CAHAYA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Cahaya pada hakekatnya tidak dapat dilihat, kesan adanya cahaya apabila cahaya tersebut mengenai benda. Cahaya dapat bersifat gelombang maupun partikel. Cahaya adalah tenaga berbentuk gelombang dan dapat membantu kita melihat. Cahaya bergerak lurus ke semua arah. Cahaya di biaskan apabila bergerak secara tegak lurus melalui medium yang berbeda seperti melalui udara, kaca dan air. Cahaya dapat bergerak lebih cepat melalui udara.

Cahaya mempunyai banyak manfaat. Selain bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, cahaya juga di manfaatkan dalam bidang medis. Salah satu penerapannya adalah dalam pendeteksian suatu penyakit yang bertujuan untuk mendiagnosa dan proses penyembuhan penyakit melalui terapi. Hal inilah yang melatarbelakangi penulis membuat makalah ini.

1.2  Masalah

Adapun masalah yang akan diangkat dalam makalah ini:

           1.      Menjelaskan tentang sumber dan sifat cahaya!

           2.      Menjelaskan tentang fotometri!

           3.      Menyebutkan dan menjelaskan alat pengukur cahaya!

           4.      Bagaimana cara penggunaan sinar dalam bidang kedokteran?

           5.      Menjelaskan tentang laser!

1.3  Tujuan

Penulisan makalah ini bertujuan untuk mengetahui tentang sumber dan sifat cahaya, fotometri, alat ukur cahaya, cara penggunaan sinar dalam bidang kedokteran, dan laser.

1.4  Manfaat

Diharapkan dari pembuatan makalah ini dapat dijadikan sebagai sumber bacaan dan literature bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

BAB II

PEMBAHASAN

Cahaya dapat kita temui dimana-mana. cahaya bersifat gelombang dan partikel, Maxwell (1831-1874) mengemukakan pendapatnya bahwa cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikkan dan kemagnetan sehingga tergolong gelombang elektomagnetik. Cahaya sendiri pada hakekatnya tidak dapat dilihat, kesan adanya cahaya apabila cahaya tersebut mengenai suatu benda. melalui

pendekatan cahaya sebagai gelombang dan partikel maka peristiwa refraksi, defraksi , dispersi, dan refleksi dapat dijelaskan dengan teori gelembang.

2.1 Sumber dan Sifat Cahaya

2.1.1    Sumber Cahaya

Sumber cahaya secara garis besar dibagi menjadi 2, yaitu:

1.      Cahaya Alam (Natural Ligthing)

Yang termaksud cahaya alam adalah cahaya matahari yang merupakan sumber cahaya utama dan dominan di bumi.

2.      Cahaya Buatan (Artifasial)

Cahaya buatan ini meliputi cahaya listrik, cahaya gas, lampu minyak dan lilin. Cahaya buatan ini sebagai sarana pelengkap untuk penerangan ruangan.

2.1.2        Sifat Cahaya

1.      Cahaya Merambat Lurus

Cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya merambat ke segala arah. Bila medium yang dilaluinya homogen, maka cahaya lurus. Bukti cahaya merambat lurus tampak pada berkas cahaya matahari yang menembus masuk ke dalam ruangan yang gelap. Demikian pula dengan berkas lampu sorot pada malam hari. Berkas-berkas itu tampak sebagai batang putih yang lurus. Ketika menyentuh permukaan suatu benda maka rambatan cahaya akan mengalami dua hal, yaitu pemantulan atau pembiasan. tidak tembus cahaya, sedangkan pembiasan terjadi pada benda yang transparan atau tembus cahaya.

2.      Cahaya Dapat Dipantulkan

Kita dapat melihat benda di sekitar kita karena benda itu memantulkan cahaya. Kemudian cahaya pantulan itu masuk ke mata kita. Jelas tidaknya benda tergantung pada banyaknya cahaya yang dipantulkan oleh benda. Benda tampak berwarna merah karena benda tersebut memantulkan spektrum warna merah dan menyerap spektrum warna lain. Benda tampak hitam karena benda tidak memantulkan cahaya tetapi menyerap semua spektrum warna, sedangkan benda putih akan memantulkan semua cahaya.

Jenis pemantulan cahaya ada 2 yakni pemantulan teratur dan pemantulan baur. pemantulan teratur adalah pemantulan yang sama sudutnya dengan sinar datang dan terjadi pada benda teratur. sedangkan pemantulan baur adalah cahaya yang dipantulkan yang tersebar ke banyak arah yang berbeda dikarenakan suatu permukaan tidak teratur.

3.      Cahaya Dapat Dibiaskan

Setiap berkas cahaya yang masuk dari medium yang satu ke medium yang lain akan dibiaskan atau dibelokkan arah rambatnya disebut pembiasan atau refraksi. Besarnya pergeseran berkas cahaya yang keluar dari suatu medium bergantung pada kerapatan optik medium tersebut. Jika cahaya masuk dari zat optik kurang rapat ke zat optik lebih rapat, cahaya dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, jika cahaya masuk dari zat optic lebih rapat ke zat optik kurang rapat, cahaya dibiaskan menjauhi garis normal.

4.      Cahaya Dapat Diuraikan (Dispersi)

Dispersi cahaya merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spektrum. Isac Newton mengemukakan bahwa sesungguhnya cahaya putih mengandung semua dari tujuh warna yang terdapat pada pelangi. Berdasarkan urutan penurunan panjang gelombang, maka warna-warna yang seharusnya kamu lihat pada pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

  

2.2  Fotometri

Fotometri ialah ilmu yang mempelajari tentang pengukuran kwantita cahaya. Ada beberapa kwantitas cahaya yaitu:

            a.       Kuat/ Intensitas Cahaya (I)

Kuat cahaya merupakan jumlah arus cahaya yang dapat dipancarkan dari sumber cahaya tiap satuan sudut ruang. Satuan kuat cahaya adalah Iilin(I)/ candela (Cd). Satu iilin internasional ialah kuat cahaya yang memberikab cahaya sebanyak 1/20 kali banyaknya cahaya yang dipancarkan oleh 1cm2 platina pada titik lebur.

           b.      Arus Cayaha (Fluks Cahaya=F)

Banyaknya tenaga cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya tiap satu satuan waktu. satuan arus cahaya adalah Lumen (Lm) yang didefinisikan sebagai satuLumenadalah arus cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya sekuat 1 kandela steradial. atau arus cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya yang menubus bidang serluad 1 m² dari kulit bola yang berjari-jari 1m di mana pusat bola terdapat 1 Iilin internasional.

           c.       Kuat Penerangan (E)

Jumlah arus cahaya tiap satuan luas. satuan penarangan adalah Luks, satu Luks didefinisikan sebagai kuat penerangan bidang yang tiap 1m2 bidang tersebut menerima arus cahaya 1 Lumen.

Jika arus cahaya (F) menerangi merata suatu bidang seluas A m² maka kuat penerangan bidang tersebut sebesar: E= .

            d.      Terang Cahaya (E)

Besar kuat cahaya tiap cm2 dari luas permukaan sumber cahaya yang dilihat (kalua sumber cahaya berupa bola maka luas permukaanya dapat dilihat berupa luas lingkaran).

Rumus: e = I/A

Apabila ada 2 bola lampu yang berpijar mempunyai kuat cahya yang sama tetapi lampuyang kecil kelihatan lebih terang dari pada lampu yang besar. Dalam Hal ini dikatakan terang cahaya (e) lampu kecil lebih terang dari pada lampu yang besar.

2.3  Alat Pengukur Cahaya

2.3.1        Alat Pengukur Kuat Cahaya

·         Fotometer Sederhana

Terdiri dari sebuah kertas ditengah-tengah terdapat bintik minyak. Bintik minyak yang mendapat cahaya lebih terang dari satu pihak akan terlihat lebih tua dari pada sekelilingnya dan lebih mudah tembus cahaya dari pada sekelilingnya. Sedangkan kalau kedua belah pihak mendapat penerangan yang sama kuat, bintik minyak ini tidak dapat dibedakan sekelilingnya. Fotometer ini dipindah-pindahkan/digeser-geser diantara dua sumber cahaya di mana salah satu I-nya telah diketahui.

Maka:

                               I₁               I₂

                                      =

                             R₁²           R₂²

·         Fotometer Buatan Lummer Dan Brodhun

Melalui fotometer ini mata sekaligus dapat melihat bidang B kanan dan kiri yang mendapat penyinaran dari sumber cahaya I₁ dan I₂.

Luks meter biasanya dipakai untuk menentukan waktu oxposure (pencahayaan) sedangkan waktu pencahayaan berbanding terbalik dengan kuat penerangan bidang. Dengan mempergunakan luks meter maka diperoleh data kuat penerangan, yaitu:

1.      Cahaya matahari 100.000 luks.

2.      Lampu-lampu gedung bioskop 50.000 luks.

3.      Ruangan aula 300 luks.

4.      Ruangan membaca 150 luks.

5.      Bulan purnama 0,2 luks.

6.      Bintang malam hari 0,003 luks.

Ruangan membaca mempunyai kuat penerangan 150 luks agar tidak merusak kesehatan mata dan tidak cepat lelah.

2.3.2   Alat Pengukur Kuat Peneranga Cahaya Yakni Luks Meter

Di dalam alat ini terdapat foto sel yang hanya menghasilkan listrik kalau dijatuhi cahaya.

2.4  Penggunaan Sinar Dalam Bidang Kedokteran

Sinar sangat berguna dalam bidang kedokteran baik sebagai pembantu dalam memperoleh informasi maupun terapi. Demikian pula sinar berkaitan dengan ketajaman penglihatan. Sebagai contoh, lampu operasi. Lampu ini dipakai pada waktu operasi: dengan bantuan cermin cekung untuk  memperoleh sinar yang benderang. Di bawah ini akan dibahas penggunaan sinar menurut panjang gelombang.

2.4.1        Sinar Tampak

Sinar tampak digunakan untuk mengetahui secara langsung apakah bagian-bagian tubuh baik luar maupun dalam mengalami suatu kelainan; untuk itu dapat diperinci sebagai berikut:

1.      Transilluminasi

Transilluminasi yaitu transmisi cahaya melalui jaringan tubuh untuk mengetahui apakah ada gejala hidrosefalus ( kepala mengandung cairan oleh karena belum sempurna pembentukan tulang tengkorak) atau ada kelainan di dalam tubuh. Cahay yang masuk itu akan dihamburkan sedemikian rupa sehingga membentuk cahaya yang spesifik. Selain transilluminasi dipergunakan untuk menentukan pneumetoraks, kelainan testes dan payudara.

2.      Endoskop 

Alat yang dipergunakan untuk melihat ruang di dalam tubuh. Alat ini terdiri dari fiberglas, lampu. Sinar-sinar yang melalui fiberglas akan dipantulkan secara sempurna sehingga gambaran di dalam tubuh dapat terlihat dengan mudah. Di samping itu sifat fiberglas mudah dibengkokkan.

3.      Sistoskop

Prinsip sama dengan endoskop. Alat ini dipergunakan untuk melihat struktur di dalam kandung kencing.

4.      Protoskop

Prinsip sama dengan endoskop, diperuntukan melihat struktur rektum (dubur

5.      Bronkhoskop

Alat ini untuk melihat bronkus paru-paru.

2.4.2        Ungu Ultra

Sinar ungu ultra mempunyai efek fisik, kimia dan biologis, di samping itu sinar ungu ultra dipakai untuk sterilisasi oleh karena mempunyai sifat bakterisid. Sinar ungu ultra mempunyai efek terhadap kulit yaitu dalam hal pembentukan vitamin D. Demikian pula ungu ultra dapat menyebabkan kulit kemerah-merahan (erithema), dengan mempergunakan sifat ini maka telah ada usaha untuk mengobati penderita vitiligo (kulit  putih), selain itu menyebabkan edema kulit, pigmentasi (melanin kulit) dan pembentukan vitamin D. Terhadap mata menyebabkan foto keratitis dan katarak pada lensa mata dan cairan mata bisa mengalami fluoresen yang bersifat sementara tanpa perubahan patologis.

Untuk mengatasi penderita artritis yaitu dengan memakai lampu kromayer. Ungu ultra dapat diperoleh dari sinar matahari, tekanan rendah lampu merkuri, lampu matahari/sun lamp, dan lampu cahaya hitam yang kesemuanya itu merupakan emisi rendah. Ada sumber ungu ultra yang emisi tinggi yaitu lampu gas merkuri dengan tekanan tinggi, arkus xenon dengan tekanan tinggi.

Spektrum ungu ultra dari masing-masing lampu sebagai berikut.

1.      Lampu merkuri tekanan rendah (253 nm).

2.      Lampu merkuri  tekanan tinggi (200-230 nm).

3.      Lampu fluoresen (lebih besar dari 320 nm).

4.      Lampu cahaya hitam (336).

2.4.3        Merah Infra

Merah infra dihasilkan oleh lampu berfilter merah dengan daya 250 watt, 750 watt, sinar matahari, emisi lampu pijar, lampu fluoresen dan temperatur tinggi komponen listrik.

Kegunaan akan merah infra:

1.      Sebagai diameter pada penderita artritis.

2.      Emisi infra merah fotografi di mana radiasi yang dipancarkan oleh tubuh kemudian ditangkap/dideteksi sebagai thermogram.

3.      Reflective infra red phoography yaitu menggunaka panjang gelombang 700-900 nm, untuk menunjukkan aliran vena pada kulit.

4.      Juga dipergunakan untuk fotografi terhadap pupil mata tanpa suatu rangsangan.

2.4.4        Sinar biru

Energi sinar diserap oleh molekul tertentu secara selektif. Berdasarkan sifat ini maka pada tahun 1958telah diusahakan fototerapi dengan sinar biru (-450 nm) terhadap penderita penyakit kuning. Alat ini dapat membangkitkan panjang gelombang yang dikehendaki (biru, merah, kuning, dan hijau) kemudian mempergunakan electrode diletakkan pada penderita untuk pengobatan berbagai penyakit.

2.5 Laser

Laser adalah singkatan dari kata light amplification by stimulated emission of radiaton. Yang berarti menghasilkan sumber cahaya dengan intensitas yang besar dan fase koheren. Sinar laser merupakan sumber cahaya yang diemisi sebagai berkas cahaya yang monokhromatis yang masing – masing gelombang dalam satu fase bersama – sama dengan berkas cahaya lainnya yang berdekatan ( cahaya koheren ) dan paralel.

Sinar laser dimanfaatkan pada bidang medis. Pada beberapa penyakit mata, sinar laser digunakan secara rutin untuk koagulasi darah yang memblokir pembuluh darah vena. Dalam penggunaan sinar laser sebagai foto koagulasi harus diketahui minimum reaktif dose ( MRD) misalnya MRD untuk penembakan pada retina sebesar 50 um yaitu kira – kira 2,4 mJ selam 0,25 detik. Unutk foto koagulasi penyinaran dapat 10 – 50 kali MRD dengan penembakan dalam waktu 0,25 detik. Selain penggunaan laser sebagai foto koagulasi, laser juga dipakai untuk memperoleh bayangan tiga dimensi yang dikenal sebagai “ Holography “ kadang kala laser juga digunakan pula untuk pengobatan pada beberapa tipe kanker.

Selain mempunyai manfaat, penggunaan laser juga mempunyai akibat. Akibat dari penggunaan laser tersebut, yaitu mengakibatkan kerusakan pada jaringan yang terjadi oleh karena menggunakan sinar laser pada jaringhan mencapai temperature 1000C.

2.5.1 Macam-macam Laser

Berdasarkan material pembentukan laser maka dikenal bermacam-macam laser, yaitu:

1.      Laser p-n Junction

Belum banyak digunakan, beroperasi pada daerah merah dengan kepadatan arus 10³ A/cm² atau lebih, serta pulsa 10-100 ns ( nano second)

2.      Laser He-Ne

Beroperasi pada daerah merah dengan spectrum 633 nm. Laser ini bekerja melalui suatu tekanan yang rendah serupa dengan neon dengan daya 100 mW.

3.      Laser Argon

Memberikan tingkat daya kontinyu yang tinggi (1-15 W) dengan spektrum 515 nm. Kegunaannya : untuk foto coagulase pembuluh darah di dalam mata penderita yang mengalami diabetes retinophaty.

4.      Laser CO₂

Member daya 50-500 W. dipakai untuk memotong plastik logam setebal 1 cm.

5.      Laser Solid State

Ada dua macam yaitu:

1.      Laser rubi (ImJ) bekerja dengan spektrum 693 nm pada daerah merah.

2.      Laser (Nd: YAG) mempenyai daya 2 W/mm dengan spektrum 1.064 nm pada daerah merah infra.

2.5.2  Penggunaan Laser

a.       Pada beberapa penyakit mata, sinar laser digunaka secara rutin untuk koagulasi darah dan memblokir pembuluh darah vena.

Dalam penggunaan sinar laser sebagai foto koagulasi harus diketahui minimal reaktif dose (MRD) misalnya MRD untuk penembakan pada retina sebesar 50 um yaitukira-kira 2,4 mJ selama 0,2 detik. Untuk foto koagulasi penyinaran dapat 10 sampai 50 kali MRD (misalnya 24 sampai 120 mJ untuk 50 um), dengan penembakan dalam waktu 0,25 detik.

b.       Selain penggunaan laser sebagai foto koagulasi laser juga dipakai untuk memperoleh bayangan tiga dimensi yang dilakukan sebagai “holography”.

c.       Kadangkala laser digunakan pula untuk pengobatan pada beberapa tipe kanker.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari uraian diatas dapat disimpulkan sebagai berikut.

1.      Cahaya sendiri pada hakekatnya tidak dapat dilihat, kesan adanya cahaya apabila cahaya tersebut mengenai suatu benda. Melalui pendekatan cahaya sebagai gelombang dan partikel maka peristiwa refraksi, defraksi , dispersi, dan refleksi dapat dijelaskan dengan teori gelembang.

2.      Melihat dari sifat cahaya bahwa cahaya itu; merambat lurus, dapat dipantulkan, cahayadapat dibiaskan, dan dapat diuraikan (dispersi).

3.      Sinar sangat berguna dalam bidang kedokteran yaitu sebagai pembantu dalam memperoleh informasi maupun terapi.

3.2 Saran

Penggunaan cahaya pada alat-alat medis memiliki dampak negatif, dimana efek dari cahaya misalnya sinar-X sangat membahayakan tubuh. Oleh karena itu, dalam penggunaannya harus sesuai dengan tahapan dan proses yang benar dan tepat.

DAFTAR PUSTAKA

http://fhaysal.files.wordpress.com/2010/06/cahaya.pdf

http://online-medicalfaculty.blogspot.com/2012/04/prinsip-cahaya-dan-penerapannyadalam.html

http://books.google.co.id/books?id=GTKs1gjkmD8C&pg=PA175&lpg=PA175&dq=penggunaan+sinar+dalam+bidang+kedokteran&source=bl&ots=38vOC9yrSm&sig=HwEm8zSUmul-fTVhyPslU_1eGyk&hl=en&sa=X&ei=6ODzUOqnGsyOkwXZnYDACA&redir_esc=y#v=onepage&q=penggunaan%20sinar%20dalam%20bidang%20kedokteran&f=false