Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380-750 nm. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium.
Cahaya yang biasa kita lihat merupakan kelompok-kelompok sinar cahaya atau disebut berkas cahaya.
Berkas cahaya dapat digolongkan atas : a) Berkas cahaya menyebar (divergen), yaitu berkas cahaya yang berasal dari satu titik kemudian menyebar ke segala arah. b) Berkas cahaya sejajar, yaitu berkas cahaya yang arahnya sejajar satu sama lain. c) Berkas cahaya mengumpul, yaitu berkas cahaya yang menuju ke satu titik tertentu.
Dengan menggunakan sebuah teleskop, kamu akan dapat melihat kawah dan ciri-ciri lain di permukaan bulan secara jelas. Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Teleskop dapat berupa teleskop bias dan teleskop pantul.
a. Teleskop Bias
Teleskop adalah alat optik yang dapat membuat benda-benda yang berada pada tempat yang jauh menjadi terlihat dekat. Teleskop bias sederhana merupakan kombinasi antara dua lensa cembung yang terletak pada bagian pipa. Lensa yang lebih besar adalah lensa objektif, sedangkan yang lebih kecil adalah lensa okuler (lensa mata). Lensa objektif membentuk sebuah bayangan dan kemudian bayangan tersebut akan diperbesar oleh lensa okuler.
Lensa objektif pada teleskop bias memiliki diameter yang lebih besar daripada diameter mata kamu saat membuka. Hal ini berarti akan lebih banyak cahaya yang dipantulkan oleh objek yang dapat masuk ke dalam lensa yang kemudian akan masuk ke dalam mata. Dengan demikian, bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif akan lebih jelas daripada bayangan yang terbentuk oleh mata. Karena bayangan yang terbentuk sangat jelas, maka objek yang terlihat juga menjadi lebih detail.
b. Teleskop Pantul
Lensa objektif yang terdapat pada teleskop pantul digantikan oleh cermin cekung. Bayangan dari sebuah objek yang letaknya jauh terbentuk di dalam tabung teleskop ketika cahaya dipantulkan dari cermin cekung. Cahaya yang dipantulkan objek yang jauh memasuki salah satu ujung tabung dan ditangkap oleh cermin lain pada ujung yang lain. Cahaya ini dipantulkan dari cermin cekung ke cermin datar yang ada di dalam tabung. Cermin datar kemudian memantulkan cahaya ke lensa okuler, yang berfungsi memperbesar gambar.
Mikroskop menggunakan dua lensa okuler dan dua lensa objektif. Lensa okuler adalah lensa yang posisinya dengan mata pengamat. Lensa objektif adalah lensa yang posisinya dekat dengan objek/benda yang sedang diamati. Benda yang diamati ditempatkan pada sebuah slide transparan (preparat) dan disinari dari bawah. Cahaya melalui lensa objektif dan membentuk bayangan nyata dan diperbesar. Bayangan itu diperbesar, sebab benda itu terletak di antara satu dan dua jarak fokus lensa objektif tersebut. Selanjutnya, bayangan nyata tersebut diperbesar lagi oleh lensa okuler untuk menghasilkan bayangan maya dan diperbesar. Susunan lensa seperti ini memungkinkan menghasilkan bayangan ratusan kali lebih besar dari objek aslinya
Sebuah kaca pembesar memungkinkan kita untuk menempatkan objek tersebut lebih dekat ke mata kita sehingga objek tersebut tampak terlihat sudut lebih besar. Hal ini bergantung pada ukuran bayangan objek tersebut pada retina. Ukuran bayangan tersebut bergantung pada sudut pada mata yang berhadapan dengan objeknya. Agar mata tidak mudah lelah (berakomodasi minimum) saat menggunakan lup, letakkan benda tepat di titik fokus lup.
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. 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.
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 lensamerupakan satu faset mata majemuk. (2) Kerucut kristalin, yang tembus cahaya. (3) Sel-selpenglihatan, yang peka terhadap adanya cahaya. (4) Sel-sel yang mengandung pigmen,yang memisahkan omatidia dari omatidia di sekelilingnya.
berikut gambar ommatidium
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.
Para ilmuwan berusaha mengembangkan peralatan yang diperlukan untuk kepentingan manusia dengan meniru rancangan mata lalat yang luar biasa. Misalnya, para ilmuwan mengembangkan alat detektor gerakan berkecepatan tinggi dan kamera sangat tipis yang dapat membidik ke banyak arah. Salah satunya dalam bidang yang memanfaatkan adalah bidang medis, untuk memeriksa bagian dalam lambung. Alat tersebut dikembangkan agar dapat ditelan oleh pasien. Jika sudah sampai di dalam lambung, alat tersebut akan mengumpulkan data melalui mata majemuknya dan mengirimkan laporannya tanpa kabel. Ada pula ilmuwan yang mengembangkan mata majemuk tiruan berukuran lebih kecil daripada kepala jarum pentul yang terdiri atas 8.500 lebih lensa. Namun demikian, kehebatan ciptaan manusia tersebut tidak ada artinya jika dibandingkan dengan mata majemuk serangga, misalnya capung yang mempunyai kira-kira 30.000 satuan optik di setiap matanya! Kamu mengetahui siapa pencipta mata majemuk serangga yang demikian hebat?
Indra Penglihatan pada Manusia (Mata) : Struktur Fungsi Bagian - Mata mempunyai reseptor untuk menangkap rangsang cahaya yang disebut fotoreseptor. Oleh karena itu, pada siang hari pantulan sinar matahari oleh benda-benda di sekeliling kita dapat kita tangkap dengan jelas. Sebaliknya pada malam hari, benda-benda di sekitar kita tidak memantulkan cahaya matahari seperti waktu siang hari. Akibatnya, kita hanya mampu melihat benda-benda itu bila mereka memantulkan cahaya dari sumber cahaya lain, misalnya lampu. Perhatikan Gambar 1. untuk mengetahui bagian-bagian bola mata. (Baca juga : Indera Manusia)
Gambar 1. Bagian-bagian bola mata
Mata terdiri atas beberapa bagian. Bagian-bagian mata dan fungsinya dijelaskan dalam Tabel 1. berikut.
Tabel 1. Bagian-Bagian Mata dan Fungsinya
Bagian Mata
Fungsi
a.
Sklera
:
pembungkus lapisan luar
•
Melindungi bola mata dari kerusakan mekanis dan memungkinkan melototnya otot mata
b.
Kornea
:
selaput bening tembus pandang pada bagian depan sklera
•
Penerima rangsang cahaya
•
Mereaksikan cahaya
c.
Koroidea
:
lapisan tengah di antara sklera dan retina berupa selaput darah (kecuali di bagian depan)
•
Penyedia makan bagi bagian mata yang lain
d.
Iris (selaput pelangi)
:
selaput berwarna (mengandung pigmen melanin) merupakan bagian depan koroidea
•
Melindungi refleksi cahaya dalam mata
•
Mengendalikan kerja pupil
e.
Pupil
:
berupa lubang yang dibatasi oleh iris
•
Mengatur banyak sedikit cahaya yang diperlukan mata
f.
Lensa
:
berupa lensa bikonveks
•
Membiaskan dan memfokuskan cahaya agar bayangan benda tepat jatuh pada retina mata
g.
Aqueous humor
:
berupa cairan encer
•
Menjaga bentuk kantong depan bola mata
h.
Vitreous humor
:
berupa cairan bening dan kental selaput jala
•
Meneruskan rangsang ke bagian mata mem-perkukuh bola mata
i.
Retina
:
•
Menerima bayangan dan untuk melihat benda
j.
Fovea (bintik kuning)
:
berupa bagian yang mengandung sel- sel kerucut
•
Sebagai tempat bayangan jatuh pada daerah retina
k.
Badan silia
:
berupa otot melingkar dan otot radial yang terdekat pada ujung depan lapisan koroid yang membentuk penebalan
•
Menyokong lensa dan mensekresikan aqueous humor
l.
Bintik buta
:
tempat saraf optik meninggalkan bagian dalam bola mata
•
Tidak peka terhadap cahaya karena tidak mengandung sel konus dan sedikit sel batang
m.
Saraf mata
:
berupa serabut saraf
•
Meneruskan rangsang cahaya ke saraf kranial (saraf optik)
Rangsang yang diterima indra penglihat (mata) berupa cahaya. Cahaya yang masuk melalui kornea akan diteruskan seperti berikut.
Apabila cahaya yang masuk terlalu terang, pupil akan menyempit atau mengalami konstriksi. Bila cahaya redup, pupil akan melebar atau mengalami dilatasi. Cahaya yang dipantulkan ke mata masuk ke dalam retina khususnya pada fovea (bintik kuning). Cahaya ini dapat terfokus ke dalam fovea karena diatur oleh lensa. Lensa mata mempunyai kemampuan untuk memipih dan mencembung. Kemampuan ini disebut daya akomodasi. Coba
Anda rasakan gerakan otot mata Anda saat membaca buku ini.
Pada jarak seperti ini berarti jarak benda dekat. Apakah Anda merasakan adanya perubahan pada otot mata Anda bila dibandingkan dengan otot mata yang digunakan saat melihat benda yang jauh?
Otot yang terikat pada lensa dan dinding koroidea ini disebut otot siliaris. Otot ini berfungsi mengubah bentuk lensa. Apabila lensa digunakan untuk melihat benda jarak dekat maka lensa mata akan mencembung, bentuk lensa akan memipih bila digunakan untuk melihat benda jarak jauh. Pada retina terkandung 2 macam sel yaitu sel batang dan sel kerucut. Sel batang mengandung pigmen rhodopsin, yaitu suatu bentuk senyawa vitamin A dengan protein tertentu. Sel-sel ini paling banyak terletak di fovea dan berfungsi untuk menerima bayangan dengan cahaya lemah, dan bayangan yang terbentuk atau terpersepsi hitam putih. Perhatikan Gambar 2.
Gambar 2. Sel kerucut dan sel batang pada mata
Apakah Anda pernah mengalami pandangan menjadi gelap saat masuk ruangan (dari luar ruangan yang terang benderang)?
Bagaimana hal tersebut dapat terjadi? Saat Anda berada di luar ruangan (terdapat cahaya matahari) sel kerucut melakukan tugasnya menyampaikan bayangan ke otak. Sementara itu, pigmen-pigmen rhodopsin dalam sel batang akan terurai sehingga sel batang tidak dapat bekerja dengan baik. Jika tiba-tiba Anda masuk ke ruangan gelap, pigmen-pigmen rhodopsin yang terurai dalam sel batang akan terbentuk kembali, dan sel batang akan mengambil alih tugas sel kerucut dalam menyampaikan bayangan ke otak. Terbentuknya pigmen-pigmen rhodopsin itu berlangsung secara bertahap. Hal ini menyebabkan seseorang tidak dapat segera melihat dengan jelas saat memasuki ruang gelap. Lama waktu yang diperlukan untuk proses pembentukan rhodopsin disebut waktu adaptasi rhodopsin.
Selain mengandung sel batang, retina juga mengandung sel kerucut atau sel konus. Sel ini mengandung iodopsin. Fungsi sel konus untuk menerima rangsang warna merah, biru, dan hijau. Setiap satu sel kerucut mengandung satu di antara ketiga pigmen. Apabila retina mata hanya memiliki satu pigmen atau sel kerucut satu maka akan mengalami buta warna. Orang yang hanya memiliki dua macam sel kerucut disebut dikromat.
Sementara itu, orang yang hanya memiliki satu macam sel kerucut disebut monokromat. Pada monokromat, warna yang terlihat oleh mata hanya hitam dan putih serta bayangan kelabu.
Seluruh bagian retina terdapat sel-sel batang maupun sel kerucut, kecuali tempat saraf mata berada. Daerah tempat saraf mata ini sangat kecil hingga menyerupai sebuah titik saja. Titik kecil ini disebut bintik buta.
Kemampuan lensa memfokuskan bayangan pada retina berbeda-beda. Berikut ini adalah gambar lensa saat memfokuskan bayangan tersebut.
Selain harus ada cahaya, syarat agar mata dapat melihat dengan baik yaitu mata harus dalam keadaan normal. Mata normal (emetropi) yaitu mata yang dapat berakomodasi dengan baik.Titik terjauh (punctum remotum) berada pada jarak sejauhjauhnya. Titik terdekat (punctum proximum) berada pada jarak baca ideal (25 cm) di depan mata. Perhatikan Gambar 3.
Gambar 3. Lensa mata mampu memipih (a) dan mencembung (b)
Oleh karena sesuatu hal, mata dapat mengalami cacat mata. Perhatikan Gambar 4. untuk mengetahui macam-macam cacat mata.
Gambar 4. Cacat mata pada manusia hipermetropi (a) dan miopi (b)
Rabun dekat (hipermetropi) adalah cacat mata yang mengakibatkan pandangan mata kabur jika melihat benda yang dekat dengan mata. Hal ini karena lensa mata tidak dapat mencembung dengan sempurna. Rabun dekat dapat dibantu dengan kacamata berlensa positif atau cembung.
Rabun jauh (miopi) adalah cacat mata yang mengakibatkan pandangan mata kabur jika melihat benda yang jauh dari mata. Hal ini karena lensa mata tidak dapat memipih dengan sempurna. Rabun jauh dapat dibantu dengan kacamata berlensa negatif atau cekung.
Mata tua (presbiopi) adalah cacat mata yang mengakibatkan pandangan mata kabur jika melihat benda yang dekat maupun benda yang jauh. Cacat mata ini karena lensa mata tidak dapat berakomodasi dengan baik. Mata tua dapat dibantu dengan kacamata berlensa ganda.
Buta warna adalah cacat mata karena kerusakan sel konus, sehingga penderita tidak dapat membedakan warna. Biasanya merupakan cacat keturunan.
Astigmatisme adalah kecembungan kornea tidak merata sehingga bayangan menjadi tidak terfokus (kabur). Cacat mata ini dapat dibantu dengan lensa silinder (silindris).
Lensa Kamera = Lensa Mata
Bagian-bagian, fungsi, dan proses yang terdapat pada kamera dibuat seperti mata manusia. Akan tetapi, kemampuan mata dalam mencembung dan memipihkan lensa tidak dapat ditiru oleh kamera. Kamera hanya dapat menyesuaikan jarak lensa agar maju dan mundur seperti sistem mata pada ikan dan hewan lain. (Sumber: Biologi, Kimball)
Cara Mengatasi Mata Minus Secara Alami
Ada cara alami untuk mencegah, mengatasi, atau setidaknya untuk membuat miopi tidak semakin parah. Pertama, kurangi membaca di dalam mobil atau bus yang sedang berjalan. Kedua, lakukan latihan dengan memutar mata satu lingkaran penuh dari arah kiri ke kanan lalu dibalik dari arah kanan ke kiri. Lakukan latihan ini perlahanlahan, jangan terlalu keras agar retina tidak tertekan. Lakukan latihan tersebut berulang-ulang, jika kepala pusing, berhentilah sebentar kemudian dilanjutkan lagi. Latihan ini dapat dilakukan setiap hari selama 10 menit. Cobalah!
