Proses Pembentukan, Jenis, dan Bentuk Gunung Api

Gunungapi adalah lubang kepundan atau rekahan dalam kerak bumi tempat keluarnya cairan magma atau gas atau cairan lainnya ke permukaan bumi. Matrial yang dierupsikan ke permukaan bumi umumnya membentuk kerucut terpancung. Gunung yang masih aktif memiliki potensi untuk meletus secara tibatiba. Beberapa gunung aktif di Indonesa dengan pemandangan indah antara lain Tangkuban Perahu, Bromo, Semeru, Merapi, dan Anak Krakatau.

A. Proses Terbentuknya Gunung Api
Gunungapi terbentuk sejak jutaan tahun lalu hingga sekarang. Planet bumi mepunyai banyak cairan dan air di permukaan. Kedua faktor tersebut sangat mempengaruhi pembentukan dan komposisi magma serta lokasi dan kejadian gunungapi. Bumi pada saat terbentuk lebih panas, tetapi kemudian mendingin secara berangsur sesuai dengan perkembangan sejarahnya

Gunung berapi terbentuk akibat pertemuan dua lempeng Bumi. Bagian lempeng yang tenggelam memasuki lapisan astemosfir akan mencair karena suhu bawah lempeng  Bumi yang sangat tinggi. Pergerakan antar lempeng ini menimbulkan empat busur gunungapi berbeda :

  1. Pemekaran kerak benua, lempeng bergerak saling menjauh sehingga memberikan kesempatan magma bergerak ke permukaan, kemudian membentuk busur gunungapi tengah samudera. 
  2. Tumbukan antar kerak, dimana kerak samudera menunjam di bawah kerak benua. Akibat gesekan antar kerak tersebut terjadi peleburan batuan dan lelehan batuan ini bergerak ke permukaan melalui rekahan kemudian membentuk busur gunungapi di tepi benua. 
  3. Kerak benua menjauh satu sama lain secara horizontal, sehingga menimbulkan rekahan atau patahan. Patahan atau rekahan tersebut menjadi jalan ke permukaan lelehan batuan atau magma sehingga membentuk busur gunungapi tengah benua atau banjir lava sepanjang rekahan. 
  4. Penipisan kerak samudera akibat pergerakan lempeng memberikan kesempatan bagi magma menerobos ke dasar samudera, terobosan magma ini merupakan banjir lava yang membentuk deretan gunungapi perisai.
Terbentuknya Gunung

Bagian cair tersebut akan menambah magma dalam perut Bumi. Oleh karena magma yang terbentuk tersebut memiliki berat jenis yang lebih kecil daripada berat jenis batuan di sekitarnya maka magma akan terdesak hingga naik ke permukaan bumi.

Magma yang mencapai permukaan bumi disebut sebagai lava. Lava dan abu yang meledak dari waktu ke waktu akan menumpuk dan membentuk gunung berapi. Inilah yang memunculkan istilah bahwa gunung berapi dapat tumbuh dari waktu ke waktu.

Selain di darat, gunung berapi juga dapat terbentuk di lautan. Erupsi yang terjadi di bawah lautan dapat memunculkan gunung berapi. Jika erupsi terjadi dalam waktu yang lama dan dengan jumlah lava yang sangat besar, maka sangat dimungkinkan gunung berapi akan muncul hingga ke permukaan air laut.

Misalnya gunung berapi di Hawai puncak gunung tersebut muncul hingga ke atas permukaan samudera Pasifik. Gunung berapi tersebut berbeda dengan gunung berapi lainnya karena terbentuk langsung dari magma yang berasal dari inti dan selimut bumi. Batuan panas yang terdorong ke atas melalui selimut bumi mencair membentuk area panas dalam kerak bumi.

Dorongan dari dalam bumi tersebut akhirnya memunculkan serangkaian gunung berapi dan membentuk kepulauan Hawai. Magma yang berasal dari gunung subduksi tersebut jauh lebih dekat dengan permukaan bumi. Gunung berapi ini jauh lebih besar ukurannya dan memiliki banyak sisi yang landai

B. Struktur Gunung Api
Gunung berapi terbangun atas beberapa komponen dan membentuk sebuah struktur. Masing-masing komponen memiliki bagian dan fungsi yang saling mendukung sehingga terbentuklah aktivitas dari gunung berapi tersebut. Beberapa bagian dari gunung berapi antara lain adalah sebagai berikut.

Struktur Gunung Api
  1. Struktur kawah adalah bentuk morfologi negatif atau depresi akibat kegiatan suatu gunungapi, bentuknya relatif bundar; 
  2. Kaldera, bentuk morfologinya seperti kawah tetapi garis tengahnya lebih dari 2 km. Kaldera terdiri atas : kaldera letusan, terjadi akibat letusan besar yang melontarkan sebagian besar tubuhnya; kaldera runtuhan, terjadi karena runtuhnya sebagian tubuh gunungapi akibat pengeluaran material yang sangat banyak dari dapur magma; kaldera resurgent, terjadi akibat runtuhnya sebagian tubuh gunungapi diikuti dengan runtuhnya blok bagian tengah; kaldera erosi, terjadi akibat erosi terus menerus pada dinding kawah sehingga melebar menjadi kaldera; 
  3. Rekahan dan graben, retakan-retakan atau patahan pada tubuh gunungapi yang memanjang mencapai puluhan kilometer dan dalamnya ribuan meter. Rekahan parallel yang mengakibatkan amblasnya blok di antara rekahan disebut graben; 
  4. Depresi volkano-tektonik, pembentukannya ditandai dengan deretan pegunungan yang berasosiasi dengan pemebentukan gunungapi akibat ekspansi volume besar magma asam ke permukaan yang berasal dari kerak bumi. Depresi ini dapat mencapai ukuran puluhan kilometer dengan kedalaman ribuan meter. 

C. Bentuk Gunung Api
Gunung berapi terdapat dalam beberapa bentuk sepanjang masa hidupnya. Gunung berapi yang aktif mungkin berubah menjadi separuh aktif, istirahat, sebelum akhirnya menjadi tidak aktif atau mati. Berikut ini tipe-tipe gunung api berdasarkan bentuknya:

Bentuk Gunung
  1. Stratovolcano, tersusun dari batuan hasil letusan dengan tipe letusan berubah-ubah sehingga dapat menghasilkan susunan yang berlapis-lapis dari beberapa jenis batuan, sehingga membentuk suatu kerucut besar (raksasa), terkadang bentuknya tidak beraturan, karena letusan terjadi sudah beberapa ratus kali.
  2. Perisai, tersusun dari batuan aliran lava yang pada saat diendapkan masih cair, sehingga tidak sempat membentuk suatu kerucut yang tinggi (curam), bentuknya akan berlereng landai, dan susunannya terdiri dari batuan yang bersifat basaltik. Contoh bentuk gunung berapi ini terdapat di kepulauan Hawai.
  3. Kerucut Bara (Cinder Cone), merupakan gunung berapi yang abu dan pecahan kecil batuan vulkanik menyebar di sekeliling gunung. Sebagian besar gunung jenis ini membentuk mangkuk di puncaknya. Jarang yang tingginya di atas 500 meter dari tanah di sekitarnya.
  4. Kaldera, gunung berapi jenis ini terbentuk dari ledakan yang sangat kuat yang melempar ujung atas gunung sehingga membentuk cekungan. Gunung Bromo merupakan jenis ini. 

D. Tipe Letusan Gunung Api
Erupsi adalah letusan yang mengakibatkan keluarnya material gunung api yang berupa gas, debu, aliran lava, dan fragmen batuan. Berdasarkan tinggi rendahnya derajat fragmentasi dan luasnya, juga kuat lemahnya letusan serta tinggi tiang asap, maka gunungapi dibagi menjadi beberapa tipe erupsi:

Tipe Letusan Gunung Api
  1. Tipe Hawaiian, yaitu erupsi eksplosif dari magma basaltic atau mendekati basalt, umumnya berupa semburan lava pijar, dan sering diikuti leleran lava secara simultan, terjadi pada celah atau kepundan sederhana; lava yang keluar sangat cair dan tipis, lava mengalir ke segala arah, membentuk tipe gunung api perisai, tekanan gas sangat ringan akan terlembar ke atas. Contoh letusan G. Maona Loa, Maona Kea, dan Kilaeua di Hawaii
  2. Tipe Strombolian, erupsinya hampir sama dengan Hawaiian berupa semburan lava pijar dari magma yang dangkal, umumnya terjadi pada gunungapi sering aktif di tepi benua atau di tengah benua; memuntahkan material bom, lapili, dan abu, letusan terjadi pada interval waktu yang sama, tekanan gas rendah, magmanya sangat cair. Contoh letusan G. Vesuvius Italia dan G. Raung
  3. Tipe Plinian, merupakan erupsi yang sangat ekslposif dari magma berviskositas tinggi atau magma asam, komposisi magma bersifat andesitik sampai riolitik, tekanan gas sangat kuat, lavanya cair, melemparkan/membobol kepundan, membentuk kaldera, Contoh letusan G. Krakatau (1883) dan G. St. Helens (1980).
  4. Tipe Merapi. Gunung api bertipe ini akan mengeluarkan lava kental sehingga jika lavanya mendingin, maka dapat menyumbat lubang kepundan. Tersumbatnya lubang kepundan menyebabkan tekanan di bawah bumi menumpuk semakin besar sehingga ketika sampai di batas kritis, maka sumbatan lava tersebut akan pecah dan pecahannya akan terdorong keluar. Material ini menuruni lereng gunung sebagai ladu atau gloedlawine. Selain itu juga akan muncul awan panas atau wedhus gembel. Contoh letusan G. Merapi (2010)

Pengertian dan Susunan Atmosfer Selimut Bumi

Salah satu ciri mahkluk hidup adalah memerlukan udara untuk bernapas. Berarti udara adalah salah satu faktor pendukung kehidupan. Planet bumi sebagai tempat tinggal makhluk hidup diselimuti oleh udara yang disebut atmosfer.

Atmosfer sangat penting bagi kehidupan di bumi. Hal ini disebabkan karena segala peristiwa cuaca terjadi pada ketinggian antara 0 sampai 10 km dari permukaan bumi. Seperti terjadinya badai, angin topan, dan banjir yang sangat berpengaruh terhadap aktivitas kehidupan manusia.

Dengan adanya atmosfer juga dapat menyelamatkan kehidupan mahkluk hidup dari bahaya sinar ultra violet yang dipancarkan bersama radiasi matahari. Atmosfer juga terdiri dari gas-gas yang dibutuhkan tumbuhan, hewan, dan manusia. Oleh karena itu, pemahaman tentang fenomena atmosfer terutama di lapisan sampai 10 km sangat diperlukan, sehingga kita dapat mengetahui atau memanfaatkannya untuk kesejahteraan manusia.

A. Pengertian Atmosfer
Atmosfir berasal dari Bahasa Yunani yaitu atmosfer. Kata atmos berarti uap dan sphaira berarti lapisan. Atmosfer adalah lapisan udara yang mengelilingi bumi dengan ketebalan kurang lebih 1.000 km dari permukaan bumi.

Keberadaan udara dalam lapisan atmosfir sangatlah penting bagi kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya untuk bernafas. Manusia dapat bertahan sampai satu hari tanpa air di daerah gurun yang paling panas, tetapi tanpa udara manusia hanya bertahan beberapa menit saja.

Pada skala yang lebih luas, atmosfir berfungsi sebagai payung atau pelindung kehidupan di bumi dari radiasi matahari yang kuat pada siang hari dan mencegah hilangnya panas ke ruang angkasa pada malam hari. Atmosfir juga merupakan penghambat benda-benda angkasa yang bergerak melaluinya, sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfir akan menjadi panas dan hancur sebelum mencapai bumi. Atmosfir sebagai lapisan pelindung bumi memiliki beberapa sifat berikut:

  1. Tidak memiliki warna, tidak berbau, dan tidak memiliki wujud, hanya bisa dirasakan oleh indra perasa kita dalam bentuk angin.
  2. Memiliki berat sehingga dapat menyebabkan tekanan.
  3. Memiliki sifat dinamis dan elastis yang dapat mengembang dan mengerut.

Lapisan udara ini terdiri dari beberapa gas yang merupakan unsur-unsur dan senyawa kimia. Komposisi gas-gas lapisan udara didominasi oleh empat macam gas, yaitu: Nitrogen (N₂), Oksigen (O₂), Argon (Ar), dan Karbondioksida (CO₂). Secara keseluruhan keempat gas tersebut menempati 98,93 % dari isi keseluruhan udara. Untuk lebih memperdalam pemahaman tentang gas-gas yang terkandung di dalam lapisan udara dapat Anda perhatikan pada tabel berikut:

Kelompok Nama Gas Lambang Kimia Konsentrasi Berat molekul
A. Gas Utama Nitrogen N2 78,08 % 28,02
Oksigen O2 20,94 % 32,00
Argon Ar 0,93 % 39,88
Karbon dioksida CO2 0,03 % (bervariasi) 44,00
B. Gas Penyerta
1. Gas Permanen Neon Ne 18,00 ppm 20,18
Helium He 5,20 ppm 4,06
Krypton Kr 1,10 ppm
Xenon Xe 0,086 ppm
Hydrogen H2 0,52 ppm 2,02
Nitrous oksida N­2O 0,25 ppm
2. Gas tidak permanen (reaktif) Karbon Monoksida CO 0,1 ppm
Methane CH4 1,4 ppm
Hydro carbon HC 0,02 ppm
Nitric Oksida NO (0,2 – 2,0) x 10-3 ppm
Nitrogen dioksida NO2 (0,5 – 4,0) x 10-3 ppm
Amoniak NH3 (6,0 – 20) x 10 -3 ppm
Sulfur dioksida SO2 (0,03 – 1,2) x 10-3 ppm
Ozone O3 (0,0 – 05) ppm 48,00

Dari tabel tersebut Anda dapat melihat bahwa Gas Nitrogen merupakan gas yang paling banyak terdapat dalam lapisan udara atau atmosfer bumi. Salah satu sumbernya yaitu berasal dari pembakaran sisa-sisa pertanian dan akibat letusan gunung api.

Gas lain yang cukup banyak dalam lapisan udara atau atmosfer adalah Oksigen. Oksigen antara lain berasal dari hasil proses fotosintesis pada tumbuhan yang berdaun hijau. Dalam proses fotosintesis, tumbuhan menyerap gas.

Karbondioksida dari udara dan mengeluarkan Oksigen. Gas Karbondioksida secara alami besaral dari pernapasan mahkluk hidup, yaitu hewan dan manusia. Sedangkan secara buatan gas Karbondioksida berasal dari asap pembakaran industri, asap kendaraan bermotor, kebakaran hutan, dan lain-lain.

Selain keempat gas tersebut di atas ada beberapa gas lain yang terdapat di dalam atmosfer, yaitu di antaranya Ozon. Walaupun ozon ini jumlahnya sangat sedikit namun sangat berguna bagi kehidupan di bumi. Karena ozonlah yang dapat menyerap sinar ultra violet yang dipancarkan sinar matahari sehingga jumlahnya sudah sangat berkurang ketika sampai di permukaan bumi.

Apabila radiasi ultra violet ini tidak terserap oleh ozon, maka akan menimbulkan malapetaka bagi kehidupan mahkluk hidup yang ada di bumi. Malapetaka apa yang ditimbulkan dari radiasi tesebut? Anda tahu bahwa radiasi ini di antaranya dapat membakar kulit mahkluk hidup, memecahkan kulit pembuluh darah, dan menimbulkan penyakit kanker kulit. Untuk itu, kita harus bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan gas berupa ozon, dan kita berharap agar gas ozon selalu tetap ada di dalam atmosfer atau lapisan udara.

B. Lapisan Atmosfer
Lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi mempunyai ketebalan yang sulit untuk ditetapkan secara pasti. Sebagian besar ahli ilmu iklim menyepakati bahwa ketebalan lapisan atmosfer lebih dari 650 km. Menurut perubahan suhu dan ketinggiannya, atmosfer dapat dikelompokkan menjadi empat lapisan, yakni troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer (ionosfer), dan eksosfer.

a. Troposfer
Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yaitu pada ketinggian 0 – 18 km di atas permukaan bumi. Tebal lapisan troposfer rata-rata ± 10 km. Di daerah khatulistiwa, ketinggian lapisan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 80°C. Di daerah sedang ketinggian lapisan troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 54°C, sedangkan di daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 46°C.

Lapisan troposfer ini pengaruhnya sangat besar sekali terhadap kehidupan mahkluk hidup di muka bumi. Karena pada lapisan ini selain terjadi peristiwa-peristiwa seperti cuaca dan iklim, juga terdapat kira-kira 80% dari seluruh massa gas yang terkandung dalam atmosfer terdapat pada lapisan ini.
Ciri khas yang terjadi pada lapisan troposfer adalah suhu (temperatur) udara menurun sesuai dengan perubahan ketinggian, yaitu setiap naik 100 meter dari permukaan bumi, suhu (temperatur) udara menurun sebesar ± 0,5°C.

Lapisan troposfer paling atas, yaitu tropopause yang menjadi batas antara troposfer dan stratosfer. Suhu (temperatur) udara di lapisan ini relatif konstan atau tetap, walaupan ada pertambahan ketinggian, yaitu berkisar antara -55°C sampai -60°C. Ketebalan lapisan tropopause ± 2 km.

b. Stratosfer
Lapisan kedua dari atmosfer adalah stratosfer. Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 – 49 km dari permukaan bumi. Lapisan ini ditandai dengan adanya proses inversi suhu, artinya suhu udara bertambah tinggi seiring dengan kenaikan ketinggian. Kenaikan suhu udara berdasarkan ketinggian mulai terhenti, yaitu pada puncak lapisan stratosfer yang disebut stratopause dengan suhu udara sekitar 0°C. Stratopause adalah lapisan batas antara stratosfer dengan mesosfer. Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 50 – 60 km dari permukaan bumi.

Umumnya suhu (temperatur) udara pada lapisan stratosfer sampai ketinggian 20 km tetap. Lapisan ini disebut dengan lapisan isotermis. Lapisan isotermis merupakan lapisan paling bawah dari stratosfer. Setelah lapisan isotermis, berikutnya terjadi peningkatan suhu (temperatur) hingga ketinggian ± 45 km. Kenaikan temperatur pada lapisan ini disebabkan oleh adanya lapisan ozon yang menyerap sinar ultra violet yang dipancarkan sinar matahari.

Perlu Anda ketahui pula bahwa pada lapisan stratosfer ini tidak ada lagi uap air, awan ataupun debu atmosfer, dan biasanya pesawat-pesawat yang menggunakan mesin jet terbang pada lapisan ini. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari gangguan cuaca.

Atmosfer

c. Mesosfer
Lapisan ketiga dari atmosfer adalah mesosfer. Mesosfer terletak pada ketinggian antara 49 – 82 km dari permukaan bumi. Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Lapisan mesosfer ini ditandai dengan penurunan suhu (temperatur) udara, rata-rata 0,4°C per seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) udara ini disebabkan karena mesosfer memiliki kesetimbangan radioaktif yang negatif. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -81°C. Bahkan di puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas antara mesosfer dengan lapisan termosfer temperaturnya diperkirakan mencapai sekitar -100°C.

d. Termosfer (ionosfer)
Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 – 800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Karena lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek.

Pada termosfer, kenaikan temperatur dapat berlangsung mulai dari – 100°C hingga ratusan bahkan ribuan derajat celcius. Lapisan yang paling tinggi dalam termosfer adalah termopause. Temperatur termopause konstan terhadap ketinggian, tetapi berubah dengan waktu karena pengaruh osilasi. Temperatur pada malam hari berosilasi antara 300°C dan 1200°C, sedangkan pada siang hari berosilasi antara 700°C dan 1700°C.

e. Eksosfer atau Desifasister
Eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 – 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan. Lapisan ini merupakan lapisan paling panas dan molekul udara dapat meninggalkan atmosfer sampai ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi.

Lapisan ini sering disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, karena merupakan tempat terjadi kehancuran meteor dari angkasa luar.

Persebaran kondisi atmosfir secara horisontal hanya berada pada lapisan troposfir dan keadaannya berbeda-beda antara satu tempat dengan tempat lainnya. Perbedaannya mengakibatkan perbedaan gejala cuaca dan iklim di permukaan bumi.

Cuaca adalah suatu keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat, yaitu keadaan berdasarkan gejala suhu, tekanan udara, kelembaban, angin, dan curah hujan. Di samping itu terdapat unsur cuaca lainnya yang biasa kita saksikan yaitu penyinaran matahari, keadaan awan, gejala halilintar, pelangi, halo, dan lain-lain.

Iklim adalah suatu keadaan umum kondisi cuaca yang meliputi daerah yang luas. Iklim merupakan kelanjutan dari hasil-hasil pengamatan dan pencatatan unsur cuaca selama 30 tahun, karena itu iklim pada dasarnya merupakan rata-rata dari keadaan cuaca harian secara umum. Perbedaan lainnya, iklim bersifat relatif tetap dan stabil sedangkan cuaca selalu berubah setiap waktu.

Struktur Bumi dan Bahan Penyusun Bumi

Bumi adalah planet ketiga dari delapan planet dalam sistem tata surya. Bumi penuh dengan makhluk hidup dan segala yang diperlukan, untuk membantu kehidupan, termasuk berbagai mineral. Bentuk bumi bulat seperti bola, namun bila di ‘belah’ tidak seperti bola yang tengahnya kosong.

Makhluk hidup di planet bumi tinggal pada lapisan bumi yang keras dan kaku yang disebut kulit bumi atau litosfir. Litosfir ini terletak paling atas atau paling luar dari bagian bumi, sehingga sering disebut dengan kerak bumi Meskipun kita tidak merasakan gerakan dari kerak bumi, tetapi kerak bumi memiliki sifat dinamis. Litosfir bukan merupakan suatu lapisan yang kompak, terutama kerak bumi, tetapi terpecah-pecah menjadi beberapa lempeng.

Istilah lithosfir berasal dari Bahasa Yunani yaitu lithos berarti batuan dan sphera berarti lapisan. Lithosfer mengandung perngertian sebagai lapisan kerak bumi paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 70 km.

Batuan di sini bukanlah benda yang keras saja berupa batu dalam kehidupan sehari hari, namun juga dalam bentuk tanah liat, abu gunung api, pasir, kerikil dan sebagainya. Tebal kulit bumi tidaklah merata, kulit bumi di bagian benua atau daratan lebih tebal dari bagian samudra.

Litosfir merupakan lapisan yang tipis, jika Anda bandingkan kulit bumi yang keras seolah-olah cangkang telur, sedangkan di bawah litosfer terdapat lapisan lapisan yang kental, panas dan tebal yang disebut astenosfir seolah-olah putih telurnya. Paling bawah merupakan lapisan inti sebagai kuning telurnya yang padat, karena tidak ada ruang gerak.

Litosfir terbentuk dari beberapa mineral yang disebut silikat (SiO₂) yang merupakan gabungan antara oksigen dan silikon. Selain itu terdapat senyawa lainnya, seperti pada tabel berikut :

No. Unsur Rumus Kimia Berat(%)
1. Oksigen O 46,60
2. Silikon Si 27,72
3. Aluminimu Al 8,13
4. Besi Fe 5,00
5. Kalsium Ca 3,63
6. Sodium Na 2,83
7. Potassium K 2,59
8. Magnesium Mg 2,09
9. Titanium Ti 0,44
10. Hidrogen H 0,14
11. Fosfor P 0,12
12. Mangan Mn 0,10
13. Sulfur S 0,05
14. Karbon C 0,03

Sumber: Mason, B dan C. B. Moore, 1982 dalam Hamblin, 1985

Di dalam litosfer terdapat lebih dari 2000 mineral dan hanya 20 mineral yang terdapat dalam batuan. Mineral pembentuk batuan yang penting, yaitu Kuarsa (SiO₂), Feldspar, Piroksen, Mika Putih (K-Al-
Silikat), Biotit atau Mika Cokelat (K-Fe-Al-Silikat), Amphibol, Khlorit, Kalsit (CaCO₃), Dolomit
(CaMgCOT₃), Olivin (Mg, Fe), Bijih Besi Hematit (Fe₂O₃), Magnetik (Fe₃O₂), dan Limonit (Fe₃OH₂O).

Kulit bumi yang keras dinamakan kerak bumi, terbagi atas lempeng benua (Continental Crust) dan lempeng samudra (Oceanic Crust). Tebal lapisan ini tidak sama di setiap tempat  Kedua lempeng ini memiliki karakteristik berbeda. Bahan utama pembentuk kulit bumi adalah magma. Magma merupakan batuan cair pijar yang bersuhu tinggi dan mengandung berbagai unsur mineral dan gas.

  1. Lempeng samudera tersusun oleh mineral yang kaya akan Silika, dan Magnesium, disebut sima. Ketebalan kulit samudra berkisar antara 5-15 Km. Lempeng samudra biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya terutama berkomposisi basalt. Lapisan Sima tersusun dari silisium magnesium, senyawanya dalam bentuk SiO₂ dan MgO.
  2. Lempeng benua tersusun oleh mineral yang kaya akan Silika dan Aluminium, oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kulit benua berkisar antara 30-80 Km, rata-rata 35 Km. Lempeng benua biasanya disebut sebagai lapisan granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang berkomposisi granit. Lapisan Sial memiliki berat jenis lebih ringan dari lapisan Sima karena lapisan ini tersusun dari silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO₂ dan Al₂O₃.  Batuan yang terdapat dalam lapisan SiAl antara lain batuan sedimen, granit, andesit, dan metamorf.

Selain litosfir, Planet Bumi juga tersusun dari lapisan lainnya. Adapun struktur lapisan bumi sebagai berikut :

Struktur Bumi

1) Litosfir (Lapisan batuan pembentuk kulit bumi atau crust)
Merupakan lapisan bumi paling atas dengan ketebalan lebih kurang 70 km yang tersusun dari batuan penyusun kulit bumi.

2) Astenosfer (Lapisan selubung atau mantle)
Astenosfer yaitu lapisan yang terletak di bawah litosfir dengan ketebalan sekitar 2.900 km berupa material cair kental dan berpijar dengan suhu sekitar 3.000 ºC, merupakan campuran dari berbagai bahan yang bersifat cair, padat dan gas bersuhu tinggi.

3) Barisfer (Lapisan inti bumi atau core)
Barisfer, yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bagian bumi paling dalam yang tersusun atas lapisan Nife (Niccolum atau nikel dan ferrrum atau besi). Lapisan ini dapat pula dibedakan atas dua bagian yaitu inti luar dan inti dalam.

a) Inti luar (Outer Core)
Inti luar adalah inti bumi yang ada di bagian luar. Tebal lapisan ini sekitar 2.200 km, tersusun dari materi besi dan nikel yang bersifat cair, kental dan panas berpijar bersuhu sekitar 3.900ºC.

b) Inti dalam (Inner Core)
Inti dalam adalah inti bumi yang ada di lapisan dalam dengan ketebalan sekitar 2.500 km, tersusun atas materi besi dan nikel pada suhu yang sangat tinggi yakni sekitar 4.800ºC, akan tetapi tetap dalam keadaan padat dengan densitas sekitar 10 gram/cm³ . Hal itu disebabkan adanya tekanan yang sangat tinggi dari bagian-bagian bumi lainnya.

Sampai saat ini, belum ada satupun ilmuwan yang dapat menembus dan mendapatkan sampel bumi pada kedalaman lebih dari 12 km. Temuan-temuan di atas merupakan prediksi dari para ilmuwan yang didapatkan melalui penelitian dengan menggunakan gelombang seismik. Maka tidak heran jika teori tentang lapisan bumi ini terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi.

Cara Kerja dan Bagian Bagian Mikroskop Sebagai Alat Optik

Mikroskop adalah alat optikyang digunakan untuk melihat dan mengamati benda-benda yang berukuran sangat kecil yang tidak mampu dilihat dengan mata telanjang. Mikroskop berasal dari bahasa latin, yaitu “mikro” yang berarti kecil dan kata “scopein” yang berarti melihat. Mikroskop mampu memperbesar ukuran bayangan benda tersebut hinga 40 kali, 100 kali, 400 kali, bahkan 1000 kali. Mikroskop ditemukan oleh Anthony Van Leewenhoek, penemuan ini sangat membantu peneliti dan ilmuan untuk mengamati objek mikroskopis.

A. Bagian-bagian Mikroskop
Lup sebagai alat yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda kecil memiliki keterbatasan. Untuk itu diperlukan alat optik yang memiliki kemampuan untuk memperbesar bayangan hingga berlipat-lipat. Alat ini dikenal dengan nama mikroskop. Mikroskop yang paling sederhana menggunakan kombinasi dua buah lensa positif, dengan panjang titik fokus obyektif lebih kecil daripada jarak titik fokus lensa okuler. Berikut ini bagian-bagian mikroskop.

Mikroskop

1. Bagian-Bagian Optik
Bagian optik adalah bagian mikroskop  yang berupa benda bening yang digunakan untuk menghasilkan bayangan melalui pemantulan atau pembiasan cahaya. Bagian-bagian optik dari sebuah mikroskop antara lain sebagai berikut.

  • Lensa Okuler, yaitu lensa yang terdapat di bagian ujung atas tabung pada gambar, pengamat melihat objek melalui lensa ini. Lensa okuler berfungsi untuk memperbesar kembali bayangan dari lensa objektif. Lensa okuler biasanya memiliki perbesaran 6, 10, atau 12 kali.
  • Lensa Objektif, yaitu lensa yang dekat dengan objek. Biasanya terdapat 3 lensa objektif pada mikroskop, yaitu dengan perbesaran 10, 40, atau 100 kali. Saat menggunakan lensa objektif pengamat harus mengoleskan minyak emersi ke bagian objek, minyak emersi ini berfungsi sebagai pelumas dan untuk memperjelas bayangan benda, karena saat perbesaran 100 kali, letak lensa dengan objek yang diamati sangat dekat, bahkan kadang bersentuhan.
  • Kondensor, yaitu bagian yang dapat diputar naik turun yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya yang dipantulkan oleh cermin dan memusatkannya ke objek.
  • Diafragma, yaitu bagian yang berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk dan mengenai preparat.
  • Cermin, yaitu bagian yang berfungsi untuk menerima dan mengarahkan cahaya yang diterima. Cermin mengarahkan cahaya dengan cara memantulkan cahaya tersebut.

2. Bagian-Bagian Mekanik (Non-Optik)
Bagian mekanik merupakan bagian-bagian mikroskop dimana bagian lainnya terpasang. Bagian-bagian mekanik dari sebuah mikroskop antara lain sebagai berikut.

  • Revolver, yaitu bagian yang berfungsi untuk mengatur perbesaran lensa objektif yang diinginkan.
  • Tabung Mikroskop, yaitu bagian yang berfungsi untuk menghubungkan lensa objekti dan lensa okuler mikroskop.
  • Lengan Mikroskop, yaitu bagian yang berfungsi untuk tempat pengamat memegang mikroskop.
  • Meja Benda, yaitu bagian yang berfungsi untuk tempat menempatkan objek yang akan diamati, pada meja benda terdapat penjepit objek, yang menjaga objek tetap ditempat yang diinginkan.
  • Makrometer (pemutar kasar), yaitu bagian yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tabung secara cepat untuk pengaturan mendapatkan kejelasan dari gambaran objek yang diinginkan.
  • Mikrometer (pemutar halus), yaitu bagian yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tabung secara lambat untuk pengaturan mendapatkan kejelasan dari gambaran objek yang diinginkan.
  • Kaki Mikroskop, yaitu bagian yang berfungsi sebagai penyagga yang menjaga mikroskop tetap pada tempat yang diinginkan, dan juga untuk tempat memegang mikroskop saat mikroskop hendak dipindahkan.

B. Prisnsip Kerja Mikroskop
Prinsip kerja mikroskop adalah obyek ditempatkan di ruang dua lensa obyektif sehingga terbentuk bayangan nyata terbalik dan diperbesar. Lensa okuler mempunyai peran seperti lup, sehingga pengamat dapat melakukan dua jenis pengamatan yaitu dengan mata tak berakomodasi atau dengan mata berakomodasi maksimum. Pilihan jenis pengamatan ini dapat dilakukan dengan cara menggeser jarak benda terhadap lensa obyektif yang dilakukan dengan tombol soft adjustment (tombol halus yang digunakan untuk menemukan fokus). Kegiatan berikut ini akan memperlihatkan pembentukan bayangan pada mikroskop.

C. Pembentukan Bayangan pada Mikroskop
1. Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum.
Pada mikroskop, lensa okuler berfungsi sebagai lup. Pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum menyebabkan bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif harus terletak di ruang I lensa okuler (di antara Ook dan fok ). Hal ini bertujuan agar bayangan akhir yang dibentuk lensa okuler tepat pada titik dekat mata pengamat. Lukisan bayangan untuk mata berakomodasi maksimum.

Bayangan 1

Pengamatan ini menempatkan bayangan akhir (bayangan lensa okuler) maya pada titik dekat pengamat (PP). Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

Perbesaran

Keterangan:
S(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter
S’(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter
PP = titik dekat pengamat dalam meter
f(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi.
Agar mata pengamat dalam menggunakan mikroskop tidak berakomodasi, maka lensa okuler harus diatur/digeser supaya bayangan yang diambil oleh lensa objektif tepat jatuh pada fokus lensa okuler. Lukisan bayangan untuk mata tak berakomodasi.

Tidak Berakomodasi

Pengamatan ini menempatkan bayangan akhir (bayangan lensa okuler) maya pada titik dekat pengamat (PP). Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

Perbesaran

Keterangan

S(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter
S’(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter
PP = titik dekat pengamat dalam meter
f(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Panjang Mikroskop
Panjang mikroskop diukur dari jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler. Untuk masing-masing jenis pengamatan, panjang mikroskop dapat dihitung dengan cara yang berbeda.

A. Mata berakomodasi maksimum
d = Si(Ob) + So(Ok)

B. Mata tak berakomodasi
d = Si(Ob) + f(Ok)
Keterangan:

d = panjang mikroskop dalam meter
Si(Ob) = jarak bayangan lensa obyektif dalam meter
So(Ok) = jarak benda lensa okulerdalam meter
f(Ok) = jarak fokus lensa okuler dalam meter

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.

Cara Kerja Teropong Sebagai Alat Optik

Teleskop atau teropong adalah alat optik untuk mengamati benda-benda yang jauh terutama benda yang berada di langit seperti bulan dan bintang. Teleskop dapat menjalankan fungsi tersebut karena kemampuannya memperkuat cahaya dan memperbesar bayangan, sehingga benda-benda yang jauh dapat terlihat lebih dekat dan jelas. Teleskop dirancang untuk mengumpulkan cahaya dari benda-benda yang jauh. Teleskop dapat berupa teleskop bias dan teleskop pantul.

A. Cara Kerja Teropong 
Secara umum teropong terdiri atas dua buah lensa positif. Satu lensa mengarah ke obyek dan disebut lensa obyektif dan satu lensa mengarah ke mata dan disebut lensa okuler.

Prinsip utama pembentukan bayangan pada teropong adalah: lensa obyektif membentuk bayangan nyata dari sebuah obyek jauh dan lensa okuler berfungsi sebagai lup. Dengan demikian cara mengamati obyek apakah mau dengan cara berakomodasi maupun tidak berakomodasi tergantung dari posisi lensa okulernya. Oleh karena itu jarak antara obyektif dan okuler dapat diubah-ubah. Panjang teropong adalah jarak antara lensa obyektif dan lensa okulernya.

B. Bagian-bagian Teropong
Teropong memiliki bagain-bagian yang membentuk menjadi sebuah teropong. Pada teleskop, bagian yang paling vital atau paling penting adalah lensanya. Teleskop memiliki dua lensa positif atau cembung, yang terletak dekat dengan objek disebut dengan lensa objektif, dan yang terletak dekat dengan mata (tempat pengamat mengintip) disebut dengan lensa okuler. Hal-hal yang perlu diketahui untuk memahami bagian-bagian lensa adalah sebagai berikut:

  1. Lensa cembung adalah lensa yang bersifat mengumpulkan cahaya atau konvergen
  2. Lensa cekung adalah lensa yang bersifat menyebarkan cahaya atau divergen
  3. Cermin cembung adalah cermin yang menyebarkan cahaya
  4. Cermin cekung adalah cermin yang dapat mengumpulkan cahaya
  5. Jarak fokus merupakan jarak yang diperlukan oleh lensa atau cermin untuk mengarahkan cahaya pada titik fokus
  6. Bidang pandang merupakan area langit atau daerah yang dapat dilihat dan diamati melalui teleskop
  7. Perbesaran merupakan panjang fokus teleskop yang dibagi dengan panjang fokus lensa pada mata
  8. Resolusi merupakan jarak terdekat diantara kedua objek yang masih dapat dilihat sebagai dua objek yang terpisah.

C. Jenis-jenis Teleskop
Pada umumnya, teleskop terbagi menjadi tiga jenis, yaitu teleskop reflekktor, teleskop catadioptrik, dan teleskop refraktor

  1. Teleskop reflektor ialah salah satu jenis teleskop yang menggunakan sebuah cermin sebagai pengganti terhadap suatu lensa untuk menangkap sebuah cahaya dan memantulkannya. 
  2. Teleskop catadioptrik ialah salah satu jenis teleskop yang memiliki sistem kerja yang tidak jauh beda dengan dua jenis teleskop yang dijelaskan sebelumnya. Karena teleskop ini ialah suatu penggabungan dari teleskop refraktor dan reflektor, yang menggunakan dua buah media untuk pengumpulan sebuah cahayanya, yaitu cermin dan lensa.
  3. Teleskop refraktor ialah salah satu jenis teleskop bias yang terdiri dari beberapa kaca lensa yang sebagai alat yang digunakan untuk menangkap sebuah cahaya dan menjalankan sebuah fungsi teleskop.

A. Teleskop Bias
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. Untuk teropong bias masih terbagi menjadi beberapa jenis antara lain :

1. Teropong Bintang
Teropong bintang digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang ada di langit (bintang). Teropong bintang terdiri dari sebuah lensa cembung yang berfungsi sebagai lensa obyektif dengan diameter dan jarak fokus besar, sedangkan okulernya adalah sebuah lensa cembung dengan jarak fokus pendek.

Teropong Bintang

Panjang teropong : d = fob + fok
Sifat bayangan : maya, terbalik, diperbesar

2. Teropong Bumi
Teropong bumi digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang jauh dipermukaan bumi. Teropong ini akan menghasilkan bayangan yang nampak lebih jelas, lebih dekat dan tidak terbalik. Teropong bumi terdiri dari tiga lensa positif dan salah satunya berfungsi sebagai pembalik bayangan. Pembentukan bayangan pada alat ini dapat dilihat dalam gambar berikut.

Teropong Bumi

Panjang teropong bumi adalah panjang fokus lensa obyektif ditambah 2 kali jarak fokus lensa pembalik dan panjang fokus lensa okuler. Dengan rumus : d = fOb + 4 fp + fOk
Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar

3. Teropong Panggung
Teropong panggung adalah teropong yang mengkombinasikan antara lensa positif dan lensa negatif. Lensa negatif digunakan sebagai pembalik dan sekaligus sebagai okuler. Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperkecil. Seperti apa pembentukan bayangan pada teropong panggung? Perhatikan kegiatan berikut ini!

Prinsip kerja teropong panggung adalah sinar sejajar yang masuk ke lensa obyektif membentuk bayangan nyata tepat di titik fokus obyektif. Bayangan ini akan berfungsi sebagai benda maya bagi lensa okuler. Dan oleh lensa okuler akan dibentuk bayangan yang dapat dilihat oleh mata.

Teropong Panggung

Pada pengamatan tanpa berakomodasi maka panjang teropong adalah :
d = f (Ob) – f (Ok)
d = panjang teropong dalam meter
f (Ob) = panjang fokus lensa obyektif dalam meter
f (Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter
Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar

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.

Cara Kerja dan Bagian Lup Sebagai Alat Optik

Penglihatan manusia sangat terbatas. Jangkauan penglihatan manusia tidak sanggup melihat benda yang terlalu jauh maupun terlalu dekat. Alternatif yang dipilih untuk mengatasi masalah tersebut adalah menggunakan alat bantu penglihatan (alat optik). Salah satu alat optik yang digunakan untuk membantu penglihatan manusia adalah Lup.

Kaca pembesar atau disebut juga dengan lup, termasuk salah satu alat optik yang paling sederhana. Alat optik yang terbuat dari lensa cembung ganda (bi-konveks). Lup diperkenalkan tidak hanya mengenai fungsinya melainkan juga cara atau prinsip kerja lup sampai perhitungan secara matematis.

A. Bagian- Bagian Lup
Lup merupakan alat optik yang sangat sederhana, namun sangat membantu dalam proses pengamatan yang mudah dan praktis. Bagian-bagian lup antara lain sebagai berikut.

bagian Lup
  1. Tangkai Lup. Tangkai atau pegangan lup digunakan pengamat untuk memegang Lup Pada proses penggunaanya. Tangkai ini dapat dipisahkan dengan lingkaran Pegangan Lensa.
  2. Skrup Pengendali . Skrup penghubung ini berfungsi menghubungkan antara tangkai Lup dengan kepala Lup, berupa logam tipis yang juga berfungsi menguatkan pegangan kepala Lup terhadap Lensa cembungnya
  3. Kepala/bingkai Lup. Lingkaran penuh yang digunakan sebagai bingkai dari Lensa cembung pada Lup. Bingkai ini mirip dengan bingkai kacamata yang memegang Lensa, akan tetapi bingkai kepala Lup berupa Lingkaran penuh.
  4. Lensa Cembung Lup. Lup menggunakan lensa cembung, yang berfungsi memperbesar benda berukuran kecil sehingga tampak besar.

B. Cara Kerja Lup
Alat optik yang paling sederhana adalah lup atau kaca pembesar (magnifying glass). Kaca pembesar terdiri atas lensa cembung ganda, yang kedua sisi luarnya melengkung ke luar. Sinar-sinar cahaya yang melewati lensa itu membelok ke dalam untuk mengumpul di sebuah titik fokus pada kedua sisi lensa. Jarak dari pusat lensa ke titik fokus, kira-kira 12 cm pada kaca pembesar yang umum, disebut jarak fokus.

Sebuah kaca pembesar dipegang di atas sebuah benda pada jarak yang lebih pendek daripada jarak fokus (ruang I), benda itu tampak tegak dan diperbesar. Bayangan macam ini disebut bayangan maya.

Pada jarak yang sama (ruang II) atau lebih panjang daripada jarak fokus (ruang III), lensa akan menghasilkan suatu bayangan terbalik, dan disebut bayangan nyata.

Dalam penggunaan lup seseorang harus menempatkan benda yang akan dilihat pada ruang satu (antara lensa dan fokus lensa) sehingga akan dihasilkan bayangan yang diperbesar dan maya. Perbesaran yang dihasilkan oleh lup adalah perbesaran anguler atau perbesaran sudut.

Lup memiliki fungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lup adalah lensa cembung yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil agar nampak lebih besar. Bayangan yang dibentuk oleh lup memiliki sifat: maya, tegak, dan diperbesar. Untuk itu benda harus diletakkan di Ruang I atau daerah yang dibatasi oleh fokus dan pusat lensa atau cermin (antara f dan O), dimana So < f.

Bagian Lup

Ada dua cara bagaimana menggunakan lup yaitu:
a. Dengan cara mata berakomodasi maksimum.
b. Dengan cara mata tidak berakomodasi.

a. Mata Berakomodasi Maksimum
Mata berakomodasi maksimum yaitu cara memandang obyek pada titik dekatnya (otot siliar bekerja maksimum untuk menekan lensa agar berbentuk secembung-cembungnya). Pada penggunaan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka yang perlu diperhatikan adalah:

  1. Bayangan yang dibentuk lup harus berada di titik dekat mata / Punctum Proksimum (PP)
  2. Benda yang diamati harus diletakkan di antara titik fokus dan lensa
  3. Kelemahan : mata cepat lelah
  4. Keuntungan : perbesaran bertambah (maksimum)
  5. Sifat bayangan : maya, tegak, dan diperbesar
Akomodasi

Perhitungan

Perbesaran

b. Mata Tak Berakomodasi
Mata tak berakomodasi yaitu cara memandang obyek pada titik jauhnya (yaitu otot siliar tidak bekerja/rileks dan lensa mata berbentuk sepipih-pipihnya). Pada penggunaan lup dengan mata tak berakomodasi, maka yang perlu diperhatikan adalah:

  1. Lup harus membentuk bayangan di jauh tak hingga
  2. Benda yang dilihat harus diletakkan di titik fokus (So = f)
  3. Keuntungan : mata tak cepat lelah
  4. Kerugian : perbesaran berkurang (minimum)
Akomodasi Maksimum

Perhitungan

Perbesaran 2

M = perbesaran sudut
PP = titik dekat mata dalam meter
f = Jarak focus lup dalam meter

Perbedaan Mata dan Kamera Sebagai Alat Optik

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, seperti: cermin, lensa, serat optik atau prisma. Prinsip kerja dari alat optik adalah dengan memanfaatkan prinsip pemantulan cahaya dan pembiasan cahaya. Pemantulan cahaya adalah peristiwa pengembalian arah rambat cahaya pada reflektor. Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya karena cahaya melalui bidang batas antara dua zat bening yang berbeda kerapatannya.

Beberapa jenis alat optik yang akan kita pelajari dalam konteks ini adalah: Mata, Kamera, Lup (kaca pembesar), Teropong (teleskop), Mikroskop

Kamera merupakan alat optik yang dapat memindahkan/mengambil gambar dan menyimpannya dalam bentuk file, film maupun print-out. Kamera menggunakan lensa positif dalam membentuk bayangan. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil. Pemfokusan dilakukan dengan mengatur jarak lensa dengan film.

Perubahan jarak benda mengakibatkan perubahan jarak bayangan pada film oleh karena itu lensa kamera perlu digeser agar bayangan tetap jatuh pada film. Hal ini terjadi karena jarak fokus lensa kamera tetap. Dari rumus umum optik, jika jarak fokus tetap, maka perubahan jarak benda (So) akan diikuti oleh perubahan jarak bayangan (Si).

Bagian kamera

Bagian-bagian dari kamera secara sederhana terdiri dari:

  1. Lensa cembung. Lensa positif, membiaskan cahaya dan membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil. 
  2. Film merupakan media yang menangkap bayangan nyata yang dibentuk oleh lensa. Agar bayangan selalu jatuh pada film karena letak benda yang berubah, maka dapat diatur dengan menggeser jarak lensa terhadap filmnya.
  3. Diafragma. Diafragma mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam kamera dengan mengubah ukuran aperturenya.
  4. Aperture. Aperture adalah bukaan diafragma pada lensa kamera. Biasanya nilai aperture ini ditandai dengan “f/angka”, misalnya f/22, f/11, atau pada smartphone biasanya terdapat di angka f/2.6 hingga f/1.8.

Pada saat mengambil gambar suatu benda dengan sebuah kamera, 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.

Kamera

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.

Perbandingan Kamera dan Mata
Mata dan kamera sama-sama memproses dan menghasilkan gambar, keduanya memerlukan cahaya dan sebuah lensa untuk menghasilkan gambar. Pada kamera pupil dan iris layaknya sebuah shutter. Hasil bayangan gambar pada mata jatuh pada retina sedangkan dalam kamera terekam di film. Perbedaanya pada mata bayangan yang jatuh diretina terbalik, kemudian oleh sel saraf diteruskan ke otak dan menghasilkan interpretasi bayangan menjadi tegak.

Mata dan kamera
Kamera Mata Keterangan
Lensa Lensa Lensa cembung
Diafragma Iris Mengatur besar kecilnya lubang cahaya
Aperture Pupil Lubang tempat masuknya cahaya
Film Retina Tempat terbentuknya bayangan

Secara umum bagian-bagian kamera sama dengan bagian-bagian mata, namun kedua alat ini memiliki perbedaan dalam hal menempatkan bayangan pada retina/film, perbedaannya adalah:
mata menggunakan daya akomodasi, sedangkan kamera menggunakan pergeseran lensa

Pembentukan Bayangan pada Mata Serangga

Serangga dalam bahasa latin disebut dengan Insectum yang artinya trpotong menjadi bagian-bagian yang disebut dengan serangga. Ukuran dari tubuh serangga sendiri bermacam-macam, dengan panjangnya 2-40 mm. Ada juga serangga dengan ukuran mikroskopis dan ada juga yang mempunyai ukuran panjang sampai 260mm, contohnya seperti Phobaeticus serratipes , tubuh serangga sendiri terdiri dari tiga bagian yaitu kepala (kaput), dada (toraks), serta perut (abdomen).

Beberapa ciri hewan serangga antara lain tubuhnya dibedakan menjadi 3 yaitu kepala, dada dan juga perut. Alat mulutnya digunakan untuk menggigit, mengunyah, menghisap, dan menjilat. Bentuk kakinya berubah sesuai dengan fungsinya. Pada kepalanya terdapat satu pasang mata facet (majemuk), mata tunggal (occellus), dan satu pasang antena yang digunakan sebagai alat peraba Tempat hidupnya di darat dan air tawar

Alat pencernaannya terdiri dari mulut, kerongkongan, tembolok, lambung, usus, rectum, serta anus Pada bagian mulut terdiri dari rahang belakang (mandibular), rahang depan (maksila), serta bibir atas (labrum), dan bibir bawah (labium) Sistem pernapasannya dengan sistem trachea

Serangga

Serangga memililiki peran yang sangat besar bagi manusia tetapi ada juga yang bisa merugikan untuk manusia antara lain yaitu:

  1. Serangga yang menguntungkan Serangga yang sangat menguntungkan terutama dari golongan kupu-kupu dan juga lebah sangat bermanfaat sekali bagi petani karena bisa membantu dalam proses penyerbukan Bungan Serangga seperti lebah bisa menghasilkan madu. Di dalam bidang industri kupu-kupu, ulat sutera yang membuat kepompong bisa menghasilkan sutra.
  2. Serangga yang merugikan. Beberapa jenis serangga dapat merugikan manusia. Beberapa serangga dapat merusak tanaman yang dibudidayakan oleh manusia, contohnya belalang, dan ular. Serangga juga dapat merusak bahan bangunan contohnya kumbang kayu dan rayap. Selain itua ada beberapa jenis serangga yang bisa menularkan beberapa macam penyakit contohnya lalat, tikus, dan kecoak

Proses Penglihatan Pada Mata Serangga
Mata pada serangga memiliki struktur yang khas. Tidak seperti pada mata manusia yang disusun oleh sebuah lensa, mata serangga tersusun puluhan hingga ratusan lensa. Oleh karenanya mata serangga dikenal dengan istilah mata majemuk. Sebagian serangga bisa melihat pada jangkauan yang sangat lebar hingga 3600, hal ini karena seluruh bagian kepala terdapat susunan lensa. Di samping itu mata serangga juga mampu melihat gerakan yang sangat cepat sehingga ia mampu menghindar dari bahaya dan atau menangkap mangsa dengan lincah.

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 lensa merupakan satu faset mata majemuk. (2) Kerucut kristalin, yang tembus cahaya. (3) Sel-sel penglihatan, yang peka terhadap adanya cahaya. (4) Sel-sel yang mengandung pigmen, yang memisahkan omatidia dari omatidia di sekelilingnya..

Mata Serangga

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.

Gangguan pada Indera Penglihatan Manusia

Seseorang yang mempunyai penglihatan yang sehat, akan dapat melihat benda dekat secara jelas pada jarak kira-kira 25 cm atau lebih. Hal ini berarti pada orang normal bayangan yang dibentuk jatuh tepat pada retina. Jika seseorang memiliki gangguan pada penglihatannya maka dia tidak akan dapat melihat objek dengan jelas pada jarak tersebut. Hal ini menyebabkan mereka membutuhkan alat bantu penglihatan berupa kacamata yang berfungsi untuk memfokuskan cahaya sehingga dapat jatuh tepat pada retina.

Seseorang yang tidak bisa melihat suatu benda yang seharusnya dapat dilihat dengan mata normal, itu bertanda mata orang tersebut mengalami gangguan berupa kelainan pada mata. Orang yang bisa melihat dengan normal tanpa bantuan kaca mata disebut emetropi.

A. Rabun Dekat (Hipermetropi)
Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak dekat (± 25 cm) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di belakang retina sehingga bayangan yang jatuh pada retina menjadi tidak jelas (kabur).

Kacamata positif dapat menolong penderita rabun dekat sebab lensa cembung mengumpulkan cahaya
sebelum cahaya masuk ke mata. Dengan demikian, kornea dan lensa dapat membentuk bayangan yang jelas pada retina seperti ditunjukkan pada di bawah ini.

Hipermetropi

Mata hipermetropi adalah mata dengan lensa terlalu pipih atau bola mata terlalu pendek. Objek yang dekat akan terlihat kabur karena bayangan jatuh didepan retina, sedangkan objek yang jauh akan terlihat jelas karena bayangan jatuh di retina. Kelainan mata jenis ini dikoreksi dengan lensa cembung.

B. Rabun Jauh (Miopi)
Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina. Kacamata negatif dapat menolong penderita rabun jauh karena lensa cekung akan dapat membuat cahaya menyebar sebelum cahaya masuk ke mata. Dengan demikian, bayangan yang jelas akan terbentuk di retina.

Rabun jauh

Mata miopi adalah mata dengan lensa terlalu cembung atau bola mata terlalu panjang. Dengan demikian,objek yang dekat akan terlihat jelas karena bayangan jatuh pada retina, sedangkan objek yang jauh akan terlihat kabur karena bayangan didepan retina. Kelainan mata jenis ini dikoreksi dengan mata jenis cekung

C. Buta Warna
Buta warna adalah suatu kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel-sel kerucut mata untuk menangkap suatu warna tertentu. Penyakit ini bersifat menurun. Buta warna ada yang buta warna total dan buta warna sebagian. Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih saja, sedangkan buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu, yaitu merah, hijau, atau biru.

Mata memiliki lebih kurang tujuh juta sel kerucut pada retina. Gelombang cahaya dipantulkan dari benda masuk ke pupil dan ditangkap oleh retina. Respon dari sel kerucut pada cahaya dengan panjang
gelombang yang berbeda menyebabkan kamu dapat melihat benda yang berwarna. Sel kerucut mengandung pigmen iodopsin, yaitu senyawa antara retina dan opsin.

Ada tiga jenis sel kerucut. Masing-masing jenis sel merespon panjang gelombang cahaya yang berbeda. Tipe pertama dari sel kerucut merespon cahaya dengan panjang gelombang merah dan kuning. Sel ini menyebabkan kamu dapat melihat warna merah. Tipe kedua dari sel kerucut
merespon cahaya kuning dan hijau dan menyebabkan kamu dapat melihat warna hijau. Tipe sel kerucut ketiga merespon cahaya biru dan ungu dan menyebabkan kamu dapat melihat warna biru.

Alat yang dapat digunakan untuk uji buta warna dikenal dengan Uji Ishihara. Uji tersebut didasarkan pada penentuan angka atau pola yang ada pada kartu dengan berbagai ragam warna, dengan pola tertentu. Ada satu seri gambar titik bola kecil dengan warna dan besar berbeda-beda, sehingga dalam keseluruhan terlihat warna pucat dan menyulitkan pasien dengan kelainan penglihatan warna untuk melihatnya.

Penderita buta warna atau dengan kelainan penglihatan warna dapat melihat sebagian ataupun sama
sekali tidak dapat melihat gambaran yang diperlihatkan. Pada pemeriksaan, pasien diminta melihat dan mengenali tanda gambar yang diperlihatkan dalam waktu 10 detik.

D. Presbiopi
Presbiopi disebut juga rabun jauh dan dekat atau rabun tua, karena kelainan mata ini biasanya diderita oleh orang yang sudah tua. Kelainan jenis ini membuat si penderita tidak mampu melihat dengan jelas benda-benda yang berada di jarak jauh maupun benda yang berada pada jarak dekat.

Hal tersebut diakibatkan oleh berkurangnya daya akomodasi mata. Kelainan ini biasanya diatasi dengan kaca mata rangkap, yaitu kaca mata cembung dan cekung. Pada kacamata dengan lensa rangkap atau kacamata bifokal, lensa negatif bekerja seperti pada kacamata untuk penderita miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti pada kacamata untuk penderita hipermetropi. Umumnya penderita akan melihat jelas bila
objeknya jauh, tetapi perlu kacamata cembung untuk melihat objek dekat.

E. Astigmatisma
Astigmatisma atau dikenal dengan istilah silinder adalah sebuah gangguan pada mata karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensa. Hal ini disebabkan oleh cacat lensa yang tidak dapat memberikan gambaran atau bayangan garis vertikal dengan horisotal secara bersamaan. Penglihatan si penderita menjadi kabur. Untuk mengatasi gangguan ini, dapat menggunakan lensa silindris.

Mata astigmatisma adalah mata dengan lengkungan permukaan kornea atau
lensa yang tidak rata. Misalnya lengkung kornea yang vertikal kurang
melengkung dibandingkan yang horizontal.Bila seseorang melihat suatu
kotak, garis vertikal terlihat kabur dan garis horizontal terlihat jelas.Mata
orang tersebut menderita kelainan astigmatis reguler. Astigmatis reguler
dapat dikoreksi dengan mata silindris. Bila lengkung kornea tidak teratur
disebut astigmatis irregular dan dapat dikoreksi dengan lensa kotak.

F. Rabun Senja
Hemeralopi (rabun senja)
Hemeralopi adalah gangguan mata yang disebabkan kekurangan vitamin A.
Penderita rabun senja tidak dapat melihat dengan jelas pada waktu senja
hari.Keadaan seperti itu apabila dibiarkan berlanjut terus mengakibatkan
kornea mata bisa rusak dan dapat menyebabkan kebutaan.Oleh karena itu,
pemberian vitamin A yang cukup sangat perlu dilakukan.
f) Katarak
Katarak adalah cacat mata yang disebabkan pengapuran pada lensa mata
sehingga penglihatan menjadi kabur dan daya akomodasi berkurang.
Umumnya katarak terjadi pada orang yang telah lanjut usia.

G. Katarak
Katarak
Katarak adalah cacat mata yang disebabkan pengapuran pada lensa mata
sehingga penglihatan menjadi kabur dan daya akomodasi berkurang.
Umumnya katarak terjadi pada orang yang telah lanjut usia.

Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung dan Cekung

Lensa atau sering disebut kanta adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya.Lensa paling awal tercatat di Yunani Kuno, dengan sandiwara AristophanesThe Clouds (424 SM) menyebutkan sebuah gelas-pembakar (sebuah lensa cembung digunakan untuk memfokuskan cahaya matahari untuk menciptakan api). Ada beberapa macam lensa yaitu lensa konveks/lensa cembung/lensa konvergen/lensa positif dan lensa cekung.

A. Lensa Cembung
Lensa cembung merupakan lensa yang bagian tengahnya memiliki ketebalan lebih daripada bagian tepi. Lensa cembung biasanya memiliki bentuk lingkaran dan terbuat dari kaca atau plastik sehingga lensa memiliki indeks bias lebih besar ketimbang indeks bias udara. Lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar (konvergen). Lensa cembung memiliki dua titik pusat kelengkungan (R=2f)

Karakteristik Cermin Cembung

Lensa cembung memiliki kegunaan besar bagi kehidupan manusia, mulai dari pemanfaatannya di kacamatan, kamera, teropong, dan masih banyak lagi. Lensa cembung berfungsi untuk mengumpulkan berkas sinar. Lensa ini disebut lensa positif karena memiliki jarak fokus positif dan menghasilkan bayangan nyata. Lensa cembung terdiri dari:

  • Lensa bikonveks (cembung ganda)
  • Lensa plan-konveks (cembung datar)
  • Lensa konveks-konkaf (cembung cekung)

Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cembung
Untuk dapat mengetahui pembentukan bayangan pada lensa cembung maka perlu mengetahui sinar-sinar istimewa yang terjadi pada lensa cembung. Pada lensa cembung dikenal tiga berkas sinar istimewa, tiga berkas sinar istimewa tersebut adalah;

  • Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus
  • Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
  • Sinar datang melalui titik optik akan diteruskan.

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus (f2) dibelakang lensa

Pembentukan Bayangan

2. Sinar datang menuju titik fokus di depan lensa (f1) akan dibiaskan sejajar sumbu utama.

Bayangan 2

3. Sinar datang melewati titik pusat optik (O) diteruskan, tidak dibiaskan

Bayangan 3

Dengan menggunakan ketiga sinar istimewa pada lensa cembung di atas dapat digambarkan pembentukkan bayangan oleh lensa cembung.

Salah satu alat di sekitar kita yang menggunakan lensa cembung adalah lup. Lup memiliki bagian utama berupa lensa cembung yang berfungsi untuk memperbesar ukuran benda yang akan diteliti. Lensa adalah benda bening yang memiliki permukaan berbentuk cekung atau cembung dan berfungsi untuk membiaskan cahaya.

B. Lensa Cekung
Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis dari bagian tepinya. Lensa cekung berfungsi untuk menyebarkan berkas sinar. Lensa ini disebut lensa negatif karena memiliki jarak fokus negatif yang menghasilkan bayangan maya. Lensa cekung terdiri dari;

  • Lensa bikonkaf (cekung ganda)
  • Lensa plan-konkaf (cekung datar)
  • Lensa konkaf-konveks (cekung cembung)

Lensa cekung bersifat menyebarkan sinar (divergen). Berbeda dengan cermin, lensa dapat meneruskan cahaya dari kedua sisinya. Oleh karena itu lensa cekung memiliki dua buah titik pusat kelengkungan (R=2f). Bagian-bagian lensa cekung dapat digambarkan sebagai berikut.

Lensa Cekung

Untuk mengetahui pembentukan bayangan pada lensa cekung, maka harus mengetahui sinar-sinar istimewa yang terjadi pada lensa cekung. Pada lensa cekung dikenal pula tiga berkas sinar istimewa, tiga berkas sinar istimewa tersebut adalah;

  • Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskanseolah-olah berasal dari titik fokus
  • Sinar datang menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
  • Sinar datang melalui titik optik akan diteruskan.

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus (F1)

cEKUNG 1

2. Sinar datangseolah-olah menuju titik fokus lensa kedu (F2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama

Cekung 2

3. Sinar datang melewati pusat optik lena (O) tidak dibiaskan

Cekung 3

Lensa cekung dapat dimanfaatkan bagi penderita rabun jauh (miopi). Penderita miopi tidak dapat melihat benda yang jauh secara jekas dehingga bayangan benda jatuh di depan retina. Dengan bantuan lensa cekung, bayangan benda tersebut akan disebarkan sehingga jatuh tepat di retina.

Lensa cekung juga dapat dimanfaatkan pada teropong. Dalam teropong lensa cekung berfungsi untuk membalikan bayangan yang dihasilkan lensa cembung sehingga menjadi tegak

Ada beberapa istilah dari bagian lensa, antara lain;

  1. Aperture : diameter lensa
  2. Pusat optik : titik pada lensa dimana berkas sinar yang melalui titik ini akan diteruskan.
  3. Sumbu lensa : sumbu yang melalui pusat optik dan membelah lensa menjadi dua bagian.
  4. Sumbu utama : garis lurus yang melalui pusat optik dan tegak lurus dengan sumbu lensa.
  5. Fokus utama : titik dimana berkas sinar sejajar akan dikumpulkan atau titik dimana seolah-olah berkas sinar mulai disebarkan.

Bagian-Bagian Mata Manusia dan Fungsinya

Mata merupakan alat indra yang penting bagi tubuh. Melalui mata seorang manusia dapat melihat. Proses melihat benda yang dilakukan oleh mata antara lain mata yang memfokuskan bayangan dari dunia luar ke retina peka-cahaya, sistem jutaan saraf yang menyalurkan informasi jauh ke dalam otak dan korteks penglihatan, bagian dari otak tempat “semua dipadukan”.

A. Bagian-bagian Mata
Organ mata tersusun atas beberapa bagian yang berbeda yang masing-masing bagian memiliki fungsi yang berbeda pula. Mata kita dibalut oleh tiga lapis jaringan yang berlainan. Lapisan luar adalah lapisan sklera, lapisan ini membentuk kornea. Lapisan tengah adalah lapisan koroid, lapisan ini membentuk iris. Lapisan ketiga adalah lapisan dalam, yaitu retina. Beerikut ini penjelasan bagian-bagian mata pada manusia.

Bagian-bagian Mata

1. Sklera
Sklera (bagian putih mata): merupakan lapisan luar mata berupa selubung berserabut putih dan relatif kuat. Dipermukaan sklera terdapat sel-sel epitel yang membentuk membran mukosa dan berfungsi untuk mempertahankan mata agar tetap lembab. Pada bagian depan sklera terdapat selaput yang transparan (tembus cahaya) yang disebut kornea, dan berfungsi untuk memfokuskan cahaya yang masuk kedalam mata. Kornea dilindungi oleh selaput yang disebut konjungtiva, kornea tidak mengandung pembuluh darah tetapi banyak mengandung serabut saraf.

2. Konjungtiva
Konjungtiva adalah selaput tipis yang melapisi bagian dalam kelopak mata dan bagian luar sklera. Konjungtiva terletak di kelopak mata dinamakan konjungtiva palpebral dan yang akan memantulkan pada permukaan anterior dari bola mata dinamakan konjungtiva bulbar.

3. Kornea
Kornea: struktur transparan yang menyerupai kubah, merupakan pembungkus dari iris, pupil dan bilik anterior serta membantu memfokuskan cahaya. Memiliki diameter sekitar 12 mm dan jari-jari kelengkungan sekitar 8 mm.

Cahaya masuk ke mata melewati kornea. Lapisan kornea mata terluar bersifat kuat dan tembus cahaya. Kornea berfungsi melindungi bagian yang sensitif yang berada dibelakangnya, dan membantu memfokuskan bayangan pada retina.

4. Lapisan Koroid
Lapisan koroid: lapisan tipis di dalam sklera yang berisi pembuluh darah dan suatu bahan pigmen, tidak menutupi kornea. Dengan adanya pembuluh darah koroid ini berperan sebagai penyuplai makanan kelapisan retina mata. Koroid terletak sebelah dalam sklera, bagian belakang lapiasan mata ini ditembus oleh saraf optik (saraf otak II).

5. Pupil
Pupil: daerah hitam di tengah-tengah iris. Pupil atau anak mata adalah pembukaan di tengah mata. Cahaya masuk lewat pupil dan diteruskan melalui lensa mata, yang memusatkan bayangan ke retina. Pupil terletak di belakang retina bagian tengah. Ukuran pupil dikendalikan oleh otot.

6. Iris
Iris adalah jaringan berwarna yang berbentuk cincin, menggantung di belakang kornea dan di depan lensa; berfungsi mengatur jumlah cahaya yang masuk ke mata dengan cara merubah ukuran pupil. Pengaturan ini berlangsung diluar kesadaran kita (otonom). Lubang bulat ditengah iris di sebut pupil. Didalamnya terdapat otot dilator pupil yang berfungsi untuk memperkecil diameter pupil.

Iris banyak mengandung pembuluh darah dan pigmen, jumlah pigmen akan menentukan warna mata. Bila tidak ada pigmen maka mata kita akan berwarna merah. Jika ada sedikit pigmen maka mata kita akan berwarna biru. Jika jumlah pigmennya bertambah maka mata kita akan berwarna abu-abu, coklat, atau hitam.

7. Lensa Mata
Lensa: struktur cembung ganda yang tergantung diantara humor aqueus dan vitreus; berfungsi membantu memfokuskan cahaya ke retina. Lensa mata terletak dibelakang pupil dan iris, berbentuk cembung, bersifat transparan, serta dikelilingi oleh jaringan yang mengikatnya ( ligamentum suspensorium). Lensa mata terdiri atas lapisan serat protein. Apabila lensa mata menjadi keruh maka akan mengganggu penglihatan, ini disebut katarak.

Lensa mata membagi mata menjadi dua ruangan yaitu ruang antara kornea dengan lensa (ruang muka), dan ruang belakang lensa (ruang belakang). Kedua ruang tersebut berisi cairan kental dan transparan seperti jeli. Ruang muka berisi aqueous humor, yang berfungsi menjaga bola mata serta memberi nutrisi untuk kornea dan lensa. Sedang ruang belakang berisi vitreus humor, yang berfungsi untuk menyokong struktur lensa dan bola mata.

Lensa Mata

Ketika melihat benda yang berada pada jarak jauh, otot siliar akan berkontraksi. Hal ini akan menyebabkan lensa mata menjadi lebih datar atau mata melihat tanpa berakomodasi. Ketika melihat benda yang berada pada jarak dekat, otot siliar akan relaksasi. Hal ini akan menyebabkan lensa mata menjadi lebih cembung. Pada kondisi ini mata dikatakan berakomodasi maksimum. Dengan mengubah bentuk lensa, memungkinkan lensa untuk menangkap bayangan yang jelas pada jarak jauh atau dekat yang selanjutnya bayangan tersebut akan dibentuk di retina.

8. Retina
Retina adalah lapisan jaringan peka cahaya yang terletak di bagian belakang bola mata, berfungsi mengirimkan pesan visuil melalui saraf optikus ke otak. Retina terbagi menjadi 10 lapisan dan memiliki reseptor cahaya aktif yaitu sel batang dan sel kerucut pada lapisan ke-9.

Sel Kerucut

Sel kerucut memungkinkan melihat warna, tetapi membutuhkan cahaya yang lebih terang dibandingkan sel batang. Sel batang akan menunjukkan responsnya ketika berada pada tempat yang redup. Sel batang mampu menerima rangsang sinar tidak bewarna, jumlahnya sekitar 125 juta. Sel kerucut mampu menerima rangsang sinar yang kuat dan warna, jumlahnya 6,5 – 7 juta.

Ketika sel kerucut menyerap cahaya, maka akan terjadi reaksi kimia. Reaksi kimia ini akan menghasilkan impuls saraf yang kemudian ditransmisikan ke otak oleh saraf mata. Sel batang akan menunjukkan responsnya ketika berada pada tempat yang redup. Selsel batang mengandung pigmen yang disebut rodopsin, yaitu senyawa antara vitamin A dan protein. Bila terkena sinar terang rodopsin terurai, dan terbentuk kembali menjadi rodopsin pada keadaan gelap. Pembentukan kembali rodopsin memerlukan waktu yang disebut adaptasi gelap atau adaptasi rodopsin.

9. Saraf Optikus
Saraf optikus: kumpulan jutaan serat saraf yang membawa pesan visuil dari retina ke otak. Saraf optik membawa impuls yang dibentuk oleh retina ke otak, yang menafsirkannya sebagai gambar. Juga disebut nervus optikus.

10. Bintik Buta
Bintik buta adalah cakram optik yang merupakan bagian fovea dekat hidung, merupakan tempat percabangan serat saraf dan pembuluh darah ke retina, tidak mengandung sel batang ataupun kerucut, terletak pada region sekitar

11. Humor Aqueous
Humor aqueous: cairan jernih dan encer yang mengalir di antara lensa dan kornea (mengisi segmen anterior mata), serta merupakan sumber makanan bagi lensa dan kornea; dihasilkan oleh prosesus siliaris.

12. Humor Vitreous
Humor vitreous: gel transparan / cairan kental yang terdiri dari bahan berbentuk serabut, terdapat di belakang lensa dan di depan retina (mengisi segmen posterior mata)

Mata dapat mendeteksi cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek atau benda. Lensa pada mata akan memfokuskan cahaya untuk menghasilkan bayangan yang akan jatuh pada bagian belakang mata. Sel-sel khusus yang terletak di belakang mata akan mengubah bayangan menjadi sinyal elektrik (impuls). Sinyal elektrik ini kemudian akan ditransfer ke otak, yang kemudian akan diterjemahkan sebagai objek atau benda yang kamu lihat.

Pada kamera, cahaya yang dipantulkan oleh benda masuk ke dalam lensa. Lensa akan membentuk bayangan pada film atau sensor cahaya dan kemudian merekam bayangan yang ditangkapnya.

B. Sistem Optik Mata
Sistem optik mata memiliki ciri khusus sebagai berikut, sebagian besar tidak didapatkan bahkan pada kamera paling mahal sekalipun.

  1. Mata dapat mengamati kejadian pada sudut yang sangat besar selagi memandang sebuah benda yang terletak tepat didepannya secara cermat
  2. Berkedip merupakan alat pembersih dan pelumas built-in (terpasang tetap dan siap pakai) bagi lensa depan (kornea).
  3. Terdapat sistem pemfokusan otomatis cepat yang memungkinkan kita melihat benda sampai sedekat 20 cm (sekitar 8 in) dalam satu detik dan kemudian melihat benda jauh. Pada keadaan rileks, focus untuk mata normal terpasang untuk jarak “tak terhingga” (melihat jauh
  4. Mata dapat bekerja secara efektif menerima cahaya dengan rentang intensitas yang sangat lebar, yaitu sekitar 10 milyar berbanding satu (1010:1), siang hari yang terik sampai malam gulita.
  5. Mata memiliki sistem penyesuaian bukaan lensa yang otomatis (iris)
  6. Kornea memiliki penghapus goresan yang built-in; walaupun tidak dapat pasokan darah, kornea terdiri dari selsel hidup dan dapat memperbaiki kerusakan lokal
  7. Mata memiliki sistem pengendali tekanan otomatis yang mempertahankan tekanan internalnya sekitar 1,6 kPa (12mmHg) sehingga bentuk bola mata dapat dipertahankan. Apabila „penyok‟, mata dengan cepat kembali ke bentuknya semula.
  8. Mata terletak di wadah yang terlindung kuat yang hamper seluruhnya diliputi tulang. Masing-masing mat bersandar pada bantalan lemak yang meredam goncangan keras
  9. Bayangan tampak terbalik di retina peka-cahaya di bagian belakang bola mata tetapi otak secara otomatis mengoreksi hal ini
  10. Otak memadukan bayangan dari kedua mata sehingga kita memiliki persepsi kedalaman yang baik dan penglihatan tiga dimensi sejati. Apabila penglihatan diri salah satu mata lenyap, penglihatan dari mata yang tersisa masih memadai untuk sebagian besar kebutuhan
  11. Otot mata memungkinkan mata bergerak fleksibel ke atas dan ke bawah, ke samping, dan secara diagonal. Setelah sedikit latihan, mata bahkan dapat dibuat bergerak melingkar

Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia

Ada tiga pendapat mengenai cahaya, yaitu cahaya dianggap sebagai gelombang, cahaya dianggap sebagai partikel, dan cahaya dianggap sebagai dualisme sebagian partikel dan gelombang. Setiap pendapat ini mempunyai alasan masing-masing dan keduanya telah dibuktikan secara eksperimen. Pada tulisan ini hanya akan mempelajari cahaya sebagai gelombang.

Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia
Sistem optik yang paling penting bagi manusia adalah mata. Cahaya memasuki mata melalui iris menembus biji mata, dan oleh lensa difokuskan sehingga jatuh ke retina atau selaput jala. Retina adalah lapisan serat saraf yang menutupi bagian belakang. Retina mengandung struktur indracahaya yang sangat halus disebut batang dan kerucut dan memancarkan informasi yang diterima saraf optik dan dikirim ke otak.

Apabila kita ingin melihat benda yang jauh letaknya maka otot siliari akan mengendor dan berakibat sistem lensa kornea berada pada panjang focus maksimumnya yaitu kira-kira 2,5 cm (jarak dari kornea ke retina). Bila letak benda didekatkan maka otot siliari akan meningkatkan kelengkungan lensa sehingga mengurangi panjang fokusnya dan bayangan akan difokuskan ke retina.

Proses perubahan kelengkungan lensa inilah yang disebut akomodasi. Jarak terdekat (posisi benda di depan mata) dimana lensa memfokuskan cahaya yang masuk tetap jatuh di retina disebut titik dekat. Jika benda lebih didekatkan ke mata maka lensa tidak dapat memfokuskan cahaya. Cahaya yang masuk tidak jatuh di retina maka bayangan menjadi kabur.

Posisi titik dekat ini beragam dari satu orang ke orang yang lain dan berubah dengan meningkatnya usia. Sebagai contoh, seseorang yang usianya 10 tahun maka titik dekatnya dapat sekitar 7 cm di depan mata, sedang seseorang yang usianya 60 tahun maka titik dekatnya dapat sekitar 200 cm.

Percobaan Pembentukan Bayangan pada Mata
Pada percobaan kali ini, kita akan mencoba untuk mempelajari proses yang terjadi pada mata sehingga mata dapat melihat benda.

Alat dan Bahan

  1. Penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi 5 buah
  2. Lampu dengan tiang 1 buah/ lilin 1 buah
  3. Lensa cembung 1 buah
  4. Pemegang slide 1 buah
  5. Slide panah 1 buah
  6. Layar transparan 1 buah

Langkah Kegiatan

Pembentukan Bayangan pada Mata

Aturlah posisi benda-benda yang telah kamu siapkan dengan posisi seperti berikut ini. Aturlah posisi lensa (gerak-gerakkan maju atau mundur) sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada layar. Bayangan yang terbentuk adalah bayangan yang memiliki sifat sama dengan sifat bayangan yang ditangkap oleh mata manusia. Lakukan kegiatan ini dengan cermat dan teliti, jangan lupa bekerjasamalah dengan teman satu kelompokmu.

Jawablah pertanyaan berikut !
1. Bagaimana sifat bayangan yang terbentuk pada percobaan tersebut?

Sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa tersebut adalah nyata, terbalik dan diperkecil. Bayangan ini dibentuk oleh lensa cembung pada ruang 3.  Pada percobaan yang telah dilakukan, bayangan terbentuk pada ruang 3. Sifat bayangan yang dibentuk adalah nyata, terbalik dan diperkecil. Begitupula pada mata, sifat bayangan yang dibentuk adalah nyata, terbalik dan diperkecil. Akan tetapi pada kenyataannya sifat bayangan yang dibentuk oleh mata nyata, tegak dan diperkecil. Hal ini terjadi karena adanya pemrosesan informasi di otak, sehingga bayangan seolah-olah terlihat tegak.

2. Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, analogkan benda-benda yang dipergunakan untuk percobaan dengan bagian-bagian mata manusia!

Benda-benda yang digunakan pada kegiatan percobaan ini apabila dianalogkan dengan bagian-bagian mata adalah sebagai berikut.

  • Lampu dianalogkan sebagai sumber cahaya yang dapat menyebabkan mata dapat melihat benda.
  • Benda (panah) dianalogkan dengan benda yang dilihat oleh mata
  • Lensa cembung dianalogkan dengan lensa pada mata manusia.
  • Layar transparan pada percobaan ini berfungsi untuk menangkap bayangan yang dibiaskan oleh lensa cembung. Layar transparan dianalogkan dengan retina yang juga memiliki fungsi menangkap bayangan yang dibentuk oleh lensa mata.

2. Gambarkan jalannya cahaya pada mata manusia, sehingga manusia dapat melihat benda!

Proses melihat mata

Jalannya cahaya pada mata manusia antara lain sebagai berikut :

  • Cahaya yang dipantulkan oleh benda di tangkap oleh mata, menembus kornea dan diteruskan melalui pupil.
  • Intensitas cahaya yang telah diatur oleh pupil diteruskan menembus lensa mata.
  • Daya akomodasi pada lensa mata mengatur cahaya supaya jatuh tepat di bintik kuning.
  • Pada bintik kuning, cahaya diterima oleh sel kerucut dan sel batang, kemudian disampaikan ke otak.
  • Cahaya yang disampaikan ke otak akan diterjemahkan oleh otak sehinga kita bisa mengetahui apa yang kita lihat.

Walaupun mata memiliki banyak kemiripan dengan kamera, namun lebih banyak persamaan yang terdapat antara mata dan sistem TV berwarna sirkuit tertutup. Lensa kamera TV analog dengan kornea dan lensa mata; kabel sinyal adalah saraf optikus, dan monitor pemantau adalah korteks penglihatan.

Saat cahaya terang kita melihat benda-benda dalam warna yang hidup. Pada cahaya temaram mata bekerja seperti kamera TV hitam putih seper peka yang memungkinkan kita melihat benda dengan cahaya kurang dari 0,1 % dari yang kita butuhkan untuk melihat warna.

Perbedaan sensitivitas yang besar ini analog dengan perbedaan antara film hitam-putih kecepatan tinggi yang sensitive dan film berwarna yang jauh kurang sensitive yang kita gunakan dikamera.

Pembentukan Bayangan pada Cermin

Cermin adalah sebuah benda dengan permukaan yang dapat memantulkan bayangan benda dengan sempurna Pembentukan bayangan pada cermin dapat diuraikan dalam 3 jenis cermin. yaitu pembentukan bayangan pada cermin datar, cermin cekung dan cermin cembung. Bayangan yang idhasilkan oleh cermin yang berbeda ini memiliki karakteristik yang berbeda sebagai berikut.

A. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Datar
Proses pembentukan bayangan pada cermin datar menggunakan hukum pemantulan cahaya. Untuk mempermudah pembentukan bayangannya diambil sinar-sinar yang datang dari kedua ujung benda.

Misalkan saja menentukan bayangan benda O sebagaimana terlihat pada gambar di bawah. Misalkan sinar datang dari O ke C, lalu dari titik C ditarik garis normal tegak lurus permukaan cermin. Dengan bantuan busur derajat, ukurlah besar sudut datang (i) yakni sudut yang dibentuk oleh OC dan garis normal. Selanjutnya buatlah sudut pantul (r) yaitu sudut antara garis normal dan sinar pantul CD yang besarnya sama dengan sudut datang. Posisi bayangan dapat ditentukan dengan memperpanjang sinar pantul CD dari C ke O` yang berpotongan dengan garis OO` melalui B.

Cermin Datar

Melukis pembentukan bayangan benda O menggunakan hukum pemantulan cahaya Bila diukur akan didapatkan bahwa jarak BO = BO`. Dengan bantuan geometri dapat juga dibuktikan kebenaran ini. Pada diatas sudut BOC = sudut datang (berseberangan) dan sudut BO`C = sudut pantul (sehadap). Karena sudut datang = sudut pantul, maka didapatkan sudut BOC = sudut BO`C. Sementara itu sudut CBO = CBO` (sama-sama tegak lurus) sehingga dapat disimpulkan bahwa segitiga CBO sama dan sebangun dengan segitiga CBO`. Akibatnya panjang BO = BO`. Dalam hal ini BO = jarak benda BO` = jarak bayangan. Pada cermin datar selalu didapatkan bahwa jarak benda sama dengan jarak bayangan.

Pensil

Bayangan sebuah pensil di depan cermin datar pada gmbar di atas dapat ditentukan dengan menggunakan hukum pemantulan cahaya. Cara melukisnya sama seperti melukis benda O pada gambar di atas. Hanya saja untuk benda yang memiliki tinggi seperti pensil ini Anda harus melukis jalannya sinar datang dan sinar pantul minimal untuk dua titik yakni A dan B. Dengan pembuktian yang serupa dengan gambar di atas Anda akan dapatkan bahwa AF = A`F dan tinggi AB = A`B`. Jadi pada cermin datar tidak hanya jarak benda sama dengan jarak bayangan tetapi juga bahwa tinggi benda sama dengan tinggi bayangan.

Untuk benda yang bukan berupa titik atau garis, ukuran bayangan sama dengan ukuran bendanya. Benda dan bayangan hanya berbeda dalam hal kiri dan kanannya. Bagian kiri benda menjadi bagian kanan bayangan dan sebaliknya. Bayangan pada cermin datar bersifat maya. Titik bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus.

Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin datar dengan diagram sinar, ikutilah
langkah-langkah berikut ini.

  1. Lukis sebuah sinar dari benda menuju cermin dan dipantulkan ke mata, sesuai hukum pemantulan cahaya, yaitu sudut sinar datang harus sama dengan sudut sinar pantul.
  2. Lukis sinar kedua sebagaimana langkah pertama.
  3. Lukis perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut di belakang cermin sehingga berpotongan.
  4. Perpotongan sinar-sinar pantul tersebut merupakan bayangan benda.
  5. Jika diukur dari cermin, jarak benda terhadap cermin harus sama dengan jarak bayangan terhadap cermin .

B. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung
Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya melengkung yang disebut juga lengkung sferis. Ada dua jenis cermin lengkung sederhana yaitu cermin silinder dan cermin bola. Pada subbab ini, kamu hanya akan mempelajari cermin bola, khususnya tentang cermin cekung dan cembung. Agar dapat memahami unsur-unsur pada cermin cekung dan cembung. Perhatikan gambar di bawah ini

Bagian M adalah titik pusat kelengkungan cermin, yaitu titik pusat bola. Titik tengah cermin adalah O. Sumbu utama yaitu, OM, garis yang menghubungkan titik M dan O. Sudut POM adalah sudut buka cermin jika titik P dan M adalah ujung-ujung cermin. Bagian-bagian cermin lengkung antara lain sebagai berikut.

Cerminku
  1. Pusat kelengkungan cermin. Pusat kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris menjadi cermin. Pusat kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan M.
  2. Vertex. Vertex merupakan titik di permukaan cermin dimana sumbu utama bertemu dengan cermin dan disimbolkan dengan O.
  3. Titik api (titik fokus). Titik api adalah titik pertengahan antara vertex dan pusat kelengkungan cermin dan disimbolkan dengan F.
  4. Jari-jari kelengkungan cermin. Jari-jari kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex ke pusat kelengkungan cermin. Jari-jari kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan R.
  5. Jarak fokus. Jarak fokus cermin adalah jarak dari vertex ke titik api dan disimbolkan dengan f.

1. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cekung
Pembentukan bayangan oleh cermin cekung mematuhi hukum-hukum pemantulan cahaya. Untuk dapat melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung biasanya digunakan tiga sinar istimewa. Sinar istimewa adalah sinar datang yang lintasannya mudah diramalkan tanpa harus mengukur sudut datang dan sudut pantulnya. Tiga sinar istimewa itu adalah,

sudut istimewa
  1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
  2. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
  3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui titik pusat kelengkungan cermin pula.

Untuk melukis bayangan pada cermin cekung diperlukan minimal dua buah sinar istimewa. Akan tetapi, hasil akan lebih baik dan meyakinkan jika dilukis dengan tiga sinar istimewa sekaligus dengan langkah-langkah sebagai berikut.

  1. Pilih sebuah titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
  2. Setelah sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa cermin cekung.
  3. Tandai titik potong sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
  4. Lukis perpotongan sinar-sinar pantul tersebut.

Persamaan Cermin Cekung
Persamaan cermin cekung digunakan untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara jarak benda ke cermin (s), jarak bayangan ke cermin (s’), panjang fokus (f), dan jari-jari kelengkungan cermin (R). Jika dirumuskan adalah :

Rumus

Keterangan :
f = jarak fokus (cm)
s = jarak benda ke cermin (cm)
s’ = jarak bayangan (layar) ke cermin (cm)

Sedangkan rumus perbesaran pada cermin cekung. Rumus ini digunakan untuk mengetahui berapa kali perbesaran yang dihasilkan oleh pemantulan pada cermin cekung. Rumus perbesaran pada cermin cekung adalah

Rumus 2

Catatan
h’ positif (+) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya)
h’ negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata)

2. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cembung
Sama dengan cermin cemkung, cermin cembung juga mempunuai tiga sinar istimewa. Karena jarak fokus dan pusat kelengkungan cermin cembung berada di belakang cermin maka ketiga sinar istimewa pada cermin cembung tersebut adalah :

Cermin Cembung
  1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari titik fokus (F).
  2. Sinar yang datang menuju titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama.
  3. Sinar yang datang menuju titik pusat kelengkungan cermin seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.

Untuk melukis bayangan pada cermin cembung dibutuhkan minimal dua buah sinar istimewa dengan langkah-langkah sebagai berikut.

  1. Pilih sebuah titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
  2. Setelah sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa pada cermin cembung.
  3. Tandai titik potong sinar-sinar pantul atau perpanjangan sinar-sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
  4. Lukis bayangan benda pada perpotongan perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut.

Persamaan Cermin Cembung
Masih ingat dengan persamaan pada cermin cekung? Rumus-rumus yang berlaku untuk cermin cekung juga berlaku untuk cermin cembung. Namun, ada hal yang perlu diperhatikan yaitu titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin M untuk cermin cembung terletak di belakang cermin. Oleh karena itu, dalam menggunakan persamaan cermin cembung jarak fokus (f) dan jari-jari cermin (R) selalu dimasukkan bertanda negatif.

Catatan
Dalam cermin cembung harga f dan R bernilai negatif (-)

Sifat-Sifat Cahaya Kelas VIII

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 menjadi beberapa golongan. Pertama berkas cahaya menyebar (divergen), yaitu berkas cahaya yang berasal dari satu titik kemudian menyebar ke segala arah. Kedua berkas cahaya sejajar, yaitu berkas cahaya yang arahnya sejajar satu sama lain. Ktiga berkas cahaya mengumpul, yaitu berkas cahaya yang menuju ke satu titik tertentu.

Sebagai suatu gelombang yang bersifat elektromagnetik, cahaya memiliki beberapa sifat tertentu yang banyak memberikan manfaat bagi makhluk hidup yang ada di bumi. Berikut ini beberapa sifat-sifat cahaya, di antaranya yaitu:

A. Cahaya Merambat Lurus
Cahaya merambat lurus tanpa medium, dapat melewati ruang hampa.  Cahaya merambat ke semua arah. Misalnya, jika lilin atau lampu yang kamu nyalakan di tempat gelap, maka kamu akan melihat bahwa daerah yang ada di sekitar lilin atau lampu tersebut akan terang. Untuk mengetahui sifat cahaya dapat merambat lurus dapat dilakukan dengan percobaan sebagai berikut.

Perambatan Cahaya
Alat dan Bahan

  1. Lampu atau lilin
  2. Kertas karton
  3. Gunting

Langkah Kegiatan

Cahaya Merambat Lurus
  1. Lakukan percobaan ini di tempat gelap atau remang-remang.
  2. Lubangi kertas pada bagian tengahnya. Beri nama pada masing-masing karton, yaitu A, B, C
  3. Susunlah set percobaan seperti pada gambar. Mintalah bantuan temanmu untuk memegangi kertas.
  4. Nyalakan lampu/ lilin. Amati bayangan yang terbentuk. Bagaimanakah arah rambatan cahaya lampu lilin?
  5. Ulangi langkah 4, amati bayangan yang terbentuk. Dapatkah kamu melihat arah rambatan cahaya?
  6. Apa yang terjadi jika kedua lubang pada kertas tersebut tidak diletakkan dalam satu garis lurus?

Pembahasan :
Saat lampu dinyalakan dan diarahkan di depan karton A, saat semua karton sejajar, nyala lampu dari karton C terlihat. Lalu saat karton A digeser kearah kiri, nyala dari lampu tidak terlihat dari karton C. kemudian saat karton A dikembalikan keposisi awal dan karton B diarahkan kekiri maka nyala lampu terlihat pada karton C.

Kesimpulan
Cahaya lampu yang diarahkan pada karton merambat lurus. Karena cahaya merambat menurutt garis lurus, maka ketika cahaya terhalang oleh benda yang tidak tembus cahaya (disebut benda gelap) daerah di belakang penghalang tidak akan menerima cahaya.

B. Cahaya dapat dibiaskan
Pembiasan cahaya ialah pembelokan cahaya akibat melalui 2 atau lebih medium berbeda kecepatan optiknya. Disamping mengalami pembiasan, ketika melalui dua medium yang kerapatannya berbeda cahaya juga mengalami perubahan kecepatan, hal ini disebabkan karena kerapatan suatu medium. Jika cahaya datang dari medium rapat ke kurang rapat maka cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal dan jika sebaliknya maka cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal. Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu:

  1. Mendekati garis normal. Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optic kurang rapat ke medium optic lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air.
  2. Menjauhi garis normal. Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optic lebih rapat ke medium optic kurang rapat, contohnya cahaya merambat dari dalam air ke udara.

Alat dan Bahan

  1. Pensil
  2. Air
  3. Gelas kimia, jika tidak ada gunakan gelas bening

Langkah Kegiatan

Pembiasan
  1. Isi gelas dengan air hingga terisi ¾ gelas.
  2. Masukkan pensil ke dalam air dengan posisi seperti pada gambar.
  3. Amati bentuk pensil yang berada di atas air dan di dalam air.

Pembahasan
Dalam percobaan tersebut, pensil yang dimasukkan ke dalam gelas yang berisi air akan kelihatan seperti patah dan lebih besar. Hal ini disebabkan karena  cahaya merambat melalui dua medium yang berbeda, yaitu dari udara ke air, maka cahaya tersebut mengalami pembiasan atau pembelokan sehingga pensil dalam gelas terlihat seperti patah dan lebih besar.

Kesimpulan
Pembiasan cahaya terjadi karena pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda kerapatannya. Cahaya dapat dibiaskan melalui dua medium ,misalnya yaitu udara dan air.

C. Cahaya dapat dipantulkan
Cahaya memiliki sifat dapat dipantulkan jika menumbuk suatu permukaan bidang. Pemantulan yang terjadi dapat berupa pemantulan baur dan pemantulan teratur. Pemantulan baur terjadi jika cahaya dipantulkan oleh bidang yang tidak rata, seperti aspal, tembok, batang kayu, dan lainnya. Pemantulan teratur terjadi jika cahaya dipantulkan oleh bidang yang rata, seperti cermin datar atau permukaan air danau yang tenang.

Pada pemantulan baur dan pemantulan teratur, sudut pantulan cahaya besarnya selalu sama dengan sudut datang cahaya. Hal tersebut yang menjadi dasar hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh Snellius. Snellius menambahkan konsep garis normal yang merupakan garis khayal yang tegak lurus dengan bidang. Garis normal berguna untuk mempermudah kamu menggambarkan pembentukan bayangan oleh cahaya.

Bunyi hukum pemantulan adalah sebagai berikut.
1. Sinar datang garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
2. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul

Alat dan Bahan :
1. Sumber cahaya
2. Cermin
3. Kertas karton

Langkah Kerja :

  1. Sediakan kotak cahaya dan buatlah sedemikian hingga menghasilkan sebuah sinar pada selembar karton putih!
  2. Letakkan kotak sinar cermin dan karton, seperti pada gambar diatas!
  3. Buatlah garis normal pada titik tempat jatuhnya sinar di permukaan cermin. ( garis normal tegak lurus terhadap permukaan cermin datar ) !
  4. Gambarkan sinar yang jatuh pada permukaan cermin! Sinar ini disebut sinar datang. Gambarkan juga sinar yang meninggalkan permukaan cermin! Sinar ini disebut sinar pantul!
  5. Ukurlah sudut antara sinar datang dan garis normal! Sudut ini disebut sudut datang. Ukur juga sudut antara sinar pantul dan garis normal! Sudut ini disebut sudut pantul.
Pemantulan

Pembahasan
Jika sumber cahaya makin dekat dengan garis normal maka sinar pantul juga akan mendekati garis normal begitu juga sebaliknya jika sumbercahaya mnejauhi garis normal maka sinar pantul juga akan menjauhi garis normal. Sudut datang yang dibentuknya adalah 30°,45°, dan 72°. Maka sudut pantul yang dibnetuknya adalah 30°, 45° dan 72°

Kesimpulan
Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul / i = i’

D. Cahaya merupakan Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik terbentuk karena adanya perubahan medan magnet dan medan listrik secara periodik. Salah satu fenomena yang dapat membuktikan bahwa cahaya itu mampu mentransfer energi adalah saat lilin yang dinyalakan di sebuah ruang yang gelap dan kemudian lilin tersebut dapat menerangi ruangan tersebut.

Contoh lainnya adalah matahari yang memancarkan gelombang cahayanya melalui ruang angkasa (tanpa medium). Gelombang cahaya matahari memancar ke segala arah sampai ke bumi meskipun melalui ruang hampa udara. Hal ini berarti gelombang cahaya dapat merambat pada ruang kosong (hampa udara) tanpa adanya materi.

Gelombang Elektromagnetik

Berdasarkan frekuensinya, gelombang elektromagnetik ada bermacam-macam. Berikut klasifikasi gelombang elektromagnetik yang dikenal dengan spektrum elektromagnetik. Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah bagian yang sangat kecil dari spektrum elektromagnetik. Cahaya tampak adalah cahaya yang memiliki panjang gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai 700 nm, yang besarnya seratus kali lebih kecil dari pada lebar rambut manusia. Warna cahaya yang dapat kamu lihat tergantung pada panjang gelombang dari gelombang cahaya yang masuk ke mata.

Sistem Sonar dan Pemanfaatannya

Sonar (sound navigation and ranging) merupakan sistem yang menggunakan gelombang suara bawah air yang dipancarkan dan dipantulkan untuk mendeteksi dan menetapkan lokasi objek di bawah laut atau untuk mengukur jarak bawah laut. Sistem sonar telah luas digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau, mendeteksi kedalaman, penangkapan ikan komersial, keselamatan penyelaman, dan komunikasi di laut.

Cara kerja perlengkapan sonar adalah dengan mengirim gelombang suara bawah permukaan dan kemudian menunggu untuk gelombang pantulan (echo). Data suara dipancar ulang ke operator melalui pengeras suara atau ditayangkan pada monitor. Beberapa hewan memiliki kemampuan menggunakan sistem sonar. Kelelawar dan lumba-lumba merupakan hewan yang menggunakan sistem sonar.

A. Kelelawar
Kelelawar banyak dijumpai di gua yang sangat gelap shingga untukdapat terbang dengan arah yang benar kelelawar menggunakan sistem sonar. Kelelawar mampu berbelok atau bahkan bermanuver dengan kecepatan sangat tinggi. Kelelawar sangat jarang menabrak dinding gua atau tembok dihadapannya.

Kelelawar merupakan salah satu hewan yang memiliki kemampuan ekolokasi. Ekolokasi adalah penggunaan gelombang berupa gelombang suara untuk menentukan posisi atau letak suatu objek. Penggunaan gelombang suara ini layaknya penggunaan cahaya oleh mata yang dapat menentukan suatu objek berdasarkan bentuk dan jaraknya melalui cahaya yang dipantulkan ke retina.

Ekolokasi

Kelelawar mengeluarkan bunyi frekuensi yang tinggi (bunyi ultrasonik) sebanyak mungkin. Kemudian ia mendengarkan bunyi pantul tersebut dengan pendengarannya yang tajam. Dengan cara itu, Kelelawar dapat mengetahui benda – benda yang ada disekitarnya, sehingga kelelawar dapat terbang pada saat keadaan gelap tanpa menabrak benda – benda disekitarnya.

Mekanisme ekolokasi yang dilakukan kelelawar yaitu dengan mengeluarkan gelombang ultrasonik pada saat ia terbang. Gelombang yang dikeluarkan akan dipantulkan kembali oleh benda-benda atau binatang lain yang akan dilewatinya dan diterima oleh suatu alat yang berada di tubuh kelelawar.

B. Lumba-lumba
Lumba-lumba dapat dilihat di permukaan air, namun sebagian besar waktu mereka di kedalaman lautan yang cukup gelap. Sekalipun hidup di kedalaman lautan, lumba-lumba mempunyai sistem yang memungkinkan untuk berkomunikasi dan menerima rangsangan, yaitu sistem sonar. Sistem ini berguna untuk mengindera benda-benda di lautan, mencari makan, dan berkomunikasi.

Lumba-lumba bernapas melalui lubang yang ada di atas kepalanya. Tepat di bawah lubang ini, terdapat kantung-kantung kecil berisi udara. Dengan mengalirkan udara melalui kantung-kantung ini, lumba-lumba menghasilkan bunyi dengan frekuensi tinggi. Kantung udara ini berperan sebagai cermin akustik yang memfokuskan bunyi yang dihasilkan gumpalan kecil jaringan lemak yang berada tepat di bawah lubang pernapasan. Kemudian, bunyi ini dipancarkan ke arah sekitarnya secara terputus-putus.

Lumba-lumba

Berikut ini cara kerja sistem sonar lumba-lumba. Gelombang bunyi lumba-lumba segera memantul kembali bila membentur suatu benda. Pantulan gelombang bunyi tersebut ditangkap di bagian rahang bawahnya yang disebut jendela akustik. Dari bagian tersebut, informasi bunyi diteruskan ke telinga bagian tengah, dan akhirnya ke otak untuk diterjemahkan.

Pantulan bunyi dari sekelilingnya memberi informasi rinci tentang jarak benda-benda dari mereka, ukuran dan pergerakannya. Dengan cara tersebut, lumba-lumba mengetahui lokasi mangsanya. Lumba-lumba juga mampu saling berkirim pesan walaupun terpisahkan oleh jarak lebih dari 220 km. Lumba-lumba berkomunikasi untuk menemukan pasangan dan saling mengingatkan akan bahaya. Inilah sistem sonar sempurna yang dengannya lumba-lumba memindai dasar laut layaknya alat pemindai elektronik.

Pemanfaatan Sistem Sonar
Konsep sonar pada saat ekolokasi kelelawar memanfaatkan gelombang ultrasonik. Ternyata, gelombang ultrasonik telah dimanfaatkan bagi kehidupan manusia. Berikut beberapa pemanfaatan gelombang ultrasonik pada kehidupan manusia.

1. Ultrasonografi (USG)
Pernahkah kamu melihat ibu hamil yang sedang di USG? Gelombang ultrasonik dimanfaatkan untuk mengamati janin bayi dalam kandungan, yang dikenal dengan ultrasonografi (USG). Alat ini akan memancarkan berkas ultrasonik ke rahim ibu hamil, kemudian melacak perubahan frekuensi bunyi mantul dari jantung yang berdenyut dan darah yang beredar.

Pancaran pendek dari ultrasonik akan menghasilkan gambar penampang badan manusia. Denyut yang menabrak janin dan tulang belakang akan terpantul. Komputer menyimpan intensitas setiap denyut dan waktu arah gemanya. Berdasarkan data, komputer akan menghitung kedalaman dan lokasi setiap benda yang menghasilkan gema, lalu menampilkan titik cerah pada monitor.

2. Mendeteksi adanya penyakit pada manusia
Selain untuk pemeriksaan ibu hamil gelombang ultrasonik dapat digunakan dalam bidang kedokteran dengan menggunakan teknik pulsa-gema. Teknik ini hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi dengan frekuensi tinggi diarahkan ke tubuh, dan pantulannya dari batas atau pertemuan antara organ-organ dan struktur lainnya dan luka dalam tubuh kemudian dideteksi.

Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan pertumbuhan abnormal lainnya, atau gumpalan fluida dapat dilihat. Selain itu juga dapat digunakan untuk memeriksa kerja katup jantung dan perkembangan janin dalam kandungan. Informasi mengenai berbagai organ tubuh seperti otot, jantung, hati, dan ginjal bisa diketahui. Frekuensi yang digunakan pada diagnosis dengan gelombang ultrasonik antara 1 sampai 10 MHz.

3. Menghitung Jarak Kedalaman Dasar Lautan
Gelombang ultrasonik digunakan untuk menentukan kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara memancarkan bunyi ke dalam air. Gelombang bunyi akan merambat menurut garis lurus hingga mengenai sebuah penghalang, misalnya dasar laut. Ketika gelombang bunyi itu mengenai penghalang, sebagian gelombang itu akan dipantulkan kembali ke kapal sebagai gema. Waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk bergerak turun ke dasar dan kembali ke atas diukur dengan cermat.

Dengan menggunakan data waktu dan cepat rambat bunyi di air laut, orang dapat menghitung jarak kedalaman laut dengan persamaan :

Dengan: s = kedalaman lautan, v = kecepatan gelombang ultrasonik, dan t = waktu tiba gelombang ultrasonik.

Menghitung Jarak Kedalaman Dasar Lautan

Alat pada kapal yang disebut transduser akan mengubah sinyal listrik menjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke dasar laut. Pantulan dari gelombang tersebut akan menimbulkan efek gema (echo) dan akan dipantulkan kembali ke kapal dan ditangkap oleh alat detektor. Sistem penerima pada kapal akan melakukan penghitungan mengenai jarak obyek, dengan menggunakan rumus yang telah kamu pelajari sebelumnya.

Indera Pendengaran pada Manusia

Mendengar adalah kemampuan untuk mendeteksi vibrasi mekanis (getaran) yang disebut suara. Dalam keadaan biasa, getaran dapat mencapai indera pendengaran yaitu telinga melalui udara. Ketika kita mendengar, ternyata ada objek atau benda yang bergetar, misalnya senar gitar yang bergetar ketika dipetik, dan bedug atau drum yang dipukul.

Kita dapat mendengar karena adanya indera pendengaran yang di miliki. Gelombang bunyi yang masuk kedalam telinga luar menggetarkan gendang telinga. Getaran-getaran tersebut diterima oleh syaraf auditorius atau reseptor pendengar selanjutnya dikirim ke otak.

A. Fungsi Telinga
Telinga berfungsi sebagai pengatur keseimbangan dan juga sebagai indera pendengaran. Berikut ini penjelasan mengenai fungsi telinga bagi manusia.

  1. Telinga Sebagai Pengatur Keseimbangan, Terdapat struktur khusus pada organ telinga yang berfungsi mengatur dan menjaga keseimbangan tubuh. Organ ini berhubungan dengan saraf otak ke VIII yang berfungsi dalam menjaga keseimbangan dan untuk mendengar.
  2. Telinga Sebagai Indera Pendengaran, Telinga dapat berfungsi sebagai indera pendengaran apabila terdapat gelombang suara yang masuk melalui telinga luar yang akan diterima oleh otak melalui proses terjadinya pendengaran yang akan kami jelaskan dibawah.

B. Bagian-bagian Telinga
Indera pendengar manusia adalah telinga, selain sebagai indera pendengar telinga berfungsi sebagai alat keseimbangan. Telinga manusia terdiri dari tiga bagian, yaitu telinga bagian luar, telinga bagian tengah, dan telinga bagian dalam.

1. Telinga Luar
Telinga bagian luar terdiri atas daun telinga, saluran telinga luar. Daun telinga tersusun atas tulang rawan dan jaringan fibrosa, kecuali pada ujung paling bawah yaitu cuping telinga tersusun dari lemak.

Daun telinga berfungsi untuk menerima dan mengumpulkan suara yang masuk ke dalam telinga. Saluran telinga luar berfungsi menghasilkan minyak serumen. Saluran telinga luar yang dekat dengan lubang telinga dilengkapi dengan rambut-rambut halus untuk menjaga agar benda asing tidak masuk, dan terdapat kelenjar lilin yang berperan menjaga agar permukaan saluran telinga luar dan gendang telinga tidak kering.

Telinga Luar

Di bagian akhir saluran telinga luar terdapat membran tipis yang memisahkan telinga luar dengan telinga tengah disebut membran timpani (selaput gendang).

2. Telinga Tengah
Telinga pada bagian tengah merupakan suatu ruang di dalam tulang pelipis, yang dilapisi jaringan mukosa.  Pada telinga bagian tengah terdapat : tulang-tulang pendengaran dan saluran eustachius ,

  1. Tulang-tulang pendengaran yaitu tulang martil (maleus), tulang landasan (inkus), dan tulang sanggurdi (stapes). Ketiga tulang tersebut saling berhubungan melalui sendi dan berfungsi untuk mengalirkan getaran suara dari gendang telinga menuju ke rongga telinga dalam.
  2. Saluran eustachius adalah saluran yang menghubungkan telinga tengah dengan faring, saluran ini berfungsi menjaga keseimbangkan tekanan udara pada telinga luar dengan telinga tengah.

Telinga Tengah dan Dalam
3. Telinga Dalam
Telinga dalam terdiri atas bagian tulang dan bagian membran. Telinga dalam disebut juga sebagai labirin. Telinga bagian dalam terdiri atas tiga bagian, yaitu jendela (tingkap), labirin, dan organ korti.

  1. Tingkap atau jendela pada telinga ada dua macam yaitu tingkap oval dan tingkap bulat (jorong). 
  2. Telinga dalam terdiri dari rongga yang menyerupai saluran-saluran. Rongga-rongga ini disebut labirin tulang dan rongga yang dilapisi membran disebut labirin membran. Labirin tulang terdiri dari tiga bagian yaitu vestibula, koklea (rumah siput), dan tiga saluran setengah lingkaran.
  3. Koklea merupakan suatu tabung berisi cairan limfa. Koklea terdiri atas tiga ruangan yaitu skala vestibuli, skala media, dan skala timpani. Skala vestibuli dan skala timpani mengandung cairan yang disebut perilimfe. Sedangkan skala media mengandung cairan endolimfe. Bagian dasar skala vestibuli berhubungan dengan tulang sanggurdi melalui suatu jendela berselaput yang disebut tingkap oval. Sedangkan skala timpani berhubungan dengan telinga tengah melalui tingkap bundar. Skala media terdapat diantara skala vestibuli dan skala timpani. Skala media bagian bawah dibatasi oleh membran basilaris. Diatas membran basilaris terdapat organ korti yang berisi ribuan sel rambut sebagai reseptor yang berfungsi mengubah getaran suara menjadi impuls.. Reseptor tersebut berhubungan dengan serabut saraf yang bergabung membentuk saraf pendengar (saraf auditori)dari saraf otak

C. Proses terjadinya Pendengaran
Indera keseimbangan merupakan indera khusus yang terdapat di dalam telinga. Indera keseimbangan letaknya dekat indera pendengaran, yaitu di bagian belakang labirin dan terdiri dari urtikulus, sakulus, serta tiga kanalis semi-sirkularis. Kelima struktur ini berperan dalam pengaturan keseimbangan tubuh kita.

Proses terjadinya Pendengaran

Telinga dapat mendengar jika ada gelombang suara, gelombang suara akan dikumpulkan oleh daun telinga, kemudian disalurkan ke saluran telinga luar. Adapun proses mendengar pada telinga kita adalah:

Gelombang Suara masuk melalui telinga luar ⇒ Masuk ke membran timpani ⇒ Membran Timpani mengubah gelombang suara menjadi getaran ⇒ Getaran Diteruskan ke Koklea (Rumah Siput ⇒ Getaran membuat cairan di rumah siput bergerak ⇒ Pergerakan cairan merangsang berbagai reseptor rambut di koklea (rumah siput) ⇒ Sel rambut akan bergetar ⇒ Getaran akan dikirim melalui saraf sensoris menuju otak dalam bentuk impuls ⇒ Otak menerima impuls dan menerjemahkannya sebagai suara

Pola Hidup Sehat untuk Menjaga Sistem Ekskresi

Pola hidup sehat adalah pilihan sederhana yang dapat dilakukan untuk memperoleh hidup yang sehat. Atau dengan kata lain hidup dengan pola makan, pikiran, kebiasaan dan lingkungan yang sehat.  Dari pengertian tersebut dapat diartikan bahwa gaya hidup sehat adalah adalah pola hidup sehat adalah jalan yang harus ditempuh untuk memperoleh fisik yang sehat secara jasmani maupun rohani.

Sedangkan sistem ekskresi adalah sistem pembuangan zat-zat sisa pada makhluk hidup seperti karbon dioksida, urea, racun dan lainnya. Berikut ini beberapa pola hidup sehat yang dapat dilakukan untuk menjaga sistem ekskresi.

A. Cara Menjaga Kesehatan Ginjal
Kesehatan menjadi harta yang tak ternilai harganya, karena jika kita sakit akan menghabiskan waktu dan biaya yang tidak sedikit. Oleh karena itulah, kita harus tetap menjaga kesehatan tubuh kita. Salah satu organ eksresi yang harus dijaga kesehatannya adalah ginjal. Beberapa cara menjaga kesehatan ginjal antara lain sebagai berikut.

  1. Makan teratur dan mengkonsumis makanan bergizi. Mengatur pola makan  dapat dilakukan dengan memilih makanan seperti buah-buahan, sayur-sayuran yang di tanam dengan tanpa pupuk kimia (organik) serta jauhilah makanan olahan, kurangi konsumsi garam berlebih, serta konsumsilah ikan atau daging putih tanpa lemak.
  2. Jagalah pencernaan. Menjaga pencernaan dapat dilakukan dengan menambah konsumsi makanan probiotik dan prebiotik serta makanan yang memiliki atau kaya serat yang cukup tinggi.
  3. Berhenti merokok. Stop kebiasaan merokok karena kandungan nikotin dalam rokok berperan penting dalam gangguan ginjal yang dialami.
  4. Jauhi alkohol. Stop dari minuman beralkohol karena dengan mengkonsumsi alkohol akan berdampak buruk bagi kesehatan ginjal anda. karena mengakibatkan peningkatan tekanan darah dalam tubuh yang pada akhirnya berujung pada gangguan ginjal anda.
  5. Minum air putih yang cukup. Minumlah air putih sesuai dengan kebutuhan yaitu sekitar 6-8 gelas sehari.
  6. Berolahraga secara teratur dan rutin. Rajin berolahraga adalah cara paling mudah untuk menjaga kesehatan ginjal. Bentuk olahraga yang bisa dilakukan seperti jalan kaki atau berlari setiap pagi.
  7. Usahakan tidak mengkonsumsi atau bahkan menghindari beberapa obat antibiotik dan anti nyeri. Obat antibiotik dapat merusak ginjal atau konsultasikan tentang penggunaan obat tersebut kepada dokter spesialis terlebih dahulu sebelum menggunakannya.

B. Cara menjaga kesehatan kulit
Kulit selain sebagai organ ekskresi, juga berfungsi untuk melindungi jaringan di bawahnya dari
kerusakan-kerusakan fisik karena gesekan, penyinaran, kuman-kuman, dan zat kimia. Selain itu, juga berfungsi untuk mengurangi kehilangan air, mengatur suhu tubuh, dan menerima rangsangan dari luar. Agar kulit dapat berfungsi dengan baik maka perlu melakukan pola hidup sehat. Beberapa pola hidup sehat untuk menjaga kesehatan kulit antara lain sebagai berikut.

  1. Perbanyak makan buah dan sayuran segar. Buah dan sayuran segar berperan membuat kulit yang sehat. Contoh buah buahan segar yang dapat membuat kulit sehat antara lain  jeruk, jeruk memiliki banyak kandungan vitamin C yang dapat membuat kulit awet muda dan tampak segar selalu. Sayur sayuran hijau yang dapat dikonsumsi diantaranya adalah bayam, sawi, dan masih banyak lagi lainnya.
  2. Perbanyak minum air putih. Air putih dapat membuat kulit menjadi sehat air putih yang dikonsumsi minimal 1,5 liter perharinya. Hal ini dikarenakan tubuh manusia yang terdiri dari banyak kandunagn air. Jika seseorang kekurangan air maka mereka akan mengalami dehidrasi dan kulit mereka menjadi kering dan kusam.
  3. Istirahat yang cukup. Dengan beristirahat kulit aakan menjadi sehat dan tidak kering. Gunakanlah waktu sekitar 8 jam anda untuk beristirahat selama satu hari, dengan begitu anda telah membiarkan kulit anda beristrahat juga.
  4. Hindari polusi karena dapat membuat kulit menjadi kusam dan jering, akibat yang di timbulkan dari sinar UV tersebut seseorang dapat terkena kanker kulit. Jangan biarkan sinar matahar mengenai kulit anda dalam jangka waktu karena dapat merusak kesehatan kulit.
Makanan Sehat

C. Cara Menjaga Kesehatan Hati
Hati selain sebagai organ dalam sistem pencernaan makanan, juga sebagai organ dalam sistem ekskresi. Karena hati berperan dalam merombak sel darah merah yang telah tua dan rusak. Pengubahan dilakukan oleh selsel khusus yang disebut sel histosit. Agar organ hati dapat berfungsi dengan baik tentunya dibutuhkan pola hidup yang sehat. Beberapa pola hidup sehat untuk menjaga kesehatan hati antara lain sevagai berikut.

  1. Hindari konsumsi alkohol. Fungsi hati bisa terganggu bila mengonsumsi alkohol, maka stop konsumsi alkohol bila ingin tetap sehat.
  2. Batasi konsumsi makanan tinggi lemak. Hindari makanan cepat saji untuk menjaga hati tetap dalam kondisi baik. Kontrol berat badan secara rutin, karena obesitas, seperti diabetes, bisa jadi pemicu penyakit hati.
  3. Melakukan pola hidup sehat seperti rajin cuci tangan, terutama sebelum makan dan setelah makan atau setelah dari toilet. Jangan minum air dari peralatan yang digunakan orang asing, sebelum benar-benar mencucinya secara baik.
  4. Pemeriksaan kesehatan secara teratur. Seringkali penyakit hati ditemukan secara tidak sengaja atau pada saat memeriksaan penyakit lain. Diianjurkan untuk melakukan pemeriksaan di laboratorium setiap tahun untuk mengetahui kondisi hati sekaligus mendeteksi penyakit hati tahap awal.

D. Cara Menjaga Kesehatan Paru Paru
Selain berfungsi sebagai alat pernapasan, paru-paru juga berfungsi sebagai alat ekskresi. Ketika manusia menghembuskan napas tentunya mengeluarkan gas yaitu karbondioksida dan uap air maka paru paru ini merupakan bagian dari sistem eksresi pada manusia. Agar paru-paru tetap sehat maka dibutuhkan pola hidup sehat. Beberapa pola hidup sehat untuk menjaga kesehatan paru paru antara lain sebagai berikut.

  1. Berhenti merokok dianjurkan kepada setiap perokok, karena rokok memiliki kandungan bahan kimia yang sangat berbahaya bagi kesehatan paru-paru
  2. Menjaga kebersihan udara di lingkungan sekitar. Udara yang bersih akan mengurangi risiko paru-paru terkontaminasi benda asing dari luar yang bisa merusaknya.
  3. Olahraga secara teratur dan rutin. Semakin baik kebugaran tubuh seseorang maka akan memudahkan paru-paru untuk menjaga jantung dan otot yang mensuplai oksigen.
  4. Meningkatkan kulaitas udara dalam ruangan. Udara dalam ruangan juga bisa mempengaruhi kesehatan paru-paru anda. untuk meningkatkan kualitas udara dalam ruangan dapat anda lakukan dengan cara membersihkan setiap benda yang ada, seperti karpet, gorden, dll. 
  5. Mengkonsumsi makanan bergizi. Makanan yang mengandung anti oksidan merupakan sumber yang baik untuk paru-paru. Antioksidan bisa didapat dari sayuran dan buah.

Uji Urin
Tujuan : Menguji urin untuk mengidentifikasi kesehatan organ ekskresi manusia.

Alat dan Bahan

  1. Tabung reaksi (satu tabung per sampel uji)
  2. Rak tabung reaksi
  3. Pipet tetes
  4. Kertas label
  5. Kaki Tiga
  6. Urin
  7. Penjepit tabung reaksi
  8. Termometer
  9. Gelas kimia
  10. Air panas
  11. Pembakar spiritus

a. Uji Urin yang Mengandung Gula
Reagen Benedict digunakan untuk menguji bahan makanan yang mengandung. Reagen ini berwarna biru jernih. Setelah sampel yang diuji ditetesi reagen Benedict, maka akan terjadi perubahan warna. Apabila sampel berubah warna menjadi biru kehijauan atau kuning atau merah bata berarti bahan makanan tersebut mengandung gula. Perubahan warnanya bergantung pada kadar gula dalam sampel.

Langkah-langkah

  1. Masukkan 40 tetes (2 mL) sampel urin ke dalam tabung reaksi, beri label setiap sampel
  2. Tambahkan 10 tetes larutan Benedict pada masing-masing tabung reaksi.
  3. Panaskan tabung reaksi dalam beker gelas yang berisi air bersuhu 40-50°C selama lima menit.
  4. Berhati-hatilah ketika menggunakan api. Pada waktu mematikan pembakar spiritus jangan ditiup, tapi dilakukan dengan menutupkan spirtus dengan penutupnya
  5. Hati-hati pada waktu memanaskan tabung reaksi dalam beker gelas berisi air panas.
  6. Perhatikan perubahan warna yang terjadi!

b. Uji Urin yang Mengandung Protein
Reagen biuret digunakan untuk mengetahui adanya kandungan protein pada bahan makanan. Reagen biuret adalah larutan berwarna biru yang ketika bereaksi dengan protein akan berubah warna menjadi merah muda sampai ungu.

Langkah-langkah

  1. Masukkan 40 tetes (2 mL) sampel urin ke dalam tabung reaksi, beri label setiap sampel.
  2. Tambahkan 3 tetes reagen biuret untuk masing-masing tabung. Kocok perlahan-lahan untuk mencampur.
  3. Perhatikan perubahan warna yang terjadi!

Data pengamatan
Isikan data pengamatanmu dengan cermat dan teliti sesuai dengan hasil percobaan

Sampel urine Uji glukosa Uji Protein Ada/tidak endapan Warna Gula Warna Protein Gangguan yang mungkin
sebelum sesudah sebelum sesudah
Dea Ada kuning coklat tua kuning kuning lebih muda terdapat gula sebesar 2% – 3,5%
Shabihah Ada kuning hijau lumut kuning kuning lebih muda terdapat gula sebesar 0,5 – 1%
Joko Ada kuning coklat kuning kuning lebih muda terdapat gula sebesar 2% – 3,5%
Shanty Ada bening hijau toska bening kuning lebih muda 0,5 – 1%

Analisis
Berdasarkan hasil praktikum uji kandungan urin, didapatkan hasil bahwa urin  untuk uji protein dan uji glukosa, hasil yang didapat dari praktikum menunjukkan bahwa urin tidak mengandung protein dan tidak mengandung glukosa, karena saat ditetesi 3 tetes biuret (dalam uji protein) urin berwarna kuning kehitaman/cokelat gelap dan saat ditetesi 10 tetes benedict (dalam uji glukosa) urin berwarna hijau kebiruan. Dengan uji glukosa dapat diketahui jika terbentuk endapan maka urin yang digunakan sebagai bahan dasar praktikum adalah milik orang penderita diabetes. Akan tetapi, hasil uji urin setelah diamati adanya endapan atau tidak, ternyata urin tidak terbentuk endapan sehinga tidak menderita diabetes.

Kesimpulan
Dari percobaan yang dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa urin merupakan zat hasil sistem eksresi manusia yaitu ginjal. Urin dapat diuji untuk mengetahui penyakit yang ada dalam tubuh manusia dengan menggunakan benedict dan biuret. Benedict digunakan untuk menguji urin yang mengandung gula atau glukosa sedangkan biuret digunakan untukmenguji urin yang mengandung protein

Gangguan pada Sistem Ekskresi Manusia

Sistem ekskresi manusia dapat mengalami gangguan dan kelainan, penyebabnya adalah dapat karena berbagai hal. Gangguan pada sistem ekskresi dapat terjadi pada ginjal, hati, paru-paru atau pada kulit, yaitu berupa penyakit ataupun kelainan lainnya. Beberapa dari berbagai gangguan pada sistem ekskresi tersebut, yaitu mengenai penyakit diabetes mellitus, diabetes insipidus, batu ginjal, dan gagal ginjal.

A. Diabetes Mellitus (Kencing Manis)
Penyakit ini sudah dikenal sejak sekitar dua ribu tahun yang lalu. Saat itu dua ahli kesehatan Yunani, Celcus dan Areteus menamai suatu penyakit bagi orang yang banyak minum dan banyak buang air kecil, dengan sebutan diabetes.

Diabetes mellitus (kencing manis) adalah penyakit yang ditandai oleh adanya kandungan gula yang tinggi dalam darah (hiperglikemia) dan zat-zat keton serta asam, akibat dari kurangnya atau ketiadaan hormon insulin. Hormon insulin penting dalam proses pengubahan gula darah menjadi gula otot (glikogen) sebagai tenaga, serta dalam sintesis lemak.

Adanya zat-zat keton dan asam yang berlebihan ini dalam darah menyebabkan timbulnya rasa haus yang terus menerus, sering buang air kecil, berat badan turun meskipun selera makan masih baik, daya tahan tubuh menurun, tubuh lemah dan mudah sakit.

Gejala diabetes mellitus tersebut sering dikenal dengan istilah trio-P, yaitu poliuria (sering buang air kecil), polidipsia (selalu merasa haus), dan polifagia (selalu merasa lapar). Seringnya buang air kecil ini diakibatkan banyaknya kadar gula dalam darah, sehingga tubuh berusaha mengeluarkannya melalui ginjal bersama air. Sementara itu, selalu merasa haus merupakan reaksi tubuh dari sering buang air kecil, agar tubuh tidak dehidrasi (kekurangan cairan tubuh).

Gejala Diabetes

Bagi penderita diabetes mellitus yang parah, timbul pula gejala lainnya, yaitu terjadinya penurunan berat badan, kesemutan (mati rasa) atau rasa sakit pada tangan atau kaki, timbulnya luka (borok) pada kaki yang tak kunjung sembuh, dan hilangnya kesadaran diri (pingsan).

Penyakit diabetes mellitus dapat menimbulkan komplikasi penyakit, seperti gangguan pada mata hingga menjadi buta, gangguan pada ginjal hingga mengakibatkan penyakit gagal ginjal, gangguan pada saraf, gangguan pada kardiovaskular, gangren hingga harus diamputasi, bahkan koma. Kenyataan penting lainnya tentang penyakit ini adalah penyakit ini merupakan penyakit yang dapat diturunkan dari orang tua kepada keturunannya.

B. Diabetes Insipidus
Diabetes insipidus adalah penyakit yang ditandai dengan pengeluaran urin yang berlebihan disebabkan kekurangan hormon anti diuretik (ADH). Hormon ini mempengaruhi penyerapan air dari tubulus kontortus, sehingga jumlah air dapat naik hingga 20 – 30 kali lipat. Keadaan ini dapat menyebabkan dehidrasi.

Gejala yang tampak adalah penderita sering buang air kecil, nokturia (sering bangun malam untuk buang air kecil), banyak minum karena terus merasa haus, dan urine tidak berwarna kuning, bahkan bening.

Diabetes Insipidus

Hormon ini dihasilkan oleh bagian posterior (belakang) kelenjar hipofisis, dan bekerja pada ginjal untuk mengurangi penyerapan air pada tubulus kontortus sehingga meningkatkan jumlah urine. Berkurangnya hormon ini adalah akibat dari rusaknya kelenjar hipofisis bagian belakang, dan rusaknya bagian belakang kelenjar hipofisis ini dapat karena beberapa hal, seperti tumor, infeksi, cedera kepala atau karena cacat bawaan atau warisan dari orang tuanya.

C. Batu Ginjal (Nephrolithiasis/Renal Calculi)
Batu ginjal adalah penyakit yang disebabkan oleh adanya endapan garam kalsium, fosfat, atau asam urat urine, di dalam rongga ginjal, saluran ginjal atau di dalam kandung kemih. Adanya batu tersebut menyulitkan keluarnya urine dan menimbulkan rasa nyeri.

Penyebab timbulnya batu ginjal adalah karena terlalu pekatnya konsentrasi urine sehingga zat-zat di dalam urine membentuk kristal batu, atau juga dapat karena infeksi, kelebihan sekresi hormon paratiroid, asidosis pada tubulus ginjal, peningkatan kadar asam urat, terlalu banyak mengkonsumsi vitamin D dan kalsium.

Batu Ginjal

Gejala penyakit batu ginjal adalah adanya rasa nyeri pada pinggang bawah menuju pinggul dan hingga ke alat kelamin luar, kadang-kadang mengalami demam, merasa kedinginan, adanya darah atau nanah di dalam urine akibat batu melukai ureter, dan distensi perut.

Mencegah timbulnya penyakit ini, secara dapat dilakukan dengan berbagai cara. Cara yang dapat dilakukan untuk mencegah penyakit batu ginjal antara lain sebagai berikut.

  • Perbanyaklah minum air putih agar air seni lancar. Ketika berada di ruangan ber-AC, Perbanyak minum air putih walaupaun tidak haus, Minumlah air putih minimal 8 gelas sehari.
  • Hindari minum atau memasak menggunakan air yang kandungan kapurnya tinggi. Kapur di dalam tubuh bisa membentuk batu.
  • Jika menderita penyakit gout dan hiperparatiroid segera atasi. Kedua penyakit itu meningkatkan resiko terbentuknya batu ginjal.
  • Lakukan olahraga rutin dengan tujuan agar metabolisme di dalam tubuh berjalan dengan baik. Idealnya, lakukan olahraga dua hari sekali. Pilihlah jenis olahraga yang disukai dan lakukan sesuai kemampuan, jangan dipaksakan.
  • Jangan duduk terlalu lama saat bekerja. Posisi tersebut mempermudah terjadinya pengendapan Kristal air seni yang kemudian membentuk batu. Paling tidak, dua jam sekali bangkitlah dari duduk dan berjalan-jalan sebentar.
  • Bila terasa ingin membuang air seni sebaiknya segera lakukan. Sangat tidak disarankan untuk menahan air seni, karena Kristal-kristal tersebut bisa mengendap membentuk batu ginjal.
  • Hindari makanan yang mengandung kalsium tinggi, seperti susu dengan kalsium tinggi. Begitu juga dengan makanan yang mengandung purin tinggi, seperti jeroan, emping, dan brokoli. Dan kurangi konsumsi kacang-kacangan, cokelat, soda dan teh.

D. Gagal Ginjal
Gagal ginjal adalah penyakit yang disebabkan oleh kerusakan ginjal pada bagian korteks. Dapat dikatakan pula bahwa penyakit gagal ginjal adalah suatu penyakit dimana fungsi ginjal menurun secara perlahan hingga ginjal tak mampu lagi berfungsi, dan menyebabkan penimbunan limbah metabolik di dalam darah (azotemia).

Gagal Ginjal

Penyebab penyakit ini adalah karena beberapa penyakit serius lain yang diderita tubuh, yang secara perlahan berdampak pada kerusakan ginjal. Penyakit serius yang dimaksud adalah hipertensi (penyakit darah tinggi), diabetes mellitus (kencing manis), kanker, kista pada ginjal, dan atau karena adanya sumbatan pada saluran kemih. Sumbatan ini dapat berupa batu ginjal, tumor, atau karena penyempitan struktur saluran ginjal.

Gejala adanya penyakit ini adalah mata dan kaki bengkak, nyeri di pinggang, buang air kecil sakit tetapi sering, urine sedikit, demam, urine berwarna merah karena mengandung darah.

Penanganan atau pengobatan gagal ginjal biasanya tergantung dari penyebab terjadinya kegagalan fungsi ginjal. Misalnya, penderita harus melakukan diet konsumsi sodium, kalium, protein dan cairan apabila penyebabnya adalah zat-zat tersebut. Apabila penyebabnya adalah penyakit lain, maka dokter atau petugas kesehatan akan memberi obat-obatan tertentu seperti untuk pengobatan hipertensi, anemia, atau untuk menurunkan kolesterol.

E. Nefritis
Nefritis adalah peradangan pada nefron, yaitu kerusakan bagian glomerolus ginjal. Nefritis disebabkan oleh infeksi bakteri Streptococus. Nefritis mengakibatkan masuknya kembali asam urin dan urea ke pembuluh darah (uremia) serta adanya penimbunan air di kaki karena reabsorbsi air yang terganggu (oedema).

Penderita nefritis bisa disembuhkan dengan cangkokan ginjal atau cuci darah secara rutin. Cuci darah biasanya dilakukan sampai penderita mendapatkan donor ginjal yang memiliki kesesuaian jaringan dengan organ penderita.

F. Albuminaria
Penderita penyakit albuminaria di keluarkan pada urin ditemukan adanya protein. Hal ini disebabkan oleh kerusakan glomerolus yang berperan dalam proses filtrasi. Pencegahan terhadap gangguan ini antara lain dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.

  • Untuk mengurangi resiko terjadinya albuminuria mungkin bisa dimulai dengan membiasakan diri minum 8 gelas sehari, walaupun sebetulnya tidak merasa haus.
  • Selain itu pencegahannya juga dapat dilakukan dengan tidak mengonsumsi hanya salah satu zat gizi saja secara berlebihan (misalnya hanya protein atau kalsium saja). Artinya makanan yang kita makan juga haru seimbang, baik dari segi jumlah maupun kadar gizinya.

G. Penyakit kuning
Penyakit kuning disebabkan oleh tersumbatnya saluran empedu yang mengakibatkan cairan empedu tidak dapat dialirkan ke dalam usus dua belas jari, sehingga masuk ke dalam darah dan warna darah menjadi kuning. Kulit penderita tampak pucat kekuningan, bagian putih bola mata berwarna kekuningan, dan kuku jari berwarna kuning. Hal ini terjadi karena di seluruh tubuh terdapat pembuluh darah yang mengangkut darah berwarna kekuningan karena bercampur dengan cairan empedu.

H. Hepatitis
Hepatitis adalah radang hati yang disebabkan oleh virus. Virus hepatitis ada beberapa macam, misalnya virus hepatitis A dan hepatitis B. Hepatitis yang disebabkan oleh virus hepatitis B lebih berbahaya daripada hepatitis yang disebabkan oleh virus hepatitis A. Pencegahan hepatitis dapat dilakukan dengan cara melakukan vaksinasi.

I. Sirosis hati
Sirosis hati adalah keadaan penyakit yang sudah lanjut dimana fungsi hati sudah sangat terganggu akibat banyaknya jaringan ikat di dalam hati. Sirosis hati dapat terjadi karena virus Hepatitis B dan C yang berkelanjutan, karena alkohol, salah gizi, atau karena penyakit lain yang menyebabkan sumbatan saluran empedu.

Sirosis tidak dapat disembuhkan, pengobatan dilakukan untuk mengobati komplikasi yang terjadi (seperti muntah dan berak darah, asites/perut membesar, mata kuning serta koma hepatikum).

J. Perlemakan hati
Perlemakan hati terjadi bila penimbunan lemak melebihi 5 % dari berat hati atau mengenai lebih dari separuh jaringan sel hati. Perlemakan hati ini sering berpotensi menjadi penyebab kerusakan hati dan sirosis hati. Kelainan ini dapat timbul karena mengkonsumsi alkohol berlebih disebut ASH (Alcoholic Steatohepatitis), maupun bukan karena alkohol disebut NASH (Nonalcoholic Steatohepatitis).

K. Kanker Hati
Kanker hati terjadi apabila sel kanker berkembang pada jaringan hati. Kanker hati yang banyak terjadi adalah Hepatocellular carcinoma (HCC). HCC merupakan komplikasi akhir yang serius dari hepatitis kronis, terutama sirosis yang terjadi karena virus hepatitis B, C dan hemochromatosis.

L. Koletasis dan jaundice
Kolestasis merupakan keadaan akibat kegagalan memproduksi dan pengeluaran empedu. Lamanya menderita kolestasis dapat menyebabkan gagalnya penyerapan lemak dan vitamin A, D, E, K oleh usus, juga adanya penumpukan asam empedu, bilirubin dan kolesterol di hati. Adanya kelebihan bilirubin dalam sirkulasi darah dan penumpukan pigmen empedu pada kulit, membran mukosa dan bola mata disebut jaundice. Pada keadaan ini kulit penderita terlihat kuning, warna urin menjadi lebih gelap, sedangkan faeces lebih terang.

M. Asma
Asma dikenal dengan bengek yang disebabkan oleh bronkospasme. Asma merupakan penyempitan saluran pernapasan utama pada paru-paru. Gejala penyakit ini ditandai dengan susah untuk bernapas atau sesak napas. Penyakit ini tidak menular dan bersifat menurun. Kondisi lingkungan yang udaranya tidak sehat atau telah tercemar akan memicu serangan asma.

Langkah tepat yang dapat dilakukan untuk menghindari serangan asma adalah menjauhi faktor-faktor penyebab yang memicu timbulnya serangan asma itu sendiri. Setiap penderita umumnya memiliki ciri khas tersendiri terhadap hal-hal yang menjadi pemicu serangan asmanya.

N. Tubrculosis (TBC)
Penyakit TBC disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis. Penyakit ini dapat menular melalui percikan ludah saat penderita batuk. Penegahan dapat dilakukan dengan cara : menghindari kontak dengan penderita TBC, tidak meggunakan peralatan terutama peralatan makn dengan penderita TBC.

O. Pneumonia
Penyakit ini disebabkan oleh bakteri, virus atau jamur yang menginfeksi paru-paru khususnya di alveolus. Penyakit ini menyebabkan oksigen susah masuk karena alveolus dipenuhi oleh cairan. Pencegahan  dapat dilakukan dengan selalu memelihara kebersihan dan menjaga daya tahan tubuh tetap kuat dapat mencegah agar bakteri tidak mampu menembus pertahanan kesehatan tubuh.
Biasakan untuk mencuci tangan, makan makanan bergizi dan berolahraga secara teratur.

P. Emfisema
Emfisema disebabkan karena hilangnya elastisitas alveolus. Alveolus sendiri adalah gelembung-gelembung yang terdapat dalam paru-paru. Pada penderita emfisema, volume paru-paru lebih besar dibandingkan dengan orang yang sehat karena karbondioksida yang seharusnya dikeluarkan dari paru-paru terperangkap didalamnya. Asap rokok dan kekurangan enzim alfa-1-antitripsin adalah penyebab kehilangan elastisitas pada paru-paru.

Pencegahan dilakukan dengan cara menghindari asap rokok adalah langkah terbaik untuk mencegah penyakit ini. Berhenti merokok juga sangat penting.

Q. Bronkitis
Penyakit bronkitis disebabkan oleh peradangan pada bronkus (saluran yang membawa udara menuju paru-paru). Penyebabnya bisa karena infeksi kuman, bakteri atau virus. Penyebab lainnya adalah asap rokok, debu, atau polutan udara.

Pencegahan yang dapat dilakukan antara lain dengan meningkatkan daya tahan tubuh merupakan salah satu pencegahan yang dapat dilakukan. Sedangkan untuk mencegah bronkitis kronik adalah dengan menghentikan kebiasaan merokok juga menghindari asap rokok agar tidak menjadi perokok pasif yang sangat berbahaya.

R. Asbestosis
Adalah suatu penyakit saluran pernafasan yang di sebabkan oleh menghirup serat-serat asbes, dimana pada paru-paru terbentuk jaringan parut yang luas. Asbestos terdiri dari serat silikat mineral dengan komposisi kimiawi yang berbeda. Jika terhisap, serat asbes mengendap di dalam dalam paru-paru, menyebabkan parut. Menghirup asbes juga dapat menyebabkan penebalanpleura (selaput yang melapisi paru-paru).

Pencegahan asbestosis dapat dlakukan dengan mengurangi kadar serat dan debu asbes di lingkungan kerja. Karena industri yang menggunakan asbes sudah melakukan kontrol debu, sekarang ini lebih sedikit yang menderita asbestosis, tetapi mesotelioma masih terjadi pada orang yang pernah terpapar 40 tahun lalu.

S. Paru-paru hitam
Paru-paru hitam merupakan akibat dari terhirupnya serbuk batubara dalam jangka waktu yang lama. Merokok tidak menyebabkan meningkatnya angka kejadian paru-paru hitam, tetapi bisa memberikan efek tambahan yang berbahaya bagi paru-paru. Resiko menderita paru-paru hitam berhubungan dengan lamanya dan luasnya pemaparan terhadap debu batubara.

Paru-paru hitam dapat dicegah dengan menghindari debu batubara pada lingkungan kerja. Pekerja tambang batubara harus menjalani pemeriksaan foto dada tiap 4-5 tahun sehingga penyakit ini dapat ditemukan pada stadium awal. Jika ditemukan penyakit, maka pekerja tersebut harus dipindahkan ke daerah dimana kadar debu batubaranya rendah, untuk menghindari terjadinya fibrosis masif progresif.

T. Sinusitis
Sinusitis adalah infeksi dalam rongga sinus yaitu rongga berisi udara yang letaknya dalam rongga kepala di sekitar hidung. Infeksi atau peradangan sinus umumnya terjadi sebagai kelanjutan infeksi hidung. Setiap kondisi dalam hidung yang menghambat aliran keluar cairan hidung cenderung menyebabkan infeksi dari sinus. Seperti adanya infeksi virus, bakteri atau benda asing penyebab alergi dapat menimbulkan pembengkakan selaput lendir hidung.

Infeksi virus dan bakteri harus dihindari dengan meningkatkan daya tahan tubuh misalnya istirahat dan gizi yang cukup serta olahraga yang teratur. Hindari juga alergen seperti debu, asap rokok dan polusi lain serta obat-obatan dan jenis makanan tertentu yang dapat menimbulkan alergi.

U. Pleuritis
Pleuritis adalah peradangan pada pleura, yang merupakan, lembab berlapis ganda membran yang mengelilingi paru-paru dan garis tulang rusuk. Kondisi ini dapat membuat napas sangat menyakitkan. Kadang-kadang dikaitkan dengan kondisi lain yang disebut efusi pleura, di mana kelebihan cairan mengisi daerah antara lapisan membran itu.

V. Kanker paru-paru
Kanker paru-paru adalah pertumbuhan sel kanker yang tidak terkendali dalam jaringan paru. Jika dibiarkan pertumbuhan yang abnormal ini dapat menyebar ke organ lain, baik yang dekat dengan paru maupun yang jauh misalnya tulang, hati, atau otak. Penyakit kanker paru-paru lebih banyak disebabkan oleh merokok (87%), sedangkan sisanya disebabkan oleh zat asbes, radiasi, arsen, kromat, nikel, klorometil eter, gas mustard dan pancaran oven arang bisa menyebabkan kanker paru-paru, meskipun biasanya hanya terjadi pada pekerja yang juga merokok.

W. Skabies
Kudis (scabies) adalah penyakit kulit yang menular, penyakit ini memiliki gejala gatal, dan rasa gatal tersebut akan lebih para pada malam hari. Sering muncul di tempat-tempat lembab di tubuh seperti misalnya, tangan, ketiak, pantat, kunci paha dan terkang di celang jari tangan atau kaki.

Pencegahan dapat dilakukan dengan mencuci sperai tempat tidur, handuk dan pakaian yan dipakai dalam 2 hari belakangan dengan air hangat dan deterjen dan menjaga kebersihan kulit.

X. Kurap
Penyakit Kurap merupakan suatu penyakit kulit menular yang disebabkan oleh fungsi. Gejala kurap mulai dapat dikenali ketika terdapat baian kecil yang kasar pada kulit dan dikelilingi lingkaran merah muda.

Pencegahan dapat dilakukan dengan mencuci tangan yang sempurna.enjaga kebersihan tubuh.
Mengindari kontak dengan penderita.

Y. Panu
Panu adalah salah satu penyakit kulit yang disebabkan oleh jamur. Penyakit panau ditandai dengan bercak yang terdapat pada kulit disertai rasa gatal pada saat berkeringat. Bercak-bercak ini bisa berwarna putih, coklat atau merah tergantung warna kulit si penderita. Pencegahan panu dapat dilakukan dengan cara menjaga kebersihan badan., Usahakan agar kulit dalam keadaan kering dan tidak lembab, Pakaian dan handuk mandi jangan sampai lembab, karena pakaian yang lembab memicu tumbuhnya jamur.

Z. Kanker kulit
Penyakit kanker kulit disebabkan oleh penerimaan sinar matahari yang berlebihan. Penyakit ini lebih sering menyerang orang yang berkulit putih atau terang, karena warna kulit tersebut lebih sensitif terhadap sinar matahari. Pencegahan dapat dilakukan dengan tabir surya atau menghindari kontak dengan sinar matahari yang terlalu banyak.

AA. Biang keringat
Biang keringat dapat mengenai siapa saja, baik anak-anak, remaja, ataupun orang tua. Biang keringat terjadi karena kelenjar keringat tersumbat oleh sel-sel kulit mati yang tidak dapat terbuang secara sempurna. Keringat yang terperangkap tersebut menyebabkan timbulnya bintik-bintik kemerahan yang disertai gatal.

Sel-sel kulit mati, debu, dan kosmetik juga dapat menyebabkan terjadinya biang keringat. Orang yang tinggal di daerah tropis dan lembap, akan lebih mudah terkena biang keringat. Biasanya, anggota badan yang terkena biang keringat, yaitu leher, punggung, dan dada.

Struktur dan Fungsi Sistem Ekskresi pada Manusia

Di dalam tubuh kita, terjadi proses pembakaran (oksidasi) sari-sari makanan agar diperoleh zat gizi dan atau energi yang berguna bagi tubuh. Tetapi dalam proses metabolisme tersebut dihasilkan pula zat-zat yang tak berguna bagi tubuh atau sebagai ‘sampah’. Zat-zat yang tidak berguna itu apabila tetap tinggal di dalam tubuh kita akan membahayakan kesehatan. Organ yang berfungsi mengangkut zat-zat sisa itu adalah darah untuk dibawa ke alat-alat pengeluaran, yaitu ginjal, hati, paru-paru, dan kulit. Organ atau alat-alat pengeluaran itu membangun sistem ekskresi.

Proses pengeluaran zat sisa ada tiga macam yaitu: sekresi, ekskresi, dan defekasi. Sekresi artinya proses pengeluaran zat yang berbentuk cairan oleh sel-sel atau kelenjar, tetapi cairan tersebut masih dapat dimanfaatkan oleh tubuh. Cairan tersebut adalah hormon dan enzim. Ekskresi adalah proses pengeluaran zat-zat sisa yang berbentuk cairan juga tetapi cairan tersebut sudah tidak bermanfaat lagi bagi tubuh, seperti urine, keringat dan karbondioksida serta uap air. Sedangkan defekasi artinya proses pengeluaran sisa-sisa pencernaan melalui anus, yaitu berupa feses.

Struktur dan Fungsi Sistem Ekskresi pada Manusia
1. Ginjal
Ginjal disebut juga ren berbentuk seperti biji kacang merah. Ginjal terletak di kanan dan kiri tulang pinggang, yaitu di dalam rongga perut pada dinding tubuh bagian belakang (dorsal). Ginjal berfungsi untuk menyaring darah yang mengandung limbah sisa metabolisme dari seluruh tubuh.

Bagian Bagian Ginjal

Bagian-bagian ginjal antara lain sebagai berikut

  1. Bagian luar disebut korteks atau kulit ginjal. Bagian bagian ginjal manusia yang paling utama adalah korteks. Tempat inilah yang menjadi muara asalnya urin berasal. Di dalam korteks terdapat jutaan nefron nefron yang di dalamnya terletak badan Malpighi.
  2. Medulla. Medulla ini merupakan jaringan yang berbentuk seperti piramida piramida dimana terletak lengkung henle. Medulla adalah tempat berkumpulnya pembuluh darah kapiler dan juga kapsul bowman. Di tempat ini urin primer akan mengalami proses panjang sebelum menjadi urin sekunder.
  3. Arteri ginjal. Merupakan pembuluh nadi yang berguna untuk membawa darah ke dalam ginjal. Setelah sampai di dalam ginjal, maka darah tersebut masuk ke dalam glomerulus untuk di filter atau saring. Darah yang masih terdapat zat zat berguna seperti protein dan asam amino akan kembali di serap dan di gunakan tubuh. Jika darah tersebut hanya mengandung urea dan zat tidak berguna lainnya, akan berlanjut sampai kandung kemih.
  4. Vena ginjal. Vena ginjal merupakan bagian utama dari ginjal. Vena ginjal adalah pembuluh balik yang berguna untuk membawa darah keluar dari dalam ginjal menuju vena cava inferior. Urutan pemprosesan vena ginjal adalah setelah melewati Darah tersebut kemudian akan di alirkan kembali ke dalam jantung untuk di olah menjadi darah bersih atau yang mengandung oksigen.
  5. Ureter. Ureter merupakan erupakan yang sangat berguna untuk mengalirkan urin yang sesungguhnya dari ginjal ke kandung kemih.  Ureter berbentuk seperti saluran maskuler yang silinder di dalam tubuh. Panjang ureter adalah sekitar 20-30 dengan diameter maksimum sekitar 1,7 cm di dekat kandung kemih dan yang berjalan dari hilus ginjal yang menuju kandung kemih.
  6. Pelvis. Pelvis ini berguna sebagai sebagai tempat penampungan sementara urin yang sudah di filter atau di saring di dalam ginjal. Nantinya jika tempat penampungan ini penuh, urin akan turun melalui ureter menuju kandung kemih. Jika kandung kemihnya penuh, maka syaraf dan otot akan berkontraksi untuk mengirimkan sinyal sinyal kuat ke bagian bagian otak manusia bahwa diri ingin segera ‘pipis’.
  7. Nefron adalah tempat darah yang ada di dalam tubuh di saring. Di dalam setiap nefron terdapat bagian bagian penting seperti glomerulus, kapsula bowman, tubulus kontortus proximal, tubulus kontortus distal, tubulus kolektivus serta lengkung henle.

Berikut adalah bagian bagian di dalam nefron :

Bagian Bagian Nefron
  1. Glomerulus. Pada bagian glomerulus ini darah yang masuk akan di saring zat zat yang masih berguna. Seperti air, garam, asam amino, glukosa (zat gula), serta urea. Hasil penyaringan dari bagian ini adalah urin primer.
  2. Kapsul bowman. Di namakan sebagai kapsul bowman karena bentuk organ ini mirip seperti kapsul atau kantung yang mana di temukan oleh peneliti Sir William Bowman. Kapsul bowman ini membungkus glomerulus.
  3. Tubulus kontortus proximal. Di tempat inilah yang menghasilkan urin sekunder. Di dalam tubulus kontortus proximal, darah yang berasal dari glomerulus melakukan penyerapan kembali.
  4. Lengkung henle. Di namakan dengan lengkung henle karena anatomi organ ini memang melengkung. Struktur seperti ini memang di perlukan dalam menyaring dan sebagai penghubung antara tubulus kontortus proximal dengan tubulus kontortus distal.
  5. Tubulus kontortus distal. Pada bagian ini, urin yang masih dalam tahap urin sekunder melepas zat zat yang masih berguna. Lalu mendapat tambahan zat zat sisa atau pembuangan yang tidak berguna. Di sinilah terbentuknya urin yang sesungguhnya, dimana nantinya di keluarkan ke luar tubuh manusia.
  6. Tubulus kolektivus. Bagian ini menjadi bagian terakhir di bagian nefron. Bentuknya yang mirip selang menjadi saluran terakhir dan terpanjang dalam ginjal. Fungsinya untuk menampung urin sesungguhnya hasil pengolahan dan penyerapan di dalam nefron. Kemudian setelah dari sini, urin urin tersebut di lanjutkan ke pelvis.

Proses Pembentukan Urin 
Ginjal berperan dalam proses pembentukan urin yang terjadi melalui serangkaian proses, yaitu: penyaringan, penyerapan kembali dan pengumpulan (augmentasi).

  1. Penyaringan (filtrasi). Proses pembentukan urin diawali dengan penyaringan darah yang terjadi di kapiler glomerulus. Sel-sel kapiler glomerulus yang berpori (podosit), tekanan dan permeabilitas yang tinggi pada glomerulus mempermudah proses penyaringan. Selain penyaringan, di glomelurus juga terjadi penyerapan kembali sel-sel darah, keping darah, dan sebagian besar protein plasma. Bahanbahan kecil yang terlarut di dalam plasma darah, seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida, bikarbonat dan urea dapat melewati saringan dan menjadi bagian dari endapan. Hasil penyaringan di glomerulus disebut filtrat glomerolus atau urin primer, mengandung asam amino, glukosa, natrium, kalium, dan garam-garam lainnya. 
  2. Penyerapan kembali (reabsorbsi) Bahan-bahan yang masih diperlukan di dalam urin pimer akan diserap kembali di tubulus kontortus proksimal, sedangkan di tubulus kontortus distal terjadi penambahan zat-zat sisa dan urea. Meresapnya zat pada tubulus ini melalui dua cara. Gula dan asam amino meresap melalui peristiwa difusi, sedangkan air melalui peristiwa osmosis. Setelah terjadi reabsorbsi maka tubulus akan menghasilkan urin sekunder, zat-zat yang masih diperlukan tidak akan ditemukan lagi. Sebaliknya, konsentrasi zat-zat sisa metabolisme yang bersifat racun bertambah, misalnya urea.
  3. Augmentasi. Augmentasi adalah proses penambahan zat sisa dan urea yang mulai terjadi di tubulus kontortus distal. Dari tubulus-tububulus ginjal, urin akan menuju rongga ginjal, selanjutnya menuju kantong kemih melalui saluran ginjal. Urin akan keluar melalui uretra.

2. Kulit
Kulit merupakan lapisan tipis yang menutupi dan melindungi seluruh permukaan tubuh. Selain berfungsi menutupi permukaan tubuh, kulit juga berfungsi sebagai alat pengeluaran. Zat sisa yang dikeluarkan melalui kulit adalah air dan garam-garaman. Kulit terdiri dari tiga lapisan, yaitu lapisan kulit ari (epidermis), lapisan kulit jangat (dermis) dan lapisan jaringan ikat bawah kulit.

  1. Kulit ari (epidermis). Terdiri dari dua lapisan, yaitu lapisan tanduk dan lapisan malpighi. Lapisan tanduk merupakan lapisanya yang terletak paling luar dan terdiri dari sel-sel mati. Lapisan ini dapat mengelupas. Lapisan malpighi terletak dibawah lapisan tanduk dan terdiri dari sel-sel yang hidup. Lapisan malpighi mengandung pigmen melamin yang berfungsi memberi warna pada kulit. Lapisan malpighi berfungsi juga melindungi tubuh dari sengatan sinar matahari.
  2. Kulit Jangat (Dermis). Kulit janggat merupakan lapisan kulit yang terletak dibawah lapisan kulit ari. Di dalam kulit jnggat terdapat kelenjar keringat, kelenjar minyak, pembuluh darah, ujungujung saraf dan kantong rambut. Ujung saraf terdiri atas ujung saraf peraba untuk mengenali rabaan, ujung saraf peras untuk mengenali tekanan dan ujung saraf suhu untuk mengenali suhu.
  3. Jaringan Ikat Bawah Kulit. Pada jaringan bawah kulit terdapat cadangan lemak. Lemak berfungsi sebagai cadangan makanan dan pengendali suhu tubuh agar tetap hangat.
Kulit

Fungsi Kulit
Fungsi kulit antara lain sebagai berikut:

  1. Mengeluarkan keringat;
  2. Pelindung tubuh;
  3. Menyimpan kelebihan lemak;
  4. Mengatur suhu tubuh;
  5. Tempat pembuatan vitamin D dari pro vitamin D dengan bantuan sinar matahari yang mengandung ultraviolet.

Proses Pembentukan Keringat
Bila suhu tubuh kita meningkat atau suhu udara di lingkungan kita tinggi, pembuluh-pembuluh darah di kulit akan melebar. Hal ini mengakibatkan banyak darah yang mengalir ke daerah tersebut. Pangkal kelenjar keringat berhubungan dengan pembuluh darah maka terjadilah penyerapan air, garam dan sedikit urea oleh kelenjar keringat. Kemudian air bersama larutannya keluar melalui pori-pori yang merupakan ujung dari kelenjar keringat.

Keringat yang keluar membawa panas tubuh, sehingga sangat penting untuk menjaga agar suhu tubuh tetap normal. Ketika suhu di keliling kita
panas maka kulit akan menagtur suhu tubuh dengan banyak mengeluarkan keringat dan urin yang dihasilkan lebih sedikit. Sebaliknya ketika suhu dingin maka tubuh hanya sedikit memproduksi keringat dan pengeluaran air lebih banyak melalui ginjal (urin).

3. Hati
Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh manusia, terletak di dalam rongga perut sebelah kanan, dibawah diafragma. Pada orang dewasa berat hati mencapai 2 kg. Hati merupakan tempat untuk mengubah berbagai zat, termasuk racun. Seperti hati menerima kelebihan asam amino yang akan diubah menjadi urea yang bersifat racun. Hati menjadi tempat perombakan sel darah merah yang rusak menjadi empedu. Empedu yang dihasilkan akan disimpan dalam kantong empedu (bilirubin).

Hati

Bilirubin adalah produk utama dari penguraian sel darah merah yang tua. Bilirubin disaring dari darah oleh hati, dan dikeluarkan pada cairan empedu. Sebagaimana hati menjadi semakin rusak, bilirubin total akan meningkat. Sebagian dari bilirubin total termetabolisme, dan bagian ini disebut sebagai bilirubin langsung. Bila bilirubin langsung adalah rendah sementara bilirubin total tinggi, hal ini menunjukkan kerusakan pada hati atau pada saluran cairan empedu dalam hati.

Bilirubin mengandung bahan pewarna, yang memberi warna pada kotoran (feses). Bila tingkatnya sangat tinggi, kulit dan mata dapat menjadi kuning, yang mengakibatkan gejala ikterus. Albumin adalah protein yang mengalir dalam darah. Albumin dibuat oleh hati dan dikeluarkan pada darah.

Hati berperan dalam merombak sel darah merah yang telah tua dan rusak. Pengubahan dilakukan oleh sel-sel khusus yang disebut sel histosit. Sel darah merah oleh histosit dipecah menjadi zat besi, globin, dan hemin.

Fungsi Hati
Adapun fungsi hati bagi tubuh sebagai berikut:

  1. Sebagai tempat untuk menyimpan gula dalam bentuk glikogen
  2. Menetralkan racun yang masuk ke dalam tubuh dan membunuh bibit penyakit
  3. Mengatur kadar gula dalam darah
  4. Sebagai tempat pengubahan provitamin A menjadi vitamin A
  5. Menghasilkan empedu yang berguna untuk mengemulsikan lemak
  6. Menguraikan molekul hemoglobin tua
  7. Menghilangkan hormon-hormon berlebih
  8. Membentuk protein tertentu dan merombaknya
  9. Pembentukan dan pengeluaran lemak dan kolesterol.

4. Paru Paru
Paru-paru berada di dalam rongga dada manusia sebelah kanan dan kiri yang dilindungi oleh tulang-tulang rusuk. Paru-paru terdiri dari dua bagian, yaitu paru-paru kanan yang memiliki tiga gelambir dan paru-paru kiri memiliki dua gelambir. Paru-paru sebenarnya merupakan kumpulan gelembung alveolus yang terbungkus oleh selaput yang disebut selaput pleura.

Paru Paru

Selain berfungsi sebagai alat pernapasan, paru-paru juga berfungsi sebagai alat ekskresi. Oksigen di udara yang memasuki alveolus akan berdifusi dengan cepat melintasi epitelium ke dalam kumpulan kapiler yang mengelilingi alveolus, sehingga karbondioksida akan berdifusi dengan arah yang sebaliknya. Darah pada alveolus akan mengikat oksigen dan mengangkutnya ke sel-sel jaringan. Dalam jaringan, darah mengikat karbondioksida (CO₂) untuk dikeluarkan bersama H₂O yang dikeluarkan dalam bentuk uap air. Reaksi kimia tersebut secara ringkas dapat kita tuliskan.

O₂ (Oksigen) ↦CO₂ (Karbondioksida) + H₂O (Uap Air)

Aliran udara dalam alveolus terjadi karena perbedaan tekanan udara di atmosfer dengan udara di dalam alveolus. Perbedaan ini disebabkan oleh perubahan volume rongga dada dan rongga perut akibat gerakan kontraksi dan relaksasi otot dada dan otot perut. Pada saat inspirasi, tekanan udara paru-paru lebih rendah 1-2 mmHg dibandingkan tekanan udara di atmosfer dan sebaliknya pada saat ekspirasi tekanan udara paru-paru lebih tinggi 2-3 mmHg dibandingkan dengan tekanan udara atmosfer.

Jaringan Transportasi Air dan Makanan Pada Tumbuhan

Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah (misal ganggang) penyerapan air dan zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi (misal spermatophyta) proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xylem dan floem.

Di dalam tubuh makhluk hidup selalu terjadi sistem transportasi. Sistem transportasi ini terjadi melalui proses pengangkutan nutrisi, oksigen, karbondioksida, dan sisa metabolisme. Tumbuhan memerlukan beberapa zat dari lingkungannya, terutama air, mineral, oksigen, dan karbon dioksida. Oksigen dan karbon dioksida dari udara diambil oleh tumbuhan tingkat tinggi melalui daun. Air dan garam mineral yang terkandung di dalam air diserap tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut akar.

Tumbuhan membutuhkan air sepanjang hidupnya. Setelah diserap akar, air digunakan dalam semua reaksi kimia, mengangkut zat hara, membangun turgor, dan akhirnya keluar dari daun sebagai uap atau air. Agar air tetap tersedia, tumbuhan memiliki sistem transportasi air dan garam mineral yang terdapat di dalam tubuh tumbuhan.

Sistem transportasi pada makhluk hidup berperan penting dalam mendistribusikan nutrisi yang telah diambil dari lingkungan menuju seluiruh bagian tubuh makhluk hidup. Dengan terpenuhinya nutrisi di setiap bagian tubuh makhluk hidup maka fungsi dari setiap bagian tubuh tersebut dapat berjalan secara optimal.

A. Jenis Transportasi pada Tumbuhan
Pada tumbuhan tingkat tinggi terdapat dua macam cara pengangkutan air dan garam mineral yang diperoleh dari tanah yaitu secara ekstravaskuler dan intravaskuler.

1. Transportasi Ektravaskuler 
Transportasi ektravaskuler merupakan pengangkutan air dan garam mineral di luar berkas pembuluh pengangkut. Pengangkutan ini berjalan dari sel ke sel dan biasanya dengan arah horisontal. Pengangkutan air dimulai dari epidermis bulu- bulu akar, kemudian masuk ke lapisan korteks, lalu ke endodermis dan sampai ke berkas pembuluh angkut.

2. Transportasi intravaskuler
Pengangkutan intravaskuler adalah proses pengangkutan zat yang terjadi di dalam pembuluh angkut, yaitu dalam xilem dan floem. Proses pengangkutan dalam pembuluh angkut terjadi secara vertikal. Air dan garam mineral akan diangkut ke daun melalui pembuluh kayu (xylem). Sedangkan pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan dilakukan oleh pembuluh tapis (floem) dan disebut pula dengan istilah translokasi.

B. Jaringan Transportasi pada Tumbuhan
Jaringan pengangkut adalah salah satu kelompok jaringan permanen yang dimiliki tumbuhan hijau berpembuluh. Jaringan ini disebut juga pembuluh dan berfungsi utama sebagai saluran utama transportasi zat-zat hara yang diperlukan dalam proses vital tumbuhan.

Xilem dan floem adalah jaringan seperti tabung yang berperan dalam sistem pengangkutan. Air dan mineral dari dalam tanah akan diserap oleh akar. Kemudian diangkut melalui xilem ke bagian batang dan daun tumbuhan. Zat makanan yang dibuat di daun akan diangkut melalui floem ke bagian lain tumbuhan yang memerlukan zat makanan.

Xilem dan floem adalah jaringan pengangkut yang salurannya terpisah. Xilem yang ada di akar bersambungan dengan xilem yang ada di batang dan di daun. Floem juga bersambungan ke semua bagian tubuh tumbuhan.

C. Mekanisme Transportasi pada Tumbuhan
Penyerapan cairan oleh tumbuhan digunakan untuk memperoleh bahan dari lingkungan untuk hidup berupa O₂, CO₂, air dan unsur hara. Mekanisme proses penyerapan dapat belangsung karena adanya proses imbibisi, difusi, osmosis dan transpor aktif.

  1. Imbibisi adalah penyusupan / peresapan air ke dalam ruangan antar dinding sel, sehingga dinding selnya akan mengembang. Misalnya masuknya air pada biji saat berkecambah dan biji kacang yang direndam dalam air beberapa jam. 
  2. Diffusi adalah gerak menyebarnya molekul dari daerah konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik). Misal pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 saat pernafasan, penyebaran setetes tinta dalam air. 
  3. Osmosis adalah proses perpindahan air dari daerah yang berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke daerah yang berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membran semipermiabel. Membran semipermiabel adalah selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya. 
  4. Transport aktif adalah pengangkutan lintas membran dengan menggunakan energi ATP, melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+ (pompa ion) serta protein kontraspor yang akan mengangkut ion Na+ bersama melekul lain seperti asam amino dan gula. Arahnya dari daerah berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Misal perpindahan air dari korteks ke stele.

1. Transportasi Air
Pada saat kondisi lingkungan lembap atau jumlah uap air di lingkungan tinggi, maka air akan masuk ke dalam tumbuhan. Apabila lingkungan di sekitar tumbuhan kering uap air akan keluar dari tumbuhan melalui stomata yang terdapat di daun. Proses ini disebut transpirasi.

Transportasi Air

Air yang ada di dalam tanah masuk ke dalam sel tumbuhan karena adanya perbedaan konsentrasi air. Konsentrasi adalah ukuran yang menunjukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Jaringan yang dilalui oleh air ketika masuk ke akar: Epidermis -> Korteks -> Endodermis -> Perisikel -> Xilem
Pertama-tama, air diserap oleh rambut-rambut akar. Kemudian, air masuk ke sel epidermis melalui
proses secara osmosis. Selanjutnya, air akan melalui korteks. Dari korteks, air kemudian melalui endodermis dan perisikel. Selanjutnya, air masuk ke jaringan xilem yang berada di akar. Setelah tiba di xilem akar, air akan bergerak ke xilem batang dan ke xilem daun.

Faktor-Faktor yang memperngaruhi pengangkutan air pada tumbuhan melalui pembuluh xilem adalah :

  1. Daya Hisap Daun (Tarikan transpirasi). Pada organ tumbuhan terdapat proses penguapan air melalui mulut daun (stomata) yang disebut transpirasi. Transpirasi menyebabkan sel daun kehilangan air dan timbul tarikan terhadap air yang ada pada sel-sel di bawahnya sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun.
  2. Daya Isap daun adalah timbulnya tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun.  Hilangnya air pada transpirasi menyebabkan tekanan pada daun menjadi  rendah sehingga menarik air yang ada di pembuluh. Isapan daun ini akan membuat air yang terdapat di akar naik ke atas
  3. Kapilaritas Batang. Pengangkutan air melalui pembuluh kayu (xilem), terjadi karena pembuluh kayu (Xilem) tersusun seperti rangkaian pipa-pipa kapiler. Pengangkutan air melalui xilem mengikuti prinsip kapilaritas. Daya kapilaritas disebabkan karena adanya kohesi antara molekul air dengan air dan ahesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem.
  4. Tekanan Akar. Akar tumbuhan menyerap air dan garam mineral baik siang maupun malam. Sel-sel akar menggunakan energi untuk memompa ion-ion mineral ke dalam xilem. Dorongan getah xilem ke arah atas ini disebut tekanan akar (roof pressure). Tekanan akar juga menyebabkan tumbuhan mengalami gutasi, yaitu keluarnya air yang berlebih pada malam hari.
  5. Pengaruh sel-sel yang hidup. Sel-sel hidup yang menyusun tubuh tumbuhan memerlukan air, sehingga di dalam sel akan selalu kekurangan air dan menyerap dari sekitarnya.

Pengeluaran Cairan oleh Tumbuhan

  1. Transpirasi Adalah terlepasnya air dalam bentuk uap air melalui stomata dan kutikula ke udara bebas (evaporasi). Semakin cepat laju transpirasi berarti semakin cepat pengangkutan air dan zat hara terlarut, demikian pula sebaliknya. Alat untuk mengukur besarnya laju transpirasi melalui daun disebut potometer atau transpirometer.
  2. Gutasi adalah pengeluaran air dalam bentuk tetes-tetes air melalui celah-celah tepi atau ujung tulang tepi daun yang disebut hidatoda/ gutatoda/emisarium. Gutasi terjadi pada suhu rendah dan kelembaban tinggi sekitar pukul 04.00 sampai 06.00 pagi hari. 
  3. Perdarahan adalah pengeluaran air cairan dari tubuh tumbuhan berupa getah yang disebabkan karena luka atau hal-hal lain yang tidak wajar. Misalnya pada penyadapan pohon karet dan pohon aren.

2. Transportasi Nutrisi
Proses pengangkutan bahan makanan dalam tumbuhan dikenal dengan translokasi. Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya. Jaringan pembuluh yang bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis). Zat terlarut yang paling banyak dalam getah floem adalah gula, terutama sukrosa.

Semua bagian tumbuhan yaitu, akar, batang, daun serta bagian lainnya memerlukan nutrisi. Agar kebutuhan nutrisi di setiap bagian tumbuhan terpenuhi, maka dibutuhkan suatu proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis berupa gula dan asam amino ke seluruh tubuh tumbuhan. Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan terjadi melalui pembuluh floem.

Perjalanan zat-zat hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya yaitu daun (daerah yang memiliki, konsentrasi gula tinggi) ke bagian tanaman lain yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah).

Setelah terjadi proses fotosintesis, hasil fotosintesis selanjutnya didistribusikan ke seluruh tubuh tumbuhan oleh pembuluh tapis (floem) untuk dimanfaatkan serta disimpan apabila ada kelebihan hasil fotosintesis. Air yang sudah terpakai, selanjutnya dikeluarkan oleh tumbuhan melalui 3 cara yaitu transpirasi (penguapan), gutasi dan perdarahan.