensa agar bayangan selalu jatuh tepat pada film
Mata dan kamera memiliki persamaan sebagai berikut:
-
memiliki satu lensa
-
memiliki pengatur cahaya pada mata retina dan pupil pada kamera diafragma dan
apertur
-
memiliki layar penangkap bayangan pada mata retina pada kamera film
4. Mikroskop
Mikroskop adalah alat optik yang digunakan untuk melihat benda-benda mikroskopis (sangat kecil)
Mikroskop menggunakan dua buah lensa cembung, yaitu lensa okuler dan lensa objektif.
5. Teropong
A. Teropong Bintang
Teropong bintang adalah alat yang digunakan untuk melihat atau mengamati benda-benda di luar angkasa seperti
bulan, bintang, komet, dan lain sebagainya. Sifat bayangannya adalah maya, terbalik dan diperbesar. Bintang-bintang di
langit yang letaknya sangat jauh tidak dapat dilihat secara langsung oleh mata. Teropong atau teleskop dapat digunakan
untuk melihat bintang atau objek yang letaknya sangat jauh. Teropong terdiri atas dua lensa cembung, sebagaimana
mikroskop. Pada teropong jarak fokus lensa objektif lebih besar daripada jarak fokus lensa okuler (fob > fok). Teropong
digunakan dengan mata tidak berakomodasi agar tidak cepat lelah karena teropong digunakan untuk mengamati bintang
selama berjam-jam. Dengan mata tidak berakomodasi, bayangan lensa objektif harus terletak di titik fokus lensa okuler.
Dengan demikian, panjang teropong (atau jarak antara kedua lensa) adalah
d = fob + fok
dimana fob adalah jarak fokus lensa objektif dan fok adalah jarak fokus lensa okuler.
Adapun perbesaran M yang dihasilkan oleh teropong adalah
fob
M
=
fok
B. Teropong Bumi
Teropong bumi adalah alat yang digunakan untuk melihat atau mengamati benda-benda jauh yang ada di
permukaan bumi. Bayangan yang terbentuk sifatnya maya, diperbesar dan tegak.
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)
1