44
Penghargaan Indah permata berkilau suasa, Untuk hantaran si gadis rupawan, Ku susun kata sanjungan bangsa, Menjadi ikutan sepanjang zaman. Dedikasi khas ditujukan kepada kedua ayahanda Encik Mohd Yunos Bin Kadri dan bonda tercinta Puan Hasnah Bte Rashid di atas semangat dan doa yang sentiasa dihadiahkan kepada anakanda ini. Buku ini menjadi satu permulaan kepada masa depan dan impian anakanda berkat restu keluarga tercinta. Juga dedikasi khas untuk Dr Noor Azean bte Atan di atas bimbingan dan motivasi sepanjang penghasilan buku ini. Terima kasih

Cahaya - Fizik

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Pembelajaran Topik Cahaya bagi Kursus Fizik

Citation preview

Page 1: Cahaya - Fizik

Penghargaan

Indah permata berkilau suasa,

Untuk hantaran si gadis rupawan,

Ku susun kata sanjungan bangsa,

Menjadi ikutan sepanjang zaman.

Dedikasi khas ditujukan kepada kedua ayahanda Encik Mohd Yunos Bin Kadri dan

bonda tercinta Puan Hasnah Bte Rashid di atas semangat dan doa yang sentiasa

dihadiahkan kepada anakanda ini. Buku ini menjadi satu permulaan kepada masa

depan dan impian anakanda berkat restu keluarga tercinta. Juga dedikasi khas

untuk Dr Noor Azean bte Atan di atas bimbingan dan motivasi sepanjang

penghasilan buku ini.

Terima kasih

Page 2: Cahaya - Fizik

Isi Kandungan

Tajuk Muka Surat

Pantulan Cahaya Pengenalan 5 - 7 Peraturan Pembinaan Rajah Sinar 8 Kedudukan Dan Ciri-Ciri Imej Yang 10 - 11

Terbentuk Oleh Cermin Cekung Kedudukan Dan Ciri-Ciri Imej Yang 11

Terbentuk Oleh Cermin Cembung Aplikasi Pantulan Cahaya 12

Pembiasan Cahaya Pengenalan 14 - 15 Hukum Pembiasan 15 Indeks Pembiasan 16 Dalam Nyata Dalam Ketara 18 - 19

Pantulan Dalam Penuh Pengenalan 21 Syarat Pantulan Dalam Penuh 22 Hubungkait Antara Sudut Genting 22

Dan Indeks Pembiasan Pantulan Dalam Penuh (Prisma Kaca) 22 Aplikasi Pantulan Dalam Penuh 23

Kanta Nipis Pengenalan 25 - 26 Rajah Sinar 28 Pembesaran Linear 30 Melukis Rajah Sinar Untuk Menentukan 31 - 32

Kedudukan Dan Ciri Imej Formula Kanta 33 Aplikasi Kanta Nipis 34

1

Page 3: Cahaya - Fizik

Istilah BM – Istilah BI Cahaya - Light Pantulan - Reflection Cermin satah - Plane mirror Cembung - Convex Cekung - Concave

Peta Konsep

Cahaya

2

BinokularPeriskopCermin belakang

kenderaan

Hukum pembiasanHukum pantulan Sudutgenting

Cekung Cembung

Rajahsinar

Pembentukanimej

Ciri-ciriimej

Formula kanta1u + 1v =

1f

Kuasa kanta1f

Pembesaranlinear

TeleskopKantapembesar

Projektorslaid

Kamera

PeralatanOptik

Cermin lampu depan kereta

n =

LajucahayadalamvacumLajucahayadalammedium

n = sin isin r

n =

Dalam nyatadalamketara

Hukum pantulan

CekungCembung

Pantulan Cahaya

Pembiasan Cahaya

Kanta Nipis

Cermin

Satah Melengkung

Cermin biasa

Pantulan Dalam Penuh

Mikroskop

n =

1sin c

Page 4: Cahaya - Fizik

Celik Minda

Jelaskan apakah yang anda dapat

perhatikan berdasarkan gambar cahaya di

sebelah ?

3

B

A

Page 5: Cahaya - Fizik

Matahari merupakan satu-satunya objek angkasa yang menghasilkan cahaya.

Bulan tidak menghasilkan cahaya

Cahaya Matahari

Bergerak dengan halaju

300,000 kms-1

Cahaya tidak sampai ke

kawasan B kerana cahaya

tidak menembusi objek

Berapakah anggaran kelajuan cahaya matahari untuk sampai ke permukaan bumi ?

Pada pandangan anda mengapakah cahaya matahari tidak sampai ke permukaan B

berbanding permukaan

A ?

(Sila buka helaian sebelah jika anda telah membuat penjelasan terhadap gambar

tersebut)

Celik Minda

Sifat-sifat Cahaya

Cahaya bergerak lurus

Cahaya boleh dipantulkan,

dibiaskan dan diserap

4

Zon Info

Page 6: Cahaya - Fizik

Objek legap adalah objek yang tidak membenarkan cahaya untuk melaluinya.

Objek lutsinar atau lutcahaya adalah objek yang membenarkan cahaya melaluinya.

Cahaya Matahari

Bergerak dengan halaju

300,000 kms-1

Cahaya tidak sampai ke

kawasan B kerana cahaya

tidak menembusi objek

Pantulan Cahaya

Selari

Sinar tuju Sinar tuju

5

Apabila sinar cahaya ditujukan ke atas

permukaan suatu cermin, cahaya tidak

merambat melaluinya, tetapi dipantul

balik oleh cermin satah. Fenomena ini

dikenali sebagai Pantulan Cahaya

Jenis

Zon Info

Page 7: Cahaya - Fizik

Tidak selari

Pantulan pada permukaan Pantulan pada permukaan

rata tidak rata

6

pantulan

Permukaan pantulan adalah tidak rata dan kasar

Sinaran cahaya dipantulkan secara rawak ke semua arah

Contoh : jalan raya

Sudut pantulan

Mata

Penapis sinaran

Situasi di sebelah

menunjukkan fenomena

pancaran sinaran matahari ke

atas permukaan bumi.

ir

Sudut

Sinarpantulan

Normal

Sudut tuju, i adalah sama

dengan sudut pantulan, r

Sinaran tuju, sinaran

pantulan dan garis normal

berada pada satu

permukaan yang sama

Penting !!!

Permukaan pantulan adalah rata dan mendatar

Semua sinaran dipantulkan dengan arah yang sama.

Contoh : cermin

Istilah BM – Istilah BI

Sudut tuju - Incident angle

Sudut pantulan - Reflection angle Selari - Parallel

Page 8: Cahaya - Fizik

7

Bagaimanakah imej yang terbentuk di cermin cekung dan cermin cembung berbeza daripada

objek sebenar ?

Cermin Cembung Cermin Cekung

Permukaan pantulan

Sinaran mayaF

P

f f

FP

Permukaan pantulan

CSinar tuju

Sinar tuju

Sinar tuju yang selari mengena pada permukaan cermin cembung dan menghasilkan sinar pantulan keluar seolah-olah tersebar dari suatu titik F, iaitu titik fokus, di belakang cermin.

C ialah pusat lengkungan iaitu pusat sfera dari kedudukan cermin di potong.

P ialah kutub cermin f ialah jarak di antara titik

fokus ke kutub cermin

(Pf = 12

CP)

C

Sinar tuju yang selari mengena pada permukaan cermin cekung dan menghasilkan sinar pantulan yang menumpu pada suatu titik F yang dikenali sebagai titik fokus.

C ialah pusat lengkungan iaitu pusat sfera dari kedudukan cermin di potong.

P ialah kutub cermin f ialah jarak di antara titik

fokus ke kutub cermin (2f = CP)

Page 9: Cahaya - Fizik

8

Peraturan Pembinaan Rajah Sinar

C

F

P

1

2

F

CP

3

F

CP

1

C F C

P

2

C F C

P

3

C

F C

P

Cermin Cembung Cermin Cekung

Sinar cahaya yang selari dengan paksi utama dipantul balik seolah-olah dari

titik fokus F

Sinar cahaya yang menuju titik fokus F dipantul balik mengikut lintasan

yang selari dengan paksi utama

Sinar cahaya yang menuju ke pusat lengkungan C dipantul balik

mengikut lintasan yang sama

Sinar cahaya yang melalui pusat lengkungan C dipantul balik

mengikut lintasan yang sama

Sinar cahaya yang melalui titik fokus F dipantul balik mengikut lintasan

yang selari dengan paksi utama

Sinar cahaya yang selari dengan paksi utama dipantul semula melaui titik

fokus F.

Page 10: Cahaya - Fizik

1. Nyatakan sifat-sifat cahaya:

a) _____________________________________________

b) _____________________________________________

c) _____________________________________________

2. Nyatakan ciri-ciri imej di dalam cermin satah:

a) ______________________________________________

b) ______________________________________________

c) ______________________________________________

d) ______________________________________________

3.

Rajah menunjukkan seorang pemerhati yang berdiri 1.5m dari cermin satah. Satu tiang berada di kedudukan 3.5m dari cermin satah. Berapakah jauh imej tiang itu dari pemerhati tersebut ?

a) 2m b) 3m c) 4m d) 5m e) 7m

9

TiangPemerhati Cermin Satah

3.5m

1.5m

Uji Diri

Page 11: Cahaya - Fizik

10

Kedudukan dan Ciri-Ciri Imej yang Terbentuk oleh Cermin Cekung

Objek

Imej

C

F

P

Objek

CF

P

Infiniti

F

F

CObjek

Imej

P

CObjek

Imej

P

Imej berada di belakang cermin

Maya Tegak Diperbesarkan

Imej di infiniti

Maya Tegak Sangat besar

Imej jauh dari C (Jarak imej > CP)

Nyata Songsang Diperbesarkan

Imej di C

Nyata Songsang Sama saiz

Page 12: Cahaya - Fizik

11

FP

F P

C

Objek

Imej

C

Imej

Kedudukan dan Ciri-Ciri Imej yang Terbentuk oleh Cermin Cembung

F

CPImejObjek

Imej di antara C dan F

Nyata Songsang Diperkecilkan

Imej pada F

Nyata Songsang Diperkecilkan

Imej pada F

Nyata Songsang Diperkecilkan

Tips Belajar

Cermin Cembung

Imej dekat dengan cermin

Imej diperkecilkan

Cermin Cekung

Imej jauh dari cermin

Imej diperbesarkan

Page 13: Cahaya - Fizik

12

Ujian Optik Pesakit yang duduk di depan cermin dapat

membaca huruf tersongsang sisi yang terletak dibelakangnya semasa menjalani ujian optik.

Huruf-huruf kelihatan lebih jauh dalam cermin.

Oleh itu ujian optik tidak perlu dijalankan dalam bilik yang panjang.

Cermin Doktor Gigi Cermin cekung membesarkan imej bagi

memudahkan doctor gigi untuk melihat keadaan gigi pesakit dengan lebih besar dan jelas.

Imej yang diperhatikan adalah tegak lurus.

Periskop Periskop merupakan alatan optik yang

berdasarkan pantulan cahaya untuk membolehkan seseorang pemerhati melihat objek di atas suatu halangan.

Permukaan pantulan cermin disusun secara selari dan bercondong pada 45 dengan paksi tiub.

Aplikasi Pantulan Cahaya

Page 14: Cahaya - Fizik

13

Pantulan Cahaya

Apabila sinar cahaya ditujukan ke atas permukaan suatu cermin,

cahaya tidak merambat melaluinya, tetapi dipantul balik oleh cermin

satah. Fenomena ini dikenali sebagai Pantulan

Sudut tuju

Sudut pantulan

SinarpantulanSinar

tuju

Normal

i r

Sudut tuju, i adalah sama dengan sudut pantulan, r Sinaran tuju, sinaran pantulan dan garis normal berada pada

satu permukaan yang sama

Ciri-ciri imej di dalam cermin satah: Lurus, tegak dan nyata Imej terbalik Saiz imej sama seperti objek sebenar Jarak di antara imej dan cermin adalah sama dengan jarak di

antara objek dan cermin

Cermin Cembung

Imej dekat dengan cerminImej diperkecilkan

Cermin Cekung

Imej jauh dari cerminImej diperbesarkan

Aplikasi Pantulan Cahaya

Ujian optik Cermin doktor gigi Periskop

Page 15: Cahaya - Fizik

Pembiasan Cahaya

14

Pembiasan Cahaya adalah suatu

fenomena yang mana alur cahaya

mengubah arahnya apabila merambat

dari satu medium ke medium yang lain

yang berlainan ketumpatannya.

3 Perbezaan Kes Dalam Pembiasan

Udara(Kurang tumpat)

Gelas(Lebih tumpat, cahaya

bergerak perlahan)

Udara(Kurang tumpat, cahaya bergerak

laju)

i

r

r r’i’

i = r = 90 i = r = 90

i

r

i > r

i’ < r’

r’ = ii’ = rNormal

Normal

Sinar Tuju

Sinar Pembiasan

Kes 1

Kes 3

Kes 2

i = sudut tujur = sudut pembiasan

Page 16: Cahaya - Fizik

15

Kes 1

Sinaran cahaya melintasi sempadan di antara dua medium yang berbeza dengan satu sudut tegak. Tiada pembiasan berlaku tetapi halaju cahaya berubah:

Sinaran tidak di condongkan i = 0, r = 0

Kes 2

Sinaran cahaya merambat melalui udara (kurang tumpat) kepada gelas (lebih tumpat)

Cahaya tidak ditegakkan ke arah normal i > r Halaju cahaya berkurang sebaik sahaja

memasuki kawasan gelas

Kes 3

Sinaran cahaya merambat melalui gelas (lebih tumpat) kepada udara (kurang tumpat)

Cahaya dirambat menjauhi normal r’ > i’ Halaju cahaya bertambah sebaik sahaja keluar

dari kawasan gelas

Hukum Snell

= sin isin r

= n (pemalar)

Sinar tuju, sinar pembiasan dan garis normal terletak pada

satah yang sama

Apabila i > r, sinaran dibiaskan menghampiri normal, halaju cahaya berkurang.

Apabila i < r, sinaran dibiaskan menjauhi normal, halaju cahaya bertambah

Hukum Pembiasan

Tips Pintar

Page 17: Cahaya - Fizik

16

Indeks pembiasan suatu bahan diwakili oelh symbol n, iaitu

n = sin isin r

Indeks pembiasan tidak mempunyai unit. Bahan yang

mempunyai indeks pembiasan yang lebih besar adalah

lebih tumpat dan dapat membiaskan cahaya lebih banyak

dalam bahan itu.

Tips Pintar

Indeks pembiasan sesuatu bahan adalah sentiasa lebih besar nilainya dari 1.

Ini adalah kerana halaju cahaya di dalam udara adalah sentiasa lebih besar dari halaju di dalam medium tersebut.

Zon Info

Medium

Indeks Pembiasan

Udara Air Permata Gelas

1.00 1.33 2.42 1.50

Indeks Pembiasan

nisbah sin isin r

ialah satu ukuran yang menunjukkan

banyaknya suatu sinar cahaya terbias apabila merambat

melalui suatu medium dari vakum atau udara

Page 18: Cahaya - Fizik

17

Contoh 1

r

Gelas

Udara

Normal

45

Satu sinaran cahaya bergerak di udara dan

merambat permukaan gelas pada sudut 45.

Kirakan sudut pembiasan, r (indeks

pembiasan gelas, n = 1.5)

Jawapan :

n= sin isin r

(diberi indeks indeks pembiasan gelas, n = 1.5)

1.5 = sin 45sin r

sin r = sin 451.5

r = 28.1

Nota Penting !!!

Sentiasa ingat bahawa sudut tuju, i adalah

sudut di antara sinar tuju dan normal.

Sudut pembiasan, r adalah sudut di antara

sinar pembiasan dan normal

Air

Udara

Normal

25

Berdasarkan rajah di sebelah, kirakan

indeks pembiasan air tersebut.

47

Uji Diri

Page 19: Cahaya - Fizik

Perhatikan kedudukan imej dalam rajah di bawah

18

d

Udara

Air

D

Imej nyata

Objek sebenar

Mata

n =

Dalamnyata, DDalamketara ,d

Indeks pembiasanJarak objek

sebenar, O dari permukaan air

Jarak imej, I dari permukaan air

Ol

Zon Info

Nilai Dalam Nyata, D sentiasa lebih besar dari Dalam Ketara, dD > d

Dalam Nyata Dalam Ketara

Page 20: Cahaya - Fizik

Istilah BM – Istilah BI

Dalam penuh - Real depth Dalam ketara - Apparent depth Indeks pembiasan - Refractive index

19

Berdasarkan gambar di atas, jika seorang pelajar melihat hujung pensil tenggelam pada permukaan dasar sebuah bikar besar dengan anggaran kedalaman (Y = d = 0.15m). hitungkan kedalaman sebenar (X = D) pensil tersebut tenggelam pada dasar bikar tersebut ?

(indeks pembiasan air = 1.33)

Jawapan :

n= Dalamnyata, DDalamketara ,d

(diberi indeks indeks pembiasan air, n = 1.33)

1.33 = D0.15

D= 0.2m

Contoh 2

Page 21: Cahaya - Fizik

Pantulan Dalam Penuh

20

Pembiasan Cahaya

Pembiasan Cahaya adalah suatu fenomena yang mana alur cahaya mengubah arahnya apabila merambat dari satu medium ke medium

yang lain yang berlainan ketumpatannya.

Gelas

Udara

Normal

i

r

i = sudut tuju

r = sudut pembiasan

Syarat-Syarat Pembiasan

Apabila i > r (objek merambat dari medium kurang tumpat kepada lebih tumpat), sinaran dibiaskan menghampiri normal, halaju cahaya berkurang.

Apabila i < r (objek merambat dari medium lebih tumpat kepada kurang tumpat), sinaran dibiaskan menjauhi normal, halaju cahaya bertambah

Indeks Pembiasan

n = sin isin r dD

Imej nyataObjek

sebenar

UdaraAir

Mata

lo

n =

Dalamnyata, DDalamketara ,d

Indeks pembiasan

Jarak objek sebenar, O dari permukaan air

Jarak imej, I dari

permukaan air

Page 22: Cahaya - Fizik

21

i

Fenomena pantulan cahaya di permukaan dalam suatu medium dikenali sebagai Pantulan Dalam Penuh

Normal Normal Normal

r

ri i

1 2 3

Udara

Gelas

1) Sinar pembiasan menjadi semakin lemah dan sinar pantulan dalam kaca

menjadi semakin cerah

2) Sudut pembiasan r sekarang ialah 90. Tiada cahaya terbias keluar.

Sudut tuju i dikatakan mencapai satu sudut genting.

3) Apabila sudut tuju i dibesarkan lebih daripada sudut genting, tiada

cahaya terbias keluar dan semua cahaya dipantul balik. Ini bermakna

semua sinar tuju dipantul balik sepenuhnya dan menghasilkan Pantulan

Dalam Penuh.

a) Sinar cahaya harus merambat dari medium yang lebih tumpat

ke medium yang kurang tumpat.

b) Sudut tuju lebih besar daripada sudut genting bagi dua medium

Syarat-syarat Pantulan Dalam Penuh

Page 23: Cahaya - Fizik

22

a) Sinar cahaya harus merambat dari medium yang lebih tumpat

ke medium yang kurang tumpat.

b) Sudut tuju lebih besar daripada sudut genting bagi dua medium

cKaca

Udara

Normal

Sinar Tuju

Sinar Pembiasan

Indeks Pembiasan Kaca

n = 1sin c

45

45

45

45

4545

Normal

45

45

Suatu prisma kaca dapat bertindak sebagai suatu cermin sempurna jika sinar cahaya mengena permukaan dalam prisma pada sudut lebih daripada sudut genting kaca (contohnya lebih 42

Hubungkait Antara Sudut Genting dan Indeks Pembiasan

Pantulan Dalam Penuh (Prisma Kaca)

Aplikasi Pantulan Dalam Penuh

Page 24: Cahaya - Fizik

23

Periskop Prisma Terdiri dari dua prisma bersudut tegak yang

dipasang pada hujung tiub. Pantulan dalam penuh berlaku dan cahaya

dipantulkan 90. Cahaya yang dipantulkan itu merambat secara tegak ke prisma bawah dan seterusnya ke mata pemerhati

PeriskopCahaya

Mata

Binokular Prisma Sinar cahaya dari objek jauh yang menuju

secara normal ke permukaan prisma pertama akan mengalami pantulan dalam penuh dua kali dalam prisma pertama.

Cahaya kemudian masuk ke prisma kedua dan menghasilkan objek tegak dan tidak songsang sisi.Cahaya

Prisma

Prisma

Pelangi Spektrum cahaya yang dihasilkan berpunca dari

pantulan dalam penuh. Cahaya matahari merambat kearah titisan

hujan pada sudut yang berbeza-beza dan seterusnya menghasilkan spektrum cahaya yang pelbagai.

Hujan

Cahaya Matahari

Pantulan Dalam Penuh

Fenomena pantulan cahaya di permukaan dalam suatu medium dikenali sebagai Pantulan Dalam Penuh

Normal Normal

Page 25: Cahaya - Fizik

Kanta Nipis

24

i

Normal

Udara

Gelas

1) Sinar pembiasan menjadi semakin lemah dan sinar pantulan

dalam kaca menjadi semakin cerah

2) Sudut pembiasan r sekarang ialah 90. Tiada cahaya terbias

keluar. Sudut tuju i dikatakan mencapai satu sudut genting.

3) Apabila sudut tuju i dibesarkan lebih daripada sudut genting,

tiada cahaya terbias keluar dan semua cahaya dipantul balik. Ini

bermakna semua sinar tuju dipantul balik sepenuhnya dan

menghasilkan Pantulan Dalam Penuh.

Syarat-Syarat Pantulan Dalam Penuha) Sinar cahaya harus merambat dari medium yang lebih

tumpat ke medium yang kurang tumpat.b) Sudut tuju lebih besar daripada sudut genting bagi dua

medium yang berkenaan.

Indeks Pembiasan Kaca, n = 1sin c

Aplikasi Pantulan Dalam Penuh

Periskop Prisma Binokular Prisma Pelangi

Kanta Cekung Kanta Cembung

Page 26: Cahaya - Fizik

25

Dwicembung

Planocembung

Meniskuscembung

Meniskuscekung

Juga dikenali sebagai kantah pencapah

Ciri-ciri imej yang terbentuk: Diterbalikkan Saiz lebih besar jika objek

dekat Saiz lebih kecil jika objek jauh

Juga dikenali sebagai kantah penumpu

Ciri-ciri imej yang terbentuk: Maya Lebih kecil dari objek Diterbalikkan

Pusat optik Titik

fokus

Definasi:Sonsangan panjang fokus yang

diukur dalam unit meter.

Cekung = - (negatif)Cembung = + (positif)

Page 27: Cahaya - Fizik

26

Kuasa KantaUnit:

Diopter, D

Formula:

1panjang fokus dalammeter , f

Lebih pendek titik fokus, lebih besar kuasa kanta

oFF

a) b)

15 cm 20 cmDiberi (Kanta cembung, f = 15 cm) dan (Kanta cekung, f = -20 cm)

JawapanKuasa kanta, P

=10.15

= + 6.67 D

Kuasa kanta, P

= 1

−0.20

= - 5 D

Tanda positif menunjukkan titik fokus melebihi pusat optik

Tanda negatif menunjukkan titik fokus berada dibelakang pusat optik

Contoh 3

Uji Diri

Page 28: Cahaya - Fizik

1. Nyatakan nama dua kanta yang anda tahu

a) _____________________________________________

b) _____________________________________________

2. Berdasarkan jawapan anda di (1), lukiskan tiga jenis kanta bagi setiap kanta

yang anda nyatakan serta namakan setiap kanta tersebut.

a

b

27

Rajah Sinar

Kanta Cembung

Page 29: Cahaya - Fizik

28

Objek 2F F F 2F

Imej

Paksi utama

1

2

3

4

1) Sinar cahaya yang melalui pusat optik tidak dibiaskan atau

dipesongkan oleh kanta.

2) Sinar cahaya yang selari dengan paksi utama akan menumpu dan

memotong paksi utama pada titik fokus kanta F selepas melaui

kanta.

3) Sinar cahaya yang melalui titik fokus kanta akan terbias selari

dengan paksi utama selepas melaui kanta.

4) Titik persilangan antara dua sinar di atas ialah kedudukan imej

yang dibentuk.

Kaedah Melukis Rajah SinarLukis satu garis mengufuk untuk mewakili paksi

utama dan satu simbol mewakili kanta cembung.Tandakan kedudukan titik fokus F dan 2F di dua

belah kanta.

Kanta Cekung

Rajah Sinar

Tips Belajar

Page 30: Cahaya - Fizik

29

Obje

k

2F F F 2FImej Paksi

utama

1

2

3

4

Kaedah Melukis Rajah SinarLukis sinar cahaya, dengan anak panah

menunjukkan arahnya, dari hujung atas objek dengan menggunakan dua daripada peraturan melukis rajah sinar

1) Sinar cahaya yang melalui pusat optik tidak dibiaskan atau

dipesongkan oleh kanta.

2) Sinar cahaya yang selari dengan paksi utama akan mencapah

selepas melaui kanta seolah-olah dari titik fokus kanta F di

sebelah yang sama dengan sinar dituju

3) Sinar cahaya yang tuju kearah titik fokus kanta terbias selari

dengan paksi utama selepas melaui kanta.

4) Titik persilangan antara dua sinar di atas ialah kedudukan imej

yang dibentuk.

Tips Belajar

a) Saiz imej yang terbentuk oleh kanta berubah dengan jarak

objek. Nisbah tinggi imej kepada tinggi objek disebut

pembesaran linear

Pembesaran Linear

Page 31: Cahaya - Fizik

Contoh 4

30

a) Saiz imej yang terbentuk oleh kanta berubah dengan jarak

objek. Nisbah tinggi imej kepada tinggi objek disebut

pembesaran linear

Kanta cembung

Lilin

Imej

Berdasarkan rajah disebelah,

sebiji lilin diletakkan 10cm dari

kanta. Imej lilin tersebut

terbentuk 30cm dari kanta.

Ketinggian lilin (objek) adalah

10cm. Tentukan:

a) Pembesaran linear

b) Ketinggian imej yang

terbentuk

Jawapan

a) pembesaran linear, m

= 30/10

= 3

b) tinggi imejtinggiobjek

= m

tinggi imej = 3 x 10

= 30 cm

Melukis Rajah Sinar untuk Menentukan Kedudukan dan Ciri Imej

Sinar selari dari objek jauh

Page 32: Cahaya - Fizik

31

v

OObjek

2F

Imej

u

I

F

v

Imej

v = f

Ciri-ciri imej :

Nyata

Songsang

Diperkecilkan

F < v < 2f

Ciri-ciri imej :

Nyata

Songsang

Diperkecilkan

v = 2f

Ciri-ciri imej :

Nyata

Songsang

Sama saiz

v > 2f

Ciri-ciri imej :

Nyata

Songsang

Page 33: Cahaya - Fizik

32

2F

F 2F

O

I

u

Objek

Sinar terbias selari

v pada infiniti

Ciri-ciri imej :

Imej wujud di infiniti

Sinar terbias adalah selari

v > 2f

Ciri-ciri imej :

Nyata

Songsang

v >2f

imej pada sisi yang sama dengan objek

Ciri-ciri imej :

Maya

Tegak

Diperbesarkan

imej pada sisi yang sama dengan objek

Ciri-ciri imej :

Maya

Tegak

Diperkecilkan

1u+

1v=

vu

Semasa menggunakan formula kanta, perhatikan persetujuan

Formula Kanta

Page 34: Cahaya - Fizik

Jenis Kanta Kanta Cembung Kanta Cekung

Jarak Objek, U Nyata (+) Maya (-) Nyata (+) Maya (-)

Jarak Imej, V Nyata (+) Maya (-) Sentiasa Negative

Panjang Fokus, F Sentiasa positif Sentiasa negatif

Sebuah objek diletakkan 15 cm dari sebuah kanta cembung yang panjang fokusnya

10 cm. Tentukan kedudukan imej dan pembesaran imej seta ciri-cirinya.

Jawapan :

Diberi u = +15 cm (objek nyata)

f = +10 cm (kanta cembung)

Daripada 1u

+ 1v

= vu

115+

1v =

110

1v =

110-

115

1v =

3−230

v = 30 cm

33

1u+

1v=

vu

Semasa menggunakan formula kanta, perhatikan persetujuan

Contoh 5

Daripada m = v/u

= 30/15

= 2

Imej berada 30 cm dari kanta pada sisi

yang bertentangan dengan objek. Imej

adalah nyata, songsang dan saiz imej 2

kali lebih besar daripada saiz objek.

Aplikasi Kanta Nipis

Page 35: Cahaya - Fizik

34

Kamera Sebuah kamera terdiri daripada suatu kotak

kedap cahaya dengan suatu kanta cembung. Filem terletak di belakang kanta.

Ciri-ciri imej yang terbentuk adalah nyata, songsang dan diperkecilkan.

Imej perlu difokuskan untuk mendapatkan imej yang tajam dengan cara melaraskan gelagng memfokus ke depan dan belakang.

Mikroskop Terdiri daripada dua kanta cembung yang

berkuasa tinggi (panjang fokus yang pendek)

Imej terakhir yang dihasilkan adalah maya, songsang dengan objek dan diperbesarkan.

Pembesaran mikroskop, m = m1 x m2

Projektor Slaid Projector slaid digunakan untuk

menayangkan imej tajam dari gambar pada slaid ke atas tabir.

Condenser terdiri daripada dua kanta plano-cembung.

Ciri-ciri yang dibentuk adalah nyata, songsang dan diperbesarkan.

Kanta

Diafragma

Filem

Kanta Nipis

Page 36: Cahaya - Fizik

Nota

35

Kanta CembungKanta Cekung

Juga dikenali sebagai kantah pencapah

Ciri-ciri imej yang terbentuk: Diterbalikkan Saiz lebih besar jika objek

dekat Saiz lebih kecil jika objek jauh

Juga dikenali sebagai kantah penumpu

Ciri-ciri imej yang terbentuk: Maya Lebih kecil dari objek Diterbalikkan

Kuasa Kanta Formula:

1panjang fokus dalammeter , f

Planocekung

Dwicekung

Meniskuscekung

Planocembung

Dwicembung

Meniskuscembung

Pembesaran Linear

Formula Kanta Formula:

1u+ 1v =

vu

Formula:

, m = tinggi imejtinggiobjek

Page 37: Cahaya - Fizik

36