E-book of Physics Formulas

Contoh soalan

Satu gelombang satah mempunyai panjang gelombang 2 cm dan
laju 8 cm sˉ¹ merambat merentasi kawasan cetek. Apabila
gelombang tersebut memasuki ke kawasan dalam, laju gelombang
menjadi 12 cm sˉ¹, tentukan nilai panjang gelombang di kawasan
dalam.

Penyelesaian :

Kawasan cetek : λ₁ = 2 cm, v₁ = 8 cm sˉ¹
Kawasan dalam : v₂ = 12 cm sˉ¹, ₂ = ?

v₁/λ₁ = v₂/λ₂
8/2 = 12 / λ₂

λ₂ = (12x2) / 8
= 3 cm

Hubung Kait antara Pemboleh
Ubah dalam Corak Interferens Gelombang

λ = panjang gelombang
а = jarak pemisahan antara dua sumber koheren
x = jarak pemisahan antara dua garis antinode atau garis

nod yang bersebelahan
D = jarak tegak dari sumber koheren ke kedudukan x yang

Dilukis

Dalam corak interferens gelombang air, bunyi dan cahaya,
pemboleh ubah λ, a, x dan D saling bergantung kepada satu sama
lain. Melalui Aktiviti 5.21, kita dapat menghubung kait antara
empat pemboleh ubah tersebut sebagai x = . Daripada hubung
kait ini, kita memperoleh panjang gelombang, λ melalui rumus,

λ = ÷

Menyelesaikan Masalah yang
Melibatkan Interferens Gelombang

Rajah 5.65 menunjukkan dwicelah Young menghasilkan corak
interferens pada skrin. Jarak di antara pinggir cerah yang
bersebelahan ialah 4.5 mm. Berapakah panjang gelombang cahaya
yang digunakan ?

Penyelesaian :

Pemusahan celah, = .
= 0.4 x 10ˉ³ m

Jarak di antara pinggir cerah bersebelahan = 4.5 mm
= 4.5 x 10ˉ³

Jarak di antara skrin dengan dwicelah, D = 3.0 m
Panjang gelombang, λ = ÷

= (0.4 x 10ˉ³)(4.5 x 10ˉ³)÷ .
= 6.0 x 10ˉ⁷ m

Bab 6 ~ Cahaya dan Optik

Indeks Biasan
Indeks biasan, n menentukan darjah pembengkokan alur cahaya
apabila cahaya merambat dari vakum ke suatu medium.

Indeks Biasan, n = laju cahaya dalam vakum/laju cahaya dalam

Medium
= c/v
Iaitu c = 3.0 x 10⁸ m sˉ¹

- Sinar tuju, sinar biasan dan garis normal bertemu pada satu titik
dan berada dalam satah yang sama.

- Hukum Snell : n₁ sin ₁ = n₂ sin ₂
Maka, n₂/n₁ = sin ₁/sin ₂

iaitu, n₁ ialah indeks biasan medium 1
n₂ ialah indeks biasan medium 2
₁ ialah sudut tuju dalam medium 1

₂ ialah sudut biasan dalam medium 2

Apabila medium 1 ialah udara
(n₁ = 1 ) dan medium 2, n₂ = n

n = sin i÷
i ialah sudut tuju dalam udara,
r ialah sudut biasan dalam medium 2.

Menyelesaikan Masalah yang Berkaitan dengan PembiasanCahaya

Rajah 6.14 menunjukkan satu sinar cahaya merambat dari udara ke
dalam bahan plastic pada sudut 60°. Indeks biasan plastic ialah
1.49.

Hitungkan:

(a) sudut biasan, r

(b) kelajuan cahaya dalam plastic

Penyelesaian: (b) n = c/v
(a) n = sin i/ sin r v = c/n
= 3.0 x 10⁸/1.49
sin r = sin i / n = 2.01 x 10⁸ m sˉ¹
= sin 60° / 1.49

r = sinˉ¹ ( sin 60° / 1.49 )
= 35.54°

Menyelesaikan Masalah yang
Melibatkan Pantulan
dalam Penuh

Rajah 6.25 menunjukkan satu sinar cahaya merambat dari udara ke
prisma yang mempunyai indeks biasan, 1.49.
(a) Hitungkan sudut genting prisma
(b) Lengkapkan lintasan sinar cahaya sehingga cahaya keluar ke
udara sekali lagi.

Penyelesaian :

(a) sin c = 1/n (b)
= 1/1.49 Rajah 6.26, sudut tuju
i = 45° lebih besar
c = sinˉ¹(1/1.49) daripada sudut genting
= 42.2° (c=42.2°) di sempadan
AB dan AC. Pantulan
Sudut genting prisma, dalam penuh berlaku
c ialah 42.2° dan sinar cahaya keluar

dari sempadan BC
secara normal.

Pembentukan Imej
Oleh Kanta

Perbandingan antara saiz imej dengan saiz objek dibuat
berdasarkan nisbah ketinggian imej kepada ketinggian objek
tersebut. Nisbah tersebut dikenali sebagai pembesaran linear, m.
Pembesaran linear, m = ketinggian imej, hᵢ/ ketinggian objek, hᵤ
Nisbah ketinggian imej kepada ketinggian objek juga sama dengan
nisbah jarak imej kepada jarak objek.
Pembesaran linear, m = jarak imej, v / jarak objek, u
Oleh itu, pembesaran linear boleh dirumuskan sebagai,

m = hᵢ/hᵤ = v/u, iaitu hᵢ = ketinggian imej
hᵤ = ketinggian objek
v = jarak imej
u = jarak objek

Formula Kanta Nipis

- Selain lukisan gambah rajah sinar, formula kanta nipis
boleh digunaan untuk menyelesaikan masalah mengenai
kanta.

Formula kanta nipis memberikan hubungan antara jarak
objek,u, jarak imej, v dengan panjang focus, f bagi suatu kanta
sebagai :

1/f = 1/u + 1/v

Menyelesaikan Masalah

Yang Melibatkan Formula

Kanta Nipis

Sekeping kanta cembung nipis mempunyai panjang focus 12 cm.
tentukan ciri-ciri, kedudukan dan pembesaran linear imej apabila
jarak objek ialah :
(a) 18 cm, dan
(b) 4 cm

Penyelesaian :
(a) u = +18cm

f = +12cm
Formula kanta nipis, 1/f = 1/u + 1/v

1/v = 1/f – 1/u
= 1/12 – 1/18

v = +36 cm
Pembesaran linear, m = v/u

= 36/18
=2

Imej adalah nyata, songsang dan diperbesar. Imej terletak
36 cm dari kanta dan berada di sebelah kanta yang
Bertentangan dengan objek. Imej diperbesar 2 kali.

(b) u = +4 cm
f = +12 cm
Formula kanta nipis, 1/f = 1/u + 1/v
1/v = 1/f – 1/u
= 1/12 – 1/4
v = -6 cm
Pembesaran linear, m = v/u
= 6/4
= 1.5
Imej adalah maya, tegak dan diperbesar. Imej terletak 6 cm
Dari kanta dan berada di sebelah kanta yang sama dengan
Objek. Imej diperbesar 1.5 kali.

Bibliografi

1. Chia Song Choy, Koay Kheng Chuan, Dr.Ooi Hean Beng, Mohd
Khairul Anuar bin Md Mustafa, Rema Ragavan. (2019). Fizik
Tingkatan 4. Pustaka Sarjana Sdn. Bhd. (259247) No.22-02, Jalan
Molek 1/10, Taman Molek, 81100 Johor Bahru, Johor Darul Takzim.
2. https://www.ipendidikan.my/nota-fizik-tingkatan-4.html
3. Wan Rozane bin Wan Abdullah. Lot 1386, Kg Padang Lalang, Batu
4, Jalan Maran, 28000, Temerloh, Pahang.