RALAT

1 liter = 1 dm3 = 103 cm3

1 liter = 103 mililiter1 mililiter = 1 cm3

Contoh: ρair = 1 g/cm3 = 1 g/ml = 103 kg/m3

BIOOPTIKA

Drs. FUAD AMA, M.T

Bagian Fisika Kesehatan

Kebiasaaan adalah kekuatan, kebiasaan2 yang sudah terbentuk merupakan kekuatan yang lebih besar dari

kemauan dan keyakinan. Maka

bangunlah kebiasaan2 yang

positif

ALAT-ALAT OPTIKPendahuluanPada mulanya orang beranggapan bahwa benda di sekitar kita dapat terlihat oleh mata kita karena mata mengeluarkan sinar-sinar penglihatan. Anggapan ini didukung oleh Plato dan Euclides.

Pendapat tersebut akhirnya ditentang oleh Aristoteles karena pada kenyataannya kita tidak bisa melihat dalam kegelapan. Selanjutnya pada abad pertengahan Alhazan dari Mesir berpendapat bahwa benda-benda dapat kita lihat karena benda-benda tersebut memancarkan atau memantulkan cahaya, kemudian cahaya tersebut masuk ke dalam mata kita. Pendapat terakhir ini sampai sekarang masih diterima kebenarannya.

BIOOPTIKA

• Bioptika adalah ilmu yang mempelajari tentang optik yang terkait dengan ilmu hayati.

• Bidang ini meliputi :- Optika geometris ( cermin, lensa dan alat-alat optik)- Optika fisis (dispersi, difrakksi, interfrensi, polarisasi).- Aplikasi bidang kesehatan

CerminCermin

Benda yang dapat memantulkan cahaya Benda yang dapat memantulkan cahaya Ada 3 jenis cermin : datar, cekung dan cembung.Ada 3 jenis cermin : datar, cekung dan cembung.

1. Cermin datar ( f = 1. Cermin datar ( f = ~ )~ )- Memantulkan berkas cahaya berbentuk paralel- Memantulkan berkas cahaya berbentuk paralel- Bayangan yang dibentuk bersifat maya , tegak, - Bayangan yang dibentuk bersifat maya , tegak,

sama besar.sama besar.- jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin- jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin

2. Cermin Cekung ( f = + )2. Cermin Cekung ( f = + )- Bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen)- Bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen)- Sinar istimewa cermin cekung :- Sinar istimewa cermin cekung :

a. sinar datang sejajar sumbu dipantulkan menuju titik a. sinar datang sejajar sumbu dipantulkan menuju titik fokus cerminfokus cermin

b. sinar melalui titik fokus cermin dipantulkan sejajar b. sinar melalui titik fokus cermin dipantulkan sejajar sumbu utama.sumbu utama.

c. Sinar melalui pucat kelengkungan cermin dipantulkan c. Sinar melalui pucat kelengkungan cermin dipantulkan kembali ke arah semulakembali ke arah semula

- Sifat bayangannya tergantung letak bendanya. - Sifat bayangannya tergantung letak bendanya.

3. Cermin Cembung ( f = 3. Cermin Cembung ( f = - )- )- Bersifat menyebarkan cahaya (dirvergen)- Bersifat menyebarkan cahaya (dirvergen)- Sinar istimewa cermin cekung :- Sinar istimewa cermin cekung :

a. sinar datang sejajar sumbu utama cermin a. sinar datang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus cermin.cermin.

b. sinar datang menuju titik fokus cermin dipantulkan b. sinar datang menuju titik fokus cermin dipantulkan sejajar sumbu utama.sejajar sumbu utama.

c. sinar menuju pusat kelengkungan cermin c. sinar menuju pusat kelengkungan cermin dipantulkan ke arah semula.dipantulkan ke arah semula.

- Bayangan yang dibentuk bersifat : selalu maya, tegak, - Bayangan yang dibentuk bersifat : selalu maya, tegak, diperkecil diperkecil

Rumus-rumus cerminRumus-rumus cermin

1/f = 1/s + 1/s1/f = 1/s + 1/s’ ’ dan f = R/2 dan f = R/2 perbesaran bayangan (M)perbesaran bayangan (M)

M = - sM = - s’’/s = h/s = h’’/h/hDengan :Dengan :

f : jarak fokus cerminf : jarak fokus cerminR : jari-jari kelengkungan cerminR : jari-jari kelengkungan cermins : jarak benda ke cermins : jarak benda ke cerminss’ ’ : jarak bayangan ke cermin, + bila nyata, - bila maya: jarak bayangan ke cermin, + bila nyata, - bila mayaM : perbesaran bayangan, + bila tegak (maya), - bila M : perbesaran bayangan, + bila tegak (maya), - bila

terbalik (nyata)terbalik (nyata)h : tinggi bendah : tinggi bendahh’ ’ : tinggi bayangan: tinggi bayangan

Contoh Soal 1

Seorang anak tingginya 150 cm berada di depan cermin cekung dengan jari-jari kelengkungan 80 cm.

a. Jika anak tersebut berdiri 60 cm di depan cermin, tentukan :

a.1 jarak bayangana.2 perbesaran bayangana.3 tinggi bayangana.4 sifat bayangan

b. Jika anak tersebut tidur membujur di depan cermin dengan kepala bejarak 30 cm dari cermin, tentukan :

b.1 panjang bayanganb.2 perbesaran bayangan

Lensa Sferis

Lensa sferis penting sekali dalam biooptik. Kacamata bantu yang kita gunakan biasanya merupakan jenis lensa ini. Sferis adalah bentuk bola. Jadi lensa sferis adalah lensa yang memiliki bentuk irisan bola baik cembung pada bagian luar maupun cembung pada bagian dalam.

Gambar: Lensa sferis merupakan irisan bola

Ada beberapa macam lensa sferis, yaitu:

1. Lensa konveks/lensa cembung/lensa positif/lensa konvergen (mengumpulkan berkas sinar), yang terdiri atas: - Lensa Bikonveks (cembung ganda) - Lensa Plankonveks (cembung datar) - Konkaf Konveks (cembung cekung)

  Sinar istimewa lensa cembungSinar istimewa lensa cembung::

-- Sinar datang sejajar sumbu utama Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan menujulensa dibiaskan menuju titik fokus lensatitik fokus lensa..

- Sinar datang menuju titik fokus lensa - Sinar datang menuju titik fokus lensa dibiaskan sejajar dibiaskan sejajar sumbu utama.sumbu utama.

- Sinar datang menujun titik pusat optik diteruskan - Sinar datang menujun titik pusat optik diteruskan tanpatanpa membiasmembias..

Sifat bayangannya tergantung pada letak bendanyaSifat bayangannya tergantung pada letak bendanya

Ilustrasi penerapan kaidah di atas pada lensa cembung dan lensa cekung adalah

sebagai berikut:Lensa Konveks

Sifat bayangan pada lensa cembung adalah nyata dan terbalik, perhatikan juga bahwa berkas cahaya pada lensa cembung konvergen (mengumpul).

2. Lensa konkaf/lensa cekung/lensas negatif/lensa divergen (menyebarkan berkas sinar), yang terdiri atas: - Lensa Bikonkaf (cekung ganda) - Lensa Plankonkaf (cekung datar) - Konveks Konkaf (cekung cembung)

Sinar istimewa lensa cekungSinar istimewa lensa cekung::- Sinar datang sejajar sumbu utama - Sinar datang sejajar sumbu utama ddibiaskan seolah-olah ibiaskan seolah-olah

berasal dari titik fokus lensa.berasal dari titik fokus lensa.- Sinar datang menuju titik fokus lensa- Sinar datang menuju titik fokus lensa, , dibiaskandibiaskan sejajarsejajar, ,

sumbu utama lensa.sumbu utama lensa.- Sinar datang menuju pusat tidak dibiaskan.- Sinar datang menuju pusat tidak dibiaskan.

Bayangan yang terbentuk selalu bersifatBayangan yang terbentuk selalu bersifat maya,tegak,diperkecil.maya,tegak,diperkecil.

2. Lensa Konkaf

 Bila benda didepan lensa konkaf maka sifat bayangan

selalu: maya, tegak, diperkecil, dan terletak antara verteks dan fokus.

Sifat bayangan pada lensa cekung adalah maya (semu) dan tegak.

Rumus-rumusRumus-rumus lensa sama dengan lensa sama dengan RRumus-rumus pada cerminumus-rumus pada cermin

Kekuatan lensa (P) → P = 1 / f (m) atau P =100 / f(cm), satuan P dioptri

1/f = 1/s + 1/s’ dan f = R/2

perbesaran bayangan (M)M = - s’/s = h’/h

Dengan :f : jarak fokus cerminR : jari-jari kelengkungan cermins : jarak benda ke cermins’ : jarak bayangan ke cermin, + bila nyata, - bila mayaM : perbesaran bayangan, + bila tegak (maya), - bila terbalik (nyata)h : tinggi bendah’ : tinggi bayangan

Contoh Soal 2

Sebuah benda yang tingginya 10 cm terletak 20 cm di depan lensa cembung berjari-jari 30 cm, tentukan :a. jarak bayanganb. perbesaran bayanganc. tinggi bayangand. sifat bayangane. kekuatan lensa

Contoh Soal 3Sama dengan soal di atas tetapi untuk lensa cekung

M a t aM a t aAda 3 komponen dasar penglihatanAda 3 komponen dasar penglihatan

- Mata memfokuskan bayangan pada retina- Mata memfokuskan bayangan pada retina- Sistem syaraf mata memberi informasi ke otak- Sistem syaraf mata memberi informasi ke otak- Korteks penglihatan menganalisis pengelihatan.- Korteks penglihatan menganalisis pengelihatan.

1. Alat Optik Mata 1. Alat Optik Mata

Bagian- bagian MataBagian- bagian Mata

Bagian Mata Indeks biasBagian Mata Indeks bias - Kornea 1,37- Kornea 1,37 - Agueous humor 1,33 - Agueous humor 1,33 - Pelapis lensa 1,38- Pelapis lensa 1,38 - Pusat lensa 1,41- Pusat lensa 1,41 - Vitreous humor 1,33 - Vitreous humor 1,33

2. Daya Akomodasi Mata2. Daya Akomodasi Mata ss’ ’ = tetap di retina (nyata, terbalik, diperkecil) dan = tetap di retina (nyata, terbalik, diperkecil) dan

s = berubah s = berubah → f = berubah (menebal/menipis) → f = berubah (menebal/menipis) disebut daya akomodasi.disebut daya akomodasi.- Benda dekat lensa mata menebal,- Benda dekat lensa mata menebal, titik dekat mata normal 25 cm.titik dekat mata normal 25 cm.- Benda jauh lensa mata menipis, titik jauh - Benda jauh lensa mata menipis, titik jauh

mata normal tak terhingga.mata normal tak terhingga.

Mata normal ( emertropi) memiliki kedua persyratan di Mata normal ( emertropi) memiliki kedua persyratan di atas . Karena suatu hal lensa mata tidak dapat menebal atas . Karena suatu hal lensa mata tidak dapat menebal atau menipis → penyimpangan penglihatan (cacat mata). atau menipis → penyimpangan penglihatan (cacat mata). Cacat mata ada 3 macam : myopi, hypermetropi dan Cacat mata ada 3 macam : myopi, hypermetropi dan presbiopi presbiopi

Penyimpangan PenglihatanPenyimpangan Penglihatan

a. Myopi (rabun jauh/penglihatan dekat)a. Myopi (rabun jauh/penglihatan dekat)- lensa mata tidak dapat menipis - lensa mata tidak dapat menipis → →

tidak dapat melihat jauhtidak dapat melihat jauh (bayangan (bayangan jatuh didepan retina).jatuh didepan retina).

- teknik koreksi : menggunakan lensa negatif. - teknik koreksi : menggunakan lensa negatif. b. Hypermetropi (rabun dekat/penglihatan jauh)b. Hypermetropi (rabun dekat/penglihatan jauh)

- Lensa mata tidak dapat menebal - Lensa mata tidak dapat menebal → tidak → tidak dapat melihat dekat (bayangan jatuh di delakang retina).dapat melihat dekat (bayangan jatuh di delakang retina).

- Teknik koreksi : menggunakan lensa positif.- Teknik koreksi : menggunakan lensa positif.c. Presbiopi (berkurangnya daya penglihatan mata)c. Presbiopi (berkurangnya daya penglihatan mata)

- lensa mata tidak dapat menebal atau menipis (tidak dapat - lensa mata tidak dapat menebal atau menipis (tidak dapat melihat dekat atau jauh).melihat dekat atau jauh).

- Teknik koreksi : menggunakan lensa rangkap ( + dan - )- Teknik koreksi : menggunakan lensa rangkap ( + dan - )

Contoh Soal 66.1 Seorang bercacat mata Myopi tak mampu melihat benda

dengan jelas pada jarak 5 m dari matanya. Berapa kekuatan lensa kaca matanya agar dapat melihat dengan normal?

6.2 Titik dekat seseorang 200 cm di muka mata. Agar orang tersebut dapat membaca normal pada jarak 25 cm, maka berapa dioptri kekuatan lensa kaca mata yang harus digunakan ?

6.3 Seorang kakek memngalami penurunan penglihatan, titik jauhnya 5m dan titik dekatnya 100 cm. Berapa kekuatan lensa kaca mata kakek tersebut agar dapat melihat dengan normal.

Ketajaman Penglihatan (Visual Acuity)

Definisi : nilai kebaikan sudut terkecil dimana sebuah benda masih kelihatan dan dapat dibedakan .

Di klinik → visus , di fisika → resolusi mata Secara matematik visus dinyatakan dengan :

V = d / D dengan d : jarak yang dilihat penderita D : jarak yg dapat dilihat oleh mata normalContoh : V = 20/30 ini berarti penderita dapat membaca

huruf pada jarak 20 ft, sedangkan bagi mata normal pada jarak 30 ft.

MIKROSKOPAlat di gunakan untuk mengamati benda - benda renik supata tampak lebih besar.Mikroskop mempunyai dua lensa yaitu :

- Lensa objekti (lensa +) - Lensa okuler (lensa +)

Panjang Mikroskop (d) yaitu:d = S’ob + Sok - berakomodasi maksimumd = S’ ob + fok - tidak berakomodasiSyarat :

Bayangan yang dibentuk oleh mikroskop:- Bayangan yang terbentuk oleh lensa objektif yaitu: nyata, terbalik dan diperbesar- Bayangan yang terbentuk oleh lensa okuler yaitu: maya, tegak dan diperbesar- Bayangan yang terbentuk oleh mikroskop yaitu: maya, terbalik dan diperbesar 

Medan Penglihatan

Mata kita dapat melihat kearah horisontal secara maksimal dan dapat melihat ke arah vertikal secara maksimal di sebut Medan Penglihatan. Untuk mengetahui besar/kecilnya medan penglihatan di gunakan alat “parimeter”. Dengan alat parimeter medan penglihatan vertikal 1300, Sedangkan medan penglihatan horisontal + 1550.

Teori Tanggap Warna Menurut Lamonov, Young H (1964)

Kurva kepekaan spektrum kone biru, hijau dan merah

- Kone biru peka terhadap λ = 400 – 500 nm → ungu, biru, dan hijau- Kone hijau peka terhadap λ = 450 – 675 nm → biru, hijau, kuning dan merah.- Kone merah peka terhadap λ = 400 – 700 nm → peka terhadap semua warna