BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sampai abad ke-4 sebelum masehi orang masih berpendapat bahwa benda-

benda disekitar dapat dilihat karena mata mengeluarkan sinar-sinar penglihatan.

Anggapan ini didukung oleh Plato (429-348) dan Euclides (287-212 SM)

karena pada mata binatang dimalam hari tampak bersinar. Pendapat diatas

ditentang di tentang oleh Aristoteles (384-322 SM) karena pada kenyataan kita

tidak dapat melihat benda-benda didalam ruang gelap. Namun demikian

Aristoteles tidak dapat memeberikan penjelasan mengapa mata dapat melihat

benda.

Pada abad pertengahan Alhazan (965-1038) seorang Mesir di Iskandaria

berpendapat bahwa benda disekitar itu dapat dilihat oleh karena benda-benda

tersebut memantulkan cahaya atau memancarkan cahaya yang masuk kedalam

mata. Teori ini akhirnya diterima sampai abad ke 20 ini.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah untuk makalah mengenai biooptik ini adalah :

Apa yang dimaksud dengan Biooptik?

Apa yang dimaksud dengan Cahaya?

Sebutkan jenis-jenis Alat optik?

Bagaimana morfologi mata?

Bagaiman proses melihat?

1.3 Tujuan Makalah

Tujuan dari pembuatan makalah ini ialah :

Mengetahui pengertian Biooptik.

Mengetahui pengertian cahaya.

Mengetahui jenis-jenis alat optik dan cara kerjanya.

Mengetahui morfologi mata manusia.

Mengetahui proses melihat.

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Biooptik

Menilik kata biooptik, tersusun atas kata bio dan optik. Bio berkaitan

dengan makhluk hidup/ zat hidup atau bagian tertentu dari makhluk hidup,

sedangkan optik dikenal sebagai bagian ilmu fisika yang berkaitan dengan cahaya

atau berkas sinar. secara spesifik ada klasifikasi Optik geometri dan optika fisis.

Fokus utama di biooptik adalah terkait dengan indera penglihatan manusia, yaitu

mata.

Mata menjadi alat optik yang paling penting pada manusia atau makhluk

hidup. Bagaimana proses sebuah objek dapat dilihat dan dipersepsikan di otak?

Apa saja bagian-bagian mata yang berperan? Mengapa seseorang bisa rabun, atau

Mengapa respon mata terhadap perubahan intensitas cahaya di gelap atau terang

berbeda? Apa itu rod dan kone? Apa saja jenis kelainan mata dan bagaimana cara

mengoreksi atau memperbaikinya?

2.2 Optika Geometri dan Optika Fisik1. Optika Geometri

Berpangkal pada perjalanan cahaya dalam medium secara garis

lurus, berkas-berkas cahaya di sebut garis cahaya dan gambar secara garis

lurus. Dengan cara pendekatan ini dapatlah melukiskan ciri-ciri cermin

dan lensa dalam bentuk matematika. Misalnya untuk rumus cermin dan

lensa :

f = focus = titik api

b = jarak benda

v = jarak bayangan

Hukum Willebrord Snelius (1581 -1626) :

n = indeks bias

i = sudut datang

r = sudut bias (refraksi)

2

2. Optika FisikGejala cahaya seperti dispersi, interferensi dan polasisasi tidak

dapat di jelaskan malui metode optika geometri. Gejala-gejala ini hanya

dapat dijelaskan dengan menghitung ciri-ciri fisik dari cahaya tersebut. Sir

Isaac Newton (1642-1727), cahaya itu menggambarkan peristiwa cahaya

sebagai sebuah aliran dari butir-butir kecil (teori korpuskuler). Sedangkan

dengan menggunakan teori kwantum yang dipelopori Plank (1858-1947),

cahaya itu terdiri atas kwanta atau foton-foton, tampaknya agak mirip

dengan teori Newton yang lama itu. Dengan menggunakan teori Max

Plank dapat menjelaskan mengapa benda itu panas apabila terkena sinar.

Thomas Young (1773-1829) dan August Fresnel (1788-1827),

dapat menjelaskan bahwa cahaya dapat melentur berinterferensi. James

Clark Mexwell (1831-1879) berkebangsaan Skotlandia, dari hasil

percobaannya dapat menjelaskan bahwa cepat rambat cahaya (3 X 10

m/detik) sehingga berkesimpulan bahwa cahaya adalah gelombang

elektromagnetik.

Huygens ( 1690) menganggap cahaya itu sebagai gejala gelombang

dari sebuah sumber cahaya menjalarkan getaran-getaran ke semua jurusan.

Setiap titik dari ruangan yang bergetar olehnya dapat dianggap sebagai

sebuah pusat gelombang baru. Inilah prinsip dari Huygens yang belum

bisa menjelaskan perjalanan cahaya dari satu medium ke medium lainnya.

Dari hasil percobaan Einstein (1879-1955) dimana logam di sinari dengan

cahaya akan memancarkan electron (gejala foto listrik). Hal ini dapat

disimpulkan bahwa cahaya memiliki sifat fartikel dan gelombang

magnetic.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa cahaya mempunyai

sifat materi (partikel) dan sifat gelombang.

3

2.3 Macam-macam Bentuk Lensa

      Berdasarkan bentuk permukaannya, lensa dibagi menjadi dua, yaitu:

1. Lensa yang mempunyai permukaan sferis, dibagi menjadi dua macam

pula, yaitu:

2. Lensa Cembung/ Konvergen/ Positif

Sebuah lensa positif atau lensa pengumpul adalah lensa yang

bagian tengahnya lebih tebal dari bagian tepinya. Cahaya sejajar yang

datang pada sebuah lensa positif difokuskan pada titik focus kedua yang

berada pada sisi transmisi lensa tersebut.

3. Lensa Cekung/ Divergen/ Negatif

Sebuah lensa negative atau lensa menyebar adalah lensa yang

bagian tepinya lebih tebal daripada bagian tengahnya. Cahaya sejajar yang

datang pada sebuah lensa negative memancar seolah-olah dari titik focus

kedua, yang berada pada sisi datang lensa.

4. Lensa yang mempunyai permukaan silindris

Adalah lensa yang mempunyai silinder, lensa ini mempunyai fokus

yang positif dan ada pula yang mempunyai panjang fokus negatif.

2.4 Kekuatan Lensa (Dioptri)Kekuatan lensa dinyatakan dengan satuan dioptri (m-1). Kekuatan lensa

(P) sama dengan kebalikan panjang fokusnya (1/f). Jika panjang fokus dalam

meter, kekuatan lensa adalah dalam dioptri (D):

                        P =  =  +  dioptri

P = Kekuatan lensa (dioptri)

F = fokus lensa (m)

s = jarak benda dari lensa (m)

s´ = jarak bayangan dari lensa (m)

1D = 1 m-1

2.5 Kesesatan Lensa

Berdasarkan persamaan yang berkaitan dengan jarak benda, jarak

bayangan , jarak focus, radius kelengkungan lensa seerta sinar-sinar yang dating

4

paraksial akan kemungkinan adanya kesesatan lensa (aberasi lensa). Aberasi ini

ada bermacam-macam :

1. Aberasi sferis ( disebabkan oleh kecembungan lensa).Sinar-sinar

paraksial / sinar-sinar dari pinggir lensa membentuk bayangan di P’.

aberasi ini dapat dihilangkan dengan mempergunakan diafragma yang

diletakkan di depan lensa atau dengan lensa gabungan aplanatis yang

terdiri dari dua lensa yang jenis kacanya berlainan.

2. Koma,  Aberasi ini terjadi akibat tidak sanggupnya lensa membentuk

bayangan dari sinar di tengah-tengah dan sinar tepi. Berbeda dengan

aberasi sferis pada aberasi koma sebuah titik benda akan terbentuk

bayangan seperti bintang berekor, gejala koma ini tidak dapat diperbaiki

dengan diafragma.

3. Astigmatisma, Merupakan suatu sesatan lensa yang disebabkan oleh titik

benda membentuk sudut besar dengan sumbu sehingga bayangan yang

terbentuk ada dua yaitu primer dan sekunder. Apabila sudut antara sumbu

dengan titik benda relatif kecil maka kemungkinan besar akan berbentuk

koma.

4. Kelengkungan medan,  Bayangan yang dibentuk oleh lensa pada layer

letaknya tidak dalam satu bidang datar melainkan pada bidang lengkung.

Peristiwa ini disebut lengkungan medan atau lengkungan bidang

bayangan.

5. Distorsi,  Distorsi atau gejala terbentuknya bayangan palsu. Terjadinya

bayangan palsu ini oleh karena di depan atau di belakang lensa diletakkan

diafragma atau cela. Benda berbentuk kisi akan tampak bayangan

berbentuk tong atau berbentuk bantal. Gejala distorsi ini dapat dihilangkan

dengan memasang sebuah cela di antara dua buah lensa.

6. Aberasi kromatis, Prinsip dasar terjadinya aberasi kromatis oleh karena

focus lensa berbeda-beda untuk tiap-tiap warna. Akibatnya bayangan yang

terbentuk akan tampak berbagai jarak dari lensa.

5

A. Aberasi

Pemburaman bayangan dari sebuah obyek tunggal dikenal dengan

istilah aberasi. Aberasi sferis merupakan hasil dari kenyataan bahwa

permukaan melengkung hanya memfokuskan sinar-sinar paraksial (sinar-

sinar yang berjalan dekat sumbu utama) pada sebuah titik tunggal. Sinar-

sinar non paraksial pada titik dekat yang bergantung pada sudut yang

dibuat dengan sumbu utamanya. Sinar-sinar yang mengenai lensa jauh dari

sumbu utamadibelokkan lebihh dari sinar-sinar yang dekat dengan sumbu

utama, dengan hasilnya bahwa tidak semua sinar difokuskan pada sebuah

titik tunggal. Sebaliknya bayangan tersebut kelihatan sebagai sebuah

cakram melingkar. Lingkaran dengan kekacauan paling sedikit berada

pada titik, di mana garis tengahnya minimum.

Aberasi sferis dapat dikurangi dengan memperkecil ukuran

permukaan melengkungnya, yang juga berarti memperkecil jumlah cahaya

yang mencapai bayangannya. Aberasi seperti ini namun lebih rumit

disebut coma (comet-shapet image) dan  astigmatisma yang terjadi saat

obyek-obyek berada di luar sumbu utama. Aberasi dalam bentuk bayagan

obyek yang memanjang yang disebabkan kenyataan bahwa perbesaran

bergantung pada jarak titik obyek dari sumbu utama disebut distorsi.

Aberasi kromatik, yang terjadi pada lensa bukan pada cermin,

adalah hasil dari variasi indeks bias dengan panjang gelombang.

Aberasi kromatik dan aberasi lainnya dapat diperbaiki sebagian

dengan menggunakan kombinasi beberapa lensa sebagai ganti sebuah

lensa tunggal. Sebagai contoh, sebuah lensa positif dan sebuah lensa

negative dengan panjang fokus lebih besar dapat digunakan bersama-sama

untuk menghasilkan sebuah sistem lensa pengumpul yang mempunyai

aberasi kromatik jauh lebih sedikit dibandingkan sebuah lensa tunggal

dengan panjang fokus yang sama. Lensa-lensa kamera yang bagus

biasanya berisi elemen-elemen untuk memperbaiki berbagai aberasi yang

muncul.

6

1. Kamera

Kamera digunakan manusia untuk merekam kejadian penting atau

kejadian yang menarik. Banyak jenis dan model kamera dapat kita

jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kamera yang dipakai wartawan

berbeda dengan yang dipakai fotografer. Kamera video dipakai dalam

pengambilan gambar untuk siaran televisi atau pembuatan film.

Kamera elektronik (autofokus) lebih mudah dipakai karena tanpa

pengaturan lensa. Dewasa ini sudah ada kamera digital yang data

gambarnya tidak perlu melalui proses pencetakan melainkan dapat

dilihat atau diolah melalui komputer.

Bagian-bagian kamera mekanik (bukan otomatis) menurut kegunaan

fisis :

lensa cembung berfungsi untuk membentuk bayangan dari benda

yang difoto

diafragma berfungsi untuk membuat sebuah celah/lubang yang

dapat diatur luasnya

aperture yaitu lubang yang dibentuk diafragma untuk mengatur

banyak cahaya

shutter pembuka/penutup “dengan cepat” jalan cahaya yang

menuju ke pelat film

pelat film berfungsi sebagai layar penangkap/perekam

bayangan.Setiap benda yang di foto, terletak pada jarak yang lebih

besar dari dua kali jarak fokus di depan lensa kamera, sehingga

bayangan yang jatuh pada pelat film memiliki sifat nyata, terbalik

dan diperkecil. Untuk memperoleh bayangan yang tajam dari

7

benda-benda pada jarak yang berbeda-beda, lensa cembung kamera

dapat digeser ke depan atau ke belakang.

2. Kaca Pembesar

Kaca pembesar atau lup digunakan untuk melihat benda kecil yang

tidak bisa dilihat dengan mata secara langsung. Lup menggunakan

sebuah lensa cembung atau lensa positif untuk memperbesar objek

menjadi bayangan sehingga dapat dilihat dengan jelas.

Syarat agar suatu benda dapat diamati secara jelas dengan memakai

lup adalah s≤f.

s=f (untuk pengamat tidak berakomodasi)

s<f (untuk pengamat berakomodasi maksimum)

Bayangan yang dibentuk oleh lup bersifat maya, tegak, dan berada di

depan lensa dan terletak diantara titik pusat O dan titik fokus F lensa.

untuk menghasilkan bayangan yang diinginkan, lup dapat digunakan

dalam dua macam cara, yaitu dengan mata berakomodasi maksimum

dan dengan mata tidak berakomodasi.

B. Instrumen Optik

Banyak instrumen yang digunakan saat ini sangat canggih. Prinsip

kerjanya sering sangat sederhana, tetapi penggunaan imajinatif prinsip-

prinsip ini telah melipatgandakan kemampuan kita untuk melihat dan

memahami dunia yang melingkupi kita.

8

C. MataMata merupakan alat optik yang paling dekat dengan kita dan

merupakan sistem optik yang paling penting. Dengan mata, kita bisa

melihat keindahan alam sekitar kita.

a. Bagian-bagian Mata

Mata memiliki bagian-bagian yang memiliki fungsi-fungsi tertentu

sebagai alat optik, yaitu:

a)  Kornea, merupakan selaput kuat yang tembus cahaya dan

berfungsi sebagai pelindung bagian dalam bola mata. Kornea

memiliki inervasi saraf tetapi avaskuler (tidak memiliki suplai

darah).

b)  Iris, merupakan selaput berbentuk lingkaran yang menyebabkan

mata dapat membedakan warna.  Iris adalah diafragma yang

melingkar dan berpigmen dengan lubang yang agak di tengah

yakni pupil. Iris terletak sebagian dibagian depan lensa dan

sebagian di depan badan siliaris. Iris terdiri dari serat otot polos.

Fungsi iris yakni mengendalikan jumlah cahaya yang masuk.

c)  Pupil, merupakan celah lingkaran pada mata yang dibentuk oleh

iris, berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke mata.

9

d) Lensa mata, merupakan lensa cembung yang terbuat dari bahan

bening, berserat dan kenyal, berfungsi mengatur pembiasan

cahaya.

e) Retina, merupakan lapisan yang berisi ujung-ujung saraf yang

sangat peka terhadap cahaya. Retina berfungsi untuk menangkap

bayangan yang dibentuk oleh lensa mata. Retina merupakan bagian

saraf  pada mata, tersusun oleh sel saraf dan serat-seratnya. Retina

berperan sebagai reseptor rangsang cahaya. Retina tersusun dari sel

kerucut yang bertanggung jawab untuk penglihatan warna dan sel

batang yang bertanggung jawab untuk penglihatan di tempat gelap.

f)  Aquaeuos humor, merupakan cairan mata.

g) Saraf optic, merupakan saraf yang menyampaikan informasi

tentang kuat cahaya dan warna ke otak.

Banyak pengetahuan yang kita peroleh melalui suatu penglihatan.

Untuk membedakan gelap atau terang tergantung atas penglihatan

seseorang.Ada tiga komponen pada penginderaan penglihatan :

* Mata memfokuskan bayangan pada retina,

* System syaraf mata yang memberi informasi ke otak,

* Korteks penglihatan salah satu bagian yang menganalisa penglihatan

tersebut.

b. Pembentukan Bayangan Pada Mata

Mata bisa melihat benda jika cahaya yang dipantulkan benda sampai

pada mata dengan cukup, kemudian lensa mata akan membentuk

bayangan yang bersifat nyata, terbalik dan diperkecil pada retina. Ada

tiga komponen penginderaan penglihatan, yaitu:

1. Mata memfokuskan bayangan pada retina

2. Sistem saraf mata yang member informasi ke otak

3. Korteks penglihatan salah satu bagian yang menganalisa

penglihatan tersebut

Cahaya memasuki mata melalui bukaan yang berubah, lapisan serat

saraf yang menutupi permukaan belakangnya. Retina berisi struktur

10

indra-cahaya yang sangat luas yang disebut batang (rod) dan kerucut

(cone) yang menerima dan memancarkan informasi di sepanjang serat

saraf optic ke otak. Bentuk lensa kristal dapat diubah sedikit oleh kerja

otot siliari. Apabila mata difokuskan pada benda yang jauh, otot akan

mengendur dan sistem lensa kornea berada pada panjang fokus

maksimumnya, kira-kira 2 cm, jarak dari kornea ke retina. Apabila

benda didekatkan, otot siliari akan meningkatkan kelengkungan lensa,

yang dengan demikian akan mengurangi panjang fokusnya sehingga

bayangan akan difokuskan ke retina. Proses ini disebut akomodasi.

c. Ketajaman Penglihatan

Ketajaman penglihatan digunakan untuk menentukan penggunaan

kacamata, di klinik dikenal dengan istilah visus. Sedangkan dalam

fisika, ketajaman penglihatan ini disebut resolusi mata.

Visus penderita bukan saja member pengertian tentang optiknya

(kacamata), tetapi mempunyai arti yang lebih luas yaitu memberi

keterangan mengenai baik buruknya fungsi mata secara keseluruhan.

Oleh karena itu definisi visus adalah: nilai kebalikan sudut (dalam

menit) terkecil di mana sebuah benda masih dapat dilihat dan

dapat dibedakan.

Pada penentuan visus, para ahli mata mempergunakan kartu Snellen,

dengan berbagai ukuran huruf dan jarak yang sudah ditentukan.

Misalnya mata normal pada waktu diperiksa diperoleh 20/40, berarti

penderita dapat membaca huruf pada 20 ft, sedangkan bagi mata

normal dapat membaca pada jarak 40 ft, (1 ft = 5 m). Dengan demikian

dapat dirumuskan dengan persamaan:

V =

d :  jarak yang dapat dilihat oleh penderita

D : jarak yang dapat dilihat oleh mata normal

Penggunaan kartu Snellen ini kualitasnya kadang-kadang meragukan

oleh karena huruf yang sama besarnya mempunyai derajat kesukaran

yang berbeda, demikian pula huruf dengan ukuran berbeda kadang-

11

kadang tidak sama bentuknya. Untuk menghindari kelemahan-

kelemahan itu telah diciptakan kartu Cincin Landolt. Kartu ini

mempunyai sejumlah cincin berlubang, diatur berderet yang sama

besar, dengan lubang yang arahnya ke atas, ke bawah, ke kiri dan ke

kanan. Dari atas ke bawah cincin itu diatur agar lubangnya mengecil

secara berangsur-angsur. Penderita disuruh menunjukan deretan cincin

tersebut hingga cincin terkecil tanpa salah. Angka visus ini dapat

didapat dengan menghitung sudut di mana cincin Landolt itu diamati.

Misalnya penderita menunjukan cincin Landolt tanpa salah 0,8 mm

jarak 4 meter.

d. Medan Penglihatan

Untuk mengetahui besar kecilnya medan penglihatan seseorang

dipergunakan alat Perimeter. Dengan alat ini diperoleh medan

penglihatan vertikal 130º, sedangkan medan penglihatan horizontal

155º.

e. Tanggap Cahaya

Bagian mata yang tanggap cahaya adalah retina. Ada dua tipe

fotoreseptor pada retina yaitu Rod (batang) dan Cone (kerucut). Rod

dan Cone tidak terletak pada permukaan retina melainkan beberapa

lapis di belakang jaringan saraf. Tiap mata memiliki 6,5 juta cone yang

berfungsi untuk melihat siang hari, disebut penglihatan fotopik.

Melalui cone kita dapat mengenal beberapa warna, tetapi hanya

sensitive terhadap warna kuning, hijau (panjang gelombang 550 nm).

Cone terdapat terutama pada fovea sentralis.

Rod dipergunakan pada waktu malam atau disebut penglihatan

skotopik, dan merupakan ketajaman penglihatan dan dipergunakan

untuk melihat ke samping. Setiap mata terdapat 120 juta rod. Distribusi

pada retina tidak merata, pada sudut 20º terdapat kepadatan yang

maksimal. Batang ini sangat peka terhadap cahaya biru dan hijau (510

nm).

12

Tetapi rod dan cone sama-sama peka terhadap cahaya merah (650-700

nm), tetapi penglihatan cone lebih baik terhadap cahaya merah jika

dibandingkan dengan rod.

f. Penyesuaian Terhadap Terang dan Gelap

Dari ruang gelap masuk ke ruangan terang kurang mengalami

kesulitan dalam penglihatan. Tetapi apabila dari ruangan terang masuk

ke dalam ruangan gelap akan tampak kesulitan dalam penglihatan dan

diperlukan waktu agar memperoleh penyesuaian.

Apabila kepekaan retina cukup besar, seluruh objek/benda akan

merangsang rod secara maksimum sehingga setiap benda bahkan yang

gelap pun akan terlihat terang putih. Tetapi apabila kepekaan retina

sangat lemah, ketika masuk ke dalam ruangan gelap tidak ada

bayangan yang benderang yang merangsang rod dengan akibat tidak

ada suatu objek pun yang terlihat. Perubahan sensitivitas retina secara

automatis ini dikenal sebagai fenomena penyesuaian terang dan gelap.

a)  Mekanisme Penyesuaian Terang (Cahaya)

Pada kerucut dan batang terjadi perubahan di bawah pengaruh

energy sinar yang disebut foto kimia. Di bawah pengaruh foto

kimia ini rhodopsin akan pecah, masuk ke dalam retina dan

skotopsine. Retina akan tereduksi menjadi vitamin A di bawah

pengaruh enzim alcohol dehydrogenase dan koenzym DPN-H +

H+ (=DNA) dan terjadi proses timbale balik (visa verasa).

Rushton (1955) telah membuktikan adanya rhodopsin dalam retina

mata manusia, ternyata konsentrasi rhodopsin sesuai dengan

distribusi rod. Penyinaran dengan energi cahaya yang besar dan

dilakukan secara terus menerus, konsentrasi rhodopsin di dalam

rod akan sangat menurun sehingga kepekaan retina terhadap

cahaya akan menurun.

b) Mekanisme Penyesuaian Gelap

Seseorang masuk ke dalam ruangan gelap yang tadinya berada di

ruangan terang, jumlah rhodopsin di dalam rod sangat sedikit

13

sebagai akibat orang tersebut tidak dapat melihat objek/benda di

ruang gelap. Selama berada di ruangan gelap, pembentukan

rhodopsin di dalam rod sangatlah perlahan-lahan, konsentrasi

rhodopsin akan mencapai kadar yang cukup dalam beberapa menit

berikutnya sehingga akhirnya rod akan terangsang oleh cahaya

dalam waktu singkat.

Selama penyesuaian gelap, kepekaan retina akan meningkat

mencapai nilai 1.000 hanya dalam waktu beberapa menit

saja.kepekaan retina mencapai 1.000, waktu yang diperlukan 1

jam. Sedangkan kepekaan retina akan menurun dari nilai 100.000

apabila seseorang dari ruangan gelap ke ruangan terang. Proses

penurunan kepekaan retina hanya diperlukan waktu 1 sampai 10

menit. Penyesuaian gelap ini ternyata cone lebih cepat daripada

rod. Dalam waktu kira-kira 5 menit fovea sentralis telah mencapai

tingkat kepekaan. Kemudian dilanjutkan penyesuaian gelap oleh

rod sekitar 30 sampai 60 menit, rata-rata terjadi pada 15 menit

pertama.

g. Tanggap Warna

Salah satu kemampuan mata adalah tanggap warna, namun mekanisme

tanggap warna tersebut belum diketahui secara jelas. Tetapi dengan

menggunakan pengamatan fotopik dapat melihat warna namun tidak

dapat membedakan warna pada objek yang letaknya jauh dari pusat

medan penglihatan.

a)  Teori Tanggap Warna

Cone berbeda dengan rod dalam beberapa hal, yaitu cone member

jawaban yang selektif terhadap warna, kurang sensitif terhadap

cahaya dan mempunyai hubungan dengan otak dalam kaitan

ketajaman penglihatan dibandingkan dengan rod. Ahli faal

Lamonov, Young Helmholtz berpendapat ada tiga tipe cone yang

tanggap terhadap tiga warna pokok yaitu biru, hijau dan merah.

14

1) Cone biru, mempunyai kemampuan tanggap gelombang

frekuensi cahaya antara 400-500 millimikron. Berarti cone biru

dapat menerima cahaya ungu, biru dan hijau.

2)  Cone hijau, berkemampuan menerima gelombang cahaya

dengan frekuensi antara 450 dan 675 millimikron. Ini berarti

cone hijau dapat mendeteksi warna biru, hijau, kuning, orange

dan merah.

3)  Cone merah, dapat mendeteksi seluruh panjang gelombang

cahaya tetapi respon terhadap cahaya orange kemerahan sangat

kuat daripada warna-warna lainnya.

Ketiga warna pokok (biru, hijau dan merah) disebut trikhromatik.

b)  Buta Warna

Jika seseorang tidak mempunyai cone merah, ia masih dapat

melihat warna hijau, kuning orange dan warna merah dengan

menggunakan cone hijau, tetapi tidak dapat membedakan secara

tepat antara masing-masing warna tersebut oleh karena tidak

mempunyai cone merah untuk kontras/membandingkan dengan

cone hijau. Demikian pula jika seseorang kekurangan cone hijau, ia

masih dapat melihat seluruh warna, tetapi tidak dapat membedakan

antara warna hijau, kuning, oranye dan merah. Hal ini disebabkan

cone hijau yang sedikit tidak mampu mengkontraskan dengan cone

merah. Jadi tidak adanya cone merah atau hijau akan timbul

kesukaran atau ketidakmampuan untuk membedakan warna antara

warna merah dan hijau, keadaan ini disebut buta warna merah-

hijau. Kasus yang jarang sekali, tetapi bisa jadi seseorang

kekurangan cone biru, maka orang tersebut sukar membedakan

warna ungu, biru dan hijau. Tipe buta warna ini disebut kelemahan

biru (blue weakness).

Pada suatu penelitian diperoleh 8% laki-laki buta warna,

sedangkan 0,5% terdapat pada wanita dan dikatakan buta warna ini

diturunkan oleh wanita. Ada pula orang buta terhadap warna merah

15

disebut protanopia, buta terhadap warna hijau disebut

deuteranopia dan buta warna terhadap warna biru disebut

tritanopia.

h. Daya Akomodasi

Dalam hal memfokuskan objek pada retina, lensa mata memegang

peranan penting. Kornea mempunyai fungsi memfokuskan objek

secara tepat, demikian pula bola mata yang berdiameter 20-23 mm.

Kemampuan lensa mata untuk memfokuskan objek disebut daya

akomodasi. Selama mata melihat jauh, tidak terjadi akomodasi. Makin

dekat benda yang dilihat, semakin kuat mata/lensa berakomodasi.

Daya akomodasi ini tergantung kepada umur. Usia semakin tua daya

akomodasi semakin menurun, hal ini disebabkan kekenyalan/elastisitas

lensa semakin berkurang.

Jika benda terlalu dekat ke mata, lensa mata tidak dapat memfokuskan

cahaya pada retina dan bayangannya menjadi kabur. Titik terdekat di

mana lensa mata memfokuskan suatu bayangan pada retina disebut

titik dekat (punctum proksimum). Pada saat ini mata berakomodasi

sekuat-kuatnya (berakomodasi maksimum). Jarak dari mata ke titik

dekat ini sangat beragam pada tiap orang dan berubah dengan

meningkatnya usia. Pada usia 10 tahun, titik dekat dapat sedekat 7 cm,

sementara pada usia 60 tahun titik dekat ini telah menjauh ke 200 cm

karena kehilangan keluwesan lensa akibat elastisitas lensa semakin

berkurang, disebut mata presbyop atau mata tua dan bukan merupakan

cacat mata. Nilai standar yang diambil untuk titik dekat ini adalah 25

cm, dan dianggap sebagai mata normal.

Jarak terjauh benda agar dapat dilihat dengan jelas, dikatakan benda

terletak pada titik jauh (punctum remotum). Pada saat ini mata tidak

berakomodasi.lepas akomodasi.

i.   Jenis-jenis Mata dan Teknik Koreksi

a)  Mata Normal

16

Sering disebut juga mata emetrop. Mata normal memiliki titik

dekat 25 cm dan titik jauh tak terhingga. Apabila mata memiliki

titik dekat tidak sama dnegan 25 cm dan titik jauh tidak sama

dengan tak terhingga, maka dikatakan sebagai cacat mata. Hal ini

mengakibatkan mata sulit melihat benda yang jauh maupun dekat

karena bayangan tidak jatuh tepat pada retina.

b)  Rabun Jauh (Miopi)

Disebut juga mata terang dekat, memiliki titik dekat kurang dari 25

cm (< 25 cm) dan titik jauh pada jarak tertentu. Orang yang

menderita miopi dapat melihat dengan jelas benda pada jarak 25

cm, tetapi tidak dapat melihat benda jauh dengan jelas. Hal ini

terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi piph sebagaimana

mestinya sehingga bayangan benda jatuh di depan retina,

disebabkan karena mata dibiasakan melihat benda dengan jarak

dekat atau kurang dari 25 cm. cacat mata ini dapat diatasi dengan

memakai kacamata berlensa cekung (minus).

c)  Rabun Dekat (Hipermetropi)

Rabun dekat memiliki titik dekat lebih dari 25 cm (> 25 cm), dan

titik jauhnya pada jarak tak terhingga. Penderita rabun dekat dapat

melihat jelas benda-benda yang sangat jauh tetapi tidak dapat

melihat benda-benda dekat dnegan jelas. Hal ini terjadi karena

lensa mata tidak dapat menjadi cembung sebagaimana mestinya

sehingga bayangan benda jatuh di belakang retina, disebabkan

karena mata dibiasakan melihat benda yang jaraknya jauh. Cacat

mata ini dapat diatasi dengan kacamata berlensa cembung (plus).

d)  Mata Tua (Presbiopi)

Jenis mata ini bukan termasuk cacat mata, disebabkan oleh daya

akomodasi yang berkurang akibat bertambah usia. Letak titik dekat

maupun titik jauh telah bergeser. Titik dekatnya lebih dari 25 cm

dan titik jauhnya hanya pada jarak tertentu. Pada penderita

presbiopi tidak dapat melihat benda jauh dengan jelas serta tidak

17

dapat membaca pada jarak baca normal. Jenis mata ini dapat

ditolong dengan kacamata berlensa rangkap (minus di atas dan

plus di bawah) yang disebut kacamata bifocal.

e) Astigmatisma

Cacat mata ini disebabkan oleh kornea mata yang tidak berbentuk

sferis, tapi lebih melengkung pada satu sisi daripada sisi yang lain.

Akibatnya sebuah titik akan difokuskan sebagai garis pendek.

Penderita astagmatisma, dengan satu mata akan melihat garis

dalam satu arah lebih jelas daripada kea rah yang berlawanan.

Penderita astagmatisma dapat diatasi dnegan menggunakan

kacamata berlensa silindris.

f)  Mata Campuran

Penderita yang matanya sekaligus mengalami prsesbiopi dan

miopi, maka memiliki titik dekat yang letaknya terlalu jauh dan

titik jauh terlalu kecil, dapat ditolong dengan kacamata berlensa

rangkap atau bifocal (negatif di atas dan positif di bawah).

  j. Peralatan Dalam Pemeriksaan Mata

Dari sekian banyak peralatan mata, hanya beberapa peralatan yang

akan dibahas dalam kaitan pemeriksaan mata. Ada tiga prinsip dalam

pemeriksaan mata yaitu : pemeriksaaan mata bagian dalam,

pengukuran daya focus mata, pengukuran kelengkungan kornea.

Peralatan dalam pemeriksaan mata dan lensa ada 6 macam yaitu :

1. Opthalmoskop

2. Retinoskop

3. Keratometer

4. Tonometer dari schiotz

5. Pupilometer

6.  Lensometer

1)  Opthalmoskop

Alat ini mula-mula dipakai oleh Helmholtz (1851). Prinsip

pemeriksaan dengan opthalmoskop untuk mengetahui keadaan

18

fundus okuli ( = retina mata dan pembuluh darah khoroidea

keseluruhannya). Ada dua prinsip kerja opthalmoskop yaitu :

1. Pencerminan mata secara langsung

Fundus okuli penderita disinari dengan lampu, apabila mata

penderita emetropia dan tidak melakukan akomodasi maka

sebagian cahaya akan dipantulkan dan keluar dari lensa mata

penderita dalam keadaan sejajar dan terkumpul menjadi gambar

tajam pada selaput jaringan mata pemeriksa (dokter) yang juga

tidak terakomodasi. Pada jaringan mata dokter terbentuk

gambar terbalik dan sama besar dengan fundus penderita.

2. Pencerminan mata secara tak langsung

Cahaya melalui lensa condenser diproyeksi ke dalam mata

penderita dengan bantuan cermin datar kemudian melalui retina

mata penderita dipantulkan keluar dan difokuskan pada mata

sipemeriksa (dokter). Dengan mempergunakan opthalmoskop

dapat mengamati permasalahan mata yang berkaitan dengan

tumor otak.

2)  Retinoskop

Alat ini dipakai untuk menentukan reset lensa demi koreksi mata

penderita tanpa aktivitas penderita, meskipun demikian mata

penderita perlu terbuka dan dalam posisi nyaman bagi si

pemeriksa. Cahaya lampu diproyeksi ke dalam mata penderita

dimana mata penderita tanpa akomodasi. Cahaya tersebut

kemudian dipantulkan dari retina dan berfungsi sebagai sumber

cahaya bagi sipemeriksa.

Fungsi retinoskop dianggap normal, apabila suatu objek (cahaya)

berada di titik jauh mata akan difokuskan pada retina. Cahaya yang

dipantulkan retina akan menghasilkan bayanagan focus pada titik

jauh pula. Oleh karena itu pada waktu pemeriksa mengamati mata

penderita melalui retionoskop ,lensa posistif atau negatif diletakkan

di depan mata penderita sesuai dengan keperluan agar bayangan

19

(cahaya) yang dibentuk oleg retina penderita difokuskan pada mata

pemeriksa. Lensa posistif atau negatif yang dipakai itu perlu

ditambah atau dikurangi agar pengfokusan bayangan dari retina

penderita terhadap pemeriksa tepat adanya. Suatu contoh, jarak

pemeriksa 67 cm lensa yang diperlukan 1, 5 D.

3)  Keratometer

Alat ini untuk mengukur kelengkungan kornea. Pengukuran ini

diperuntukkan pemakaian lensa kontak; lensa kontak ini dipakai

langsung yaitu dengan cara menempel pada kornea yang

mengalami gangguan kelengkungan. Ada dua lensa kontak yaitu :

1. Hard contact lens. Dibuat dari plastic yang keras, tebal 1 mm

dengan diameter 1 cm. sangat efektif bila dilepaskan dan

mudah terlepas oleh air mata tetapi dapat mengoreksi

astigmatisma.

2. Soft contact lens adalah kebalikan dari hard contact lens.

Sangat nyaman tetapi tidak dapat mengoreksi astigmatisma.

Dasar kerja keratometer :

Benda dengan ukuran tertentu diletakkan didepan cermin cembung

dengan jarak diketahui akan membentuk bayangan di belakang

cermin cembung berjarak ½ r. dengan demikian dapat ditentukan

permukaan cermin cembung.

Berlandaskan kerja cermin cembung maka dibuat keratometer.

Pada keratometer ,kornea bertindak sebagai cermin cembung,

sumber cahaya sebagai objek. Pemeriksa mengatur focus agar

memperoleh jarak dari kornea.

Pemeriksa menentukan ukuran bayangan yang direfleksi dengan

mengatur sudut prisma agar menghasilkan dua bayangan. Posisi

prisma setelah diatur akan dikaliberasi dengan daya focus kornea

( dalam dioptri). Nilai rata-rata 44 dioptri dengan rata-rata radius

kelengkungan kornea 7,7 mm. penderita dengan astigmastisma ,

20

biasanya dalam pengukuran bayangan dibuat arah vertical dan

horizontal.

4)  Tonometer

Pada tahun 1900, Schiotz (Jerman) memperkenalkan alat untuk

mengukur tekanan intraocular yang dikenal dengan nama Tono

meter dari Schiotz.

Teknik dasar :

Penderita ditelentangkan dengan mata menatap ke atas, kemudian

kornea mata dibius. Tengah-tengah alat ( Plug) diletakkan di atas

kornea menyebabkan suatu tekanan ringan terhadap kornea. Plug

dari tonometer berhubungan dengan skala sehingga dapat terbaca

nilai skala tersebut. Tonometer dilengkapi dengan alat pemberat 5

5, 7 5 1 0, 0 dan 15,0 gram. Apabila pada pengukur tekanan

intraocular dimana menggunakan alat pemberat 5, 5 g maka berat

total tonometer:

= Berat plug + alat pemberat

= 11 gram + 5,5 gram

= 16,5 gram.

16,5 gram ini menunjukkan tekanan intraokuler sebesar 17 mm Hg.

Pemeriksaan tekanan di dalam bola mata (intraokuli) untuk

mengetahui apakah penderita menderita glaucoma atau tidak. Pada

penderita glaucoma tekanan intraokuli mencapai 80 mmHg. Dalam

keadaan normal tekanan intraokuli berkisar antara 20 – 25 mmHg

dengan rata-rata produksi dan pengeluaran cairan humor aqueous 5

ml/hari.

Tahun 1950 Tonometer Schiotz dimadifikasi dengan kemudahan

dalam pembacaan secara elektronik dan dapat direkam di sebut

tonograf. Goldmann (1955) mengembangkan tonometer yang

disebut tono meter Goldmann Aplanation ; pengukuran dengan

memakai alat ini penderita dalam posisi duduk.

21

5)  Pupilometer Dari Eindhoven

Diameter pupil dapat diukur dengan menggunakan pupilometer

dari eindhoven. Yaitu lempengan kertas terdiri dari sejumlah

lubang kecil dengan jarak tertentu. Apabila melihat melalui

lubang-lubang ini dengan latar belakang dan tanpa akomodasi

maka diperoleh perjalanan sinar sebagai berikut :

Lingkaran yang terproyeksi pada jaringan retina saling menyentuh

berarti garis 1 dan 2 adalah sejajar. Garis 1 dan 2 inilah garis

terluar yang masih dapat masuk melalui pupil, sehingga deperoleh

jarak d, jarak ini adalah diameter pupil. Pada penentuan besar

pupil, jarak antara lubang dan mata tidak menjadi masalah.

6)  Lensometer

Suatu alat yang dipakai untuk emngukur kekuatan lensa baik

dipakai si penderita atau sekedar untuk mengetahui dioptri lensa

tersebut. Prinsip dasar : Menentukan focus lensa positif sangat

mudah , dapat dengan cara :

-  Memfokuskan bayangan dari suatu objek tak terhingga misalnya

(matahari)

-  Memfokuskan bayangan dari suatu objek yang telah diketahui

jaraknya.

Teknik di atas ini tidak dapat diterapkan pada lensa negatif namun

dapat dilakukan sedikit modifikasi yaitu : mengkombinasikan lensa

negatif dengan lensa positif kuat yang telah ditentukan dioptrinya,

dengan demikian dapat ditulis rumus sebagai berikut :

Dengan memakai lensometer, benda penyinaran digerakkan

sehingga diperoleh bayangan tajam melalui pengamatan lensa.

22

BAB II

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Biooptik, tersusun atas kata bio dan optik. Bio berkaitan dengan makhluk

hidup/ zat hidup atau bagian tertentu dari makhluk hidup, sedangkan optik dikenal

sebagai bagian ilmu fisika yang berkaitan dengan cahaya atau berkas sinar. secara

spesifik ada klasifikasi Optik geometri dan optika fisis. Fokus utama di biooptik

adalah terkait dengan indera penglihatan manusia, yaitu mata. Jadi, biooptik

adalah bagian dari ilmu fisika yang memepelajari cahaya dan kaitannya dengan

sistem penglihatan pada makhluk hidup.

3.2. Saran

Dengan selesainya makalah tentangbioptik, penulis mengakui banyak

sekali kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Oleh karena itu, kritik dan

saran yang membangun sangat kami harapkan demi tercapainya penyusunan

makalah yang lebih baik dikemudian hari.

23