Sistem Optika Mata

a)      Pengertian Mata

Mata dalam bahasa latinnya adalah oculus sedangkan dalam bahasa Inggrisnya adalah eye. Mata adalah indera penglihatan dan merupakan organ yang dapat menangkap perubahan dan perbedaan cahaya.. Mata merupakan salah satu panca indera manusia.tanpa mata, kita tidak dapat melihat benda-benda yang ada di dunia ini. Mata bisa melihat apabila ada cahaya. Dalam gelap mata tidak dapat melihat, karena tidak ada cahaya yang masuk ke dalam mata.

b)     Bagian-bagian Mata dan Fungsinya

Gambar 1. Bagian-bagian mata

Sumber: Handayani, Sri dkk. 2009. Fisika 1. Jakarta : Departemen Pendidikan Nasional.

Organ mata dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu organ mata bagian luar dan organ mata bagian dalam. Organ bagian luar pada umumnya berfungsi untuk melindungi organ mata bagian dalam. Sedangkan organ mata bagian dalam berfungsi untuk menerima cahaya yang masuk kemudian meneruskannya ke otak.

I . Organ Mata Bagian Luar

Yaitu organ mata yang letaknya diluar bola mata yaitu seperti kelopak mata, alis mata dan bulu mata. Kelopak mata berfungsi untuk menutupi dan melindungi mata. Alis mata berfungsi untuk menahan keringat dan air hujan masuk ke dalam bola mata, selain itu alis mata juga berguna untuk mempercantik dan memperindah organ mata. Bulu mata berfungsi untuk menyaring cahaya yang masuk serta melindungi mata dari benda-benda asing.

II . Organ Mata Bagian Dalam

Organ mata bagian dalam adalah organ-organ yang membentuk bola mata. Adapun organ mata bagian dalam sebagai berikut :

1. Kornea mata (selaput bening), berfungsi untuk menerima cahaya dari sumber cahaya dan meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam dan berakhir di retina. Sifatnya tidak berwarna (bening) dan tidak punya pembuluh darah. Bila terjadi kerusakan maka dapat menyebabkan kebutaan.
2. Iris (selaput pelangi), terletak di tengah-tengah bola mata, dibelakang kornea. Warna iris dipengaruhi oleh jenis ras atau bangsa.
3. Pupil (anak mata), berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk. Dengan demikian cahaya tidak terlalu banyak (menyilaukan) atau terlalu sedikit (redup). Fungsi anak mata atau pupil sama dengan fungsi diafragma pada alat potret (kamera). Sifatnya jika cahaya teralalu banyak, pupil akan mengecil. Tapi apabila cahaya terlalu sedikit, pupil akan membesar. Pupil adalah celah bulat yang ada di tengah-tengah iris.
4. Lensa mata, berfungsi untuk memfokuskan dan meneruskan cahaya yang masuk ke mata agar jatuh tepat pada retina (selaput jala).  Dengan demikian, mata dapat melihat dengan jelas. Selain itu lensa juga punya fungsi untuk mencembung dan memipih untuk memfokuskan jatuhnya cahaya. Letak lensa ini terletak di tengah-tengah bola mata, yaitu di belakang anak mata (pupil) dan selaput pelangi. Sifatnya bila kita mengamati benda letaknya dekat, maka mata berakomodasi dengan kuat. Akibatnya, lensa mata menjadi lebih cembung, dan bayangan dapat jatuh tepat di retina. Namun sebalinya apabila kita mengamati benda yang letaknya jauh, maka mata tidak berakomodasi. Akibatnya, lensa mata berbentuk pipih. Kemampuan lensa mata untuk mengubah kecembungannya ini disebut daya akomodasi.
5. Badan bening, fungsinya untuk meneruskan cahaya yang telah melewati lensa. Cahaya itu selanjutnya disampaikan ke selaput jala. Letak badan bening adalah di belakang lensa, bentuknya seperti agar-agar.
6. Retina (selaput jala), adalah bagian yang paling peka terhadap cahaya. Khususnya bitik kuning. Retina berfungsi menangkap dan meneruskan cahaya dari lensa ke saraf mata. Di dalam selaput jala terdapat ujung-ujung saraf penerima, letaknya merupakan selaput yang terletak paling belakang.
7. Saraf mata, atau saraf optik ini berfungsi untuk meneruskan rangsang cahaya ke otak. Informasi-informasi yang dibawa oleh saraf nantinya akan diproses di otak. Dengan demikian kita dapat melihat suatu benda.

c)      Cara Kerja Mata

Syarat kita dapat melihat benda adalah harus ada cayaha. Cahaya dapat berasal langsung dari sumber cahaya atau berasal dari cahaya yang dipantulkan oleh benda-benda yang ada di sekeliling kita. Cahaya masuk menembus kornea, terus melewati lensa mata, dan akhirnya sampai ke retina. Bayangan benda jatuh tepat di bintik kuning, bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Bayangan itu merupakan rangsangan atau informasi yang dibawa oleh syaraf penglihatan menuju pusat syaraf penglihatan di otak. Di otak, rangsangan ditafsirkan dan barulah kemudian kita mendapat kesan melihat benda.

Gambar 2. Impulse Mata

Sumber: http://vclass.gunadarma.ac.id/mod/resource/view.php?id=2449

d)     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 Titik terdekat yang mampu dilihat oleh mata dengan jelas disebut titik dekat mata (punctum proximum/PP).  Jarak baca normal atau titik dekat mata adalah sekitar 25 cm. Titik terjauh yang dapat dilihat oleh mata dengan jelas disebut titik jauh mata (punctum remotum/PR). Pada saat melihat benda yang berada di titik jauhnya, mata berada dalam kondisi tidak berakomodasi. Jarak titik jauh mata normal adalah di titik tak hingga (~).

Gambar 3. Daya Akomodasi

Sumbert: http://aktifisika.wordpress.com/tag/daya-akomodasi/

e)      Jenis-jenis Cacat Mata

Jika kita memiliki penglihatan yang baik, maka semestinya kita dapat melihat benda secara jelas pada jarak 25 cm atau lebih. Namun pada kenyataannya banyak orang yang merasa memerlukan koreksi pada penglihatan. Ketidaknormalan penglihatan dinamakan cacat mata (aberasi). Terdapat beberapa cacat mata yang akan kita bicarakan disini, antara lain rabun jauh (miopi), rabun dekat (hipermetropi), mata tua (presbiopi), dan asigmatisma (silindris). Untuk memperoleh penglihatan normal, bayangan suatu benda harus difokuskan tepat pada retina.Jenis-jenis cacat mata sebagai berikut;

1 ) Rabun jauh (miopi)

Miopi adalah kelainan mata yang sangat umum terjadi dimana bola mata mengendur sehingga jarak bola mata dari depan ke belakang terlalu jauh. Orang yang menderita rabun jauh atau miopi tidak mampu melihat dengan  jelas objek yang jauh tapi tetap mampu melihat dengan jelas objek di titik dekatnya (pada jarak 25 cm). Titik jauh mata orang yang menderita rabun jauh berada pada jarak tertentu (mata normal memiliki titik jauh tak berhingga). Mata miopi ditolong dengan kacamata berlensa cekung (negatif). Lensa divergen atau lensa cekung atau lensa negatif dapat membantu lensa mata agar dapat memfokuskan bayangan tepat di retina.

Gambar 4. Rabun Jauh

Sumber: http://www.ittelkom.ac.id/admisi/elearning/prog3.php?proses=1&kd=Fis-010501&bab=Alat%20Optik&judul=Fisika&rincian=Mata&kd_judul=Fis-01&kode_bab=05&kode_sub=01

Gambar 5. Pembentukan bayangan pada mata myopia (a) sebelum menggunakan lensa cekung dan (b) setelah menggunakan

Sumber: http://aktifisika.wordpress.com/tag/daya-akomodasi/

Jarak fokus lensa dan kuat lensa yang digunakan untuk memperbaiki mata yang mengalami rabun jauh dapat ditentukan berdasarkan persamaan lensa tipis dan rumus kuat lensa.

..................................................... (1)

....................................................(2)

Keterangan:     s : jarak tak hingga (titik jauh mata normal/jarak benda ke mata)

f : fokus lensa kaca mata dan

s’ : titik jauh mata (PR).

2 ) Rabun dekat (hipermetropi)

Hipermetropia yaitu kelainan mata yang tidak dapat melihat dekat. Pada tipe ini mata terlalu pendek atau lensa mata terlalu datar, sehingga bayangan terbentuk dibelakang retina. Orang yang menderita rabun dekat atau hipermetropi tidak mampu melihat dengan jelas objek yang terletak di titik dekatnya tapi tetap mampu melihat dengan jelas objek yang jauh (tak hingga). Titik dekat mata orang yang menderita rabun dekat lebih jauh dari jarak baca normal (PP > 25 cm). Cacat mata hipermetropi dapat diperbaiki dengan menggunakan lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar.

Gambar 6. Rabun Dekat

Sumber: http://www.ittelkom.ac.id/admisi/elearning/prog3.php?proses=1&kd=Fis-010501&bab=Alat%20Optik&judul=Fisika&rincian=Mata&kd_judul=Fis-01&kode_bab=05&kode_sub=01

Gambar 7. pembentukan Bayangan pada mata hipermetropi (a) sebelum menggunakan kacamata dan (b) sesudah menggunakan kacamata

Sumber: http://aktifisika.wordpress.com/tag/daya-akomodasi/

Jarak fokus lensa dan kuat lensa yang digunakan untuk memperbaiki mata yang mengalami hipermetropi dapat ditentukan berdasarkan persamaan lensa tipis dan rumus kuat lensa.

   .............................................................(3)

.............................................................(4)

Di sini jarak s adalah jarak titik dekat mata normal (25 cm), dan s’ adalah titik dekat mata (PP). Prinsip dasarnya adalah lensa positif digunakan untuk memindahkan (memundurkan) objek pada jarak baca normal menjadi bayangan di titik dekat mata tersebut sehingga mata dapat melihat objek dengan jelas. 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  s’ adalah negatif.

3 ) Mata tua (presbiopi)

Orang-orang yang sudah lanjut usia mengalami gangguan penglihatan terhadap benda-benda yang letaknya dekat maupun terlalu jauh. Sebenarnya gangguan ini bukan masuk golongan cacat mata. Pada usia tua, otot-otot lensa mata telah mengendur sehingga daya akomodasinya berkurang. Jarak bacanya tidak lagi 25 cm seperti halnya pada mata normal, tetapi lebih jauh lagi. Biasanya orang yang sudah tua membaca tulisan dengan dijauhkan dari matanya.
Penderita prebiop dapat ditolonng dengan kaca mata berlensa rangkap, yaitu lensa cembung dan lensa cekung dalam satu lensa. Bagian atas cekung untuk melihat benda yang jauh dan bagian bawah cembung untuk membaca.

Gambar 8. Presbiopi

Sumber:http://www.ittelkom.ac.id/admisi/elearning/prog3.php?proses=1&kd=Fis010501&bab=Alat%20Optik&judul=Fisika&rincian=Mata&kd_judul=Fis-01&kode_bab=05&kode_sub=01

4 ) Astigmatisma (mata silindris)

Astigmatisme adalah suatu kelainan refraksi dimana sinar sejajar dengan garis pandang oleh mata tanpa akomodasi dibiaskan tidak pada satu titik tetapi lebih dari satu titik. Astigmatisma adalah kelainan mata yang disebabkan kelengkungan kornea matanya yang tidak berbentuk bola sehingga sinar-sinar yang masuk tidak terpusat sempurna. Akibatnya, benda yang dilihat ada bayangannya. Penderita ini dapat dibantu dengan kacamata berlensa silindris.

Gambar 9. Astigmatisma (mata silindris)

Sumber: http://www.ittelkom.ac.id/admisi/elearning/prog3.php?proses=1&kd=Fis-010501&bab=Alat%20Optik&judul=Fisika&rincian=Mata&kd_judul=Fis-01&kode_bab=05&kode_sub=01

Untuk mengetahui visus (Ketajaman Penglihatan) adalah dengan menggunakan suatu pecahan matematis yang menyatakan perbandingan 2 jarak, yang juga merupakan perbandingan ketajaman penglihatan seseorang dengan ketajaman penglihatan orang normal. Dalam praktek digunakan optotype dari Snellen. Rumus Mengukur Visus

V = ............................................................(5)

Ket :    V= Visus

d = jarak antara optotype dengan subjek yang diperiksa

D = jarak sejauh mana huruf-huruf masih dapat dibaca mata normal

Jika distorsi terjadi pada kornea, disebut astigmatisme kornea, sedangkan jika distorsi terjadi pada lensa, disebut astigmatisme lentikular.

3.KESIMPULAN

                       

Mata sebagai alat indra penglihatan dapat dipandang sebagai alat optik yang sangat penting bagi manusia.Mata memiliki bagian luar dan bagian dalam yang memiliki peran masing-masing.Pada mata memiliki titik terdekat yaitu 25 cm dan titik terjauh (~).Tidak semua orang yang bisa melihat dengan normal dalam hal ini kami membahas jenis-jenis cacat mata beserta cara mengatasinya.