cahaya

PELAJARAN 1 –PANTULAN CAHAYA

Pendahuluan :

Pantulan cahaya berlaku apabila cahaya bergerak menunju ke satu permukaan yang legap , rata dan licin.

Permukaan yang rata yang akan memantulkan cahaya yang seragam untuk menghasilkan imej. Contohnya kita dapat melihat imej kita dalam cermin satah.

Permukaan yang tidak rata yang akan memantulkan cahaya yang tidak seragam menyebabkan imej tidak terhasil . Contohnya kita tidak dapat melihat imej kita dalam sehelai kertas.

Istilah-Istilah Pantulan

Garis normal : garis yang berserenjang dengan permukaan pantulan.

Sudut tuju : sudut antara sinar tuju dengan garis garis normal

Sudut pantulan : sudut antara sinar pantulan dengan garis garis normal

Hukum- Hukum Pantulan cahaya

Hukum 1 : Sinar tuju, garis normal dan sinar pantulan berada dalam satah yang sama.

Hukum 2 : Sudut tuju = Sudut pantulan

Pantulan Cahaya Pada Cermin Satah

Mendapatkan ciri imej bagi cermin satah dengan kaedah melukis rajah sinar:

(a) Lukis sebarang dua garis normal pada cermin

(b) Lukis sebarang dua sinar tuju yang setiap satunya menuju ke garis garis normal yang dilukis

(c) Ukur sudut tuju masing-masing dengan protraktor.

(d) Guna Hukum Pantulan ( sudut tuju = sudut pantulan ) untuk melukis dua sinar pantulan di depan cermin.

(e) Ekstrapolasi kedua-dua sinar pantulan di belakang cermin dengan garis putus-putus sehingga kedua-dua garis bertemu.

(f) Tanda titik pertemuan itu. Titik itu adalah merupakan kedudukan imej.

Ciri-ciri imej yang dihasilkan oleh cermin satah:

1 - Sama saiz : tinggi imej ,hi = tinggi objek , ho

dan jarak objek,u = jarak imej,v2 - Maya3 - Songsang sisi4 - Tegak

Contoh 1

Seorang budak lelaki berada sejauh 5 m di hadapan sebuah cermin satah. Budak itu bergerak menjauhi cermin sejauh 8 m. Berapakah jarak antara budak lelaki itu dengan imejnya.

Peyelesaian

Contoh 2

Rajah menunjukkan dua pelajar, Ali dan Ahmad berdiri di hadapan cermin satah, masing-masing pada jarak 7 m dan 5 m

Berapakah jarak dari kedudukan Ahamd ke imej Ali?

Penyelesaian

Contoh 3

Rajah menunjukkan dua buah cermin satah yang disusun pada sudut 100o antara satu sama lain. Satu sinar cahaya menuju cermin pertama pada sudut tuju 30o .

Hitungkan sudut pantulan terhasil pada cermin kedua.

Peyelesaian

Eksperimen untuk menentukan hubungan antara jarak objek dengan jarak imej pada cermin satah.

Hipotesis:Semakin bertambah jarak objek semakin bertambah jarak imej

Tujuan eksperimen

Mengkaji hubungan antara jarak objek dengan jarak imej pada cermin satah.

Pembolehubah eksperimen:Pembolehubah manupulatif: Jarak objekPembolehubah bergerak balas: Jarak imejPembolehubah dimalarkan: Kedudukan cermin satah,Snarai radas dan bahan: Kotak sinar , pin optik , cermin satah ,kertasputih dan pembarisSusunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk kaedah mengawal pembolehubah manupulatif dan mengukur pembolehubah bergerak balas..

Letakkan sekeping cermin satah di atas sekeping kertas putih dan lukiskan sempadan cermin di atas kertas putih.Cucuk sebatang pin di titik O di atas kertas di hadapan cermin sebagai objek.Dari kedudukan A , dua pin W dan X dilaraskan kedudukannya supaya pin W dan X adalah segaris apabila melihat objek O.Dari kedudukan B , dua pin Y dan Z dilaraskan kedudukannya supaya pin Y dan Z adalah segaris apabila melihat objek O.Alihkan cermin dan lukis garis lurus WX dan YZ.Ekstrapolasi garis lurus WX dan YZ sehingga kedua-duanya bersilang.Tanda titik persilangan sebagai I iaitu kedudukan imej.Ukur jarak O dari cermin ,= u dan jarak I dari cermin= vEksperinen diulangi sebanyak 5 kali dengan jarak u yang berlainan.Jadualkan data:u vAnalisis data: Lukis graf v melawan u

Eksperimen untuk menentukan hubungan antara sudut tuju dan sudut pantulan.Hipotesis: Semain bertambah sudut tuju semakin bertambah sudut pantulan.T

Tujuan eksperimen: Mengkaji hubungan antara sudut tuju dan sudut pantulan.Pembolehubah eksperimen:Pembolehubah manupulatif: Sudut tujuPembolehubah bergerak balas: Sudut pantulanPembolehubah dimalarkan: Kududukan cermin satahSnarai radas dan bahan:Kotak sinar, cermin satah, plastisin, protrakor dan kertas putihSusunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk kaedah mengawal pembolehubah manupulatif dan mengukur pembolehubah bergerak balas..Satu garis normal ON dilukis di atas kertas putih.Satu sinar cahaya daripada kotak sinar ditujukan kepada cermin satah.Dengan menggunakan protraktor , sudut tuju=i dan sudut pantulan = r diukur Eksperimen dulangi sebanyak 5 kali dengan menggunakan sudut i yang berlainan..Jadualkan data: i rAnalisis data: Lukis graf r melawan i

Pantulan Pada Cermin Melengkung:

(i) Jenis-jenis cermin melengkung.

Terdapat dua jenis iaitu cermin cekung dan cermin cembung.

(ii) Istilah-istilah cermin melengkung

Kutub cermin, P Titik tengah cermin

Pusat Kelengkungan C Pusat sfera cermin

Paksi UtamaGaris lurus yang melalui C dan F

Titik Fokus F Cermin CekungTitik di atas paksi utama di mana sinar-sinar cahaya selari dengan paksi utama menumpu selepas dipantul oleh cermin.

Titik Fokus F Cermin Cembung :Titik di atas paksi utama di mana sinar-sinar cahaya selari dengan paksi utama mencapah selepas dipantul oleh cermin.

Panjang fokus fJarak antara titik fokusdengan kutub.Bagi cermin cekung f adalah positif manakala bagi cermin cembung f adalah negatif

(iii) Hubungan f and r

f = 2r di mana r adalah jejari kelengkungan

(iv) Gambar rajah sinar cermin melengkung

Gambar rajah sinar adalah merupakan lukisan berskala digunakan untuk mengetahui kedudukan imej serta ciri-ciri imej yang dihasilkan oleh cermin melengkung pada pelbagai jarak objek, u.

Cermin melengkung boleh diwakili oleh garis tegak dan satu lengkungan kecil di tepi garis dilukis untuk menunjukkan sama ada cermin itu cekung atau cembung.

Dua daripada tiga sinar berikut perlu dilukis :

Sinar 1

Bagi cermin cekung :

Sinar 1 selari dengan paksi utama dipantulkan oleh cermin dan melalui titik fokus , F

Bagi cermin cembung :

Sinar 1 selari dengan paksi utama dipantulkan oleh cermin dan melalui titik fokus , F

Sinar 2


Sinar 2 yang melalui titik fokus F akandipantulkan oleh cermin selari dengan paksi utama.


Sinar 2 yang menuju ke titik fokus F akan dipantulkan oleh cermin dan selari dengan paksi utama.

Sinar 3


Sinar 3 yang melalui pusat kelengkungan C akan dipantulkan oleh cermin mengikut lintasan yang sama.

( CF = CP)


Sinar 3 yang menuju ke pusat kelengkungan C akan dipantulkan oleh cermin mengikut lintasan yang sama.

( CF = CP)

(v) Melukis Gambar Rajah Sinar Cermin Cekungu < f

Ciri imej : ....................................................................u = f

Ciri imej: .................................................................f < u < 2f atau f < u < c

Ciri imej :.....................................................................u = 2f atau u = c

Ciri imej : ...................................................................

u > 2f atau u > c

CCiri imej : .....................................................................U =

Ciri imej : .....................................................................Rumusan :

Jarak objek,u Ciri imeju < f

u = f

f <u < 2f

u = 2f

u > 2f

u =

Kesimpulan :

(v) Melukis Gambar Rajah Sinar Cermin Cembung

u < f

Ciri imej :....................................................................

u < f < 2f

Ciri imej : ....................................................................

Rumusan:

Jarak objek,u Ciri imeju < f

f <u < 2f

Kesimpulan :

Aplikasi Pantulan Cahaya

(i) Cermin Satah

(a) Untuk mengemas diri dan di kedai gunting rambut .

(b) Menyebabkan ruang atau bilik kelihatan luas

(c) Dalam alat optik seperti periskop, OHP ,kaleidoskop dll.

(d) Dalam alat elektrik seperti voltmeter ammeter untuk elakkan ralat paralaks

(ii) Cermin Cekung

(a) Sebagai pemantul lampu suluh dan lampu kereta

(b) Digunakan oleh doktor gigi bagi menghasilkan imej maya, tegak dandibesarkan.

(c) Cermin solek atau cermin mencukur

(iii) Cermin cembung

(a) Cermin pemandu kereta untuk membolehkan pemandu melihat objek di belakang dengan imejnya sentiasa tegak dan medan penglihatan lebih luas.

(b) Cermin di simpang jalan untukmenambahkan medan penglihatan pemandu yang bergerak menujui simpang.

TUTORIAL 1

1 Rajah menunjukkan satu alur cahaya menuju ke satu cermin satah.

Sudut tuju dan sudut pantulan adalah

Sudut tuju Sudut pantulan

A 40o 40o

B 40o 50o

C 50o 40o

D 50o 50o

2 Satu cermin satah diletakkan supaya dicondongkan 40o kepada permukan meja. Satu sinar cahaya ditujukan pada sudut 10o kepada permukaan cermin.

Berapakah sudut pantulan sinar cahaya itu ?

A 10o B 20o

C 40o D 80o

3 Yang manakah antara berikut adalah ciri-ciri imej yang terbentuk di atas cermin satah?

A Songsang, sama saiz dengan objek dan nyata

B Tegak, sama saiz dengan objek dan nyataC Tegak, dibesarkan dan songsang sisiD Songsang sisi, sama saiz dengan objek

dan maya

4 Rajah menunjukkan satu imej dihasilkan oleh satu cermin satah. Di manakah objek itu mesti diletakkan ?

5 Antara berikut, yang manakah rajah sinar yang betul bagi pembentukan imej sebuah cermin satah?

6 Rajah menunjukkan satu sinar cahaya dari sebuah mentol terkena satu cermin satah.

Imej mentol yang dihasilkan oleh cermin satah tersebut adalah di

A P dan mayaB Q dan nyataC R dan maya

7 Rajah menunjukkan sinar cahaya dari sebuah kotak sinar menuju ke satu cermin satah.

Antara pernyataan berikut yang manakah benar tentang imej yang terbentuk oleh cermin satah tersebut.

Kedudukan imej

Ciri imej

A S nyataB S mayaC T nyataD T maya

8 Rajah menunjukkan sorang budak lelaki berdiri di sebelah kiri seorang budak perempuan di hadapan satu cermin satah yang besar. Kedua-duanya berada berada pada jarak yang sama dari cermin .Di manakah budak lelaki akan melihat imej budak perempuan itu?

9 Rajah menunjukkan imej sebuah jam dinding yang pada sebuah cermin satah.

Waktu yang ditunjukkan oleh jam itu ialah

A 01:40 B 04:50C 07:10 D 10:20

10 Rajah menunjukkan sekeping kad yang ditulisdengan perkataan FIZIK .

Apabila kad ini diletakkan di hadapan sekeping cermin satah , imej yang akan kelihatan adalah

11 Rajah menunjukkan satu objek O diletakkan 12 cm di hadapan sebuah cermin rata CD.

Apabila cermin itu sekarang digerakkan 4 cm ke kedudukan LM tanpa mengubah kedudukan objek itu,berapakah jarak antara kedudukan imej baru dan objek itu?

A 12 cm B 16 cmC 24 cm D 32 cm

12 Rajah menunjukkan sorang pesakit sedang melakukan pemeriksaan matanya. Sebuah carta diletakkan di sebelah belakangnya dan beliau memerhatikan imej carta itu dipantulkan oleh cermin satah yang berada di hadapannya.

Berapa jauhkah imej carta itu kelihatan dari pesakit itu ?

A 3 m B 4 mC 7 m D 10 m

13 Rajah menunjukkan pelajar A dan pelajar B berdiri di hadapan sebuah cermin satah pada jarak 2.5 m dan 4.5 m masing-masing.

Apakah jarak antara pelajar B dengan imej pelajar A?

A 2.0 m B 4.5 mC 5.0 m D 7.0 m

14 Rajah menunjukkan dua sinar cahaya dari objek O dipantulkan oleh cermin satah.

15 Rajah menunjukkan sinar cahaya yang ditujukan ke arah cermin.

Berapa kali kah sinar cahaya itu di pantulkan ?

A 1 B 2 C 3 D 4

16 Rajah menunjukkan satu pembaris setengah meter AB ditebukkan satu lubang pada tanda 15 cm dan digantung tegak seperti pada rajah.Satu cermin rata diletakkan di hadapan dan selari dengan pembaris itu.

Apabila seorang pemerhati melihat cermin itu dengan mengintai melalui lubang pembaris,kawasan yang boleh dilihat melalui pembaris setengah meter adalah antara

A tanda 0 cm dengan 30 cm B tanda 0 cm dengan 45 cmC tanda 5 cm dengan 35 cm D tanda 10 cm dengan 25 cm

17 Rajah menunjukkan satu objek O diletakkan di hadapan satu cermin MN .

Seorang pemerhati akan dapat melihat imej O dalam cermin itu apabila ia berada di antara titik-titik

A U dan V B U dan YC W dan Y D Y dan Z

18 Rajah menunjukkan cahaya ditujukan ke satu cermin satah MN pada satu sudut tuju 150.Cermin itu kemudiannya diputarkan pada O sebanyak 10o melawan arah putaran jam.

Berapakah sudut pantulan yang baru ?

A 300 B 150

C 100 D 50

19 Rajah menunjukkan satu sinar cahaya dipantulkan dari cermin satah. Cermin satah itu kemudiannya dipusingkan 100 secara lawan jam.

Apakah sudut pantulan yang baru itu?

A 100 C 300

B 200 D 600

20 Rajah menunjukkan dua sinar cahaya selaridipantulkan oleh sebuah cermin cekung.

Berapakah jejari kelengkungan cermin cekung itu?


21 Rajah menunjukkan lima sinar cahaya A, B, C ,D dan E dari objek O dan dipantulkan oleh cermin cekung menghasilkan imej I. Sinar yangmanakah adalah dilukis tidak betul?

22 Rajah menunjukkan kedudukan objek , , dihadapan sebuah cermin cekung.

Antara imej berikut, yang manakah benar?

23 Rajah manakah yang menunjukkan pantulancahaya yang betul oleh sebuah cermin cekung?

24 Sebuah cermin cekung mempunyai panjang fokus 20 cm. Apabila objek diletakkan sejauh 40 cm , saiz imej adalah

A mengecil B sama saizC membesar

25 Apabila satu objek diletakkan sejauh 18 cm darisebuah cermin cekung yang mempunyai panjang fokus 10 cm , maka ciri imej yang terhasil adalah

A nyata , songsang dan lebih besarB maya , songsang dan lebih besarC nyata , tegak dan lebih kecilD maya , tegak dan lebih kecil

26 Sebuah cermin cekung yang mempunyai panjang fokus 15 cm menghasilkan imej yang maya, tegak dan dibesarkan. Jarak objek adalahA 8 cm B 15 cmC 20 cm D 30 cm

27 Cermin cembung menghasilkan imej yang

A mengecil , nyata dan songsangB membesar, nyata dan tegakC mengecil , maya dan tegakD membesar , maya dan songsang

28 Rajah menunjukkan satu objek O diletakkan dihadapan cermin cembung.

Apakah yang berlaku kepada saiz imej yangterbentuk?

A DibesarkanB DikecilkanC Sama saiz

29 Rajah menunjukkan suatu objek O di hadapan sebuah cermin cembung. T ialah pusat kelengkungan cermin itu.

Imej dibentuk di

A J B KC L D M

30 Rajah menunjukkan kegunaan cermin dalam sebuah gedung pakaian.

Apakah jenis cermin tersebut?

A Cermin cekung

B Cermin cembungC Cermin satah

31 Cermin cembung mempunyai kelebihan berbanding cermin satah sebagai cermin pandang belakang kereta kerana

A ia tidak menyilaukan mataB ia menghasilkan imej yang tajam dan

cerahC ia menghasilkan medan penglihatan yang

lebih luasD ia tidak perlu dilaraskan untuk

menghasilkan imej yang tajam dan jelas

32 Rajah 32.1 menunjukkan seorang perempuan berdiri sejauh 5 m di hadapan sebuah cermin satah yang berada di dalam sebuah tandas.perempuan itu imej .Papan tanda bertulis “ TANDAS PEREMPUAN “ terletak 4 m di belakangnya.

.

Rajah 32.1Rajah 32.2 menunjukkan pandangan atas perempuan itu berada di dalam tandas tersebut.

Rajah 32,2

(a) Nyataksn ciri-ciri imej budsk perempuan itu..

…………………………………………………

…………………………………………………(b) Berapakah jarak antara budak perempuan itu

dengan imej perkataan “ TANDAS PEREMPUAN “ ? …………………………………………………

(c) Apabila cermin itu digerakkan sejauh 2 m menuju cermin , berapakah jarak baru antara budak perempuan itu dengan imej perkataan “ TANDAS PEREMPUAN “ ?

…………………………………………………(d) Tuliskan imej perkataan perkataan “ TANDAS

PEREMPUAN “ yang kelihatan dalam cermin itu” sign.

(e) Rajah 32.3 menunjukkan rajah sinar yang belum lengkap bagi pembentukkan imej I bagi sebuah objek O yang berada di hadapan sebuah cermin satah.Lengkapkan rajah sinar itu.

Rajah 32.3 33 Satu objek diletakkan pada jarak u dari sebuah

cermin cekung M. Jadual 33 di bawah menunjukkan ciri-ciri imej yang dihasilkan bagi nilai u yang berlainan.

Jarak objeku/cm

Ciri-ciri imej

102030 Nyata,songsang,sama saiz40

Jadual 33(a) Nyatakan sifat cahaya yang menyebabkan

penghasilan imej oleh cermin.

....................................................................

(b) Berdasarkan maklumat pada jadual di atas, berapakah panjang fokus cermin cekung M.

....................................................................(c) Nyatakan sebab bagi (b).

.....................................................................

....................................................................(d) Lengkapkan jadual di atas.(e) Sebuah objek berada sejauh 50 cm di

hadapan cermin cekung M.(i) Pada ruangan di bawah ,lukiskan

rajah sinar untuk menunjukkan pembentukan imej oleh cermin cekung M.

(ii) Nyatakan ciri imej yang terbentuk.

………………………………

……………………………….(f) Nyatakan ciri imej yang terhasil

sekiranya pada (e)(ii) di atas jikacermin cekung M diganti dengan sebuah cermin cembung.

.....................................................................…………………………………………….

34 Rajah 34.1 menunjukkan imej gigi seorang pesakit yang dilihat di dalam sebuah cermin yang digunakan oleh seorang doktor gigi.

Rajah 34.1

(a) Namakan jenis cermin yang digunakan oleh doktor gigi.

…………………………………………….(b) Nyatakan fenomena cahaya yang

menyebabkan pembentukan imej gigi.

……………………………………………. (c) Nyatakan dua ciri imej yang terbentuk.

…………………………………………….

…………………………………………….(d) Dalam Rajah 34.2 anak panah mewakili

gigi yang merupakan objekkepada cermin. Lengkapkan gambarajah sinar dengan melukis sinar yangdiperlukan untuk menentukan kedudukan imej.

Rajah 34.2

35 Rajah 35 menunjukkan satu cermin di sudut sebuah kedai.

Rajah 35

(a) Namakan jenis cermin yang ditunjukkan dalam Rajah 35

.……………………………………………(b) Namakan satu ciri imej yang dibentuk oleh

cermin itu.

…...………..………………………………(c) Lakarkan satu gambar rajah sinar untuk

menunjukkan bagaimana imej itu dibentuk.

(d) Apakah kelebihan menggunakan cermin jenis ini di dalam kedai?

…...………..…………………………… ...

36 Rajah 36.1 menunjukkan dua buah kereta P dan Q , bergerak ada arah yang bertentangan, melalui satu selekoh tajam. Sebuah cermin dletakkan pada X.

Rajah 36.1

(a) Rajah 36.2 menunjukkan satu gambar rajah sinar yang tidak lengkap apabila sebuah cermin satah diletakkan pada kedudukan X.

Rajah 36..2

(i) Lengkapkan gambar rajah sinar pada Rajah 36.2

(ii) Nyatakan fenomena cahaya yang terlibat dalam (a)(i).

………………………………………(iii) Berdasarkan jawapan anda dalam(a)

(i), nyatakan masalah yang dialami oleh pemandu kereta P.

………………………………………

………………………………………(b) Rajah 36.3 menunjukkan sau gambar rajah

sinar yang tidak lengkap apabila sebuah

cermin melengkung diletakkan pada kedudukan bagi menggantikan cermin satah dalam Rajah 36.2. Cerminmelengkung itu digunakan bagi mengatasi masalah yang terdapat dalam (a)(iii).

Rajah 36.3

(i) Namakan cermin melengkung itu.

…..…………………………………(ii) Lengkapkan gambar rajah sinar

dalam Rajah 36.3(iii) Berdasarkan jawapan anda dalam

b(ii), bagaimanakah cermin melengkung itu dapat mengatasi masalah dalam (a)(iii)?

….…………………………………

…………………………………….(c) Ciri-ciri imej yang dihasilkan oleh cermin

melengkung dalam Rajah 36.3 adalah diperkecilkan, maya dan tegak.

(i) Apakah yang berlaku kepada ciri-ciri imej itu apabila panjang fokus cermin melengkung itu bertambah?

………………………………………

………………………………………(ii) Berikan sebab bagi jawapan anda

dalam (c)(i).

………………………………………

………………………………………37 Rajah 37.1 dan Rajah 37,2 menunjukkan sinar

cahaya selari menuju ke permukaan cermin

cekung J dan K. CP adalah jejari kelengkungan dan F ialah titik fokus bagi cermin-cermin itu.

Rajah 37.1 Rajah 37.2

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan titik fokus?

(b) Menggunakan Rajah 37.1 dan Rajah 37,2, bandingkan kelengkugan cermin , jejari kelengkungan CP dan panjang fokus PF.Hubungkaitkan antara kelengkungan cermin dengan(i) jejari kelengkungan(ii) panjang focus

(c) Rajah 37.3 menunjukkan keratan rentas pemantul berbentuk parabolayang terdapat dalam sebuah lampu hadapan sebuah kereta. Lampu in mempunyai dua mentol X dan Y. Mentol X terletak pada tik fokus pemantul itu manakaala mentol Y di atas mentol X.

Rajah 37.3Teranngkan apakah yang berlaku kepada sinar cahaya apabila(i) Mentol X dihidupkan(ii) MentolY dihidupkan.

(d) Rajah 37.4 menunjukkan sebuah sistem pemanas solar yang ringkas digunakan untuk memasak air.

Rajah 37.4Menggunkan konsep fizik yang sesuai, terangkan pengubahsuaian yang boleh digunakan untuk sistem pemanas solar itu lebih efisyen.Jawapan anda hendaklah merangkumi aspek-aspek yang berikut: - Bentuk pemantul- Ketebalan pemantul- Jarak antara bekas air dengan pemantul- Warna dinding bekas air- Muatan haba tentu bahan dinding bekas itu

diperbuat

38 Rajah 38 menunjukkan gambarfoto tumbuhan yang terdapat di sebuah tasik .Perhatikan tumbuhan tersebut serta imejnya di permukaan air.

Rajah 38

Berdasarkan pemerhatian di atas ;(a) Nyatakan satu inferens yang sesuai.(b) Binakan satu hipotesis yang sesuai .(c) Dengan menggunakan radas seperti

cermin satah , kertas putih ,kotak sinar dan alat-alat radas lain yang sesuai terangkan satu reksperimen untuk hipotesis yang dinyatakan di(b).Dalam huraian anda, nyatakan dengan jelas perkara berikut:

(i) Tujuan eksperimen.(ii) Pembolehubah dalam eksperimen.(iii) Senarai radas dan bahan.(iv) Susunan radas.

(v) Prosedur eksperimen yang mesti termasuk satu kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasi kan dan satu kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas.

(vi) Cara untuk menjadualkan data .(vii) Cara untuk menganalisis data.

Berdasarkan pemerhatian tersebut ,

PELAJARAN 2 – PEMBIASAN CAHAYA

(a) Maksud pembiasanPembiasan ialah fenomena perambatan cahaya daripada dua medium yang berbeza ketumpatan optiknya yang menyebabkan perubahan halaju cahaya (arah dan laju). (b) Jenis-jenis pembiasanPembiasan mendekati normal berlaku apabila cahaya merambat dari medium yang kurang tumpat ke medium lebih tumpat.

Pembiasan menjauhi normal berlaku apabila cahaya merambat dari medium yang lebih tumpat ke medium kurang tumpat.

Arah sinar cahaya tidak berubah tetapi laju berubah apabila sinar cahaya adalah selari dengan normal.Ini disebabkan sudut tuju adalah sifar dan mengakibatkan sudut biasan juga adalah sifar.

(c) Istilah-istilah pembiasan

Garis normal : garis yang berserenjang dengan sempadan medium yang berbeza ketumpatan.

Sudut tuju : sudut di antara sinar tuju dengan garinormal

Sudut biasan : sudut di antara sinar biasan dengan garis normal.

(d) Hukum-hukum pembiasan

Hukum I:

Sinar tuju,garis normal dan sinar biasan berada pada satu satah yang sama.

Hukum II (Hukum Snell):

Nisbah sinus sudut tuju kepada sinus sudut biasan adalah pemalar

atau

atau

di mana i = sudut tuju , r = sudut pantulan atau sinus sudut tuju sinus sudut biasan atau

(e) Indeks biasan (n)

Indeks biasan ialah nisbah sinus sudut tuju kepadasinus sudut biasan.

atau

di mana n = indeks biasan i = sudut tuju r = sudut biasannota:

Sudut tuju dikira dari medium yang kurang tumpat ke medium lebih tumpat walaupun arah rambatan cahayaditerbalikkan.

Bahan yang mempunyai ketumpatan optik yang tinggi mempunyai indeks biasan yang tinggi.

Nilai indeks biasan 1

(f) Rumus-rumus lain bagi Indeks biasan (n)

n = halaju cahaya dalam udara @ vakum halaju cahaya dalam bahan

atau

Dan

n = dalam nyata dalam ketara

atau

Contoh 1

Rajah menunjukkan satu sinar cahaya bergerak dari udara ke bongkah X.

Tentukan indeks biasan bongkah X.

Penyelesaian:

Contoh 2

Rajah menunjukkan satu sinar cahaya bergerak dari kaca ke udara .

Jika indeks biasan kaca ialah 1.54,tentukan sudut

Penyelesaian

Contoh 3

Rajah menujukkan sinar cahaya dari udara masuk ke sebuah prisma kaca. .(Indeks biasan kaca = 1.5)

(a) Lengkapkan sinar cahaya bermula dari P sehingga keluar ke udara semula.

(b) Tentukan sudut biasan ketika cahaya keluar semula ke udara .

Penyelesaian

Contoh 4

Halaju cahaya dalam udara ialah 3 x 108 ms-1 dan halaju cahaya dalam kaca ialah 2 x 108 ms-1 . Tentukan indeks biasan kaca

Penyelesaian

Contoh 5:Seekor ikan kelihatan berada sedalam 2.5 m oleh seorang pemerhati.Berapakah dalam sebenar ikan itu berada didalam air (Indeks biasan air = 1.33)

Penyelesaian:

Contoh 6Lengkapkan gambar rajah sinar yang berikut:

(a)

(b)

Penyelesaian

(a)

(b)

Contoh 7

Rajah menujukkan seorang lelaki memerhatikan sdasar sebuah kolam renang dan didapati kelihatan cetek daripada kedalaman sebebar.Dalam sebebnar kolam renag itu ialah 2.0 m.[ Indeks biasan air = 1.33 ]

(a) Lengkapkan rajah sinar untuk menunjukkan imej titik Z.?

(b) .Hitungkan dalam ketara kolam renagn itu.

Penyelesaian:

(g) Eksperimen untuk mencari hubungan antara sinus sudut tuju dengan sinus sudut biasan

Hipotesis:Bila sudut tuju bertambah sudut biasan bertambah Tujuan : Mengkaji hubungan antara sinus sudut tuju dengan sinus sudut biasanSenarai pemboleh ubah:Pemboleh ubah dimanupulasikan: sudut tujuPemboleh ubah bergerak balas: sudut biasanPemboleh ubah dimalarkan: ketebalan kaca,keamatan cahaya.Senarai radas dan bahan : bongkah kaca , kertas putih, protraktor,kotak sinar dan bekalan kuasa.Susunan radas:

. Kaedah mengawal pemboleh ubah dimupulasikan dan bergerak balas:Letakkan sebuah bongkah kaca di atas kertas putih dan lukis sisi bongkah kaca dan tanda sebagai ABCD.Alihkan bongkah kaca.Lukis garis normal MNTanda/ukur sudut tuju i dengan protraktor.Letakkan semula bongkah kaca di atas kertas putih dan hidupkan sinar cahaya.Lukis garis NPQ bagi sinar cahaya yang keluar daripada bongkah kaca.Alih semula bongkah kaca dan lukis garis MN.Ukur sudut biasan r.Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan sudut i yang berlainan.Kaedah penjadualan data:Jadualkan data:Sinus iSinus rKaedah menganalisis data:

Plotkan graf sinus i lawan sinus r

(h)Eksperimen untuk menentukan hubungan antara dalam nyata dan dalam ketara.Hipotesis:Semakin bertambah dalam ketara maka semakin bertambah dalam ketara. Tujuan : Mengkaji hubungan antara dalam nyata dan dalam ketara.Senarai pemboleh ubah:Pemboleh ubah dimanupulasikan: Dalam nyata , HPemboleh ubah bergerak balas : Dalam ketara , hPemboleh ubah dimalarkan: jenis cecairketebalan kaca,keamatan cahaya.Senarai radas dan bahan : Bikar tinggi,air,pin keluli,pembaris meter, kaki retort. Susunan radas:

Kaedah mengawal pemboleh ubah dimupulasikan dan bergerak balas:Letak satu pin di dasar bikar sebagai satu objek , O.Apitkan satu pin lagi secara mengufuk pada kaki retort sebagai penanda kedudukan imej, I.Isikan air ke dalam bikar.Ukur kedalaman air dengan pembaris meter.Kedalaman ini mewakili dalam nyata, H.Perhatikan pin O secara tegak dari permukaan air.Laraskan kedudukan pin I supaya tiada paralaks antara pin I dan pin O.Ukur kedudukan pin I dari permukaan air . Kedudukan ini sebagai dalam ketara,hUlang eksperimen sebanyak 5 kali dengan kedalam air ,H yang berlainan.Kaedah penjadualan data:

Jadualkan data:HhKaedah menganalisis data:Plotkan graf h lawan H

1 Pembiasan cahaya berlaku apabila cahaya merambat dalam dua medium optik yang berlainan ketumpatannya.Ini disebabkan perubahan dalam

A amplitud cahayaB keamatan cahayaC halaju cahayaD kekuatan cahaya

2 Apakah yang akan berlaku kepada cahaya apabila merambat dari gelas ke air?

Laju cahaya Sudut biasan

A berkurang berkurang

B bertambah bertambah

C berkurang bertambahD bertambah berkurang

3 Rajah (a) menunjukkan satu sinra cahaya merambat dari medium Q ke medium P .Rajah (b) menunjukkan satu sinra cahaya merambat dari medium R ke medium PDiagram (b) shows a ray of light propagates from medium R to medium P .

Rajah (a)

TUTORIAL 2

Rajah(b)

Ketumpatan medium-medium P,Q,R disusun mengikut tertib menaik

A P , Q , R B Q , R , PC Q , P , R D R , P , Q

4 Suatu sinar cahaya merambat dari medium W ke medium X.Jika ketumpatan optik medium A lebih besar daripadaketumpatan optik medium gambarajah yang manakah berikut adalah benar bagi alur cahaya tersebut?

5 Rajah menunjukkan suatu sinar cahaya merambat dari udara ke plastik

Manakah antara berikut memberikan indeks biasan plastik?

A B

C D

6 Rajah menunjukkan satu alur cahaya yang bergerak dari cecair A ke cecair B.( Indeks biasan cecair B > Indeks biasan cecair A).

Gambarajah manakah berikut adalah benar mengenai alur cahaya tersebut?

7 Rajah menunjukkan dua sinar cahaya yang merambat melalui blok kaca.

Persamaan manakah yang benar?

A

B w x = y z

C

D sin w sin x = sin y sin z

8 Jadual menunjukkan indeks biasan bagi air dan perspek.

Medium Indeks biasan,n

Air 1.33Perspeks 1.49

Berdasarkan maklumat dalam Jadual di atas, sinar cahaya yang manakah dalam rajah berikiut adalah benar?

9 Rajah menunjukkan suatu sinar cahaya yang merambat dari udara ke bahan X.

Berapakah indeks biasan bahan X?

A 0.85 B 1.24C 1.31 D 1.41

10 Rajah menunjukkan satu sinar cahaya dipancar kepada sebuah bongkah kaca , KLMN. Indeks biasan kaca ialah 1.50.

Hitungkan sudut biasan sinar cahaya tersebut.

A 200 B 300

C 350 D 450

11 Satu sinar cahaya merambat dari udara ke kaca.

Indeks biasan kaca tersebut adalah

A 1.38 B 1.45C 1.51 D 1.62

12 Berapakah halaju cahaya merambat menerusi suatu bahan plastik yang mempunyai indeks biasan 1.2?

(Halaju cahaya dalam udara = 3 x 108 ms-1 )

A 1.0 x 108 ms-1 B 1.5 x 108 ms-1

C 2.0 x 108 ms-1 D 2.5 x 108 ms-1

13 Rajah menunjukkan kedudukan ketara imej seekor ikan yang dperhatikan oleh seorang lelaki yang berdiri di tepi sebuah tasik.Pada titik manakah A, B , C atau D adalah kedudukan sebenar ikan itu?

14 Rajah menunjukkan imej paku yang terhasil dalam cecair X apabila dilihat oleh seorang pemerhati.]

Antara yang berikut yang manakah adalah indeks biasan cecair X itu?

A B

C D

15 Rajah menunjukkan sekeping duit syiling diletakkan di dasar sebuah bekas yang berisi suatu cecair. Imej duit syiling kelihatan berada 5 cm daripada dasar bekas itu.

What is the refractive index of the liquid?

A B

C D

16 Jika indeks biasan air ialah 1.33,cari dalam ketara bagi bagi suatu objek yang berada sedalam 12 m di dasar sebuah tasik.

A 6 m B 9 mC 12 m D 16 m

17 Rajah menunjukkan satu objek yang berada di dasar sebuah kolam renang. Jarak objek daripada permukaan air ialah 8 m.

Berapakah dalam ketara objek tersebut ?[Indeks biasan air = 1.33]

A 6 m B 7 mC 10 m D 11 m

18 Rajah menujukkan seorang pemerhati melihat seekor ikan dalam sebuah kolam.

.Berapakah jarak antara pemerhati dengan imej ikan itu.

(Indeks biasan air = )


C 1.2 D 1.7E 2.5

19 Fenomena-fenomena yang yang berikut bukan disebabkan oleh pembiasan cahaya ?

A Cahaya matahari yang sampai ke bumi adalah melengkung

B Ikan kelihatan cetek daripada kedalaman sebenarnya

C Kayu lurus kelihatan bengkok apabila berada di dalam air

D Air laut kelihatan biru

20 Diantara yang berikut yang manakah merupakan indeks biasan?

A Sudut tuju Sudut bias

B ketumpatan udara ketumpatan bahan

C Laju cahaya dalam udara Laju cahaya dalam bahan 21 Rajah 21.1 menunjukkan seorang ibu

memerhatikan kaki anak lelakinya yang terendam dalam sebuah kolam renamg. Beliau mendapati kaki anaknya kelihataan pendek disebabkan oleh satu fenomena cahaya.

Rajah 21.1

(a) (i) Namakan fenomena cahaya terlibat.………………………………………

(ii) Terangkan bagaimanakah fenomena tersebut berlaku.………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

(b) Rajah 21.2 menunjukkan seorang lelaki sedang memerhatikan dasar sebuah kolam renamg .Kedalaman kolam renang itu ialah 2.5 m.[ Indeks biasan air = 1.33 ]

Rajah 21.2

(i) Hitungkan dalam ketara kolam renang itu.

(ii) Pada Rajah 21.2 , lukiskan satu rajah sinur bermula dari titik Z untuk menunjukkan bagaimanakah kedudukan titik Z kelihatan lebih cetek.

22 Rajah 22.1 dan Rajah 22.2 menunjukkan sebatang pensil yang serupa masing-masing ditenggelamkan di dalam air suling dan air laut.


(a) Berdasarkan Rajah 22.1 dan 22.2(i) bandingkan pembengkokkan pensil

…..…………………………………..………………………………………

(ii) bandingkan ketumpatan air suling dan air laut…..…………………………………..………………………………………

(iii) nyatakan hubungan antara ketumpatan air dengan pembengkokkan pensil…..…………………………………..………………………………………

(b) Berdasarkan Rajah 22.1, bandingkan pemerhatian saiz pencil di dalam dan di luar air suling …..………………………………………...…………………………………………….

(c) Namakan fenomena yang ditunjukkan dalam Rajah 22.1 dan Rajah 22.2……………………………………………

(d) Garis jawapan yang betul dalam kurungan untuk melengkapkan ayat di bawahFenomena pada (d) berlaku disebabkan perubahan pada (halaju , frekuensi) cahaya.

(e) Rajah 22.3 menunjukkan satu duit syilling berada dalam bikar berisi air.Pada Rajah 22.3, lukis gambar rajah sinar dari duit syilling ke mata untuk menunjukkan bagaimana imej duit syilling itu terbentuk.

Rajah 22.3

23 Rajah 23.1 dan Rajah 232 menunjukkan satu sinar cahaya terbias apabila merambat melalui dua medium yang berbeza.Indeks biasan untuk medium A ialah 1.33 dan indeks biasan untuk medium B adalah 1.50.


(a) Apakah yang dimaksudkan dengan pembiasan?(b) Berdasarkan Rajah 23.1 dan Rajah 23.2,

bandingkan sudut tuju i sudut , sudut biasan dan biasan indeks biasan medium A dan medium B.Hubungkaitkan antara indeks biasan dengan(i) sudut biasan(ii) ketumpatan medium

24 Satu eksperimen dijalankan untuk mengkaji hubungan antara dalam nyata H dan dalam ketara,h . Susunan radas untuk eksperimen ini ditunjukkan dalam Rajah 24.1.

Rajah 24.1

Satu pin optik diletakkan dalam sebuah bikar. Air kemudiannya dituangkan supaya kedalam nyata pin optikadalah H.Seorang pemerhati memerhatikan daripada atas imej pin optik itu Kedudukan imej pin optik itu ditentukan dengan menggunakan satu pin optik yang boleh digerakkan dengan menggunakan kaedah tiada parallaks dan dalam ketara , h diukur dengan menggunakan pembaris meter.Ekspetrimen diulangi dengan menammbahkan air supaya dalam nyata H dan dalam ketara h berubah seperti ditunjukkan pada Rajah 24.2, 24.3, 24.4, 24.5 dan 24.6 .

Rajah 24.2 Rajah 24.3 Rajah 24.4


(a) Berdasarkan eksperimen yang dihuraikan, kenal pasti;

(i) pemboleubah manupulatif …….............................................................

(ii) pembolehubah bergerak balas.....................................................................

(iii) pembolehubah yang dimalarkan......................................................................

(b) Berdasarkan Rajah 24.2 , 24.3 ,24.4 , 24.5 dan 24.6 , ukur dalam nyata , H dan dalam ketara , h dengan menggunakan pembaris meter.Jadualkan keputusan untuk nilai H dsn h dalam ruangan di bawah.

(c) Lukis graf h melawan H .

(d) Berdasarkan jawapan anda dalam (c), nyatakan hubungan antara dalam nyata H dan dalam ketara , h.

.................................................................... ....................................................................

(e) Nyatakan satu langkah berjaga-jaga yang perlu diambil semasa eksperimen ini dijalankan. ........................................................................................................................................

25 Rajah 25 menunjukkan dua jalur sinar cahaya dari bawah kolam renang, dibiaskan ke udara. Kedua-dua jalur cahaya itu mempunyai sudut tuju yang berbeza.

Rajah 25

Berdasarkan pemerhatian di atas dan pengetahuan anda mengenai fenomena pembiasan;

(a) Nyatakan satu inferens yang sesuai. (b) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai. (c) Dengan menggunakan radas seperti

bongkah kaca, kertas putih,kotak sinar dan lain-lain , terangkan satu rangka kerja eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang anda nyatakan dalam (b)Dalam penerangan anda jelaskan perkara berikut :

(i) Tujuan eksperimen.(ii) Pembolehubah dalam

eksperimen.(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas.(v) Prosedur eksperimen termasuk

satu kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasikan dan satu kaedah mengukur pembolehubah bergerak balas.

(vi) Penjadualan data.(vii) Cara anda menganalisis data.

(a) Pengertian

Pantulan yang berlaku dalam medium yang samasemasa cahaya mula dirambatkan dari medium lebih tumpat ke medium kurang tumpat apabila sudut tuju melebihi sudut genting medium yang lebih tumpat.

(b) Rajah sinar untuk menunjukkanbagaimanakah Pantulan dalam Penuh berlaku,

(1) Sudut tuju ,i1 is adalah kecilSinar biasan yang kuat dan sinar pantulan yang lemah terhasil.

(2) Sudut tuju ditambah sehingga i2.Sinar biasan dan sinar pantulan dengan keamatan yang semakin bertambah berbanding situasi (1),

(3) Sudut tuju ditambah sehingga mencapai sudut genting ,c. Sinar biasan berada disepanjang sempadan air dan udara.

(4) Sudut tuju i3 > c.Tiada pembiasan berlaku.Semua sinar cahaya dipantulkan semula ke dalam air.Pantulan dalam penuh berlaku.

(c) Syarat berlakunya

(1) Sinar cahaya mestilah merambat dari medium yang lebih tumpat ke medium yang kurang tumpat.

(2) Sudut tuju mestilah melebihi sudut genting.

(d) Sudut Genting(c)Sudut genting ialah sudut tuju ketika sudut

biasan 90o.atauSudut tuju terbesar apabila sinar cahaya bergerak darimedium yang lebih tumpat ke medium yang kurang tumpat.

PELAJARAN 3PANTULAN DALAM PENUH

(e) Menentukan hubungan antara Indeks biasan,n dengan sudut genting,c

n =

Contoh 1Tandakan rajah-rajah berikut sudut genting, c.

Penyelesaian

Contoh 2

Rajah menunjukkan satu sinar cahaya memasukki satu prisma kaca melalui titik P.[ Indeks biasan kaca = 1.51 ]

(a) Hitungkan sudut genting kaca.(b) Lengkapkan rajah sinar bermula dari titik P

ssehingga arah sinar cahaya tidak berubah. Penyelesaian

n =

Contoh 3Suatu sinar cahaya AO merambat dalam bahan X yang mempunyai indeks biasan 2.0.

Lukiskan sinar cahaya semasa melalui udara jika sudut ialah

(a) 25o

(b) 30o

(c) 35o

Penyelesaian

(f) Ekspeimen untuk menentukan hubungan antara indeks biasan , n dengan sudut genting,c

Hipotesis:Apabila indeks biasan sudut genting berkurang

Tujuan : Mengkaji hubungan amtara indeks biasan , n dengan sudut genting,c

Senarai pemboleh ubah:Pemboleh ubah dimanupulasikan: indeks biasanPemboleh ubah bergerak balas: sudut gentingPemboleh ubah dimalarkan: saiz bongkah semi-bulatanSenarai radas dan bahan : bongkah semi-bulatan, kertas putih, protraktor,kotak sinar dan bekalan kuasa.

Susunan radas:

Kaedah mengawal pemboleh ubah dimupulasikan dan bergerak balas:Letakkan sebuah bongkah kaca semi-bulatan di atas kertas putih dan lukiskan sisinya dan tanda ABC.Alihkan bongkah kaca dan lukis garis normal ONLetakkan semula bongkah kaca di atas kertas putih.Hidupkan kotak sinar.Tujukan cahaya kepada bongkah kaca pada sudut tuju i yang kecil.Dengan perlahan-lahan gerakkan kotak cahaya supaya sudut i bertambah besar sehingga sudut

biasan menjadi 90o.Ukur sudut tuju ketika ini = cSudut C ini adalah merupakan sudut genting.Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan bongkah semi-bulatan yang berlainan nilai indeks biasan.Kaedah penjadualan data:Jadualkan data:

Indeks biasan, nSudut genting,c

Kaedah menganalisis data:Plotkan graf c lawan n

(g) Fenomena harian dan alat-alat yang menggunakan konsep pantulan dalam penuh

(i) Logamaya

Pada hari panas,sinar cahaya matahari bergerak dari lapisan udara yang lebih tumpat ke lapisan udara kurang tumpat.Apabila sinar cahaya semakin hampir dengan permukaan jalan yang panas sudut tuju melebihi sudut genting.Pantulan dalam penuh berlaku .Imej cahaya darilangit kelihatan seperti tompok air di atas jalan raya.

(ii) Periskop

Dalam sebuah periskop pantulan dalam penuh berlaku.

Ini disebabkan cahaya dituju pada sudut tuju 45o

yang melebihi sudut genting prisma kaca 42o .Kelebihan periskop prisma daripada periskop cermin satah ialah(a) Imej lebih jelas (b) Imej tidak bertindih-tindih

(iii) Binokular

Pantulan dalam penuh berlaku dua kali.Sudut tuju melebihi sudut genting prisma kaca.Kelebihannya berbanding teleskop ialah(a) kecil (senang dibawa kemana-mana)(b) Imej adalah tegak

(iv) Serabut optik

Dinding kaca di sebelah luar kurang tumpat berbanding dengan kaca di sebelah dalam.Dengan itu cahaya merambat dari medium lebih tumpat ke medium kurang tumpat.Cahaya yang masuk dari hujung serabut mengalami pantulan dalam penuh kerana sudut tujunya sentiasa melebihi sudut genting.Kelebihannya berbanding dengan wayar kuprum biasa(a) lebih murah (b) lebih banyak maklumat boleh dibaw

1 Sudut genting suatu bahan ialah sudut tuju

A yang minimum apabila cahaya merambat dari medium kurang tumpat ke medium lebih tumpat.

B yang minimum apabila cahaya merambat dari medium lebih tumpat ke medium kurang tumpat.

C yang maksimum apabila cahaya merambat dari medium kurang tumpat medium lebih tumpat.

D yang maksimum apabila cahaya merambat dari medium lebih tumpat ke medium kurang tumpat.

2 Yang manakah antara berikut merupakan sudut genting bagi sebuah bongkah kaca semi-bulatan?

3 Rajah menunjukkan satu alur cahaya dengan sudut tuju X merambat dari udara ke bongkah plastik.Yang manakah merupakan sudut genting bongkah plastik itu

TUTORIAL 3

4 Rajah menunjukkan satu sinar cahaya bergerak dari udara dan masuk ke satu prisma kaca..

Berapakah sudut genting kaca itu? A 40o B 50o

C 60o D 70o

5 Antara rajah sinar berikut yang manakah membentuk sudut genting?

6 Gambar rajah menunjukkan sinar X ditujukan ke dalam blok kaca. Sudut genting kaca ialah 42 0. Ke manakah arah sinar merambat dari titik Y?

9 The diagram shows a light ray, P, directed into a glass block. The critical angle of the glass is 42o.In which direction does the light move from point Q?

7 Jika indeks biasan bagi air ialah 1.33,maka sudut gentingnya adalah

A 44.5o B 46.9o

C 48.8o D 49.2o

8 Satu sinar cahayabergerak dari kaca ke udara. Sebahagian cahaya dibiaskan dan sebahagian cahaya dipantulkan.Rajah yang manakah berikut ada;ah benar untuk menunjukkan lintasan sinar cahaya itu?

9 Di antara rajah-rajah A, B dan C, yang manakah

menunjukkan fenomena pantulan dalam penuh

10 Rajah menunjukkan fenomena pantulan dalam

penuh yang berlaku pada sempadan di antara dua medium.

Apakah hubungan yang betul antara n1 dan n2 ?

A n1 > n2

B n1 = n2

C n1 < n2

11 Rajah yang manakah berikut menujukkan sinar cahaya yang bergerak dari air ke udara dengan sudut tujunya melebihi sudut genting air?

12 Yang manakah antara berikut paling tepat untuk menunjukkan kesan pantulan dalam penuh bagi suatu sinar cahaya yang merambat dalam bahan X yang mempunyai indeks biasan 1.3 dan bahan Y yang mempunyai indeks biasan 1.5.

13 Rajah menunjukkan suatu sinar cahaya AO merambat dari cecair ke udara.Jika sudut genting cecair tersebut ialah 45o,lintasan sinar cahaya selepas melalui titik O adalah

14 Rajah menunjukkan satu sinar merambat ke dalam blok kaca semi bulatan.Jika sudut genting kaca ialah 42 0 , yang manakah laluan sinar cahaya yang betul?

15 Rajah men unjukkan satu sinar cahaya merambat dari bahan X ke udara pada sudut tuju 40o.,

Jika indeks biasan bahan X ialah 1.12, lintasan cahaya seterusnya bermula dari O ialah

A OE B ODC OC D OB

16 Rajah menunjukkan suatu sinar cahaya bermula dari M memaukki prisma kaca bersudut tegak dan mempunyai sudut genting 42o. Selepas melalui titik O,Antara lintasan A,B,C dan D yang manakah lintasan sebenar sinar cahaya tersebut?

17 Rajah menunjukkan satu sinar cahaya yang melalui satu prisma yang mempunyai indeks biasan 1.56.

Antara rajah berikut yang manakah betul menunjukkan lintasan sinar biasan melalui prisma?

18 Satu sinar cahaya ditujukan pada satu sisi bongkah kaca segiempat tepat.Rajah yang manakah adalah benar ?[ Sudut genting kaca ialah 42o ]

19 Rajah menunjukkan perbezaan lintasan sinar cahaya apabila cahaya merambat melalui prisma P dan prisma Q.

. Perbezaan ini adalah disebabkan

A Sudut genting prisma P lebih kecil daripada sudut genting prisma Q

B Indeks biasan prisma P lebih kecil daripada indeks biasan prisma Q

C Prisma P boleh memantulkan cahaya tetapi prisma Q tidak boleh memantulkan cahaya.

20 Rajah menunjukkan satu bongkah plastik lutsinar semi-bulatan ditenggelamkan dalam suatu cecair.Satu sinar cahaya memasukki bungkah kaca itu pada P dipantulkan sepenuhnya di Q dan akhirnya keluar melalui R

Pantulan dalam penuh berlaku kerana

A Ketumpatan optik bongkah plastik lebih rendah daripada ketumpatan optik cecair.

B Indeks biasan bongkah plastik lebih rendah daripada indeks biasan cecair.

C Sudut genting bongkah plastik lebih besar daripada sudut genting cecair.

D Sudut tuju melebihi sudut genting bongkah plastik.

21 Rajah menunjukan satu sinar cahaya dituju dari medium M ke medium N yang mempunyai ketumpatan optik yang berbeza

.Pernyataan yang manakah berikut adalah benar.

A Sudut genting medium M kurang daripada 35o

B Medium M kurang tumpat dari medium NC Sudut pantulan adalah 55o

22 Rajah menunjukkan seekor jerung sedang memerhatikan seorang lelaki di sebalik halangan.

Fenomena ini dapat diterangkan olehA Biasan B BelauanC PantulanD Pantulan dalam penuh

23 Alat-alat atau fenomena harian berikut bekerja berdasarkan prinsip pantulan dalam penuh kecuali

A BinokularB LogamayaC gentian optikD Periskop cermin

\24 Rajah menunjukkan keratan rentas satu kabel gentian optik.

Pernyataan yang manakah berikut adalah benar?

A Ketumpatan P < Ketumpatan QB Ketumpatan P > Ketumpatan QC Ketumpatan P = Ketumpatan Q

25 Rajah 25.1 menunjukkan satu alur cahaya XO menuju sebuah prisma kaca PQR yang mempunyai indeks biasan 1.5.

Rajah 25.1

(a) Mengapakah alur cahaya XO tidak terbias semasa memasukki prisma kaca itu?..........................................................................................................................................

(b) Tentukan nilai sudut genting prisma kaca.

(c) Dengan menggunakan langkah-langkah pengiraan tertentu,lukiskan sinar cahaya bermula dari Y sehingga keluar ke udara semula pada Rajah 25.2 di bawah.

langkah pengiraan:

Rajah 25.2

26 Satu blok kaca dipotong menjadi dua prisma P dan Q seperti ditunjukkan dalam Rajah 26.1. Satu daripada prisma tersebut adalah sesuai digunakan sebagai satu komponen dalam sebuah binokular.[ Indeks biasan blok kaca= 1.5 ]

Prisma P Prisma QRajah 26.1

(a) Hitungkan sudut genting kaca.

(b) Pada Rajah 26.1 lengkapkan lintasan sinar cahaya yang memasukki prisma P dan prisma Q bermulapada titki X.

(c) (i) Berdasarkan jawapan anda di (b) prisma manakah yang sesuai digunakan dalam binokular itu.………………………………….

(ii) Berikan sebab untuk jawapan andadi (c)(i).……………………………………………………………………

(d) Rajah 26.2 menunjukkan sebuah binokular.

Rajah 26.2

(i) Berdasarkan jawapan anda di (c) ,lukiskan kedudukan prisma yanmg betul dalam kotak yang disediakan pada rajah 26.2.

(ii) Seterusnya lengkapkan rajah sinar pada Rajah 26.2.

(iii) Apakah fungsi kanta objek dalam binokular itu?……………………………………..

27 Rajah 27.1 menunjukkan seorang pemandu yang sedang memandu pada hari yang panas ternampak tompokan air di hadapan, tetapi tompokan air itu hilang apabila pemandu itu menghampirinya.

Rajah 27.1(a) Namakan fenomena semula jadi ini.

………………………………………(b) Nyatakan konsep fizik yang terlibat

dalam fenomena ini.………………………………………

(c) (i) Bandingkan ketumpatan udara sejuk dengan udara panas. ………………………………

(ii) Apabila cahaya merambat dari medium lebih tumpat ke medium kurang tumpat, apakah yang akan berlaku kepada arah perambatan gelombang cahaya yang terbias. ………………………………

(iii) Lengkapkan Rajah 27.2 bagi menunjukkan kejadian semula jadi yang ditunjukkan dalam Rajah 27.1.

Rajah 27.2

28 Rajah 28 menunjukkan pemantul cahaya dipasang pada permukaan jalan untuk membantu pemandu di waktu malam atau keadaan berkabus.

Rajah 28

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan sudut genting?Tanda jawapan ( √ ) yang betul dalam petak yang disediakan.

Sudut tuju apabila sudut biasan ialah 90o .

Sudut tuju apabila sinar tuju dipantulkan sepenuhnya.

(b) (i) Berdasarkan Rajah 28 bagaimanakah pemantul cahaya membantu pemandu?………………………………………

(ii) Lengkapkan lintasan sinar cahaya pada Rajah 28.

(c) Jelaskan mengapa sinar cahaya tidak bengkok semasa memasuki prisma di titik A.………………………………………….....

(d) Berdasarkan Rajah 28, apakah yang berlaku pada sinar cahaya itu selepas melalui titik B?………………………………………….....

(e) Namakan fenomenayang ditunjukkan dalam Rajah 28.………………………………………….....

(f) Sudut genting untuk kaca adalah 38o .Hitungkan indeks biasan untuk kaca.

29 Rajah 29 menunjukkan struktur bagi sebuah periskop yang digunakan di dalam kapal selam.

Rajah 29(a) Dua prisma kaca mesti digunakan supaya

pemerhati dapat melihat objek di luar kapal selam. Kedudukan satu daripada prisma kaca itu ditunjukkan pada Rajah 29.

Pada Rajah 29,(i) lukis dan lorekkan kedudukan

prisma.(ii) lengkapkan rajah sinar cahaya dari

objek ke mata pemerhati.

(b) Nyatakan fenomena cahaya yang terlibat. ……………………………………………

(c) Sudut genting prisma kaca itu ialah 44°. Kirakan indeks biasan prisma kaca itu.

(d) Q, R and S adalah tiga jenis bahan yang berbeza digunakan sebagai prisma di dalam periskop.Jadual 29 menunjukkan ciri-ciri pada setiap bahan.

Bahan Indeks biasan Sudut genting

Q 1.25R 1.33S 1.52

Jadual 29(i) Hitungkan sudut genting bagi setiap

bahan dan lengkapkan Jadual 29.

(ii) Berdasarkan jawapan di (d)(i), bahan manakah yang paling sesuai untuk digunakan dalam periskop?………………………………………

(iii) Nyatakan satu sebab bagi jawapan di (d)(i)?………………………………………

(e) Cermin juga boleh digunakan di dalam periskop

(i) Nyatakan fenomena cahaya yang digunakan jika menggunakan cermin.………………………………………

(ii) Beri satu sebab mengapa cermin tidak sesuai digunakan berbanding prisma.……………………………………..

30 (a) Rajah 30.1 menunjukkan satu sinar cahaya merambat dari bongkah semi-bulatan P ke udara .Rajah 30.2 menunjukkan satu sinar cahaya merambat dari bongkah semi-bulatan Q ke udara .

Rajah 30.1

Rajah 30.2

(i) Apakah yang dimaksudkan dengan indeks biasan

(ii) Menggunakan Rajah 30.1 dan Rajah 30.2, bandingkan sudut tuju , sudut genting, kaitan antara sudut tuju dengan sudut genting setiap bongkah semi-bulatan dan arah sinar cahaya selepas mengenai sempadan antara semi-bulatan dengan udara.Hubungkaitkan antara kaitan antara sudut tuju dengan sudut genting setiap bongkah semi-bulatan dan arah sinar cahaya selepas mengenai sempadan antara semi-bulatan dengan udara.

(b) (i) Nyatakan 2 syarat sinar cahaya boleh mengalami pantulan dalam penuh.

(ii) Rajah 30.3 menunjukkan sinar tuju pada kaca Crown yang mempunyai sudut genting 42°.Lukiskan sinar cahaya untuk menunjukkan bagaimana sinar cahaya merambat keluar dari kaca Crown.

Rajah 30.3(c) Rajah 30.4 menunjukkan struktur gentian

optik yang digunakan untuk perhubungan.

Rajah 30.4Gentian optik diperbuat dari kaca. Setiap lapisan gentian kaca (bahagian dalam) dilapis dengan lapisan nipis kaca (bahagian luar). Anda dikehendaki memberi beberapa cadangan untuk mereka bentuk gentian optik yang boleh membawa maklumat dengan lebih berkesan..Terangkan cadangan anda berdasarkan aspek-aspek berikut:- Indeks biasan bahagian dalam dan

bhagian luar- Kebolehan melentur- Ketelusan cahaya yang masuk- Ketebalan kaca

- Kaedah menggabungkan gentian optik

(a) PendahuluanKanta diperbuat daripada bahan yang lutsinar di mana sekurang-kurang nya satu permukaannya adalah melengkung.Pembentukan imej oleh sebuah kanta adalah disebabkan oleh fenomena pembiasan ..Sinar cahaya yang melalui paksi utama dan yang melalui pusat optik kanta tidak dibiaskan.Sinar cahaya dari sumber yang jauh(infiniti) adalah masuk ke kanta dalam keadaan selari .

( b) Jenis-jenis kanta (i) Kanta cembung @ Kanta penumpu @ Kanta

positif.

(ii) Kanta cekung @ Kanta pencapah @ Kanta negative

(c) Istilah-istilah kanta

Pusat Optik (P) : Titik yang berada di tengah-tengah kanta dan sinar cahaya yang melaluinya tidak terbias.

Paksi utama (AB) : Garis lurus yang melalui pusat optik danberserenjang dengan kanta.

Fokus utama@Titik fokus (F) : Bagi kanta cembung: Ialah satu titik di atas paksi utama di belakang kanta di mana sinar cahaya selari dengan paksi utama akan menumpu.

PELAJARAN 4 – KANTA DAN KEGUNAANNYA DALAM ALAT-ALAT OPTIK

Bagi kanta cekung:Ialah satu titik di atas paksi utama di depan kanta di ana sinar cahaya yang selari dengan paksi utama akan mula mencapah.

Panjang fokus (FP) : Jarak antara fokus utama dan pusat optikuntuk kanta cembung panjang fokus adalah positif dan bagi kanta cekung panjang fokus adalah negatif.

(d) Kuasa Kanta (P)

atau

Unit f adalah meter(m) dan unit P adalah diopter(D)Bagi kanta cembung : kuasa positifBagi kanta cekung : kuasa negatif

Contoh 1Sebuah kanta cembung mempunyai panjang fokus 40 cm.Tentukan kuasanya.

Penyelesaian

Contoh 2Sebuah kanta mempunyai kuasa - 5D.Berapakah panjang fokus kanta tersebut apakah jenis kanta itu?

Penyelesaian :

(e) Menentukan ciri-ciri imej kanta dengan kaedah gambar rajah sinar.

(i) Pendahuluan:

Gambar rajah sinar merupakan sebuah lukisan berskala yang digunakan untuk mengetahui ciri-ciri imej yang terhasil oleh sebuah kanta. Ciri imej sebuah kanta dipengaruhi oleh jarak objek (u). Apabila melukis gambar rajah sinar:Sinar cahaya melalui pusat optik tidak dibiaskan Sinar cahaya selari paksi utama apabila memasukki kanta akan ditumpukan pada fokus utama di belakang kanta (kanta cembung) atau mula dicapahkan dari fokus utama di hadapan kanta (kanta cekung)Imej adalah hasil persilangan dua sinar yang dibina tersebut. Ciri-ciri imej ditentukan seperti berikut:Tinggi imej > Tinggi objek = membesar atau Tinggi imej < Tinggi objek = mengecilObjek dan imej di sebelah paksi-y yang bertentangan = nyata atauObjek dan imej di sebelah paksi-y yang sama =maya

Objek dan imej di sebelah paksi-x yang bertentangan = songsang atau Objek dan imej di sebelah paksi-x yang sama=tegak

(ii) Gambar rajah sinar untuk kanta cembung.a) u < f

Ciri-ciri imej : ……………………………………………………………… (b) u = f

Ciri-ciri imej : ………………………………………………………………

(c) f < u < 2f

Ciri-ciri imej : ……………………………………………………………… (d) u = 2f

Ciri-ciri imej : ……………………………………………………………… (e) u > 2f

Ciri-ciri imej : ………………………………………………………………(f) u

Ciri-ciri imej : …………………………………………………....................Kesimpulan

Jarak objek ,u

Ciri-ciri imej

u < fu = ff <u< 2fu = 2fu > 2fu = ∞

(ii) Gambar rajah sinar untuk kanta cekung.

(a) u < f

Ciri-ciri imej : ……………………………………………………………… (b) f<u <2f

Ciri-ciri imej : ………………………………………………………………Kesimpulan:

Jarak objek ,u Ciri-ciri imej u < f f < u < 2f

(f) Menentukan ciri-ciri imej yang dibenrtuk oleh kanta cembung atau kanta cekung dengan menggunakan persamaan kanta

f = Panjang fokus u = Jarak objek

v = Jarak imej ho = Tinggi objek hi = Tinngi imej m = Pembesaran linear

Pengertian tanda:

Kanta cembung Kanta cekungJarak objek,u

+Objekberada di sebelah kiri ( di hadapan kanta)

-Objekberada di sebelah kanan (di belakang kanta)

+Objekberada di sebelah kiri ( di hadapan kanta)

-Objekberada di sebelah kanan (di belakang kanta

Jarak imej, v

+Jikaimej adalah nyata ( imej terbentukdi sebelah kanan //belakang kanta).

-Jikaimej adalah naya ( imej terbentukdi sebelah kiri //hadapan kanta).

+ Jikaimej adalah nyata ( imej terbentukdi sebelah kanan //belakang kanta).

- Jikaimej adalah naya ( imej terbentukdi sebelah kiri //hadapan kanta).

Panjang fokus, f

+ -

Kuasa kanta, P

+ -

Pembesaran linear, m Saiz imej Sama saiz

Membesar

Mengecil

Contoh 3

Sebuah kanta cembung mempunyai panjang fokus 20 cm.Satu objek yang tingginya 2 cm terletak 30 cm di hadapan kanta.Tentukan,(a) Jarak imej(b) Pembesaran linear(c) Tinggi imej(d) Ciri-ciri imej

Penyelesaian

Contoh 4

Sebuah kanta cekung mempunyai kuasa 2.5 D.Satu objek yang tingginya 6 cm diletak 20 cm di hadapan kanta.Tentukan(a) Jarak imej(b) Tinggi imej(c) Pembesaran linear(d) Ciri-ciri imej

Penyelesaian

(g) Pengertian imej nyata dan imej maya bagi kantaImej nyata adalaah imej yang boleh terbentuk pada skrin.Imej maya adalaah imej yang tidak boleh terbentuk pada skrin

(h) Kesan kepada imej apabila sebahagian kanta dilindungi, Kecerahan imej akan berkurangan kerana kuantiti cahaya yang masuksemakin berkurangan.

(i) Experimen untuk mengkaji hubungan antara jarak objek dan jarak imej. bagi sebuah kanta.

Hipotesis: Apabilajarak objek bertambah , jarak imej berkurang..Tujuan eksperimen : Mengkaji hubungan antara jarak objek dan jarak imej. bagi sebuah kanta. .Pembolehubah eksperimen:Pembolehubah manupulatif : jarak objekPembolehubah bergerak balas : jarak imej Pembolehubah dimalarkan : Panjang fokus Senarai radas dan bahan:Kanta cembung,pemegang kanta ,skrin, kadbod berlubang dengan wayar bersilang , mentoldan pembaris meter.

Susunan radas:

Prosedur: Jarak antara kadbod dan kanta diukur dengan menggunakan pembarismeter,= uSkrin dilaraskan sehingga imej dawai bersilang kelihatan tajam dan jelas pada skrin.jarak antara skrin dan kanta diukur = vEksperimen diulangi sebanyak 5 kali dengan nilai u yang berlainan.Menjadual data:

uv

Menganalisis data: Lukis graf v lawan u.

(j) Alat-alat optik yang menggunakan kantaTerdapat banyak alat-alat optikyang menggunakan kanta seperti kanta pembesar teleskop, mikroskop dan kamera.Untuk setiap alat optik yang dipelajari kita mesti mengkaji dari segi kegunaanya , kanta digunakan, pelarasan normal , rajah sinar dan ciri imej terakhir yang dibentuk,

Kanta Pembesar

Fungsi : Membesarkan imej suatu objek

Struktur : Satu kanta cembung yang tebal

Pelarasan Normal : Jarak objek , u < Panjang fokus , f.

Rajah Sinar :

Ciri-ciri imej terakhir :

Teleskop

Fungsi : Melihat objek yang jauh ( di infiniti)

Struktur : Kanta objek yang nipis (panjang fokus yang panjang )

Kanta mata yang tebal (panjang fokus yang pendek )

fo >>>> fe

Pelarasan Normal : Fo and Fe adalah bertindih Atau Jarak antara kanta objek dan kanta mata = fo + fe

Rajah Sinar:

Ciri-ciri imej terakhir :

Pembesaran sebuah teleskop :

Microskop

Fungsi : Melihat objek yang seni(halus)

Struktur : Kanta objek dan kanta mata yang tebal ( Kedua-duanya mrmpunyai panjang fokus yang pendek ) tetapi

fe >fo

Pelarasan Normal: fo < u < 2fo

Rajah sinar:

Ciri-ciri imej terakhir:

TUTORIAL 4

1 Pembentukan imej oleh sebuah kanta adalah disebabkan oleh

A Pantulan dalam penuhB PembelauanC Pembiasan D Pantulan

2 Antara rajah berikut yang manakah tidak benar mengean ai kanta.

3 Rajah menunjukkan cahaya yang selari melalui satu kanta cembung

Jarak P ialah

A Jarak objekB Panjang fokusC Diameter kanta

4 Pernyataan yang manakah berikut adalah benar mengenai kuasa kanta?

A Unit bagi kuasa kanta adalah WattB Kuasa kanta cemb ung adalah negatifC Kuasa kanta bertambah apabila panjang

fokus adalah pendek,

5 Berapakah kuasa kanta cembung yang mempunyai panjang fokus 50 cm ?

A -0.2 D B 0.2 DC -2.0 D D 2.0 D

6 Apakah jenis kanta dan panjang fokus bagi sebuah kanta yang mempunyai kuasa -40 D?

A Kanta cekung , -2.5 x 10 2 mB Kanta cekung , -2.5 x 10 - 2 mC Kanta cembung , -2.5 x 102 mD Kanta cembung , -2.5 x 10 - 2 m

7 Manakah antara sinar-sinar cahaya pada rajah adalah tidak betul?

8 Rajah menunjukkan objek diletakkan pada kedudukan O,Pada kedudukan manakah, A,B,C atau D imej akan terbentuk?

9 Rajah menujukkan gambar rajah sinar bagi sebuah kanta cembung. Titik yang manakah berikut merupakan titik fokus kanta cembung itu?

10 Rajah menunjukkan sebuah kanta cembung menghasilkan satu imej I.Pada kedudukan manakah objek bagi kanta itu?

11 Rajah menunjukkan sebuah kanta cekung menghasilkan satu imej I.Pada kedudukan manakah objek bagi kanta itu?

48

12 Rajah menunjukkan seorang pemerhati sedang menggunakan sebuah kanta cembung.Di manakah duit syiling itu perlu diletakkan oleh pemerhati supaya imej yang dihasilkan adalah maya, tegak dan diperbesarkan?

13 Rajah menunjukkan rajah sinar sebuah kanta cembung yang mempunyai panjang fokus, f.

Pernyataan yang manakah betul untuk menerangkan rajah di atas?

A Jarak objek adalah kurang dari fB Jarak objek adalah sama dengan 2f.C Kanta cembung bertidak sebagai kanta

pembesar.D Ciri-ciri imej yang terbentuk adalah sahih,

lebih besar dan tegak.

14 Satu sumber cahaya yang kecil diletakkan pada titik focus satu kanta cembung akan menghasilkan

A alur cahaya selariB alur cahaya menumpuC alur cahaya mencapahD alur cahaya terbelau

15 Imej yang songsang bagi kanta cembung yang mempunyai panjang fokus f terhasil jika jarak objek,u adalah

A u < f B u >fC f < u < 2f D u > 2f

16 Sebuah kanta cembung tidak mungkinmenghasilkan imej yang

A membesar,songsangB membesar,tegakC mengecil,songsangD mengecil,tegak

17 Imej yang dihasikan oleh kanta cekung adalah,

A membesar,maya,tegakB mengecil,maya,tegakC membesar,nyata,songsangD mengecil,nyata,songsang

18 Sebuah objek diletakkan sejauh 18.0 cm daripada sebuah kanta cembung yang mempunyai panjang fokus 20.0 cm.Ciri imej yang terhasil adalah

A maya,membesar,tegakB nyata,membesar,songsangC maya,mengecil,tegakD nyata,mengecil,songsang

19 Panjang fokus sebuah kanta cembung adalah 20.0 cm. Di manakah skrin perlu diletakkan untuk mendapatkan imej yang jelas bagi sebuah pokok di luar makmal?

A 15.0 cm B 20.0 cmC 25.0 cm D 40.0 cm

20 Apabila satu objek yang tingginya 2 cm diletak pada titik fokus kanta cembung yang yang mempunyai panjang fokus 5 cm,jarak imej dari kanta adalah

A 2 cm B 5 cmC 10 cm D Infiniti

21 Seorang pelajar menggunakan kanta cembung untuk mendapatkan imej maya yang dibesarkan bagi satu objek . Panjang fokus kanta itu ialah 10 cm.

49

Berapakah jarak objek yang sesuai?

A 8.0 cm B 10.0 cmC 15.0 cm D 20.0 cm

21 Sebuah kanta cembung mempunyai kuasa 5D diletakkan satu objek sejauh 10 cm di hadapan kanta. Jarak imej adalah

A 10.0 cm,imej mayaB 10.0 cm,imej nyataC 20.0 cm,imej mayaD 20.0 cm,imej nyata

22 Rajah menunjukkan suatu objek di hadapan sebuah kanta cembung dan imejnya.

Berapakah panjang fokus kanta itu

A 20.00 cm B 7.50 cmC 6.67 cm D 0.15 cm

23 Imej satu objek yang terletak 80.0 cm bagi sebuah kanta cekung yang mempunyai panjang fokus 20.0 cm adalah

A 16.0 cm di sebelah yang sama dengan objek.

B 16.0 cm disebelah yang bertentangan dengan objek

C 26.7 cm di sebelah yang sama dengan objek

D 26.7 cm di sebelah yang bertentangan dengan objek

24 Rajah menunjukkan satu imej I bagi satu objek O yang diletakkan di hadapan sebuah kanta cembung.

Pembesaran linear imej adalah

A 0.5 ` B 1.0

C 3.0 D 4.0

25 Rajah menunjukkan pembentukkan imej daripada suatu objek oleh kanta cembung

Apabila tinggi imej adalah 4 cm, berapakah tinggi objek?

A 0.5 cm B 0.8 cm C 2.0 cm D 4.0 cm

26 Sebuah kanta cembung menghasilkan imej membesar,songsang dan nyata.Apabila sekeping duit syiling diletakkan supaya menutupi sebahagian kanta,imej yang terhasil akan menjadi

A separuh B mengecil C kurang jelas D songsang

27 Rajah menunjukkan imej suatu serangga yang dilihat dibawah kanta pembesar.Kedudukan serangga itu daripada kanta pembesar adalah

A kurang daripada fB antara f dan 2fC sama dengan 2fD lebih daripada 2f

28 Antara berikut yang manakah adalah benar mengenai sebuah kanta pembesar??

Jarak objek/ cm Fanjang fokus / cm

50

A 5 10B 8 5C 10 5D 20 8

29 Rajah menunjukkan perkataan sport yang dilihat melalui kanta X dan kanta Y bagi dua pasang cermin mata yang berlainan.

Apakah jenis kanta X dan kanta Y?

Kanta X Kanta Y

A Cembung CembungB Cembung CekungC Cekung CembungD Cekung Cekung

30 Manakah di antara pasangan kanta berikut boleh digunakan untuk membina teleskop?

A Dua kanta cekung dengan jarak fokus 6 cm dan 9 cm

B .Dua kanta cembung dengan jarak fokus 10 cm dan 80 cm

C Dua kanta cekung dengan jarak fokus 10 cm dan 80 cm

D Dua kanta cembung dengan jarak fokus 6 cm dan 9 cm

31 Antara berikut yang manakah benar mengenai kanta objek dan kanta mata bagi sebuah teleskop? Kuasa kanta objek Kuasa kanta mata A rendah tinggi B tinggi rendah C rendah rendah D tinggi tinggi

32 Rajah menunjukkan susunan dua buah kanta cembung P dan Q pada pelarasan normal dalam sebuah teleskop astronomi. Kuasa kanta P ialah 5 D dan kanta Q ialah 25 D.

Berapapah jarak antara dua kanta P dan Q itu.


33 Rajah menujukkan susunan kanta dalam sebuah teleskop asronomi.Panjang fokus kanta P ialah fP dan panjang fokus kanta Q adalah fQ. Pernyataan yang manakah adalah benar??

A Pembesaran imej ialah

B fP adalah lebih pendek daripada fQ

C Kuasa kanta P lebih tinggi daripada kuasa kanta Q.

D Imej yang dihasilkan oleh kanta P adalah nyata manakala yang dihasilkan oleh kanta Q adalah maya,

30 Antara berikut yang manakah benar mengenai gabungan kanta yang digunakan dalam sebuah mikroskop?

Kanta objek Kanta mata

A kanta cekung kanta cekung panjang fokis 3 cm panjang fokis 120 cm

B kanta cembung kanta cembung

panjang fokis 3 cm panjang fokis 120 cm C kanta cekung kanta cekung

panjang fokis 3 cm panjang fokis 5 cm D kanta cembung kanta cembung

panjang fokis 3 cm panjang fokis 5 cm

31 Apakah syarat-syarat yang perlu dipatuhi untuk membolehkan kanta yang mempunyai panjang fokus f digunakan sebagai kanta objektif mikroskop ?

51

Jenis kanta Jarak objek

A Cembung Kurang dari fB Cembung Antara f dan 2fC Cekung Kurang dari fD Cekung Antara f dan 2f

32 Rajah 32 menunjukkan imej” FIZI” iaitu

tulisan pada kulit buku apabila diperhatikan melalui sebiji gelas berisi air

Diagram 32

(a) Nyatakan fenomena cahaya yang menyebabkan imej “ FIZI” terbentuk.……………………………………………

(b) Apakah yang terjadi kepada saiz imej apabila air digantikan dengan suatu larutan lutsinar yang mempunyai ketumpatan lebih tinggi.……………………………………………

(c) Gelas yang berisi air itu digantikan pulasengan sebuah kanta M yang mempunyai panjang fokus 10cm. Jarak antara kulit buku dengan pusat optic kanta adalah 8 cm.Didapati imej FIZIK diperbesarkan..(i) Namakan jenis kanta M.

……………………………………..(ii) Hitungkan jarak antara imej denngan

kanta M.

(iii) Pada ruangan di bawah , lukiskan gambar rajah sinar untuk menunjukkan bagaimana imej itu terbentuk

33 Rajah 33.1 dan Rajah 33.2 menunjukkan sinar cahaya melalui dua kanta cekung yang serupa dan objek O yang seupa diletakkan di hadapan kanta cekung itu dengan jarak objek u yang berbeza.Imej I terbentuk pada jarak imej ,v.

Rajah 33.1

Rajah 33.2

(a) Apakah yang dimaksudn dengan jarak objek ,u ?…………………………………………

(b) Menggunakan Rajah 33.1 dan Rajah 33.2(i) Nyatakan satu kesamaan ciri imej

yang terhasil.…………………………………..

(ii) Bandingkan,Jarak objek :…………………………………..

Jarak imej:………………………………………Saiz imej:………………………………………

52

(c) Berdasarkan jawapan anda dalam (c)(ii) nyatakan hubungan antara saiz imejdengan jarak objek.…………………………………………

(d) (i) Berdasarkan Rajah 33.1 , apakah yang terjadi kepada saiz imej apabila kanta yang lebih tebal digiunakan?…………………………………..

(ii) Berikan sebab bagi jawapan anda di (d) (i).…………………………………..

34 Rajah 34.1 menunjukkan sekuntum bunga kelihatan lebih besar apabila diperhatikan melalui sebuah alat optik.

Rajah 34.1

(a) (i) Namakan alat optik itu……………………………………....

.(ii) Namakan fenomena cahaya yang

terlibat.…………………………………........

(b) (i) Pada Rajah 34.1, lengkapkan gambar rajah sinar bagi menunjukkan bagaimana imej bunga itu dibesarkan

Rajah 34.2

(ii) Nyatakan ciri imej yang terhasil.………………………………………………………………………………

(c) Panjang fokus , f bagi kanta itu adalah 20 cm. satu objek yang tingginya 4 cm diletakkan di hadaapan kanta itu pada jarak 25 cm.Hitungkan,

(i) jarak objek

(ii) pembesaran linear imej

35 Rajah 35 menunjukkan satu objek O diletakkan di hadapan sebuah kanta cembung W. Panjang focus kanta W ialah 5 cm. Pembentukan imej oleh kanta adalah disebabkan oleh pembiasan cahaya.

Rajah 35

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan pembiasan cahaya?………………………………………………………………………………………….

(b) Pada Rajah 35, lengkapkan gambar rajah sinar untuk menunjukkan bagaimana imej dihasilkan oleh kanta W.

(c) Nyatakan ciri-ciri imej yang terhasil.….…………………………………………

(d) Jadual menunjukan ciri-ciri bagi tiga kanta X, Y dan Z.

Jadual 35Kanta cembung X, Y atau Z boleh digunakan sebagai kanta objek untuk digabungkan dengan kanta W sebagai kanta mata dalam merekabentuk sebuah teleskop astronomi.

53

(i) Dengan menghitung pembesaran linear , lengkapkan Jaduak 35.

(ii) Pilih dua kanta sebagai kanta objek untuk menghasilkan imej yang lebih besar.………………………………………

(iii) Pilih dua kanta sebagai kanta objek untuk menghasilkan imej yang lebih jelas.………………………………………

(e) (i) Berdasarkan jawapan anda dalam (d) nyatakan kanta yang manakah pailing sesuai dijadikan kanta objek dalam teleskop itu.………………………………………

(ii) Berikan sebab untuk jawapan anda dalam (e) (i).…………………………………........

36 Seorang pelajar menjalankan satu eksperimen untuk mengkaji hubungan antara pembesaran linear , m dan jarak imej , v bagi sebuah kanta yang diberi. Keputusan eksperimen ditunjukkan oleh graf pada Rajah 36.

Rajah 36

(a) Berdasarkan graf pada Rajah 36 (i) Nyatakan hubungan antara v dengan

m .………………………………………………………………………………

(ii) Tentukan jarak imej, v apabila m=0.8………………………………………(iii) Tentukan nilai pintasan paksi-v

………………………………(iv) Hitungkan kecerunan graf.

(b) Panjang fokus kanta , boleh ditentukan dengan mencari purata antara jawapan (a)(ii) dan jawapan (a) (iv).Hiuungkan panjang fokus , m.

(c) Nyatakan satu langkah berjaga-jaga yang sepatutnya diambil dalam eksperimen tersebut.………………………………………………………………………………

37 Rajah 37.1 dan Rajah 37.2 menunjukkan sianr cahaya selari dihalakan kepada kanta cembung J dan K. Kedua-dua kanta menghasilkan imej yang nyata. F adalah titik fokus bagi setiap kanta.

Rajah 37.1

Rajah 37.2

(a) (i) Apakah yang dimaksudkan dengan imej nyata?

54

(ii) Menggunakan Rajah 37.1 dan Rrajah 37.2 , bandingkan ketebalan kanta saiz imej, panjang fokus.seterusnya nyatakan hubungan antara ketebalan kanta dengan (a) saiz imej(b) panjang fokus

(b) Rajah 37.3 menujukkan sebuah mikroskop

Rajah 37.3

Cadangan rekabentuk dan terangkan bagainmana anda mengubahsuai mikrosop itu untuk dijadikan sebagai sebuah teleskop untuk melihat objek yang jauh berdasarkan aspek-aspek berikut:-- Jarak antara kanta- Kedudukan antara kanta-kanta- Panjang fokus kanta- Diameter kanta- Pengendalian teleskop

38 Rajah 38.1 menunjukkan gambar foto seekor kucing yang diambil dengan menggunakan sebuah kamera digital berkanta pada satu jarak yang dekat. Rajah 38.2 menujukkan gambarfoto kucing syang sama den gan menggunakan kamera yang sama tetapi kucing berada pada kedudukan lebih jauh.

Rajah 38.1

Rajah 38.2

Berdasarkan maklumat dan pemerhatian pada Rajah 38.1 dan Rajah 38.2(a) Nyatakan satu inferens yang sesuai. (b) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai. (c) Dengan menggunakan radas seperti kanta

cembung,objek dawai bersilang, kertas putih, sumber cahaya dan lain-lain , terangkan satu rangka kerja eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang anda nyatakan dalam (b)Dalam penerangan anda jelaskan perkara berikut :

(i) Tujuan eksperimen.(ii) Pembolehubah dalam

eksperimen.(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas.(v) Prosedur eksperimen termasuk

satu kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasikan dan satu kaedah mengukur pembolehubah bergerak balas.

(vi) Penjadualan data.

55

(vii) Cara anda menganalisis data

56

cahaya

Documents