Mata  merupakan salah satu contoh alat optik yang dimiliki oleh setiap orang. Seseorang mampu melihat dikarenakan adanya interaksi yang kompleks antara otak, mata dan cahaya. Mata dikategorikan sebagai alat optik karena mampu menerjemahkan getaran elektromagnetik cahaya menjadi pola-pola impuls saraf kemudian diteruskan ke otak. Olehnya itu, seseorang dapat melihat suatu benda disekitarnya.
Alat optik mata terdiri dari lensa cembung yang tebalnya dapat diatur, Mata kita memilki bagian-bagian yang penting yang menentukan daya penglihatan kita.

A. Bagian-bagian mata dan fungsinya

Sumber gambar http://www.pakmono.com

Bagian-bagian dan fungsi mata manusia sebagai berikut
  1. Kornea, Kornea merupakan bagian mata yang keras dan berfungsi untuk melindungi bagian mata yang lunak dan sensitif
  2. Pupil, Pupil adalah celah berbentuk lingkaran yang berfungsi agar cahaya dapat masuk ke dalam mata
  3. Iris, Iris adalah selaput berwarna hitam atau biru, yang berfungsi mengatur besar dan kecilnya pupil
  4. Lensa, Lensa berfungsi membiaskan sinar dari benda yang kemudian menghasilkan bayangan pada retina
  5. Aqueous Humour, Aqueous Humour adalah cairan di depan lensa mata, berfungsi untuk membiaskan cahaya ke dalam mata
  6. Vitreous Humour, Vitreous Humour adalah cairan didalam bola mata, berfungsi untuk meneruskan cahaya dari lensa menuju ke retina
  7. Retina,  Retina berfungsi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan benda yang dilihat. Retina merupakan bagian mata yang penuh saraf yang sensitifterhadap cahaya. Saraf-saraftersebut mengirimkan rangsangan ke otak

B. Proses terbentuknya objek oleh mata

Apabila sinar yang berasal dari objek masuk pada lensa mata kemudian mengalami pembiasan dan membentuk bayangan pada retina, mata dapat melihat objek tersebut. Apabila bayangan yang terjadi tidak jatuh di retina, mata tidak dapat melihat objek tersebut. Dengan demikian, syarat agar objek dapat dilihat dengan jelas oleh mata yaitu bayangan dari objek harus jatuh tepat pada retina (bintik kuning) seperti tampak pada gambar.

A terlihat jelas oleh mata, B tidak jelas terlihat
A terlihat jelas oleh mata, B tidak jelas terlihat

C. Daya Akomodasi

Daya Akomodasi adalah Kemampuan otot untuk mengubah kecembungan lensa mata, perhatikan gambar berikut!

Bola mata bentuknya tetap sehingga jarak retina    terhadap lensa adalah tetap. Hal ini berarti jarak bayangan yang terbentuk (s') adalah tetap. Padahal, kenyataannya mata dapat melihat benda yang jaraknya (s) berubah-ubah. Ini berarti jarak fokus lensa mata dapat berubah-ubah. Agar jarak fokus dapat berubah, kecembungan lensa harus berubah pula. Dari rumus lensa : 1/s + 1/s' = 1/f  jika s' tetap maka s berubah-ubah (dari Sa menjadi Sb) f harus berubah-
ubah. Gambar menunjukkan bentuk lensa mata ketika melihat benda A yang dekat dan ketika melihat benda B yang jauh, agar bayangan tetap jatuh di retina. Disinilah keistimewaan lensa mata sebagai alat optik yang jarak fokusnya
Otot yang mengatur kecembungan lensa mata disebut otot akomodasi. Kemampuan otot tersebut untuk mengubah kecembungan lensa mata disebut daya akomodasi.

D. Titik dekat dan titik jauh


Agar objek dapat terlihat jelas oleh mata, letak objek harus pada daerah penglihatan mata, yaitu daerah antara titik dekat dan titik jauh mata tersebut.
Titik dekat (punctum proksium = pp) ialah jarak yang paling dekat yang dapat dilihat dengan jelas oleh mata dengan akomodasi maksimum. Pada jarak ini kecembungan lensa mata mencapai maksimum.
Titik jauh (punctum remotum = pr) ialah jarak yang paling jauh yang dapat dilihat dengan jelas Mata normal oleh mata tanpa berakomodasi. Pada jarak ini lensa mata dalam keadaan sepipih-pipihnya.
Jarak baca sekitar 25 cm, Sn = 25

E. Keadaan mata

Keadaan mata dapat dibedakan menjadi mata normal dan mata cacat
a.  Mata normal (Emetropi)
Untuk mata normal, mempunyai titik dekat kurang lebih 25 sentimeter dan titik jauh tak terhingga (jauh sekali). Sikap mambaca seseorang yang matanya normal dapat ditunjukkan oleh Gambar diatas, Sn = 25 cm
b. Cacat mata
Cacat mata yang diderita oleh seseorang dapat disebabkan oleh kerja mata atau cacat sejak lahir. Ada tiga cacat mata, yaitu rabun jauh, rabun dekat dan mata tua.
1.Rabun jauh (Miopi = Terang Dekat)

Mata rabun jauh titik dekatnya lebih pendek daripada titik dekat mata normal (Sn < 25 cm) dan titik jauhnya lebih pendek daripada titik jauh mata normal. Oleh karena itu, orang yang menderita rabun jauh ini tidak dapat membaca dengan jelas pada jarak baca norm al (+25cm).
Orang tersebut dapat membaca dengan jelas pada jarak pendek dari 25 cm atau hanya dapat melihat benda dekat sehingga cacat ini sering disebut terang dekat. Sikap membaca seseorang yang menderita rabun jauh dapat ditunjukkan oleh gambar. Cacat mata miopi disebabkan lensa mata terlalu cembung atau bola mata terlalu lonjong. Dengan demikian bayangan benda pada jarak baca jatuh di depan retina
2. Rabun dekat (Hipermetropi = Terang Jauh)

Mata rabun dekat memiliki titik dekat lebih jauh daripada titik dekat mata normal dan titik jauhnya jauh tak terhingga (∼). Sehingga orang yang menderita rabun dekat ini tidak dapat membaca pada jarak normal (+ 25cm), orang tersebut dapat membaca dengan jelas pada jarak lebih jauh dari jarak baca normal (Sn > 25cm) atau hanya dapat melihat benda-benda jauh. Oleh karena itu cacat ini sering disebut terang jauh.
Sikap membaca seseorang yang menderita rabun dekat dapat ditunjukkan oleh gambar. Cacat mata hipermetropi disebabkan lensa mata kurang dapat dicembungkan atau bola mata terlalu pipih. Dengan demikian, bayangan dari benda yang terletak pada jarak baca normal jatuh dibelakang retina.
3. Mata tua (Presbiopi)

Mata tua ini memiliki titik dekat lebih jauh daripada titik dekat mata normal dan titik jauhnya lebih pendek
daripada titik jauh mata normal. Oleh karena itu orang yang memiliki mata tua ini tidak dapat melihat dengan
jelas objek yang dekat maupun yang jauh secara normal. Mata ini sebenarnya tidak cacat, tetapi daya
akomodasinya sudah lemah.Untuk membandingkan titik dekat, titik jauh serta
daerah penglihatan dari keadaan mata
Daerah penglihatan mata
 4.  Mata silinder (Astigmatisma)

Astigmatisma disebut juga dengan mata silinder adalah cacat mata disebabkan oleh kornea mata yang tidak sferis (lengkungan bola) melainkan lebih melengkung pada satu bidang daripada bidang lainnya.  Pada astigmatisma kondisi kornea mata tidak rata, sehingga lensa mata memiliki fokus yang lebih pendek untuk sinar-sinar pada bidang vertikal dibandingkan dengan sinar-sinar pada bidang horizontal
Kekuatan Jarak mata dapat melihat benda
  • Mata Normal (emetropi) pp = 25 cm, pr = ∼
  • Rabun jauh (miopi) pp < 25 cm, pr < ∼
  • Rabun dekat (hipermetropi) pp > 25 cm , pr = ∼
  • meta tua (presbiopi) pp > 25, pr < ∼

F. Kaca Mata

Mata yang cacat dapat difungsikan dengan baik lagi dengan cara diberi alat Bantu, yaitu kacamata berlensa.
1) Rabun jauh (Miopi = terang dekat)
Untuk cacat ini bayangan dari objek yang letaknya jauh jatuh di depan retina. Agar bayangan jatuh diretina sinar yangmasuk pada lensa mata harus menyebar. Untuk itu di depan mata harus diberi lensa cekung (divergen). Jadi, untuk mata miopi dapat ditolong dengan kacamata berlensa cekung (negatif)
Setelah memakai kacamata berlensa cekung, objek yang letaknya jauh (s = —) akan membentuk bayangan maya di titik jauh mata tersebut. Ini berarti (s' = -pr). Dengan demikian apabila titik jauh mata tersebut diketahui, ukuran kacamata yang harus dipakai (agar orang tersebut dapat melihat jauh) dapat ditentukan menggunakan rumus lensa.

Catatan : Kekuatan lensa yang dipakai dapat juga ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

p = Kekuatan lensa (dioptri), Pr = punctum remotum (titik jauh)
2) Rabun dekat (Hipermetropi = terang jauh)
Untuk cacat ini bayangan dari objek yang terletak pada jarak baca (titik dekatnya) jatuh dibelakang retina. Agar bayangan jatuh di retina sinar yang masuk pada lensa mata harus lebih mengumpul. Untuk itu di depan mata harus diberi lensa cembung (konvergen). Jadi untuk mata hipermetropi dapat ditolong dengan kacamata berlensa cembung.
Setelah memakai kaca mata berlensa cembung, objek yang terletak pada jarak baca (s = 25 cm) akan membentuk bayangan maya yang terletak pada titik dekat mata tersebut. Ini berarti s' = -sn. Dengan demikian apabila titik dekat mata tersebut diketahui, ukuran kacamata yang  harus dipakai agar dapat membaca pada jarak baca normal dapat ditentukan dengan rumus lensa =

Catatan : Kekuatan lensa dapat juga ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :



G. Contoh Soal dan pembahasan

Contoh 1
Andi hanya dapat melihat benda secara jelas pada jarak terjauh 500 cm. Berapakah kekuatan lensa kacamata yang harus digunakan!
jawab:
Dik :
jarak terjauh yang mampu dilihat oleh Andi adalah 500 cm = 5 meter. Sehingga dia menderita rabun jauh.
Dit :
P = .........?
Peny:
P = -1/PR
= -1/5m
= -1/5 dioptri
Jadi, kekuatan lensa kacamatanya adalah 1/5 dioptri

EVALUASI ALAT OPTIK
VIDIO ALAT OPTIK