Indera Penglihatan dan Alat Optik

Indera Penglihatan dan Alat Optik - Artikel ini akan menjelaskan tentang Indera Penglihatan dan Alat Optik, bagian luar dan dalam mata, Cara Kerja Mata, Kelainan Mata,  Miopi,  Hipermetropi, Presbiopi, Astigmatisme, Alat Optik, bagian-bagian mata dan fungsinya, jenis- jenis alat optik, Mata, Kamera, Lup, Teropong, Mikroskop.

Indera Penglihatan

Indera penglihatan kita adalah mata yang terletak di bagian rongga mata. Mata kita dapat melihat jika terdapat cahaya, dan sebaliknya jika tidak ada cahaya maka mata kita tidak dapat melihat.

Mata kita terdiri dari bagian luar mata dan bagian dalam mata.

1. Bagian luar mata

Fungsi bagian-bagian luar mata yaitu:

• Kelopak mata membantu mata saat terpejam dan berkedip. Tujuan mata terpejam untuk mengistirahatkan mata. Mata berkedip untuk menjaga mata agar tetap lembab dan mengeluarkan kotoran dari mata.
• Alis mata berfungsi sebagai penahan keringat agar tidak masuk ke dalam mata.
• Bulu mata berfungsi sebagai pelindung mata dari cahaya matahari agar tidak silau.

2. Bagian dalam mata

Fungsi bagian-bagian dalam mata adalah sebagai berikut:

• Kornea merupakan bagian mata terluar berupa selaput bening, yang berfungsi untuk meneruskan cahaya yang masuk ke dalam retina.
• Iris terletak tepat di belakang kornea. Iris memiliki warna karena mengandung pigmen.
• Pupil terletak tepat di tengah iris, berfungsi mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata.
• Lensa tepat berada di belakang pupil, berfungsi untuk meneruskan cahaya yang masuk agar jatuh tepat di retina.
• Badan bening merupakan cairan yang membentuk mata menjadi bola, berfungsi meneruskan cahaya yang telah melewati lensa dan selanjutnya diteruskan ke retina.
• Retina terletak dibagian belakang, yang berfungsi menerima cahaya yang masuk ke dalam mata kemudian diteruskan ke syaraf mata.
• Syaraf mata berfungsi meneruskan informasi yang diterima oleh mata ke otak.

Cara Kerja Mata

Coba kamu perhatikan cara kerja mata berikut ini:
Mata bekerja saat menerima cahaya yang masuk ke mata melalui pupil. Lensa mata memfokuskan cahaya sehingga bayangan benda jatuh pada retina.

Ujung-ujung syaraf penglihatan di retina menyampaikan bayangan benda itu ke otak. Setelah diproses di otak kita dapat melihat benda tersebut.

Mata bekerja saat menerima cahaya yang masuk ke mata melalui pupil. Lensa mata memfokuskan cahaya sehingga bayangan benda jatuh pada retina.

Kelainan Mata

Mata perlu perawatan yang baik agar tidak rusak. Berikut ini beberapa kelainan pada mata:

1. Miopi (rabun jauh)

Berkurangnya kemampuan mata untuk melihat benda pada jarak yang jauh. Pada penderita miopi, cahaya jatuh di depan retina sehingga benda pada jarak yang jauh tidak dapat terlihat dengan jelas. Miopi bisa dibantu dengan kacamata lensa cekung (negatif).

2. Hipermetropi (rabun dekat)

Berkurangnya kemampuan mata untuk melihat benda pada jarak dekat. Pada penderita hipermetropi, cahaya jatuh di belakang retina sehingga benda pada jarak dekat tidak dapat terlihat jelas. Hipermetropi dapat dibantu dengan kacamata berlensa cembung (positif).

3. Presbiopi

Atau mata tua, disebabkan daya akomodasi mata tidak bekerja dengan baik. Sehingga penderita presbiopi tidak bisa melihat benda pada jarak dekat dan jauh. Presbiopi bisa dibantu dengan lensa cembung dan cekung.

4. Astigmatisme

Astigmatisme atau mata silindris merupakan kelainan pada mata yang disebabkan oleh karena lengkung kornea mata yang tidak merata.

Alat Optik

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  

Mata merupakan salah satu contoh alat optik, karena dalam pemakaiannya mata membutuhkan berbagai benda-benda optik seperti lensa.

Berikut ini adalah bagian-bagian mata dan fungsinya:

• Kornea adalah bagian mata yang melindungi permukaan mata dari kontak dengan udara luar.
• Iris adalah selaput tipis yang berfungsi untuk mengatur kebutuhan cahaya dalam pembentukan bayangan.
• Lensa adalah bagian mata yang berfungsi untuk memfokuskan bayangan pada retina.
• Retina berfungsi sebagai layar dalam menangkap bayangan benda, di tempat ini terdapat simpul-simpul syaraf optik. 
• Otot siliar berfungsi untuk mengatur daya akomodasi mata.

A. Kamera

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-bagian dari kamera secara sederhana terdiri dari:

• Lensa cembung
• Film
• Diafragma
• Aperture

B. Lup 

Sebagaimana namanya, 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.

Ada dua cara bagaimana menggunakan lup yaitu: 

1. Dengan cara mata berakomodasi maksimum.
2. Dengan cara mata tidak berakomodasi.

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:
bayangan yang dibentuk lup harus berada di titik dekat mata / Punctum Proksimum (PP) benda yang diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan lensa
kelemahan : mata cepat lelah
keuntungan : perbesaran bertambah (maksimum)
Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar

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:
maka lup harus membentuk bayangan di jauh tak hingga benda yang dilihat harus diletakkan di titik fokus (So = f)
keuntungan : mata tak cepat lelah
Kerugian : perbesaran berkurang (minimum)

C. Teropong

Teropong atau teleskop adalah sebuah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh sehingga tampak lebih jelas dan lebih dekat.

Secara umum teropong terdiri atas dua buah lensa positif. Satu lensa mengarah ke obyek dan disebut lensa obyektif dan satu lensa mengarah ke mata dan disebut lensa okuler.

Berdasarkan fungsinya teropong dibagi menjadi:

1. teropong bintang
2. teropong bumi
3. teropong panggung

Prinsip utama pembentukan bayangan pada teropong adalah: lensa obyektif membentuk bayangan nyata dari sebuah obyek jauh dan lensa okuler berfungsi sebagai lup.

Dengan demikian cara mengamati obyek apakah mau dengan cara berakomodasi maupun tidak berakomodasi tergantung dari posisi lensa okulernya.

Oleh karena itu jarak antara obyektif dan okuler dapat diubah-ubah. Panjang teropong adalah jarak antara lensa obyektif dan lensa okulernya.

1. Teropong Bintang

Teropong bintang digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang ada di langit (bintang). Teropong bintang terdiri dari sebuah lensa cembung yang berfungsi sebagai lensa obyektif dengan diameter dan jarak fokus besar, sedangkan okulernya adalah sebuah lensa cembung dengan jarak fokus pendek.

2.  Teropong Bumi 

Teropong bumi digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang jauh dipermukaan bumi. Teropong ini akan menghasilkan bayangan yang nampak lebih jelas, lebih dekat dan tidak terbalik.

Teropong bumi terdiri dari tiga lensa positif dan salah satunya berfungsi sebagai pembalik bayangan. Pembentukan bayangan pada alat ini dapat dilihat dalam gambar berikut.

Panjang teropong bumi adalah panjang fokus lensa obyektif ditambah 2 kali jarak fokus lensa pembalik dan panjang fokus lensa okuler. Dengan rumus : d = fOb + 4 fp + fOk

3.  Teropong Panggung

Teropong panggung adalah teropong yang mengkombinasikan antara lensa positif dan lensa negatif. Lensa negatif digunakan sebagai pembalik dan sekaligus sebagai okuler. Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperkecil.

Prinsip kerja teropong panggung adalah sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan nyata tepat di titik fokus obyektif.

Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Dan oleh lensa okuler akan dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata.

D. Mikroskop

LUP sebagai alat yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda kecil memiliki keterbatasan. Untuk itu diperlukan alat optik yang memiliki kemampuan untuk memperbesar bayangan hingga berlipat-lipat.

Alat ini dikenal dengan nama mikroskop. Mikroskop yang paling sederhana menggunakan kombinasi dua buah lensa positif, dengan panjang titik fokus obyektif lebih kecil daripada jarak titik fokus lensa okuler.

Prinsip kerja mikroskop adalah obyek ditempatkan di ruang dua lensa obyektif sehingga terbentuk bayangan nyata terbalik dan diperbesar.

Lensa okuler mempunyai peran seperti lup, sehingga pengamat dapat melakukan dua jenis pengamatan yaitu dengan mata tak berakomodasi atau dengan mata berakomodasi maksimum.

Pilihan jenis pengamatan ini dapat dilakukan dengan cara menggeser jarak benda terhadap lensa obyektif yang dilakukan dengan tombol soft adjustment (tombol halus yang digunakan untuk menemukan fokus). Kegiatan berikut ini akan memperlihatkan pembentukan bayangan pada mikroskop.