Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya merupakan pembelokan arah cahaya karena cahaya melalui dua medium objek yang berbeda. Cahaya merambat lebih cepat pada udara dibandingkan media transparan lainnya. Pada mata, struktur terpenting yang berperan pada proses refraksi cahaya adalah kornea dan lensa mata. ^1,2,3

Pembelokan ini dapat terjadi apabila cahaya datang dengan arah miring, bukan tegak lurus. Jika tegak lurus, cahaya hanya akan melambat dan mengalami pemendekan panjang gelombang. ² Selain mengalami pembelokan, cahaya mengalami penurunan kecepatan sesuai dengan indeks bias dari medium yang dilalui. Indeks bias dihitung denga membagi kecepatan cahaya pada medium tersebut dengan kecepatan pada medium udara. Pada udara, kecepatan cahaya adalah 300.000 km/detik. ²

Derajat pembiasan ditentukan oleh rasio indeks bias kedua medium transparan yang dilalui serta derajat kemiringan bidang peralihan dan permukaan gelombang yang datang.

Lensa konveks bersifat memfokuskan berkas cahaya. Cahaya yang dari tepi akan dibelokan ke arah tengah, dikenal sebagai konvergensi cahaya. Jika lensa memiliki kelengkungan sempurna, cahaya yang sejajar akan dibelokan menuju satu titik yang disebut titik fokus. Sementara itu, lensa konkaf bersifat menyebarkan berkas cahaya (divergensi cahaya).

Makin besar sudut pembelokan yang dihasilkan oleh lensa, makin besar daya bias lensa tersebut yang diukur sebagai dioptri. Daya bias lensa konveks sama dengan 1 meter/jarak fokusnya. Sementara itu, daya bias lensa konkaf tidak dapat dinyatakan dengan jarak fokus di belakang lensa karena cahaya mengalami divergensi (menyebar).

Kekuatan lensa silindris diukur dengan cara seperti mengukur kekuatan lensa sferis, dengan menyatakan juga sumbu lensa silindris. Jika memfokuskan pada cahaya sejajar pada suatu garis fokus 1 meter di belakang lensa, lensa ini disebut memiliki kekuatan 1+ dioptri. Sebaliknya jika lensa silindris konkaf menyebarkan cahaya dengan kekuatan sama seperti pemusatan cahaya oleh lensa silindris berkekuatan 1+ dioptri, kekuatan lensa tersebut adalah -1 dioptri. Jika garis fokusnya horizontal, sumbunya dinyatakan 0 derajat, jika vertikal 90 derajat.

Cahaya yang datang dari jarak 20 kaki atau lebih dapat dianggap sebagai cahaya paralel saat mencapai mata. Sementara itu, cahaya yang datang dari jarak dekat masih divergen saat tiba di mata. Dengan begitu, titik fokus yang terbentuk akan lebih jauh. Di sisi lain, jarak antara retina dan lensa tetap sama sehingga cahaya semestinya jatuh di belakang retina. Bayangan yang tidak jatuh pada retina, baik di depan maupun di belakang retina,tidak akan jelas(blur). Namun, lensa memiliki mekanisme yang memungkinkan cahaya jatuh pada retina dengan memperkuat kekuatan refraksinya, yaitu dengan akomodasi. ^1,3

Akomodasi

Sistem lensa mata terdiri atas empat perbatasan refraksi yaitu:

• Perbatasan antara permukaan anterior kornea dan udara
• Perbatasan permukaan posterior kornea dan aqueous humor
• Perbatasan aqueous humor dan permukaan anterior lensa
• Perbatasan permukaan posterior lensa dan vitreous humor

Indeks internal udara adalah 1; kornea 1,38; aquoeus humor 1,33; lensa kristalina (rata-rata) 1,40; dan vitreous humor 1,34.

Dua pertiga dari daya bias mata yang kekuatannya sekitar 59 dioptri dihasilkan oleh permukaan anterior kornea. Hal tersebut disebabkan karena indeks bias kornea sangat berbeda dengan udara sementara indeks bias lensa tidak jauh berbeda dengan humor aqueous dan humor vitreous. Lensa internal mata memiliki daya 20 dioptri (sepertiga dari daya bias mata). Namun, lensa internal ini penting karena sebagai respon sinyal saraf dari otak. Lengkung permukaannya dapat mencembung sehingga memungkinkan terjadinya akomodasi.^{2, 3}Sementara itu kemampuan refraktif pada kornea relatif konstan karena kelengkungan kornea tidak pernah berubah¹

Lensa tersusun atas sekitar 1000 lapis sel yang menghancurkan nukleus dan organelnya selama masa perkembangan sehingga selnya menjadi transparan. Kekurangan DNA dan alat pensintesis protein menyebabkan lensa yang matur tidak bisa melakukan regenerasi apabila terjadi kerusakan. Sel pada tengah lensa lebih rentan lagi terhadap kerusakan karena selain usianya paling tua, mereka juga paling jauh dari akueus humor sebagai sarana sumber nutrisi lensa. Pada usia lanjut, dapat terjadi kematian sel dan lensa menjadi kaku. Kehilangan elastisitas menyebabkan lensa mengalami kesulitan mengalami akomodasi, yang berarti orang tersebut dapat mengalami kesulitan melihat dekat.

Pada anak-anak, daya bias lensa dapat ditingkatkan dari 20 dioptri menjadi kira-kira 34 dioptri. Pada orang muda, lensa terdiri atas kapsul elastik yang kuat dan berisi cairan kental yang menganding banyak protein namun transparan.  Dalam keadaan relaksasi, lensa dianggap berbentuk hampir sferis akibat retraksi dari kapsul lensa. Sekitar 70 ligamen suspensorium yang melekat disekeliling lensa, menarik tepi lensa ke arah lingkar luar bola mata. Ligamen ini secara konstan diregangkan oleh perlekatannya pada tepi anterior koroid dan retina. Regangan pada ligamen ini menyebabkan lensa relatif datar dalam keadaan mata istirahat.

Tempat perlekatan lateral ligamen lensa pada bola mata juga dilekati otot siliaris. Otot siliaris merupakan bagian dari korpus siliaris, yang merupakan lapisan koroid anterior yang mengalami spesialisasi. Otot ini memiliki dua serabut otot polos yang terpisah, serabut meridional dan serabut sirkular. ¹

Serabut meridinal membentang dari ujung perifer ligamen suspensorium sampai peralihan kornea-sklera. Kontraksi dari serabut ini menyebabkan bagian perifer dari lensa tertarik secara medial ke arah tepi kornea sehingga regangan ligamen akan berkurang. Serabut sirkular tersusun melingkar mengelilingi perlekatan ligamen sehingga terjadi gerak seperti sfingter saat berkontraksi. Akibatnya, diameter lingkar perlekatan ligamen akan berkurang sehingga regangan ligamen terhadap kapsul lensa berkurang.

Pengaturan akomodasi dilakukan oleh saraf parasimpatis yang mengatur otot siliaris melalui saraf kranial III dari nukleus saraf III pada batang otak. Perangsangan saraf parasimpatis akan menimbulkan kontraksi kedua set serabut otot siliaris, yang akan mengendurkan ligamen lensa sehingga lensa semakin tebal dan daya biasnya meningkat. Dengan begitu, mata bisa melihat lebih dekat dibanding waktu daya biasnya rendah. Perangsangan simpatis memberi efek tambahan terhadap relaksasi otot siliaris, tetapi efeknya sangat kecil dan tidak terlalu berperan pada akomodasi normal.

Daftar Pustaka

1. Sherwood L. Human Pysiology: The Periferal Nervous System. 7thed. Philadelphia: Brooks/Cole Cengage Learning; 2010. P. 195-201.
2. Guyton AC, Hall JE. Guyton & Hall’s Textbook of Medical Physiology. Mata: I. Sifat Optik Mata. 11thed. Jakarta: Penerbit EGC; 2007.P. 641-6
3. Barret E, dkk. Ganong’s Review of Medical Physiology: Vision. 23rded.  Singapore: McGraw Hill; 2010. f Medical Physiology: Vision. 23rded.  Singapore: McGraw Hill; 2010. P. 186-9

Originally posted 2016-10-22 21:53:15.