Saturday, April 20, 2013

Alat optik

1. Mata
a. Anatomi Mata
   Gambar bagian-bagian mata ditunjukkan pada gambar 1.1. Bagian depan mata memiliki lengkung yang lebih tajam dan dilapisi oleh selaput cahaya, disebut kornea. Di belakang kornea terdapat cairan (aqueous humor) yang berfungsi membiaskan cahaya yang ,asuk ke mata. Lebih dalam lagi terdapat lensa yang terbuat dari bahan bening, berserat dan kenyal, yang kita sebut lensa kristalin atau lensa mata. Lensa ini berfungsi mengatur pembiasan yang disebabkan oleh cairan di depan lensa. Di depan lensa kristalin terdapat selaput yang membentuk celah lingkaran. Selaput ini disebut iris dan berfungsi memberi warna pada mata. Oleh karena itu, kita kenal ada orang berwarna mata biru dan coklat.
   Celah lingkaran yang dibentuk oleh iris disebut pupil. Lebar pupil diatur oleh iris sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai mata. Di tempat yang gelap (intensitas cahaya kecil) pupil membesar supaya lebih banyak cahaya yang masuk ke mata. Di tempat yang sangat terang (intensitas cahaya besar) pupil mengecil supaya lebih sedikit cahaya yang masuk ke mata, dan mata tidak silau.
Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata (lensa kristalin) ke permukaan belakang mata, yang disebut retina. Permukaan retina terdiri atas berjuta-juta sel sensitif yang karena bentuknya disebut sel batang dan sel kerucut. Ketika dirangsang oleh cahaya, sel-sel ini mengirim sinyal-sinyal melalui saraf optik ke otak. Di otak, arti bayangan diterjemahkan sehingga kita mendapat kesan melihat benda. Jadi, dapat disimpulkan bahwa suatu bayangan nyata benda dapat diterima dengan jelas jika bayangan tersebut jatuh tepat di retina.
b. Optika Mata
   Dalam mata, bayangan yang dibentuk pada retina adalah nyata, terbalik, dan lebih kecil daripada bendanya. Walau bayangan pada retina terbalik, bayangan ini diintepretasikan oleh otak sebagai bayangan tegak.
Supaya benda terlihat jelas, mata harus membiaskan sinar-sinar yang datang dari benda agar membentuk bayangan tajam pada retina. Untuk mencapai retina, sinar-sinar yang berasal dari benda harus melalui lima medium dengan indeks bias (n) berbeda: udara (n=1,00), kornea (n=1,38), aqueous humor (n=1,34), lensa (n=1,40), dan vitreous humor (n=1,34). Setiap kali sinar lewat dari satu medium ke medium lainnya, sinar itu dibiaskan pada bidang batas. Secara kolektif, semua bidang batas berperan pada pembiasan sinar untuk membentuk bayangan pada retina. Tetapi, persentase terbesar (kira-kira 70% atau lebih) pembiasan terjadi pada bidang batas udara-kornea. Mengapa demikian? Sesuai dengan persamaan Snellius, persentase terbesar pembiasan terjadi pada bidang batas udara-kornea karena perbedaan indeks bias antara kedua medium ini cukup besar (indeks bias udara = 1,00, sedang indeks bias kornea = 1,38). Persentase pembiasan pada bidang batas lainnya relatif kecil karena indeks bias medium-medium pada sisi berbeda dari bidang batas hampir sama besar. Persentase pembiasan pada lensa mata sendiri hanyalah kira-kira 20-25% dari total pembiasan. Ini karena cairan di sekitar lensa mata (aqueous humor dan vitreous humor) memiliki indeks bias yang hampir sama dengan indeks bias lensa.
   Walaupun lensa mata hanya menyumbang seperempat, atau lebih kecil dari total pembiasan, fungsi lensa termasuk salah satu yang penting. Mata memiliki jarak bayangan tetap; ini karena jarak antara lensa dan retina sebagai layar adalah tetap. Karena itu, satu-satunya cara agar benda-benda dengan jarak berbeda di depan lensa dapat difokuskan pada retina (menghasilkan bayangan tajam pada retina), maka jarak fokus lensa harus bisa diatur. Dalam pemfokusan, pengaturan jarak fokus lensa dilakukan oleh otot siliar. Ketika mata melihat benda yang sangat jauh, otot siliar mengendor penuh (relaks) sehingga lensa mata paling pipih. Ini berarti, jarak fokus paling panjang. Dalam kondisi ini mata disebut tidak berakomodasi dan sinar-sinar yang berasal dari benda membentuk bayangan tajam pada retina.
   Ketika benda bergerak lebih mendekat ke mata, otot siliar secara otomatis menegang sehingga lensa mata lebih cembung. Ini berarti jarak fokus lebih pendek, dan membuat bayangan tajam kembali dibentuk pada retina. Proses dimana lensa mengubah jarak fokusnya (membuat lensa mata lebih cembung atau lebih pipih) untuk keperluan memfokuskan benda-benda pada berbagai jarak disebut akomodasi mata. Akomodasi mata terjadi secara cepat sehingga kita biasanya tidak menyadarinya.
c. Titik Dekat dan Titik Jauh Mata
   Mata dapat melihat dengan jelas jika letak benda berada dalam jangkauan penglihatan, yaitu diantara titik dekat mata (punctum proximum) dan titik jauh mata (punctum remotum). Ketika anda memegang buku terlalu dekat dengan mata, huruf-huruf dalam buku menjadi kabur karena lensa tidak dapat lagi mengatur jarak fokus untuk memfokuskan buku. Titik paling dekat ke mata dimana suatu benda dapat diletakkan dan masih menghasilkan suatu bayangan tajam pada retina ketika mata berakomodasi maksimum (otot siliar menegang penuh) disebut titik dekat mata. Orang usia 20-an dengan mata normal memiliki titik dekat kira-kira 25cm. Titik dekat ini meningkat kira-kira 50cm pada usia 40-an dan 500cm pada usia 60-an. Karena umumnya bahan-bahan bacaan dipegang pada jarak 25-30 cm dari mata, maka orang tua biasanya memerlukan kacamata untuk mengatasi penurunan daya akomodasi mata.
   Titik jauh mata adalah lokasi paling jauh benda dimana mata yang relaks (mata tidak berakomodasi) dapat memfokuskan benda. Seseorang dengan mata normal dapat melihat benda-benda sangat jauh, seperti planet dan bintang-bintang, dan dengan demikian memiliki titik jauh pada jarak tidak berhingga.
d. Cacat Mata dan Cara Mengatasinya
   Ada kemungkinan terjadi ketidaknomalan pada mata, disebut cacat mata atau aberasi. Cacat mata dapat diatasi dengan menggunakan kacamata, lensa kontak, atau melalui suatu operasi.
    
Mata normal (emetropi)
   memiliki titik deat 25cm dan titik jauh tak berhingga. Jadi, mata normal dapat melihat benda dengan sangat jelas pada jarak paling dekat 25cm dan paling jauh tak berhingga tanpa bantuan kacamata.

Rabun Jauh (miopi)
   Rabun jauh atau terang-dekat memiliki titik dekat lebih kecil daripada 25cm dan titik jauh pada jarak tertentu. Orang yang menderita rabun jauh dapat melihat dengan jelas pada jarak 25 cm tetapi tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas. Keadaan ini terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi pipih sebagaimana mestinya sehingga bayangan benda yang sangat jauh terbentuk didepan retina.
     Cacat mata miopi dapat diatasi dengan menggunakan kecamata lensa cekung. Lensa cekung akan memencarkan cahaya sebelum cahaya masuk ke mata sehingga bayangan jatuh tepat pada retina. Pada saat ini, untuk kepraktisan dan kecantikan maka kacamata digantikan oleh sebuah lensa tipis dari bahan plastik yang ditempelkan langsung pada kornea. Lensa seperti ini sisebut juga lensa kontak.
    Untuk orang dewasa yang menderita mata minus cukup besar, kacamata yang digunakannya cukup tebal. Hal ini tidak praktis, belum lagi bagi seorang gadis yang ingin tampil cantik, kacamata ini menjadi masalah. Seperti telah dibahas diatas, kacamata dapat diganti dengan lensa kontak. Akan tetapi, cara ini pun masih memiliki kelemahan, misalnya biaya relatif lebih mahal, tidak dapat dipakai oleh penderita alergi, dan juga bisa menimbulkan infeksi kornea. Untuk mengatasi masalah tersebut, dapat ditempuh dengan jalan mengoreksi cacat mata dengan bedah refraksi atas kornea. Cara pembedahan terbaru yang pada saat ini dikenal adalah pembedahan dengan memakai laser excimer. Dengan metode ini, sinar laser diarahkan untuk mengurangi kecembungan lensa mata sehingga permukaan kornea menjadi lebih datar dan dapat mengkoreksi kelainan refraksi (pembiasan) cahaya pada mata. Dalam ilmu kedokteran, cara ini disebut photorefractive keratectomy (PRK). Salah satu persyaratan penting untuk menjalani pengobatan PRK adalah usia pasien harus diatas 20 tahun, sebab dibawah 20tahun orang masih mengalami perubahan refraksi. Tindakan PRK terhadap cacat mata rabun jauh dengan laser excimer tergolong aman, efektif, stabil, dan hasilnya dapat diperkirakan. Metode ini efektif untuk rabun jauh antara minus 2 sampai minus 8 dioptri.

Rabun Dekat (hipermetropi)
    Rabun dekat atau terang-jauh memiliki titik dekat lebih besar daripada 25cm dan titik jauh pada jarak tak terhingga. Oleh karena itu. mata rabun dekat dapat melihat dengan jelas benda-benda yag sangat jauh tanpa berakomodasi, tetapi tidak dapat melihat benda-benda dekat dengan jelas. Keadaan ini terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi cembung sebagaimana mestinya sehingga bayangan benda yang dekat terbentuk di belakang retina mata.
      Cacat mata hipermetropi dapat diatasi dengan menggunakan kacamata lensa cembung. Lensa cembung akan menguncupkan cahaya sebelum cahaya masuk ke mata sehingga bayangan jatuh tepat pada retina.

Mata Tua (Presbiopi)
    Pada penderita ini, daya akomodasi berkurang akibat bertambahnya usia. oleh karena itu, letak titik dekat maupun titik jauh mata telah bergeser. Jadi, mata tua/ presbiopi adalah cacat mata akibat berkurangnya daya akomodasi pada usia lanjut. Titik dekat presbiopi lebih besar dari 25 cm dan titik jauh presbiopi berada pada jarak tertentu. Oleh karena itu, penderita presbiopi tidak dapat melihat benda yang jauh dengan jelas dan juga tidak dapat membaca pada jarak baca normal.
    Mata presbiopi ditolong dengan kacamata berlensa rangkap, untuk dapat melihat jauh dan untuk membaca. Jenis kacamata yang berfungsi rangkap ini disebut kacamata bifokal.

Astigmatisma 
     Cacat mata astigmatisma disebabkan oleh kornea mata yang tidak berbentuk sferik (irisan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang daripada bidang lain (bidang silinder). Akibatnya, benda titik difokuskan sebagai garis pendek. Suatu lensa silinder memfokuskan sebuah titik menjadi suatu garis yang sejajar dengan sumbunya. Mata astigmatisma juga memfokuskan sinar-sinar pada bidang vertikal lebih pendek daripada sinar-sinar pada bidang horisontal. Cacat mata astigmatisma dikoreksi dengan kacamata silindris. Untuk mengetahui apakah seseorang astigmatisma atau tidak, dilakukan pengujian dengan memperlihatkan suatu pola seperti pada gambar dibawah dan orang tersebut diminta untuk melihatnya secara seksama dengan satu mata (bola mata lain ditutup). Penderita astigmatisma melihat garis-garis yang difokuskan secara tajam tampil gelap, sedangkan garis-garis yang dipencarkan tampil kelabu (abu-abu). 

Katarak dan Glaukoma
    Cacat mata juga dapat disebabkan oleh penyakit. Seseorang yang berumur panjang suatu waktu dalam hidupnya akan mengalami pembentukan katarak yang membuat lensa matanya secara parsial atau secara total buram (tak tembus cahaya). Pengobatan umum untuk katarak adalah operasi pembersihan lensa. Penyakit lainnya disebut glaukoma yang disebabkan oleh peningkatan abnormal pada tekanan fluida dalam mata. Peningkatan tekanan ini dapat menyebabkan pengurangan suplai darah ke retina, yang akhirnya dapat mengarah kepada kebutaan. Jika gejala penyakit ini ditemukan lebih dini, penyakit ini bisa diatasi dengan obat atau pembedahan.    
 

No comments:

Post a Comment