Mata merupakan karunia yang diberikan Tuhan Yang Maha Esa kepada kita. Dengan mata, kita dapat melihat benda-benda di sekeliling kita. Seperti yang telah dijelaskan dalam artikel tentang proses pembentukan bayangan pada mata manusia, kita dapat melihat benda karena ada cahaya dari benda yang masuk ke mata. Mata merupakan alat optik yang tidak asing bagi kita.
Tentunya kalian sudah tahu bahwa bagian mata yang berfungsi untuk menerima cahaya atau bayangan adalah retina. Dengan kata lain, di retina inilah tempat bayangan dari benda yang kita lihat akan terbentuk. Lalu tahukan kalian bagaimana proses terjadinya pembentukan bayangan pada retina?
Agar bayangan benda diterima retina dengan jelas, mata harus membiaskan sinar yang datang dari benda. Berdasarkan urutan bagian mata, sinar dari benda akan melewati medium yang mempunyai indeks bias (n) berbeda. Medium tersebut adalah udara (n = 1,00), kornea (n = 1,38), aqueous humour (n = 1,33), lensa mata (n = 1,40), dan vitreous humour (n = 1,34). Proses jalannya sinar hingga terbentuk bayangan pada mata dapat kalian lihat pada berikut ini.
Keterangan gambar:
Gambar kiri | : | Jika benda berada di jauh tak terhingga, lensa mata memipih. Dalam keadaan ini mata sudah tidak berakomodasi. |
Gambar kanan | : | Jika benda di titik dekat, lensa mata mencembung berarti mata berakomodasi maksimum. |
Kita dapat melihat benda dengan jelas jika berada di dalam jangkauan penglihatan. Jangkauan penglihatan berada di antara titik dekat (punctum proximum = PP) dan titik jauh (punctum remotum = PR). Titik dekat merupakan titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang berakomodasi maksimum. Pada mata normal, titik terdekatnya adalah 25 cm atau disebut jarak baca normal (sn = 25 cm). Sementara titik jauh mata adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang tidak berakomodasi. Pada mata normal, titik jauhnya adalah tak terhingga ( ).
Pada orang yang mengalami gangguan penglihatan atau cacat mata, bayangan benda tidak jatuh di retina. Artinya bayangan benda jatuh di depan atau di belakang retina. Hal ini disebabkan lensa mata tidak dapat mencembung dan memipih dengan sempurna. Beberapa cacat mata yang dapat dialami seseorang adalah sebagai berikut.
1. Rabun Dekat (Hipermetropi)
Apakah kalian punya seorang teman yang tidak bisa membaca dari jarak dekat? Jika ada, maka teman kalian mengalami cacat mata yang disebut rabun dekat (hipermetropi). Orang yang menderita rabun dekat mempunyai titik dekat (punctum proximum) yang melebihi titik dekat mata normal (PP > sn) dan titik jauhnya tidak terhingga ( ). Akibatnya, penderita hanya mampu melihat dengan jelas benda-benda yang jauh. Sedangkan jika benda terletak pada jarak dekat (jarak baca normal), orang tersebut tidak dapat melihat dengan jelas.
Ketika orang yang mengalami rabun dekat melihat benda pada jarak baca normal, bayangan benda akan jatuh di belakang retina. Untuk membuat bayangan benda jatuh di retina, penderita dibantu dengan menggunakan kacamata berlensa cembung (positif). Dengan bantuan kacamata berlensa positif, bayangan benda akan jatuh tepat di retina. Perhatikan gambar berikut ini.
Keterangan gambar:
Gambar atas | : | Skema jalannya sinar pada cacat mata rabun jauh (hipermetropi). |
Gambar bawah | : | Skema jalannya sinar pada mata hipermetropi setelah menggunakan kacamata berlensa cembung (positif/konvergen). |
Kekuatan lensa mata digunakan penderita rabun dekat dapat ditentukan dengan menggunakan rumus pembiasan cahaya, yaitu sebagai berikut.
1 | = | 1 | + | 1 |
f | s | s’ |
Dengan menggunakan kacamata positif (berlensa cembung), benda yang berada pada jarak s mempunyai bayangan (s’) pada jarak baca normal (25 cm) di depan kacamata (s’ bernilai negatif). Bayangan ini kemudian dibiaskan kembali oleh lensa mata dan jatuh tepat di retina.
Pada persamaan pembiasan di atas, kita tahu bahwa faktor di sebelah kiri menunjukkan kekuatan lensa (P). Menurut kacamata, jarak benda adalah s dan jarak bayangan adalah –sn. Jadi, kekuatan lensa hipermetropi dapat dihitung dengan persamaan berikut.
P | = | 1 | + | 1 |
s | –sn |
Agar mata dapat melihat benda pada jarak baca normal (s = 0,25 m), maka kekuatan lensa yang digunakan dapat dicari dengan persamaan berikut ini
P | = | 1 | + | 1 |
0,25 | –sn |
P | = | 4 | − | 1 |
sn |
Keterangan:
P = kekuatan lensa (dioptri = D)
sn = titik dekat mata hipermetropi (m)
Jika titik dekat mata hipermetropi dinyatakan dalam satuan cm, persamaan tersebut menjadi
P | = | 4 | − | 100 |
sn |
2. Rabun Jauh (Miopi)
Titik terjauh (punctum remotum) pada mata normal adalah di jauh tak hingga. Artinya, mata normal dapat melihat dengan jelas benda-benda yang jauh tak terhingga. Jika seseorang tidak mampu melihat dengan jelas benda-benda di jauh tak terhingga, maka orang tersebut mengalami rabun jauh atau disebut miopi.
Penderita rabun jauh memiliki titik jauh lebih dekat daripada titik jauh mata normal dan titik dekatnya lebih pendek dari titik dekat mata normal. Jika mata miopi melihat benda di jauh tak terhingga, bayangan benda jatuh di depan retina. Ini terjadi karena lensa mata tidak dapat memipih dengan baik sesuai yang diperlukan.
Untuk mengatasi cacat miopi, penderita ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa cekung (negatif/divergen). Dengan menggunakan lensa negatif, benda yang terletak di titik tak terhingga (s = ) dibiaskan dan mempunyai bayangan tepat di retina. Titik jauh miopi (PR) di depan lensa (s’bernilai negatif). Bayangan ini akan dibiaskan kembali oleh lensa mata dan menghasilkan bayangan tepat di retina. Perhatikan gambar berikut.
Keterangan gambar:
Gambar atas | : | Pada mata rabun jauh (miopi), bayangan benda jatuh di depan retina. |
Gambar bawah | : | Dengan menggunakan kacamata berlensa cekung (negatif/divergen), bayangan benda jatuh tepat di retina. |
Berapakah kekuatan lensa yang harus digunakan penderita miopi yang hanya dapat melihat benda pada jarak s? Dengan menggunakan persamaan pembiasan cahaya pada lensa, kita dapat menentukan kekuatan lensa yang digunakan penderita miopi dengan persamaan berikut ini.
P | = | 1 | + | 1 |
s | s' |
Dari penjelasan sebelumnya, s = dan s’ = −PR, sehingga kekuatan lensa yang harus dipakai dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini.
P | = | 1 | + | 1 |
−PR |
P | = | − | 1 |
PR |
Keterangan:
PR = punctum remotum atau titik jauh miopi (m)
Jika titik jauh mata dinyatakan dalam cm, persamaan tersebut menjadi:
P | = | − | 100 |
PR |
3. Mata Tua (Presbiopi)
Orang yang sudah lanjut usia biasanya juga mengalami gangguan penglihatan akibat umur. Ganguan mata ini disebut presbiopi atau mata tua. Presbiopi disebabkan oleh berkurangnya daya akomodasi mata karena usia lanjut. Akibat berkurangnya daya akomodasi ini, lensa mata tidak dapat mencembung dan memipih sesuai kebutuhan.
Keadaan tersebut menyebabkan titik jauh mata lebih pendek dari titik jauh normal (PR < ) dan titik dekatnya lebih besar dari titik dekat normal (PP > 25 cm). Ini menyebabkan orang yang sudah berusia lanjut tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang terlalu jauh atau terlalu dekat.
Ganguan presbiopi dapat diatasi dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap (kacamata bifokal). Lensa negatif (cekung) yang berada di bagian atas berfungsi melihat benda yang jauh. Sementara lensa positif (cembung) berada di bagian bawah berfungsi untuk melihat benda yang dekat.
4. Astigmatisme
Mungkin kalian pernah menjumpai orang yang memakai kacamata yang bukan kacamata plus (positif) atau kacamata minus (negatif), tetapi kacamata silindris. Kacamata silindris ini digunakan untuk membantuk penglihatan orang yang mengalami gangguan mata yang disebut astigmatisme. Gangguan ini disebabkan oleh keadaan kornea yang tidak bulat benar. Kelainan ini menyebabkan pembiasan sinar yang datang secara horizontal dan vertikal berbeda satu sama lain.
Gejala astigmatisme dapat diuji dengan alat uji seperti pada gambar di atas. Mata yang mengalami astigmatisme akan melihat garis-garis tersebut pada jarak yang sama dalam arah tegak lurus. Selain itu, garis-garis tersebut tampak lebar dan kabur.
Lalu bagaimanakah kita menerapkan persamaan-persamaan pada mata ini? untuk membentuk kalian, silahkan perhatikan dua contoh soal dan pembahasannya berikut ini.
Contoh Soal 1:
Agong tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang berjarak di bawah 40 cm. Ia ditawari temannya kacamata minus 1 dioptri. Jika kalian menjadi Agong, apakah kalian akan menerima tawaran tersebut? Berapakah kekuatan kacamata yang harus dipakai Agong agar dapat melihat benda secara normal?
Penyelesaian:
Diketahui: PP = sn = 40 cm
Ditanyakan: P
Jawab:
Karena Agong tidak dapat melihat dekat (mengalami rabun dekat) maka kacamata yang harus digunakan adalah kacamata berlensa positif. Jadi tawaran teman Agong tidak dapat menolong. Kekuatan kacamata yang harus dipakai dapat dicari dengan persamaan:
P | = | 4 | − | 100 |
sn |
P | = | 4 | − | 100 |
40 |
P | = | 1,5 D |
Jadi, kacamata yang harus dipakai Agong adalah kacamata positif (plus) dengan kekuatan 1,5 dioptri (+1,5).
Contoh Soal 2:
Aminah ingin membelikan kacamata untuk temannya yang hanya dapat melihat benda terjauh pada jarak 3 meter. Jenis kacamata apakah yang harus dibeli Aminah?
Penyelesaian:
Diketahui: mata miopi dengan PR = 3 m
Ditanyakan: jenis kacamata yang sesuai
Jawab:
Untuk menentukan kacamata yang sesuai, berarti kita menghitung kekuatan kacamata dengan rumus sebagai berikut:
P | = | − | 1 |
PR |
P | = | − | 1 | D |
3 |
Jadi, kacamata yang sesuai adalah kacamata negatif dengan kekuatan −1/3 dioptri.
Sumber https://www.fisikabc.com/Buat lebih berguna, kongsi:
