verified_user Pilih Kategori

Cara Kerja dan Bagian Lup Sebagai Alat Optik

visibilityView Article
Penglihatan manusia sangat terbatas. Jangkauan penglihatan manusia tidak sanggup melihat benda yang terlalu jauh maupun terlalu dekat. Alternatif yang dipilih untuk mengatasi masalah tersebut adalah menggunakan alat bantu penglihatan (alat optik). Salah satu alat optik yang digunakan untuk membantu penglihatan manusia adalah Lup.

Kaca pembesar atau disebut juga dengan lup, termasuk salah satu alat optik yang paling sederhana. Alat optik yang terbuat dari lensa cembung ganda (bi-konveks). Lup diperkenalkan tidak hanya mengenai fungsinya melainkan juga cara atau prinsip kerja lup sampai perhitungan secara matematis.

A. Bagian- Bagian Lup
Lup merupakan alat optik yang sangat sederhana, namun sangat membantu dalam proses pengamatan yang mudah dan praktis. Bagian-bagian lup antara lain sebagai berikut.
bagian Lup
  1. Tangkai Lup. Tangkai atau pegangan lup digunakan pengamat untuk memegang Lup Pada proses penggunaanya. Tangkai ini dapat dipisahkan dengan lingkaran Pegangan Lensa.
  2. Skrup Pengendali . Skrup penghubung ini berfungsi menghubungkan antara tangkai Lup dengan kepala Lup, berupa logam tipis yang juga berfungsi menguatkan pegangan kepala Lup terhadap Lensa cembungnya
  3. Kepala/bingkai Lup. Lingkaran penuh yang digunakan sebagai bingkai dari Lensa cembung pada Lup. Bingkai ini mirip dengan bingkai kacamata yang memegang Lensa, akan tetapi bingkai kepala Lup berupa Lingkaran penuh.
  4. Lensa Cembung Lup. Lup menggunakan lensa cembung, yang berfungsi memperbesar benda berukuran kecil sehingga tampak besar.
B. Cara Kerja Lup
Alat optik yang paling sederhana adalah lup atau kaca pembesar (magnifying glass). Kaca pembesar terdiri atas lensa cembung ganda, yang kedua sisi luarnya melengkung ke luar. Sinar-sinar cahaya yang melewati lensa itu membelok ke dalam untuk mengumpul di sebuah titik fokus pada kedua sisi lensa. Jarak dari pusat lensa ke titik fokus, kira-kira 12 cm pada kaca pembesar yang umum, disebut jarak fokus.

Sebuah kaca pembesar dipegang di atas sebuah benda pada jarak yang lebih pendek daripada jarak fokus (ruang I), benda itu tampak tegak dan diperbesar. Bayangan macam ini disebut bayangan maya.

Pada jarak yang sama (ruang II) atau lebih panjang daripada jarak fokus (ruang III), lensa akan menghasilkan suatu bayangan terbalik, dan disebut bayangan nyata.

Dalam penggunaan lup seseorang harus menempatkan benda yang akan dilihat pada ruang satu (antara lensa dan fokus lensa) sehingga akan dihasilkan bayangan yang diperbesar dan maya. Perbesaran yang dihasilkan oleh lup adalah perbesaran anguler atau perbesaran sudut.

Lup memiliki fungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lup adalah lensa cembung yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil agar nampak lebih besar. Bayangan yang dibentuk oleh lup memiliki sifat: maya, tegak, dan diperbesar. Untuk itu benda harus diletakkan di Ruang I atau daerah yang dibatasi oleh fokus dan pusat lensa atau cermin (antara f dan O), dimana So < f.
Bagian Lup
Ada dua cara bagaimana menggunakan lup yaitu:
a. Dengan cara mata berakomodasi maksimum.
b. Dengan cara mata tidak berakomodasi.

a. Mata Berakomodasi Maksimum
Mata berakomodasi maksimum yaitu cara memandang obyek pada titik dekatnya (otot siliar bekerja maksimum untuk menekan lensa agar berbentuk secembung-cembungnya). Pada penggunaan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka yang perlu diperhatikan adalah:
  1. Bayangan yang dibentuk lup harus berada di titik dekat mata / Punctum Proksimum (PP)
  2. Benda yang diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan lensa
  3. Kelemahan : mata cepat lelah
  4. Keuntungan : perbesaran bertambah (maksimum)
  5. Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar
Akomodasi
Perhitungan
Perbesaran
b. Mata Tak Berakomodasi
Mata tak berakomodasi yaitu cara memandang obyek pada titik jauhnya (yaitu otot siliar tidak bekerja/rileks dan lensa mata berbentuk sepipih-pipihnya). Pada penggunaan lup dengan mata tak berakomodasi, maka yang perlu diperhatikan adalah:
  1. Lup harus membentuk bayangan di jauh tak hingga
  2. Benda yang dilihat harus diletakkan di titik fokus (So = f)
  3. Keuntungan : mata tak cepat lelah
  4. Kerugian : perbesaran berkurang (minimum)
Akomodasi Maksimum
Perhitungan
Perbesaran 2
M = perbesaran sudut
PP = titik dekat mata dalam meter
f = Jarak focus lup dalam meter

Perbedaan Mata dan Kamera Sebagai Alat Optik

visibilityView Article
Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, seperti: cermin, lensa, serat optik atau prisma. Prinsip kerja dari alat optik adalah dengan memanfaatkan prinsip pemantulan cahaya dan pembiasan cahaya. Pemantulan cahaya adalah peristiwa pengembalian arah rambat cahaya pada reflektor. Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya karena cahaya melalui bidang batas antara dua zat bening yang berbeda kerapatannya.

Beberapa jenis alat optik yang akan kita pelajari dalam konteks ini adalah: Mata, Kamera, Lup (kaca pembesar), Teropong (teleskop), Mikroskop

Kamera merupakan alat optik yang dapat memindahkan/mengambil gambar dan menyimpannya dalam bentuk file, film maupun print-out. Kamera menggunakan lensa positif dalam membentuk bayangan. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil. Pemfokusan dilakukan dengan mengatur jarak lensa dengan film.

Perubahan jarak benda mengakibatkan perubahan jarak bayangan pada film oleh karena itu lensa kamera perlu digeser agar bayangan tetap jatuh pada film. Hal ini terjadi karena jarak fokus lensa kamera tetap. Dari rumus umum optik, jika jarak fokus tetap, maka perubahan jarak benda (So) akan diikuti oleh perubahan jarak bayangan (Si).
Bagian kamera
Bagian-bagian dari kamera secara sederhana terdiri dari:
  1. Lensa cembung. Lensa positif, membiaskan cahaya dan membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil. 
  2. Film merupakan media yang menangkap bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa. Agar bayangan selalu jatuh pada film karena letak benda yang berubah, maka dapat diatur dengan menggeser jarak lensa terhadap filmnya.
  3. Diafragma. Diafragma mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam kamera dengan mengubah ukuran aperturenya.
  4. Aperture. Aperture adalah bukaan diafragma pada lensa kamera. Biasanya nilai aperture ini ditandai dengan “f/angka”, misalnya f/22, f/11, atau pada smartphone biasanya terdapat di angka f/2.6 hingga f/1.8.

Pada saat mengambil gambar suatu benda dengan sebuah kamera, cahaya dipantulkan dari benda tersebut dan masuk ke lensa kamera. Kamera memiliki diafragma dan pengatur cahaya (shutter) untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam lensa.
Kamera
Dengan jumlah cahaya yang tepat akan diperoleh foto atau gambar yang jelas. Sementara itu, untuk memperoleh foto yang tajam dan tidak kabur perlu mengatur fokus lensa. Cahaya yang melalui lensa kamera tersebut memfokuskan bayangan benda pada film foto.

Bayangannya nyata, terbalik, dan lebih kecil dari benda aslinya. Perhatikan persamaan prinsip kerja kamera sederhana ini dengan diagram cahaya lensa cembung. Ukuran bayangan tersebut bergantung pada panjang fokus lensa, dan jarak lensa itu pada film tersebut. Jika diperhatikan, bagian-bagian dari kamea memiliki kemiripan dengan mata.

Perbandingan Kamera dan Mata
Mata dan kamera sama-sama memproses dan menghasilkan gambar, keduanya memerlukan cahaya dan sebuah lensa untuk menghasilkan gambar. Pada kamera pupil dan iris layaknya sebuah shutter. Hasil bayangan gambar pada mata jatuh pada retina sedangkan dalam kamera terekam di film. Perbedaanya pada mata bayangan yang jatuh diretina terbalik, kemudian oleh sel saraf diteruskan ke otak dan menghasilkan interpretasi bayangan menjadi tegak.
Mata dan kamera
KameraMataKeterangan
LensaLensaLensa cembung
DiafragmaIrisMengatur besar kecilnya lubang cahaya
AperturePupilLubang tempat masuknya cahaya
FilmRetinaTempat terbentuknya bayangan

Secara umum bagian-bagian kamera sama dengan bagian-bagian mata, namun kedua alat ini memiliki perbedaan dalam hal menempatkan bayangan pada retina/film, perbedaannya adalah:
mata menggunakan daya akomodasi, sedangkan kamera menggunakan pergeseran lensa

Pembentukan Bayangan pada Mata Serangga

visibilityView Article
Serangga dalam bahasa latin disebut dengan Insectum yang artinya trpotong menjadi bagian-bagian yang disebut dengan serangga. Ukuran dari tubuh serangga sendiri bermacam-macam, dengan panjangnya 2-40 mm. Ada juga serangga dengan ukuran mikroskopis dan ada juga yang mempunyai ukuran panjang sampai 260mm, contohnya seperti Phobaeticus serratipes , tubuh serangga sendiri terdiri dari tiga bagian yaitu kepala (kaput), dada (toraks), serta perut (abdomen).

Beberapa ciri hewan serangga antara lain tubuhnya dibedakan menjadi 3 yaitu kepala, dada dan juga perut. Alat mulutnya digunakan untuk menggigit, mengunyah, menghisap, dan menjilat. Bentuk kakinya berubah sesuai dengan fungsinya. Pada kepalanya terdapat satu pasang mata facet (majemuk), mata tunggal (occellus), dan satu pasang antena yang digunakan sebagai alat peraba Tempat hidupnya di darat dan air tawar

Alat pencernaannya terdiri dari mulut, kerongkongan, tembolok, lambung, usus, rectum, serta anus Pada bagian mulut terdiri dari rahang belakang (mandibular), rahang depan (maksila), serta bibir atas (labrum), dan bibir bawah (labium) Sistem pernapasannya dengan sistem trachea
Serangga
Serangga memililiki peran yang sangat besar bagi manusia tetapi ada juga yang bisa merugikan untuk manusia antara lain yaitu:
  1. Serangga yang menguntungkan Serangga yang sangat menguntungkan terutama dari golongan kupu-kupu dan juga lebah sangat bermanfaat sekali bagi petani karena bisa membantu dalam proses penyerbukan Bungan Serangga seperti lebah bisa menghasilkan madu. Di dalam bidang industri kupu-kupu, ulat sutera yang membuat kepompong bisa menghasilkan sutra.
  2. Serangga yang merugikan. Beberapa jenis serangga dapat merugikan manusia. Beberapa serangga dapat merusak tanaman yang dibudidayakan oleh manusia, contohnya belalang, dan ular. Serangga juga dapat merusak bahan bangunan contohnya kumbang kayu dan rayap. Selain itua ada beberapa jenis serangga yang bisa menularkan beberapa macam penyakit contohnya lalat, tikus, dan kecoak

Proses Penglihatan Pada Mata Serangga
Mata pada serangga memiliki struktur yang khas. Tidak seperti pada mata manusia yang disusun oleh sebuah lensa, mata serangga tersusun puluhan hingga ratusan lensa. Oleh karenanya mata serangga dikenal dengan istilah mata majemuk. Sebagian serangga bisa melihat pada jangkauan yang sangat lebar hingga 3600, hal ini karena seluruh bagian kepala terdapat susunan lensa. Di samping itu mata serangga juga mampu melihat gerakan yang sangat cepat sehingga ia mampu menghindar dari bahaya dan atau menangkap mangsa dengan lincah.

Masing-masing mata serangga tersebut disebut omatidium (jamak: omatidia). Masing-masing omatidium berfungsi sebagai reseptor penglihatan yang terpisah. Setiap omatidium terdiri atas beberapa bagian, di antaranya berikut ini. (1) Lensa, permukaan depan lensa merupakan satu faset mata majemuk. (2) Kerucut kristalin, yang tembus cahaya. (3) Sel-sel penglihatan, yang peka terhadap adanya cahaya. (4) Sel-sel yang mengandung pigmen, yang memisahkan omatidia dari omatidia di sekelilingnya..
Mata Serangga
Setiap omatidium akan menyumbangkan informasi penglihatan dari satu daerah objek yang dilihat serangga, dari arah yang berbeda-beda. Bagian omatidia yang lain akan memberikan sumbangan informasi penglihatan pada daerah lainnya. Gabungan dari gambar-gambar yang dihasilkan dari setiap omatidium merupakan bayangan mosaik, yang menyusun seluruh pandangan serangga.

Sebagai contoh, mata lalat rumah terdiri atas 6000 bentuk mata yang ditata dalam segi enam (omatidium). Setiap omatidium dihadapkan ke arah yang berbeda-beda, seperti ke depan, belakang, bawah, atas, dan ke setiap sisi, sehingga lalat dapat melihat ke mana-mana. Dengan demikian, lalat dapat mengindera dalam daerah penglihatan dari semua arah.

Pada setiap omatidium, terdapat delapan neuron sel saraf reseptor (penerima cahaya), sehingga secara keseluruhan terdapat sekitar 48.000 sel pengindera di dalam matanya. Dengan kelebihannya tersebut, mata lalat dapat memproses hingga seratus gambar per detik.

Gangguan pada Indera Penglihatan Manusia

visibilityView Article
Seseorang yang mempunyai penglihatan yang sehat, akan dapat melihat benda dekat secara jelas pada jarak kira-kira 25 cm atau lebih. Hal ini berarti pada orang normal bayangan yang dibentuk jatuh tepat pada retina. Jika seseorang memiliki gangguan pada penglihatannya maka dia tidak akan dapat melihat objek dengan jelas pada jarak tersebut. Hal ini menyebabkan mereka membutuhkan alat bantu penglihatan berupa kacamata yang berfungsi untuk memfokuskan cahaya sehingga dapat jatuh tepat pada retina.

Seseorang yang tidak bisa melihat suatu benda yang seharusnya dapat dilihat dengan mata normal, itu bertanda mata orang tersebut mengalami gangguan berupa kelainan pada mata. Orang yang bisa melihat dengan normal tanpa bantuan kaca mata disebut emetropi.

A. Rabun Dekat (Hipermetropi)
Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak dekat (± 25 cm) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di belakang retina sehingga bayangan yang jatuh pada retina menjadi tidak jelas (kabur).

Kacamata positif dapat menolong penderita rabun dekat sebab lensa cembung mengumpulkan cahaya
sebelum cahaya masuk ke mata. Dengan demikian, kornea dan lensa dapat membentuk bayangan yang jelas pada retina seperti ditunjukkan pada di bawah ini.
Hipermetropi
Mata hipermetropi adalah mata dengan lensa terlalu pipih atau bola mata terlalu pendek. Objek yang dekat akan terlihat kabur karena bayangan jatuh didepan retina, sedangkan objek yang jauh akan terlihat jelas karena bayangan jatuh di retina. Kelainan mata jenis ini dikoreksi dengan lensa cembung.

B. Rabun Jauh (Miopi)
Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina. Kacamata negatif dapat menolong penderita rabun jauh karena lensa cekung akan dapat membuat cahaya menyebar sebelum cahaya masuk ke mata. Dengan demikian, bayangan yang jelas akan terbentuk di retina.
Rabun jauh
Mata miopi adalah mata dengan lensa terlalu cembung atau bola mata terlalu panjang. Dengan demikian,objek yang dekat akan terlihat jelas karena bayangan jatuh pada retina, sedangkan objek yang jauh akan terlihat kabur karena bayangan didepan retina. Kelainan mata jenis ini dikoreksi dengan mata jenis cekung

C. Buta Warna
Buta warna adalah suatu kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel-sel kerucut mata untuk menangkap suatu warna tertentu. Penyakit ini bersifat menurun. Buta warna ada yang buta warna total dan buta warna sebagian. Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih saja, sedangkan buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu, yaitu merah, hijau, atau biru.

Mata memiliki lebih kurang tujuh juta sel kerucut pada retina. Gelombang cahaya dipantulkan dari benda masuk ke pupil dan ditangkap oleh retina. Respon dari sel kerucut pada cahaya dengan panjang
gelombang yang berbeda menyebabkan kamu dapat melihat benda yang berwarna. Sel kerucut mengandung pigmen iodopsin, yaitu senyawa antara retina dan opsin.

Ada tiga jenis sel kerucut. Masing-masing jenis sel merespon panjang gelombang cahaya yang berbeda. Tipe pertama dari sel kerucut merespon cahaya dengan panjang gelombang merah dan kuning. Sel ini menyebabkan kamu dapat melihat warna merah. Tipe kedua dari sel kerucut
merespon cahaya kuning dan hijau dan menyebabkan kamu dapat melihat warna hijau. Tipe sel kerucut ketiga merespon cahaya biru dan ungu dan menyebabkan kamu dapat melihat warna biru.

Alat yang dapat digunakan untuk uji buta warna dikenal dengan Uji Ishihara. Uji tersebut didasarkan pada penentuan angka atau pola yang ada pada kartu dengan berbagai ragam warna, dengan pola tertentu. Ada satu seri gambar titik bola kecil dengan warna dan besar berbeda-beda, sehingga dalam keseluruhan terlihat warna pucat dan menyulitkan pasien dengan kelainan penglihatan warna untuk melihatnya.

Penderita buta warna atau dengan kelainan penglihatan warna dapat melihat sebagian ataupun sama
sekali tidak dapat melihat gambaran yang diperlihatkan. Pada pemeriksaan, pasien diminta melihat dan mengenali tanda gambar yang diperlihatkan dalam waktu 10 detik.

D. Presbiopi
Presbiopi disebut juga rabun jauh dan dekat atau rabun tua, karena kelainan mata ini biasanya diderita oleh orang yang sudah tua. Kelainan jenis ini membuat si penderita tidak mampu melihat dengan jelas benda-benda yang berada di jarak jauh maupun benda yang berada pada jarak dekat.

Hal tersebut diakibatkan oleh berkurangnya daya akomodasi mata. Kelainan ini biasanya diatasi dengan kaca mata rangkap, yaitu kaca mata cembung dan cekung. Pada kacamata dengan lensa rangkap atau kacamata bifokal, lensa negatif bekerja seperti pada kacamata untuk penderita miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti pada kacamata untuk penderita hipermetropi. Umumnya penderita akan melihat jelas bila objeknya jauh, tetapi perlu kacamata cembung untuk melihat objek dekat.

E. Astigmatisma
Astigmatisma atau dikenal dengan istilah silinder adalah sebuah gangguan pada mata karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensa. Hal ini disebabkan oleh cacat lensa yang tidak dapat memberikan gambaran atau bayangan garis vertikal dengan horisotal secara bersamaan. Penglihatan si penderita menjadi kabur. Untuk mengatasi gangguan ini, dapat menggunakan lensa silindris.

Mata astigmatisma adalah mata dengan lengkungan permukaan kornea atau lensa yang tidak rata. Misalnya lengkung kornea yang vertikal kurang melengkung dibandingkan yang horizontal.Bila seseorang melihat suatu kotak, garis vertikal terlihat kabur dan garis horizontal terlihat jelas.Mata orang tersebut menderita kelainan astigmatis reguler. Astigmatis reguler dapat dikoreksi dengan mata silindris. Bila lengkung kornea tidak teratur disebut astigmatis irregular dan dapat dikoreksi dengan lensa kotak.

F. Rabun Senja
Hemeralopi (rabun senja) Hemeralopi adalah gangguan mata yang disebabkan kekurangan vitamin A. Penderita rabun senja tidak dapat melihat dengan jelas pada waktu senja hari.Keadaan seperti itu apabila dibiarkan berlanjut terus mengakibatkan kornea mata bisa rusak dan dapat menyebabkan kebutaan.Oleh karena itu, pemberian vitamin A yang cukup sangat perlu dilakukan. f) Katarak Katarak adalah cacat mata yang disebabkan pengapuran pada lensa mata sehingga penglihatan menjadi kabur dan daya akomodasi berkurang. Umumnya katarak terjadi pada orang yang telah lanjut usia.

G. Katarak
Katarak Katarak adalah cacat mata yang disebabkan pengapuran pada lensa mata sehingga penglihatan menjadi kabur dan daya akomodasi berkurang. Umumnya katarak terjadi pada orang yang telah lanjut usia.

Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung dan Cekung

visibilityView Article
Lensa atau sering disebut kanta adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya.Lensa paling awal tercatat di Yunani Kuno, dengan sandiwara AristophanesThe Clouds (424 SM) menyebutkan sebuah gelas-pembakar (sebuah lensa cembung digunakan untuk memfokuskan cahaya matahari untuk menciptakan api). Ada beberapa macam lensa yaitu lensa konveks/lensa cembung/lensa konvergen/lensa positif dan lensa cekung.

A. Lensa Cembung
Lensa cembung merupakan lensa yang bagian tengahnya memiliki ketebalan lebih daripada bagian tepi. Lensa cembung biasanya memiliki bentuk lingkaran dan terbuat dari kaca atau plastik sehingga lensa memiliki indeks bias lebih besar ketimbang indeks bias udara. Lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar (konvergen). Lensa cembung memiliki dua titik pusat kelengkungan (R=2f)
Karakteristik Cermin Cembung
Lensa cembung memiliki kegunaan besar bagi kehidupan manusia, mulai dari pemanfaatannya di kacamatan, kamera, teropong, dan masih banyak lagi. Lensa cembung berfungsi untuk mengumpulkan berkas sinar. Lensa ini disebut lensa positif karena memiliki jarak fokus positif dan menghasilkan bayangan nyata. Lensa cembung terdiri dari:
  • Lensa bikonveks (cembung ganda)
  • Lensa plan-konveks (cembung datar)
  • Lensa konveks-konkaf (cembung cekung)

Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cembung
Untuk dapat mengetahui pembentukan bayangan pada lensa cembung maka perlu mengetahui sinar-sinar istimewa yang terjadi pada lensa cembung. Pada lensa cembung dikenal tiga berkas sinar istimewa, tiga berkas sinar istimewa tersebut adalah;
  • Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus
  • Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
  • Sinar datang melalui titik optik akan diteruskan.

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus (f2) dibelakang lensa
Pembentukan Bayangan
2. Sinar datang menuju titik fokus di depan lensa (f1) akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
Bayangan 2
3. Sinar datang melewati titik pusat optik (O) diteruskan, tidak dibiaskan
Bayangan 3
Dengan menggunakan ketiga sinar istimewa pada lensa cembung di atas dapat digambarkan pembentukkan bayangan oleh lensa cembung.

Salah satu alat di sekitar kita yang menggunakan lensa cembung adalah lup. Lup memiliki bagian utama berupa lensa cembung yang berfungsi untuk memperbesar ukuran benda yang akan diteliti. Lensa adalah benda bening yang memiliki permukaan berbentuk cekung atau cembung dan berfungsi untuk membiaskan cahaya.

B. Lensa Cekung
Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis dari bagian tepinya. Lensa cekung berfungsi untuk menyebarkan berkas sinar. Lensa ini disebut lensa negatif karena memiliki jarak fokus negatif yang menghasilkan bayangan maya. Lensa cekung terdiri dari;
  • Lensa bikonkaf (cekung ganda)
  • Lensa plan-konkaf (cekung datar)
  • Lensa konkaf-konveks (cekung cembung)
Lensa cekung bersifat menyebarkan sinar (divergen). Berbeda dengan cermin, lensa dapat meneruskan cahaya dari kedua sisinya. Oleh karena itu lensa cekung memiliki dua buah titik pusat kelengkungan (R=2f). Bagian-bagian lensa cekung dapat digambarkan sebagai berikut.
Lensa Cekung

Untuk mengetahui pembentukan bayangan pada lensa cekung, maka harus mengetahui sinar-sinar istimewa yang terjadi pada lensa cekung. Pada lensa cekung dikenal pula tiga berkas sinar istimewa, tiga berkas sinar istimewa tersebut adalah;
  • Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskanseolah-olah berasal dari titik fokus
  • Sinar datang menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
  • Sinar datang melalui titik optik akan diteruskan.
1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus (F1)
cEKUNG 1
2. Sinar datangseolah-olah menuju titik fokus lensa kedu (F2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama
Cekung 2
3. Sinar datang melewati pusat optik lena (O) tidak dibiaskan
Cekung 3

Lensa cekung dapat dimanfaatkan bagi penderita rabun jauh (miopi). Penderita miopi tidak dapat melihat benda yang jauh secara jekas dehingga bayangan benda jatuh di depan retina. Dengan bantuan lensa cekung, bayangan benda tersebut akan disebarkan sehingga jatuh tepat di retina.

Lensa cekung juga dapat dimanfaatkan pada teropong. Dalam teropong lensa cekung berfungsi untuk membalikan bayangan yang dihasilkan lensa cembung sehingga menjadi tegak

Ada beberapa istilah dari bagian lensa, antara lain;
  1. Aperture : diameter lensa
  2. Pusat optik : titik pada lensa dimana berkas sinar yang melalui titik ini akan diteruskan.
  3. Sumbu lensa : sumbu yang melalui pusat optik dan membelah lensa menjadi dua bagian.
  4. Sumbu utama : garis lurus yang melalui pusat optik dan tegak lurus dengan sumbu lensa.
  5. Fokus utama : titik dimana berkas sinar sejajar akan dikumpulkan atau titik dimana seolah-olah berkas sinar mulai disebarkan.

Bagian-Bagian Mata Manusia dan Fungsinya

visibilityView Article
Mata merupakan alat indra yang penting bagi tubuh. Melalui mata seorang manusia dapat melihat. Proses melihat benda yang dilakukan oleh mata antara lain mata yang memfokuskan bayangan dari dunia luar ke retina peka-cahaya, sistem jutaan saraf yang menyalurkan informasi jauh ke dalam otak dan korteks penglihatan, bagian dari otak tempat “semua dipadukan”.

A. Bagian-bagian Mata
Organ mata tersusun atas beberapa bagian yang berbeda yang masing-masing bagian memiliki fungsi yang berbeda pula. Mata kita dibalut oleh tiga lapis jaringan yang berlainan. Lapisan luar adalah lapisan sklera, lapisan ini membentuk kornea. Lapisan tengah adalah lapisan koroid, lapisan ini membentuk iris. Lapisan ketiga adalah lapisan dalam, yaitu retina. Beerikut ini penjelasan bagian-bagian mata pada manusia.
Bagian-bagian Mata
1. Sklera
Sklera (bagian putih mata): merupakan lapisan luar mata berupa selubung berserabut putih dan relatif kuat. Dipermukaan sklera terdapat sel-sel epitel yang membentuk membran mukosa dan berfungsi untuk mempertahankan mata agar tetap lembab. Pada bagian depan sklera terdapat selaput yang transparan (tembus cahaya) yang disebut kornea, dan berfungsi untuk memfokuskan cahaya yang masuk kedalam mata. Kornea dilindungi oleh selaput yang disebut konjungtiva, kornea tidak mengandung pembuluh darah tetapi banyak mengandung serabut saraf.

2. Konjungtiva
Konjungtiva adalah selaput tipis yang melapisi bagian dalam kelopak mata dan bagian luar sklera. Konjungtiva terletak di kelopak mata dinamakan konjungtiva palpebral dan yang akan memantulkan pada permukaan anterior dari bola mata dinamakan konjungtiva bulbar.

3. Kornea
Kornea: struktur transparan yang menyerupai kubah, merupakan pembungkus dari iris, pupil dan bilik anterior serta membantu memfokuskan cahaya. Memiliki diameter sekitar 12 mm dan jari-jari kelengkungan sekitar 8 mm.

Cahaya masuk ke mata melewati kornea. Lapisan kornea mata terluar bersifat kuat dan tembus cahaya. Kornea berfungsi melindungi bagian yang sensitif yang berada dibelakangnya, dan membantu memfokuskan bayangan pada retina.

4. Lapisan Koroid
Lapisan koroid: lapisan tipis di dalam sklera yang berisi pembuluh darah dan suatu bahan pigmen, tidak menutupi kornea. Dengan adanya pembuluh darah koroid ini berperan sebagai penyuplai makanan kelapisan retina mata. Koroid terletak sebelah dalam sklera, bagian belakang lapiasan mata ini ditembus oleh saraf optik (saraf otak II).

5. Pupil
Pupil: daerah hitam di tengah-tengah iris. Pupil atau anak mata adalah pembukaan di tengah mata. Cahaya masuk lewat pupil dan diteruskan melalui lensa mata, yang memusatkan bayangan ke retina. Pupil terletak di belakang retina bagian tengah. Ukuran pupil dikendalikan oleh otot.

6. Iris
Iris adalah jaringan berwarna yang berbentuk cincin, menggantung di belakang kornea dan di depan lensa; berfungsi mengatur jumlah cahaya yang masuk ke mata dengan cara merubah ukuran pupil. Pengaturan ini berlangsung diluar kesadaran kita (otonom). Lubang bulat ditengah iris di sebut pupil. Didalamnya terdapat otot dilator pupil yang berfungsi untuk memperkecil diameter pupil.

Iris banyak mengandung pembuluh darah dan pigmen, jumlah pigmen akan menentukan warna mata. Bila tidak ada pigmen maka mata kita akan berwarna merah. Jika ada sedikit pigmen maka mata kita akan berwarna biru. Jika jumlah pigmennya bertambah maka mata kita akan berwarna abu-abu, coklat, atau hitam.

7. Lensa Mata
Lensa: struktur cembung ganda yang tergantung diantara humor aqueus dan vitreus; berfungsi membantu memfokuskan cahaya ke retina. Lensa mata terletak dibelakang pupil dan iris, berbentuk cembung, bersifat transparan, serta dikelilingi oleh jaringan yang mengikatnya ( ligamentum suspensorium). Lensa mata terdiri atas lapisan serat protein. Apabila lensa mata menjadi keruh maka akan mengganggu penglihatan, ini disebut katarak.

Lensa mata membagi mata menjadi dua ruangan yaitu ruang antara kornea dengan lensa (ruang muka), dan ruang belakang lensa (ruang belakang). Kedua ruang tersebut berisi cairan kental dan transparan seperti jeli. Ruang muka berisi aqueous humor, yang berfungsi menjaga bola mata serta memberi nutrisi untuk kornea dan lensa. Sedang ruang belakang berisi vitreus humor, yang berfungsi untuk menyokong struktur lensa dan bola mata.
Lensa Mata
Ketika melihat benda yang berada pada jarak jauh, otot siliar akan berkontraksi. Hal ini akan menyebabkan lensa mata menjadi lebih datar atau mata melihat tanpa berakomodasi. Ketika melihat benda yang berada pada jarak dekat, otot siliar akan relaksasi. Hal ini akan menyebabkan lensa mata menjadi lebih cembung. Pada kondisi ini mata dikatakan berakomodasi maksimum. Dengan mengubah bentuk lensa, memungkinkan lensa untuk menangkap bayangan yang jelas pada jarak jauh atau dekat yang selanjutnya bayangan tersebut akan dibentuk di retina.

8. Retina
Retina adalah lapisan jaringan peka cahaya yang terletak di bagian belakang bola mata, berfungsi mengirimkan pesan visuil melalui saraf optikus ke otak. Retina terbagi menjadi 10 lapisan dan memiliki reseptor cahaya aktif yaitu sel batang dan sel kerucut pada lapisan ke-9.
Sel Kerucut
Sel kerucut memungkinkan melihat warna, tetapi membutuhkan cahaya yang lebih terang dibandingkan sel batang. Sel batang akan menunjukkan responsnya ketika berada pada tempat yang redup. Sel batang mampu menerima rangsang sinar tidak bewarna, jumlahnya sekitar 125 juta. Sel kerucut mampu menerima rangsang sinar yang kuat dan warna, jumlahnya 6,5 - 7 juta.

Ketika sel kerucut menyerap cahaya, maka akan terjadi reaksi kimia. Reaksi kimia ini akan menghasilkan impuls saraf yang kemudian ditransmisikan ke otak oleh saraf mata. Sel batang akan menunjukkan responsnya ketika berada pada tempat yang redup. Selsel batang mengandung pigmen yang disebut rodopsin, yaitu senyawa antara vitamin A dan protein. Bila terkena sinar terang rodopsin terurai, dan terbentuk kembali menjadi rodopsin pada keadaan gelap. Pembentukan kembali rodopsin memerlukan waktu yang disebut adaptasi gelap atau adaptasi rodopsin.

9. Saraf Optikus
Saraf optikus: kumpulan jutaan serat saraf yang membawa pesan visuil dari retina ke otak. Saraf optik membawa impuls yang dibentuk oleh retina ke otak, yang menafsirkannya sebagai gambar. Juga disebut nervus optikus.

10. Bintik Buta
Bintik buta adalah cakram optik yang merupakan bagian fovea dekat hidung, merupakan tempat percabangan serat saraf dan pembuluh darah ke retina, tidak mengandung sel batang ataupun kerucut, terletak pada region sekitar

11. Humor Aqueous
Humor aqueous: cairan jernih dan encer yang mengalir di antara lensa dan kornea (mengisi segmen anterior mata), serta merupakan sumber makanan bagi lensa dan kornea; dihasilkan oleh prosesus siliaris.

12. Humor Vitreous
Humor vitreous: gel transparan / cairan kental yang terdiri dari bahan berbentuk serabut, terdapat di belakang lensa dan di depan retina (mengisi segmen posterior mata)

Mata dapat mendeteksi cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek atau benda. Lensa pada mata akan memfokuskan cahaya untuk menghasilkan bayangan yang akan jatuh pada bagian belakang mata. Sel-sel khusus yang terletak di belakang mata akan mengubah bayangan menjadi sinyal elektrik (impuls). Sinyal elektrik ini kemudian akan ditransfer ke otak, yang kemudian akan diterjemahkan sebagai objek atau benda yang kamu lihat.

Pada kamera, cahaya yang dipantulkan oleh benda masuk ke dalam lensa. Lensa akan membentuk bayangan pada film atau sensor cahaya dan kemudian merekam bayangan yang ditangkapnya.

B. Sistem Optik Mata
Sistem optik mata memiliki ciri khusus sebagai berikut, sebagian besar tidak didapatkan bahkan pada kamera paling mahal sekalipun.
  1. Mata dapat mengamati kejadian pada sudut yang sangat besar selagi memandang sebuah benda yang terletak tepat didepannya secara cermat
  2. Berkedip merupakan alat pembersih dan pelumas built-in (terpasang tetap dan siap pakai) bagi lensa depan (kornea).
  3. Terdapat sistem pemfokusan otomatis cepat yang memungkinkan kita melihat benda sampai sedekat 20 cm (sekitar 8 in) dalam satu detik dan kemudian melihat benda jauh. Pada keadaan rileks, focus untuk mata normal terpasang untuk jarak “tak terhingga” (melihat jauh
  4. Mata dapat bekerja secara efektif menerima cahaya dengan rentang intensitas yang sangat lebar, yaitu sekitar 10 milyar berbanding satu (1010:1), siang hari yang terik sampai malam gulita.
  5. Mata memiliki sistem penyesuaian bukaan lensa yang otomatis (iris)
  6. Kornea memiliki penghapus goresan yang built-in; walaupun tidak dapat pasokan darah, kornea terdiri dari selsel hidup dan dapat memperbaiki kerusakan lokal
  7. Mata memiliki sistem pengendali tekanan otomatis yang mempertahankan tekanan internalnya sekitar 1,6 kPa (12mmHg) sehingga bentuk bola mata dapat dipertahankan. Apabila „penyok‟, mata dengan cepat kembali ke bentuknya semula.
  8. Mata terletak di wadah yang terlindung kuat yang hamper seluruhnya diliputi tulang. Masing-masing mat bersandar pada bantalan lemak yang meredam goncangan keras
  9. Bayangan tampak terbalik di retina peka-cahaya di bagian belakang bola mata tetapi otak secara otomatis mengoreksi hal ini
  10. Otak memadukan bayangan dari kedua mata sehingga kita memiliki persepsi kedalaman yang baik dan penglihatan tiga dimensi sejati. Apabila penglihatan diri salah satu mata lenyap, penglihatan dari mata yang tersisa masih memadai untuk sebagian besar kebutuhan
  11. Otot mata memungkinkan mata bergerak fleksibel ke atas dan ke bawah, ke samping, dan secara diagonal. Setelah sedikit latihan, mata bahkan dapat dibuat bergerak melingkar