Bagian-bagian Mata Serta Rabun Jauh dan Dekat | Fisika

• kornea, bagian depan mata memiliki lengkung yang lebih tajam dan dilapisi oleh selaput cahaya. 
• aqueous humor (cairan), terletak di belakang kornea berfungsi membiaskan cahaya yang masuk ke mata. 
• lensa mata/lensa kristalin, terbuat dari bahan bening, berserat dan kenyal, berfungsi mengatur pembiasan. 

• iris, selaput yang membentuk celah, terletak di depan lensa kristalin, berfungsi memberi warna mata. 
• pupil, celah lingkaran yang dibentuk oleh iris. 
• retina, terdiri dari berjuta-juta sel sensitif, tempat cahaya difokuskan.

Animasi gambar di bawah menjelaskan proses cahaya yang datang ke lensa mata, selanjutnya difokuskan di retina. Pada mata normal cahaya datang ke lensa mata difokuskan tepat di retina. Di luar peristiwa tersebut, maka mata dikatakan telah terjadi kelainan, yaitu miopi (rabun jauh), hipermetropi (rabun dekat), dan astigmatis. Animasi juga menggambarkan proses cahaya yang melewati lensa setelah dilakukan koreksi dengan alat-alat bantu penglihatan, seperti dengan kaca mata, lensa kontak, dan bantuan laser.

  

Kaca Mata

Miopi (Rabun Jauh)

Penderita rabun jauh atau miopi tidak mampu melihat dengan jelas objek yang jauh, tapi tetap mampu melihat dengan jelas objek di titik dekatnya (pada jarak 25 cm). 

Titik jauh mata orang yang menderita rabun jauh berada pada jarak tertentu (mata normal memiliki titik jauh tak berhingga). Rabun jauh dapat diperbaiki dengan menggunakan lensa divergen yang bersifat menyebarkan (memancarkan) sinar. Lensa divergen atau lensa cekung (lensa negatif) dapat membantu lensa mata agar dapat memfokuskan bayangan tepat di retina. Seperti dijelaskan oleh gambar berikut:

atau digambarkan dengan:

Penderita miopi memiliki titik jauh mata PR (Punctum Rematum) <   dan memiliki titik dekat mata PP (Punctum Proximum) = 25 cm.
Agar dapat melihat benda-benda jauh s = , penderita miopi harus menggunakan lensa kacamata cekung untuk menghasilkan bayangan maya di depan lensa pada jarak yang sama dengan titik jauh mata (s' = -PR). Sehingga berlaku s = , s' = -PR.

berdasarkan persamaan umum lensa tipis: 

     

    

      

      

f = jarak fokus lensa dan PR = jarak titik terjauh yang dapat dilihat penderita

kekuatan lensa kaca mata yang digunakan dapat dihitung dengan rumus:

      

dengan satuan: P dalam dioptri (D) dan f dalam meter (m)

untuk f dan PR dengan satuan diukur dalam centimeter (cm), rumus yang digunakan:

         

atau

                  dengan P = kekuatan lensa kaca mata (dioptri)

contoh soal:

Andi, anak penderita rabun jauh (miopi) hanya mampu melihat benda paling jauh dengan jarak 5 m. Hitunglah jarak fokus dan kekuatan lensa kaca mata yang harus dipakai oleh Andi untuk dapat melihat benda-benda yang jauh letaknya.

penyelesaian:

diket:                                                                                              ditanya:

PR = 5 m                                                                                        f dan P

                                

                                

                                

      untuk P

                                
                             
                               

contoh soal:
Seorang yang miopi titik dekatnya 20 cm sedang titik jauhnya 200 cm. Agar ia dapat melihat dengan jelas benda yang jauh, berapakah kuat lensa kacamata yang digunakan?


penyelesaian:

diket:                                                                                              ditanya:

PR = 200 cm                                                                                  P

                                    

                                  

                                 

                                 

Contoh Soal:
Seorang penderita rabun jauh (miopi) dengan titik jauh 100 cm ingin melihat benda yang sangat jauh. Berapakah fokus dan kuat lensa yang harus digunakan?


penyelesaian:

diket:                                                                                              ditanya:

PR = 100 cm                                                                                   f dan P

                                           

                                           

                                           

                                           

dan
                          
                     
                          


                          


Rabun Dekat-Hipermetropi

Orang yang menderita rabun dekat atau hipermetropi tidak mampu melihat dengan jelas objek yang terletak di titik dekatnya, tapi tetap mampu melihat dengan jelas objek yang jauh (tak hingga). 

Titik dekat mata orang yang menderita rabun dekat lebih jauh dari jarak baca normal (PP > 25 cm). 

Cacat mata hipermetropi dapat diperbaiki dengan menggunakan lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar. Lensa konvergen atau lensa cembung atau lensa positif dapat membantu lensa mata agar dapat memfokuskan bayangan tepat di retina. Hipermetropi dikoreksi menggunakan lensa positif. 

Jarak fokus lensa dan kuat lensa yang digunakan untuk memperbaiki mata yang mengalami hipermetropi dapat ditentukan berdasarkan persamaan lensa tipis dan rumus kuat lensa. Di sini jarak s adalah jarak titik dekat mata normal (25 cm), dan s’ adalah titik dekat mata (PP). Prinsip dasarnya adalah lensa positif digunakan untuk memindahkan (memundurkan) objek pada jarak baca normal menjadi bayangan di titik dekat mata tersebut sehingga mata dapat melihat objek dengan jelas.


atau singkatnya:


Agar dapat melihat dengan titik dekat mata Sn = 25 cm, maka s = Sn, penderita hipermetropi harus menggunakan lensa kacamata cembung untuk menghasilkan bayangan maya di depan lensa pada jarak yang sama dengan titik dekat mata (s' = -PP). Sehingga berlaku s = Sn, s' = -PP.
berdasarkan persamaan umum lensa tipis:

     

    
 
     

atau



kuat lensa dapat dihitung dengan persamaan:

     

dengan satuan: P dalam dioptri (D) dan f dalam meter (m)

bila f dinyatakan dengan cm maka:

     

sehingga untuk mata dengan titik dekat mata Sn = 25 cm berlaku::

       

        

atau

     

dengan : P = kekuatan lensa kaca mata (D) dan PP = punctum proximum/titik dekat mata penderita (cm)

contoh soal:
Seorang penderita rabun dekat (hipermetropi) dengan titik dekat 100 cm ingin membaca pada jarak baca normal (25 cm). Berapakah jarak fokus dan kuat lensa yang harus digunakan?

penyelesaian:

diket:                                                                                              ditanya:

PP = 100 cm                                                                                   f dan P

dan nilai f bisa dihitung:

Latihan Soal:

1. Titik jauh mata seseorang yang miopi adalah 1 m di depan mata untuk mampu melihat benda tak terhingga dengan jelas perlu dipakai lensa dengan jarak fokus ?
2. Seseorang yang titik dekatnya ada pada jarak 50 cm di depan lensa matanya, hendak membaca buku yang diletakkan pada jarak 25 cm. Agar orang tersebut dapat membaca dengan jelas maka ia harus memakai kaca mata berkekuatan?
3. Titik dekat mata seseorang 200 cm. Agar orang itu dapat melihat pada jarak 25 cm maka perlu kacamata berkekuatan (dalam dioptri) ?
4. Pada saat membaca jarak terdekat yang dapat dilihat seorang kakek rabun dekat adalah 40 cm. Kekuatan lensa kacamata yang diperlukan adalah ...

Soal-Soal Latihan

1. Seorang pelajar memakai kacamata berukuran – ¾ dioptri untuk sebelah kanan dan – ¼ dioptri untuk sebelah kiri. Jika pelajar tersebut tidak menggunakan kacamata, berapa jarak terjauh yang dapat terlihat dengan jelas oleh kedua matanya?
2. Pada saat membaca, jarak terdekat yang dapat dilihat seorang kakek rabun dekat adalah 40 cm. Hitunglah kekuatan lensa kacamat yang diperlukan!
3. Seseorang yang berpenglihatan jauh dapat membaca dengan jelas tanpa kacamata pada jarak tidak kurang dari 75 cm. Ia menggunakan kacamata yang memiliki kuat lensa 2,5 dioptri. Berapa titik dekat setelah ia memakai kacamata?
4. Seseorang memakai kacamata – ½ dioptri agar ia dapat melihat benda yang sangat jauh dengan jelas. Jika ia melepas kacamatanya, berapakah jarak paling jauh yang masih dapat dilihatnya dengan jelas?
5. Seorang bermata miopi titik jauhnya 4 m, melihat bintang tak berakomodasi. Hitung berapa kekuatan kacamata yang diperlukan
6. Seseorang yang berpenglihatan dekat tidak dapat melihat dengan jelas benda yang berjarak lebih dari 60 cm diukur dari mata. Berapa kuat lensa kacamata yang memungkinkan ia dapat melihat dengan jelas
7. Seseorang yang berpenglihatan jauh tidak dapat melihat dengan jelas benda yang berjarak lebih dekat dari 75 cm diukur dari mata. Berapa kuat lensa kacamata yang diperlukan agar ia dapat membaca dengan jelas pada jarak 25 cm
8. Seorang tua bermata presbiopi yang memiliki titik dekat 40 cm dan membaca buku dengan memakai kacamata dengan jarak baca 25 cm, ternyata orang itu berakomodasi maksimum. Hitung kekuatan kacamata yang diperlukan
9. Berdasarkan pemeriksaan, seseorang dianjurkan menukar lensa kacamatanya dari 0,80 dioptri menjadi 1,25 dioptri. Berapa jauhkah pergeseran titik dekat mata orang tersebut?
10. Seseorang yang menggunakan kacamata 3 dioptri dapat melihat dengan jelas pada jarak 25 cm didepan matanya. Jika ia ingin melihat benda dengan jelas tanpa kacamata, hitunglah jarak paling dekat benda ke matanya!
11. Seorang penderita hipermetropi mempunyai titik dekat 75 cm. Agar dapat membaca pada jarak baca normal, tentukan ukuran kekuatan kacamata orang tersebut!