Ranger SPM 2022 - Fizik

PELANGI

SPMRevisi Cepat

Fizik

Tingkatan

4 . 5 KSSM

Chong Chee Sian

Tingkatan 4 4BAB Haba 47

1BAB Pengukuran 1 4.1 Keseimbangan Terma 48
4.2 Muatan Haba Tentu 50
1.1 Kuantiti Fizik 2 4.3 Haba Pendam Tentu 53
4.4 Hukum Gas 57

1.2 Penyiasatan Saintifik 3 Praktis SPM 64

Praktis SPM 6

2BAB Daya dan Gerakan I 5BAB Gelombang 71

10 5.1 Asas Gelombang 72
5.2 Pelembapan dan Resonans 74
2.1 Gerakan Linear 11 5.3 Pantulan Gelombang 75
5.4 Pembiasan Gelombang 76
2.2 Graf Gerakan Linear 13 5.5 Pembelauan Gelombang 77
5.6 Interferens Gelombang 78
2.3 Gerakan Jatuh Bebas 16 5.7 Gelombang Elektromagnet 83

2.4 Inersia 17

2.5 Momentum 19

2.6 Daya 20 Praktis SPM 85

2.7 Impuls dan Daya Impuls 22

2.8 Berat 23 6BAB Cahaya dan Optik

Praktis SPM 24 93

3BAB Kegravitian 31 6.1 Pembiasan Cahaya 94
6.2 99
3.1 Hukum Kegravitian Semesta 6.3 Pantulan Dalam Penuh
.
Newton 32 6.4 Pembentukan Imej oleh 103
6.5 Kanta 107
3.2 Hukum Kepler 37 6.6 108
Formula Kanta Nipis
3.3 Satelit Buatan Manusia 39 111
Peralatan Optik

Pembentukan Imej oleh
Cermin Sfera

Praktis SPM 41 Praktis SPM 115

iii

Tingkatan 5 4BAB Keelektromagnetan 191

1BAB Daya dan Gerakan II 122 4.1 Daya ke atas Konduktor
Pembawa Arus dalam suatu
1.1 Daya Paduan 123 Medan Magnet 192
1.2 Leraian Daya 127
1.3 Keseimbangan Daya 128 4.2 Aruhan Elektromagnet 198
1.4 Kekenyalan 129
Praktis SPM 133 4.3 Transformer 200

Praktis SPM 204

5BAB Elektronik 213

2BAB Tekanan 142 5.1 Elektron 214

5.2 Diod Semikonduktor 216

2.1 Tekanan Cecair 143 5.3 Transistor 220

2.2 Tekanan Atmosfera 145 Praktis SPM 224

2.3 Tekanan Gas 149

2.4 Prinsip Pascal 150 6BAB Fizik Nuklear 232

2.5 Prinsip Archimedes 151

2.6 Prinsip Bernoulli 155 6.1 Reputan Radioaktif 233

Praktis SPM 160 6.2 Tenaga Nuklear 236

Praktis SPM 240

3BAB Elektrik 167 7BAB Fizik Kuantum 247

3.1 Arus dan Beza Keupayaan 168

3.2 Rintangan 172 7.1 Teori Kuantum Cahaya 248

3.3 Daya Gerak Elektrik (d.g.e.) 7.2 Kesan Fotoelektrik 251

dan Rintangan Dalam 178 7.3 Teori Fotoelektrik Einstein 254
Praktis SPM 258
3.4 Tenaga dan Kuasa Elektrik 181

Praktis SPM 183 Kertas Model SPM 266

iv

5Bab GELOMBANG

Tema 4: Gelombang, Cahaya dan Optik

4

KANDUNGAN BAB 5.4 Pembiasan Gelombang
5.5 Pembelauan Gelombang
5.1 Asas Gelombang 5.6 Interferens Gelombang
5.2 Pelembapan dan Resonans 5.7 Gelombang Elektromagnet
5.3 Pantulan Gelombang

Gelombang

Asas Pelembapan Pantulan Pembelauan Interferens
Gelombang dan Resonans Gelombang Gelombang Gelombang

Jenis gelombang Resonans Pembiasan Faktor-faktor: Sumber
• Gelombang • Frekuensi Gelombang • Panjang koheren

progresif dan asli Gelombang gelombang Prinsip
gelombang Elektromagnet • Saiz celah superposisi:
pegun Pelembapan • Interferens
• Gelombang • Pelembapan Aplikasi
melintang dan pembelauan membina
gelombang luaran • Gelombang • Interferens
membujur • Pelembapan
• Gelombang air memusnah
mekanik dan dalaman • Cahaya
gelombang • Bunyi
elektromagnet Formula,
ax
l = D

Ciri-ciri gelombang Graf gelombang
• Sesaran melawan masa
• Amplitud • Panjang gelombang • Sesaran melawan jarak
• Tempoh • Laju gelombang
• Frekuensi

7171

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang

5.1 Asas Gelombang 3. Gelombang yang kelihatan tidak
bergerak dinamakan gelombang pegun.
1. Gelombang adalah pembawa tenaga.
4. Terdapat dua kumpulan utama
2. Tenaga boleh dipindahkan dari satu gelombang:
tempat ke satu tempat yang lain (a) Gelombang mekanikal
dengan gelombang progresif atau (b) Gelombang elektromagnet
gelombang bergerak.

Jadual 5.1 Perbezaan antara gelombang mekanikal dan gelombang elektromagnet

Gelombang mekanikal Gelombang elektromagnet

• Dipindahkan melalui medium dengan • Tidak memerlukan medium untuk merambat

4 getaran-getaran zarah • Bergerak melalui ayunan medan magnet

• Contoh: gelombang bunyi dan medan elektrik yang berserenjang

dalam spektrum elektromagnet.

• Contoh: gelombang cahaya

Gelombang Melintang dan Gelombang 4. Gelombang membujur mengandungi
Membujur perulangan mampatan dan regangan.
Ini boleh ditunjukkan dengan gegelung
1. Gelombang melintang adalah slinki seperti dalam Rajah 5.3.
gelombang yang arah ayunannya
berserenjang dengan arah rambatan Arah perambatan
(gerakan) gelombang.

Puncak Arah perambatan

Lembangan Rajah 5.3
Rajah 5.1
5. Gelombang bunyi adalah contoh
2. Cahaya dan gelombang mikro adalah gelombang membujur.
contoh gelombang melintang.
Menerangkan Gelombang
3. Gelombang membujur adalah
gelombang yang arah ayunannya selari 1. Adalah tidak mencukupi jika hanya
dengan arah rambatan gelombang. mengetahui sesebuah gelombang
itu adalah gelombang melintang
Arah perambatan atau gelombang membujur. Malah,
antara gelombang-gelombang yang
Mampatan Regangan sejenis pun wujudnya perbezaan yang
Getaran zarah-zarah menjadikan gelombang-gelombang itu
Rajah 5.2 unik.

2. Berikut adalah ciri-ciri gelombang:
(a) Panjang gelombang,
(b) Amplitud,
(c) Frekuensi,
(d) Laju gelombang,
(e) Tempoh,

72

Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 

3. Panjang gelombang, l adalah jarak f= 1
di antara dua titik sefasa yang T
berturutan.
1 0. Contohnya, jika frekuensi ialah 5 Hz,
λ tempoh ialah 1 s.
5
λ
1 1. Laju gelombang, v ialah jarak yang
λ dilalui oleh sebuah gelombang dalam
satu saat.
Rajah 5.4
1 2. Laju gelombang ialah suatu pengukuran 4
4. Amplitud, A adalah sesaran maksimum kelajuan suatu titik pada gelombang
sebuah titik dari kedudukan untuk bergerak dari suatu kedudukan
keseimbangan apabila gelombang ke kedudukan yang berbeza.
melaluinya.
2 2. Ungkapan matematik laju gelombang,
AA ialah:

AA Laju gelombang
Jarak yang dilalui oleh sebuah gelombang
Rajah 5.5
5. Kedudukan keseimbangan sistem = Masa yang diambil

ayunan dalam Rajah 5.6 berada pada Bilangan gelombang × Panjang
kedudukan B. yang melalui satu titik gelombang
=
AC Masa yang diambil
B
= Frekuensi × Panjang gelombang
Rajah 5.6
Dalam bentuk simbol:
6. Tempoh, T adalah masa yang diambil v = fλ
oleh sebuah sistem ayunan untuk
melengkapkan satu kitaran / ayunan. Graf Sesaran-Masa dan Graf
Sesaran-Jarak
7. Frekuensi, f adalah bilangan ayunan
dalam satu saat. 1. Rajah 5.7 menunjukkan graf sesaran-
masa bagi ayunan sebuah objek.
8. Frekuensi diukur dalam unit hertz
(Hz). Sesaran (m)

9. Tempoh dan frekuensi sesuatu t=0s T Masa (s)
gelombang boleh dikaitkan dengan t = t1s x0 t
menggunakan persamaan berikut: t = t2s
0 t t ttt 6
1 2 345

–x0

Rajah 5.7

2. Tempoh, T dan amplitud, A bagi
sesebuah ayunan boleh diperolehi
daripada graf itu.

73

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 5. Kadang-kala, pelembapan sengaja
dimasukkan ke dalam suatu sistem
3. Rajah 5.8 menunjukkan graf sesaran- untuk mengelakkan ayunan yang
jarak bagi ayunan sebuah zarah. berterusan.

Sesaran (m) λ Jarak (m) 6. Contohnya, cecair di dalam kompas
x0 λ bertujuan untuk mengelakkan jarum
0 kompas dari terus berayun pada
kedudukan bacaan sebenar.
–x0
Resonan dalam Suatu Sistem Ayunan
Rajah 5.8
1. Setiap pengayun (sistem ayunan)
4. Panjang gelombang, l dan amplitud, mempunyai frekuensi asli tersendiri.
A bagi suatu ayunan boleh diperolehi
daripada graf tersebut. 2. Resonans terjadi apabila sesebuah
pengayun ditindakkan oleh sumber
4 tenaga yang berfrekuensi sama
dengan frekuensi semula jadi
5.2 Pelembapan dan pengayun tersebut.
Resonans
3. Amplitud pengayun itu menjadi
Pelembapan dalam Suatu Sistem maksimum jika sistem itu dipaksa
Ayunan untuk berayun pada frekuensi aslinya.

1. Apabila suatu sistem ayunan TIP SPM
kehilangan tenaga ke persekitaran,
sistem itu dikatakan terlembap. Bandul Barton
• Fenomena resonans boleh
2. Rajah 5.9 menunjukkan graf sesaran-
masa bagi sebuah sistem ayunan ditunjukkan dengan menggunakan
mengalami pelembapan. bandul Barton.

Sesaran Benang

0 Masa X ABC D
E
Rajah 5.9
Pemberat
3. Apabila tenaga sistem ayunan itu
berkurang dengan masa, amplitud Kaki retort
sistem itu akan berkurangan sehingga • Kedua-dua bandul dengan panjang
menjadi sifar.
yang sama akan berayun pada
4. Kesan pelembapan boleh dihalang frekuensi yang sama.
dengan membekalkan tenaga kepada
sistem ayunan itu secara berterusan.

74

Alat muzik Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 
Penala radio

Penerima radio

Radio dilaraskan 4
supaya panjang
Pemancar gelombang yang
sama dengan pemancar

• Resonans memainkan peranan yang

penting dalam pemilihan saluran

• Kesan resonans digunakan secara yang dikehendaki.
meluas dalam alat muzik.
• Ketika penerima radio ditalakan
• Alat resonans yang dipasangkan
pada xylofon bergetar apabila bar kepada frekuensi yang sama dengan
diketuk. Ini akan menguatkan dan
memanjangkan bunyi yang dihasilkan. gelombang radio yang dipancarkan

Bencana yang berkaitan dengan oleh penghantar, isyarat tersebut
kesan resonans
akan dikuatkan kerana kesan
• Keruntuhan Jambatan Kecil Tacoma
pada tahun 1940 merupakan satu resonans.
kemalangan yang disebabkan oleh
kesan resonans. 5.3 Pantulan
Gelombang
• Ekoran daripada insiden tersebut,
jurutera telah mengambil langkah Menganalisis Pantulan Gelombang
berjaga-jaga untuk mengambil kira
faktor-faktor aerodinamik ke dalam 1. Pantulan adalah perubahan arah
reka bentuk binaan. rambatan sebuah gelombang hasil
daripada pantulan pada sempadan di
antara dua medium.

2. Rajah 5.10 menunjukkan muka
gelombang bagi sebuah gelombang
yang sedang mengalami pantulan.

Gelombang Gelombang
tuju i r terpantul

Normal

Rajah 5.10

75

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang bergerak dari satu medium ke satu
medium yang lain disebabkan oleh
3. Gelombang tuju merupakan gelombang perubahan halaju gelombang itu.
yang bergerak menghala ke sempadan.
2. Gelombang biasan adalah sebuah
4. Gelombang pantulan merupakan gelombang yang telah mengalami
gelombang yang telah mengalami pembiasan.
pantulan.
3. Kedua-dua gelombang tuju dan
5. Ketika berlakunya pantulan, gelombang gelombang biasan mempunyai
itu mematuhi peraturan tertentu. frekuensi yang sama.
Peraturan itu dikenali sebagai Hukum
Pantulan. TIP SPM

4 Hukum Pantulan

Sudut tuju = Sudut pantulan Ingat bahawa frekuensi, f adalah malar
i=r
sebelum dan selepas pembiasan. Oleh
6. Panjang gelombang yang mengalami
pantulan kekal tidak berubah. itu, v = pemalar.
l
7. Gelombang tuju dan gelombang Perubahan v dan λ sebuah gelombang
pantulan mempunyai laju yang sama.
yang mengalami pembiasan boleh
Aplikasi-aplikasi Pantulan Gelombang
diperolehi dengan:
1. Sonar boleh digunakan untuk
mengenal pasti kedudukan sesebuah vA = vB
objek dengan mengukur masa yang lA lB
digunakan oleh gema untuk kembali
semula ke sumber gelombang vA = Halaju gelombang dalam medium
ultrasonik. A

2. Perahu-perahu nelayan menggunakan λA = Panjang gelombang dalam
sonar untuk mengetahui kedalaman medium A
laut atau mengesan ikan-ikan dalam
laut. Proses ini dikenali sebagai gema vB = Halaju gelombang dalam medium
lokasi. B

3. Radar berfungsi melalui pantulan λB = Panjang gelombang dalam
denyutan-denyutan gelombang mikro medium B
dari objek-objek dan pengukuran
masa yang diambil oleh gema untuk Normal v'
kembali. v
λ' Kawasan
λ cetek

Kawasan
dalam

5.4 Pembiasan Rajah 5.11
Gelombang
4. Pembiasan gelombang-gelombang air
Menganalisis Pembiasan Gelombang boleh diperhatikan di dalam sebuah
tangki riak seperti yang ditunjukkan
1. Pembiasan adalah perubahan arah dalam Rajah 5.11.
rambatan sebuah gelombang ketika

76

5. Ketika gelombang air bergerak dari Fizik SPM  Bab 5  Gelombang  4
sebuah kawasan yang dalam ke sebuah
kawasan yang cetek: 11. Pada siang hari, udara yang dekat
(a) Gelombang itu menjadi lambat. dengan lantai lebih panas daripada
(b) Panjang gelombang itu berkurang. udara yang lebih tinggi. Gelombang-
(c) Arah gerakan gelombang itu gelombang bunyi menjadi perlahan
terbengkok ke arah normal. ketika bergerak dari udara yang
lebih panas ke udara yang lebih
6. Cahaya mengalami pembiasan ketika sejuk. Lintasan gelombang-gelombang
melintasi bahan-bahan yang berbeza bunyi itu kelihatan melengkung ke
indeks biasan. atas seperti yang ditunjukkan dalam
Rajah 5.13(a).
7. R a j a h 5 . 1 2 m e n u n j u k k a n
pembengkokkan alur cahaya ketika 1 2. Pada waktu malam, udara yang dekat
memasuki prisma kaca. dengan lantai lebih sejuk daripada
udara yang lebih tinggi. Gelombang-
Normal gelombang bunyi menjadi laju ketika
bergerak dari udara yang lebih
Sinar i Udara sejuk ke udara yang lebih panas.
tuju Kaca Lintasan gelombang-gelombang bunyi
itu kelihatan melengkung ke bawah
r seperti yang ditunjukkan dalam Rajah
5.13(b).
Sinar
biasan

Rajah 5.12 5.5 Pembelauan
Gelombang
8. Laju cahaya adalah lebih rendah di
dalam kaca. Menganalisis Pembelauan Gelombang

9. Perubahan laju cahaya menyebabkan 1. Pembelauan adalah kesan pemesongan
perubahan arah. gelombang yang muncul ketika:
(a) gelombang itu bertemu dengan
10. Bunyi bergerak dengan lebih cepat halangan.
di dalam udara yang lebih panas. (b) gelombang itu melalui satu
bukaan (jurang / celah).
Siang Udara
sejuk 2. Pembelauan wujud dalam semua
Udara gelombang.
panas (a)
3. Kesan pembelauan bergantung keapda
Malam Udara kadar panjang gelombang, l terhadap
panas saiz halangan atau bukaan.
Udara
sejuk 4. Rajah 5.14 menunjukkan pembelauan
gelombang di sekitar sebuah halangan
dalam sebuah tangki riak.

(b)
Rajah 5.13

77

4 (a) (b) (c) 9. Gelombang itu memesong ke sisi
Rajah 5.14 penghalang apabila saiz jurang
menjadi lebih kecil.
5. Pembelauan hampir tidak berlaku
jika saiz penghalang terlalu besar Aplikasi Pembelauan
berbanding panjang gelombang. (lihat
Rajah 5.14(a)). Dinding

6. Kesan pembelauan lebih ketara Radio
jika saiz penghalang hampir sama
atau lebih kecil daripada panjang Rajah 5.16
gelombang (lihat Rajah 5.14(b)). 1. Gelombang bunyi terbelau dan

7. Tiada bayang yang terbentuk di tersebar di sekitar objek-objek
belakang penghalang jika penghalang dan sisi-sisi dalam sebuah bilik,
adalah lebih kecil berbanding panjang membolehkan kita mendengar bunyi
gelombang (lihat Rajah 5.14(c)). dari sebalik sudut.

(a) Stesen Bukit Rumah
radio Rajah 5.17

2. Penghantaran gelombang radio yang
terbelau dengan ketara membolehkan
kita menerima isyarat tersebut
walaupun penerima isyarat tidak
sejajar dengan pemancar.

5.6 Interferens
Gelombang
(b)

Menganalisis Interferens Gelombang

(c) 1. Interferens wujud ketika dua
atau lebih gelombang yang koheren
Rajah 5.15 bertemu ketika merambat dalam
medium yang sama.
8. Rajah 5.15 menunjukkan pembelauan
gelombang air yang terjadi apabila 2. Prinsip superposisi menyatakan
melalui sebuah jurang dalam sebuah bahawa apabila dua atau lebih
tangki riak. daripada dua gelombang bertemu
pada satu titik, sesaran paduan
adalah sama dengan hasil paduan
sesaran setiap gelombang.

78

Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 

2a TIP SPM 4
a
Dua gelombang yang mengalami
(a) interferens tidak perlu mempunyai
amplitud yang sama untuk
–a terjadinya interferens membina
–2a atau memusnah.
Contoh:
(b) Sebelum interferens
Rajah 5.18
3. Ketika puncak-puncak dan lembangan- a
lembangan dua gelombang bertindih,
satu gelombang dengan amplitud –2a
yang lebih besar akan dihasilkan
seperti yang ditunjukkan dalam Dua gelombang itu bersuperposisi
Rajah 5.18. a
4. Interferens jenis ini dikenali sebagai
interferens membina. –2a
5. Rajah 5.19 menunjukkan puncak
sebuah gelombang yang bertindih Hasil interferens
dengan lembangan sebuah gelombang
dari arah yang berlawanan. –a

a Menginterpretasikan Corak Interferens
Gelombang Air
–a
1. Corak interferens terbentuk ketika
Rajah 5.19 dua sumber yang koheren dan
6. Interferens memusnah berlaku monokromatik bertembung seperti
yang ditunjukkan dalam Rajah 5.20.
ketika gelombang-gelombang itu
bertemu sesama lain. Puncak

Kuiz Garis antinod

Apakah yang dimaksudkan dengan Garis nod
gelombang koheren? S1

Garis antinod
S2

Garis nod

Garis antinod

Lembangan

Rajah 5.20

79

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang S1
x
2. Antinod ialah titik-titik di mana
interferens membina berlaku. a

3. Garis antinod adalah satu garis yang S2
menyambungkan titik-titik antinod.
4 D
4. Nod ialah titik-titik di mana
interferens memusnah berlaku. Rajah 5.21

5. Garis nod adalah satu garis yang a – jarak di antara dua sumber yang
menyambungkan titik-titik nod. koheren, S1 dan S2.

6. Corak interferens yang stabil hanya x – jarak pemisahan di antara
berlaku jika gelombang-gelombang dua nod (atau antinod) yang
yang bersuperposisi memenuhi berturutan.
syarat-syarat berikut:
(a) Gelombang-gelombang itu D – jarak serenjang di antara dua
mestilah jenis gelombang yang sumber gelombang dengan
serupa. kedudukan di mana x diukur.
(b) Sumber-sumber gelombang itu
mestilah sumber-sumber yang 2. Hubungan antara a, x, D dan λ
koheren (mempunyai frekuensi diberikan sebagai:
dan panjang gelombang yang
sama). P anjang gelombang, l = ax
(c) Gelombang-gelombang itu D
mestilah mempunyai amplitud
yang setanding (tetapi tidak 3. Semakin bertambah l,
semestinya sama). (a) semakin bertambah jarak di
antara dua antinod (atau nod)
7. Corak interferens gelombang air yang berturutan.
boleh diperolehi dengan mudah (b) semakin kurang bilangan antinod
menggunakan dua pencelup yang (atau nod)
diletakkan bersebelahan dalam
sebuah tangki riak. Interferens Cahaya

8. Corak interferens gelombang 1. Corak interferens cahaya boleh
bunyi boleh disediakan dengan ditunjukkan dalam eksperimen
menggunakan dua pembesar suara dwicelah Young.
yang disambungkan kepada sumber
bunyi yang sama dan diletakkan
berdekatan.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi
Corak Interferens

1. Rajah 5.21 menunjukkan corak
interferens gelombang.

80

Dwicelah Young Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 

S Jalur cerah 5. Rajah 5.23 menunjukkan corak
1 Jalur gelap interferens yang boleh diperhatikan
pada skrin.
S Jalur cerah
2 Jalur gelap Jalur cerah
Jalur cerah
Sumber
monokromatik

Rajah 5.22 Jalur gelap

2. Satu sumber cahaya yang Rajah 5.23 4
monokromatik (mengandungi
frekuensi tunggal) digunakan. 6. Satu siri corak yang mengandungi
pinggir-pinggir cerah dan gelap
3. Susunan dua celah sempit yang secara bergantian terbentuk pada
selari digunakan untuk menghasilkan skrin.
dua sumber cahaya yang koheren
memandangkan gelombang-gelombang 7. Pinggir-pinggir cerah wujud di
cahaya yang koheren tidak mudah sepanjang garis-garis antinod dan
diperolehi. pinggir-pinggir gelap wujud di
sepanjang garis-garis nod.
4. Pemisahan di antara dua celah itu
mestilah sangat kecil memandangkan 8. P a n j a n g g e l o m b a n g c a h a y a
panjang gelombang cahaya terlalu monokromatik boleh ditentukan
pendek. dengan persamaan:

Panjang gelombang, l = ax
D

EkspERIMEN 5.1

Tujuan: Radas:
Untuk menentukan hubungan antara panjang Set tangki riak, stroboskop, pembaris meter,
gelombang dengan jarak di antara dua nod dua bekalan kuasa 12 V a.u., reostat dan
atau antinod yang berturutan. sehelai kertas putih.

Hipotesis: Prosedur:
Semakin besar panjang gelombang, semakin
besar jarak di antara dua nod atau antinod Lampu
yang berturutan. Motor
Rod penggetar
Pemboleh ubah: Penghalang
(a) Pemboleh ubah dimanipulasikan:
Skrin
Panjang gelombang, l putih
(b) Pemboleh ubah bergerak balas: Jarak Rajah 5.24

di antara dua nod atau antinod yang
berturutan, x
(c) Pemboleh ubah dimalarkan: Jarak
di antara sumber gelombang yang
koheren, D

81

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang

(a) Radas disusun seperti yang ditunjukan x (cm)
dalam Rajah 5.24.
0 λ (cm)
(b) Motor dipasangkan. Rajah 5.25
(c) Reostat dilaraskan sehingga panjang
Perbincangan:
gelombang sama dengan 0.2 cm. Rod penggetar digunakan untuk
(d) x diukur pada jarak 25.0 cm dari menghasilkan gelombang satah yang
melalui dua jurang pada penghalang untuk
halangan. menghasilkan dua sumber gelombang yang
(e) Eksperimen diulang dengan melaraskan koheren.

panjang gelombang kepada 0.4 cm, Kesimpulan:
0.6 cm, 0.8 cm dan 1.0 cm. Semakin besar panjang gelombang, semakin
besar jarak di antara dua nod atau antinod
Keputusan: x / cm yang berturutan.
λ / cm
4 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0

Aplikasi Interferens Gelombang Cahaya Pantulan Pantulan
permukaan belakang
1. Lapisan anti pantulan untuk cermin
mata. Selaput Pantulan bagi
(a) Kesan silauan pada permukaan Substrat cahaya terbias
kanta cermin mata dikurangkan oleh substrat
setelah lapisan salutan
ditambahkan.

2. Mengurangkan hingar bunyi

Gelombang

Gelombang berlawanan

hingar dari fasa

persekitaran dihasilkan

(b) Interferens memusnah berlaku Senyap
apabila gelombang pantulan
daripada lapisan salutan dan (a) Alat elektronik yang moden
permukaan kanta cermin mata seperti fon telinga dan telefon
bersuperposisi. bimbit dipasang dengan peranti
yang berupaya memadamkan
82 hingar bunyi untuk menghasilkan
kualiti bunyi yang lebih baik dan
jelas.

Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 

(b) Suatu bunyi yang berlainan fasa dengan hinggar dihasilkan. Interferens
memusnah berlaku apabila bunyi yang dihasilkan itu bersuperposisi dengan
hingar.

5.7 Gelombang Elektromagnet

1023 1022 1021 1020 1019 1018 1017 1016 1015 1014 1013 1012 1011 1010 109 108 107 106 105 4

Frekuensi
/ Hz

Panjang
10–1410–13 10–12 10–11 10–10 10–9 10–8 10–7 10–6 10–5 10–4 10–3 10–2 10–1 1 101 102 103 104 gelombang/ m

Sinar gama Inframerah Gelombang Gelombang radio

Sinar-X Cahaya tampak mikro

Sinar ultraungu

Rajah 5.26

1. Rajah 5.26 menunjukkan spektrum 4. Gelombang elektromagnet mempunyai
elektromagnet yang mengandungi ciri-ciri sepunya seperti berikut:
gelombang elektromagnet dalam
pelbagai julat. Medan Arah
elektrik perambatan
2. Setiap jenis gelombang elektromagnet
wujud dalam satu julat frekuensi dan Medan
panjang gelombang. magnet

3. Gelombang radio dan sinar gama
merupakan contoh gelombang
elektromagnet.

TIP SPM Panjang gelombang, λ

Ingat! (a) Gelombang melintang yang
• Semakin kecil panjang gelombang, terdiri daripada medan eletkrik
dan medan magnet yang berayun.
semakin tinggi frekuensi.
• Frekuensi yang tinggi berupaya (b) Berupaya merambat melalui
vakum (ruang hampagas).
menghantar lebih banyak tenaga,
menjadikan gelombang elektromagnet (c) Merambat melalui vakum dengan
tersebut lebih berbahaya. laju cahaya (3 × 108 m s–1).
Contoh:
• Gelombang radio mempunyai panjang (d) Berupaya menghantar tenaga
gelombang yang besar dengan tanpa sebarang medium.
frekuensi yang rendah.
• Sinar gama mempunyai panjang
gelombang yang kecil dengan
frekuensi yang tinggi.

83

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang

Sumber dan Kegunaan Gelombang Elektromagnet

Gelombang Sumber Kegunaan
elektromagnet

Sinar gama Bahan radioaktif Kejuruteraan – Mengesan kebocoran paip di
bawah tanah.
Perubatan – Merawat kanser
Pensterilan makanan

Sinar-X Tiub sinar-X Fotografi sinar-X digunakan dalam bidang
Dibebaskan oleh elektron pengimejan perubatan dan sistem keselamatan
ketika kehilangan tenaga Kejuruteraan – Mengesan retakan dalam logam
Memeriksa bagasi di lapangan terbang
4

Ultraungu Matahari, lampu wap Merangsang penghasilan vitamin D dalam badan
merkuri manusia
Mengesan wang kertas palsu
Pensterilan

Cahaya tampak Api, lampu dan Matahari Komunikasi secara visual
Fotografi
Fotosintesis

Inframerah Dibebaskan oleh semua Untuk penglihatan waktu malam / keadaan gelap
jasad yang panas Mengesan manusia dalam misi mencari dan
menyelamat
Digunakan dalam alat kawalan peranti elektronik

Gelombang radio Wujud secara semula Komunikasi dan penyiaran
jadi di persekitaran
Boleh dihasilkan oleh
ayunan elektron dalam
antena

Gelombang mikro Sama seperti gelombang Komunikasi

radio Sistem radar

Memasak

84

Praktis

Soalan Objektif Antara berikut, yang manakah corak 4
yang akan muncul pada skrin?
1. Antara graf-graf berikut, yang manakah A
mewakili gelombang dengan frekuensi
yang paling tinggi? B
A Sesaran

0 Masa (s)

2.0

B Sesaran Masa (s) C
2.0 D
0

C Sesaran

0 Masa (s)
1.0

D Sesaran 3. Kita selalu mendengar bunyi petir
selepas melihatnya. Mengapakah
0 6.0 Masa (s) fenomena ini berlaku?
A Suhu persekitaran mempengaruhi
2. Rajah 1 yang menunjukkan susunan kelajuan bunyi.
radas bagi sebuah eksperimen B Bunyi menghasilkan gema.
C Cahaya bergerak dalam satu garis
Skrin lurus.
D Cahaya bergerak lebih laju
Dwicelah daripada bunyi.
Penapis merah
Rajah 1 4. Amplitud ayunan bandul berkurangan
dan menjadi sifar selepas beberapa
ketika. Mengapakah hal ini berlaku?
A Interferens dalam sistem ayunan
itu.
B Resonans dalam sistem ayunan
itu.
C Pelembapan dalam sistem ayunan
itu.

85

4  Fizik SPM  Bab 5  Gelombang Riak-riak itu sedang bergerak dengan
kelajuan 4 cm s–1. Apakah nilai
5. Rajah 2 menunjukkan corak interferens frekuensi rod itu ketika berayun?
dua gelombang air yang koheren. A 1 Hz
B 2 Hz
C C 4 Hz
D 8 Hz
DB
A 8. Rajah 5 menunjukkan muka-muka
gelombang dalam sebuah tangki
Rajah 2 riak yang sedang mendekati sebuah
Antara A, B, C dan D, pada kedudukan bongkah.

yang manakah berlakunya interferens Muka gelombang
membina?
6. Rajah 3 menunjukkan ikan yang Blok
dikesan oleh bot nelayan dengan
menggunakan gelombang bunyi Rajah 5
berfrekuensi tinggi.
Antara berikut, yang manakah
x pernyataan yang betul?
A Panjang gelombang pantulan
Rajah 3 adalah lebih kecil daripada
panjang gelombang tuju.
Ledakan bunyi mengambil masa 0.24 B Frekuensi gelombang pantulan
adalah sama dengan frekuensi
saat untuk sampai ke ikan dan pulang. gelombang tuju.
C Sudut tuju lebih besar daripada
Laju gelombang bunyi dalam air ialah sudut pantulan.
1500 m s–1. Apakah nilai x? D Laju gelombang pantulan lebih
besar daripada laju gelombang
A 180 m C 450 m tuju.

B 360 m D 600 m 9. Rajah 6 menunjukkan superposisi dua
gelombang pada titik X.
7. Rajah 4 menunjukkan riak-riak yang
dihasilkan oleh sebatang rod yang sedang 2 cm

berayun dalam sebuah tangki riak. X

10 cm Rajah 6
Rajah 4
Antara berikut, yang manakah
menunjukkan corak yang betul bagi
dua gelombang tersebut sebelum
bertemu di titik X?

86

Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 

A Benang Panjang
Kaki pendulum
4 cm retort = 20 cm
X
2 cm P Q

B Blok kayu

2 cm X Rajah 1.1 4
2 cm
Sesaran

Masa
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10 1.2

C Rajah 1.2

X 2 cm (a) Namakan fenomena yang berlaku
pada sistem ayunan itu.
4 cm [1 markah]

10. Antara berikut, yang manakah (b) Garis jawapan yang betul untuk
mempunyai panjang gelombang melengkapkan pernyataan berikut.
terbesar?
A Sinar-gama Pelembapan adalah suatu situasi
B Sinar-x apabila (amplitud, panjang
C Ultraungu gelombang) ayunan berkurang
D Gelombang mikro disebabkan oleh kehilangan
(tenaga, jisim). [2 markah]
Soalan Subjektif
(c) Berdasarkan Rajah 5.2, hitung
Bahagian A frekuensi sistem ayunan tersebut.
[2 markah]
1. Rajah 1.1 menunjukkan sebuah bandul
yang sedang berayun dengan sesaran (d) Apakah yang akan berlaku kepada
maksimum. Amplitud ayunan semakin tempoh bagi sistem ayunan
berkurang sehingga ayunan itu itu apabila benang yang lebih
berhenti. Rajah 1.2 menunjukkan graf panjang digunakan?
sesaran-masa untuk sistem ayunan itu. [1 markah]

Bahagian B

2. Rajah 2.1 menunjukkan sebuah sistem
yang menggunakan gelombang mikro
untuk mengesan dan menentukan
kedudukan kapal terbang.

87

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang

(c) Rajah 2.2 menunjukkan sistem
KBAT sonar yang dipasang pada kapal

untuk menentukan kedalaman
dasar laut. Jadual 2 menunjukkan
spesifikasi lima pilihan jenis
gelombang bagi tujuan tersebut.

4 Rajah 2.1 Pemancar /
Penerima
(a) Nyatakan satu fenomena fizik
yang digunakan dalam sistem Ultrasonik
yang ditunjukkan dalam Rajah
2.1. [1 markah] Gelombang
terpantul
(b) Gelombang mikro digunakan dari dasar
dalam sistem radar manakala laut
gelombang bunyi digunakan untuk
mengesan ikan di bawah kapal. Rajah 2.2
(i) Nyatakan perbezaan antara
gelombang mikro dengan
gelombang bunyi. [2 markah]
(ii) Terangkan mengapa halaju
bunyi lebih tinggi di dalam
air berbanding di udara.
[2 markah]

Jadual 2

Gelombang Mekanisma Frekuensi Kelajuan Kuasa
gelombang dalam air penembusan
P
Q Elektromagnet Tinggi Laju Rendah
R Perlahan Rendah
S Bunyi Rendah Tinggi
T Laju Tinggi
Elektromagnet Tinggi Perlahan Tinggi

Bunyi Rendah Laju

Bunyi Tinggi

Anda ditugaskan untuk mengkaji (iii) Laju gelombang
kesesuaian ciri-ciri gelombang (iv) K u a s a p e n e m b u s a n
untuk digunakan dalam sistem
sonar tersebut berdasarkan gelombang
aspek-aspek berikut: Kemudian, tentukan gelombang
(i) Mekanisma gelombang yang
dipancarkan yang paling sesuai digunakan.
(ii) Frekuensi gelombang Wajarkan pilihan anda.

[10 markah]

88

Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 

(d) Rajah 2.3 menunjukkan graf sesaran-masa dan graf sesaran-jarak bagi sebuah
gelombang.

Sesaran (cm) Sesaran (cm)

2.5 2.5

0 0.01 0.02 Jarak (cm) 0 0.01 0.02 Masa (s)

–2.5 –2.5

   4

Rajah 2.3

(i) Tentukan nilai panjang gelombang (b) Tembok laut dibina di jalan masuk
ke pelabuhan.
daripada graf-graf dalam Rajah (i) Lukiskan corak gelombang
2.3. [1 markah] selepas melalui tembok laut.

(ii) Hitung frekuensi gelombang [1 markah]
[2 markah]
tersebut.

(iii) Hitung laju rambatan gelombang (ii) Nyatakan dua kegunaan
[2 markah] tembok laut. [2 markah]
tersebut.

3. Rajah 3 menunjukkan pemandangan (iii) A p a k a h k e s a n p a d a
di sebuah pelabuhan.
pelabuhan apabila jalan

masuk dilebarkan?
[1 markah]


Rajah 3 (c) Sebuah jeti baru akan dibina di
KBAT daerah anda. Syarikat pembinaan
Pembelauan berlaku apabila gelombang
air bergerak ke arah pelabuhan. tempat anda bekerja telah dipilih
untuk membina tembok penahan
(a) Apakah yang dimaksudkan untuk mencegah hakisan tanah di
dengan pembelauan? [1 markah] pantai. Empat jenis struktur tembok
penahan telah dicadangkan oleh
penduduk kampung.

Jadual 3 menunjukkan ciri-ciri dan
lokasi bagi empat jenis tembok
penahan.

Jadual 3

Jenis Tinggi Struktur Kelajuan dalam air Lokasi
P Tinggi Di teluk
Melengkung

Q Tinggi Lurus Di
tanjung

89

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang Lurus Di
R Rendah tanjung

S Rendah Rendah Di teluk

Terangkan kepentingan lokasi Skrin
x
dan kesesuaian setiap ciri dalam

Jadual 3.1. Tentukan jenis tembok

penahan yang paling sesuai

4 dibina. Berikan alasan bagi pilihan a

anda. [10 markah] Sumber cahaya
monokromatik yang
(d) Satu alur sonar dengan kelajuan Pinggir cerah
1 400 m s–1 dihantar ke sekumpulan berwarna biru Pinggir gelap
ikan yang berada di bawah bot
nelayan. Dwicelah

Hitungkan, Rajah 4.1

(i) kedalaman kumpulan ikan Skrin
x
itu berada apabila gema

diterima balik selepas
[3 markah]
120 ms.

(ii) panjang gelombang untuk a

gelombang sonar apabila

frekuensi ialah 70 kHz. Sumber cahaya Pinggir cerah
[2 markah] monokromatik yang Pinggir gelap

berwarna biru

Dwicelah

Bahagian C Rajah 4.2

4. Rajah 4.1 dan Rajah 4.2 menunjukkan (a) Namakan dua fenomena fizik
dua set susunan radas untuk mengkaji yang terlibat dalam pembentukan
suatu fenomena gelombang cahaya. pinggir-pinggir itu. [2 markah]
Pinggir-pinggir cerah dan gelap yang
berselang-seli terbentuk pada skrin (b) Berdasarkan Rajah 4.1 dan Rajah
ketika cahaya monokromatik yang 4.2,
berwarna biru dibenarkan melalaui
dwicelah tersebut. Jarak antara dua (i) bandingkan jarak di antara
celah diberikan oleh nilai a. Jarak dua pinggir cerah yang
antara dua pinggir cerah yang bersebelahan, x. [1 markah]
bersebelahan diberikan oleh nilai x.
(ii) bandingkan jarak di antara
90 dua celah, a. [1 markah]

(iii) b a n d i n g k a n p a n j a n g

gelombang cahaya yang

digunakan dalam kedua-dua
[1 markah]
set radas.

(iv) nyatakan hubungan antara a Fizik SPM  Bab 5  Gelombang 
dan x. [1 markah]
(ii) Susunan dan pemasangan
(c) Nyatakan perubahan corak dua pembesar suara tersebut. 4
pinggir-pinggir yang terbentuk [10 markah]
pada skrin apabila
(i) cahaya monokromatik yang 5. Rajah 5.1 dan 5.2 menunjukkan graf
berwarna biru itu digantikan sesaran-masa bagi satu gelombang
dengan sebuah cahaya bunyi.
monokromatik yang berwarna
merah. Terangkan. SSeessaarraann
[2 markah]
00 MMaassaa
(ii) dwicelah itu digantikan
dengan celah tunggal yang
sempit. Terangkan.
[2 markah]

(d) R a j a h 4 . 3 m e n u n j u k k a n Rajah 5.1
KBAT sekumpulan pelajar yang sedang
SSeessaarraann
berdiri di hadapan dua pembesar
suara yang diletakkan di atas
pentas di dalam sebuah dewan.
Pelajar-pelajar itu berdiri pada
kedudukan di mana bunyi kuat
kedengaran.

0 MMaassaa
0

Rajah 4.3 Rajah 5.2

Anda dikehendaki untuk (a) Apakah maksud frekuensi?
mengubahsuai sistem suara [1 markah]
dalam dewan tersebut. Terangkan
pengubahsuaian yang perlu (b) Dengan menggunakan Rajah 5.1
dilakukan untuk mengurangkan dan Rajah 5.2,
gema dan membaiki kualiti suara.
Dalam cadangan anda, berikan (i) bandingkan frekuensi,
penekanan kepada aspek-aspek amplitud dan panjang
berikut: gelombang. [3 markah]
(i) Permukaan dan rekaan
dalaman dinding, lantai dan (ii) nyatakan jenis bunyi yang
pentas. [1 markah]
dihasilkan.

(iii) nyatakan hubungan antara

frekuensi dan jenis bunyi di
[1 markah]
(b)(ii).

91

 Fizik SPM  Bab 5  Gelombang diminta memberikan cadangan
pembinaan bangunan auditorium
(c) Pe n gimbasan ultrabunyi mini berdasarkan pengetahuan
digunakan untuk mengesan anda mengenai fenomena
perkembangan fetus dalam gelombang dengan pertimbangan
rahim dengan menghasilkan berikut.
imej pada skrin monitor.
(i) Bahan yang digunakan di
Berikan penerangan berdasarkan dalam auditorium mini
pernyataan di atas. [4 markah]
(ii) Kedudukan pembesar suara
(d) Sekolah anda mahu membina
KBAT sebuah auditorium mini untuk (iii) Susunan kerusi [10 markah]

manfaat para pelajar. Anda

4

Jawapan Bab 5:

92

SPMRevisi Cepat Tingkatan

Nota Padat BHearlwamaranna! 4 . 5 KSSM
KBAT & i-THINK
• Bahasa Melayu
Praktis SPM • English
• Matematik
Kertas Model SPM • Mathematics
• Sains
Jawapan • Science
• Sejarah
KOD QR Kuiz & Video • Pendidikan Islam
• Biologi
Dapatkan • Biology
versi ✔ Fizik
eBook! • Physics
• Kimia
• Chemistry
• Matematik Tambahan
• Additional Mathematics
• Ekonomi
• Perniagaan
• Prinsip Perakaunan

www.PelangiBooks.com W.M: RM17.95 / E.M: RM17.95
PelangiBookswww. .com• Kedai Buku Online • Perpustakaan Online •
KC118242
• Kedai Buku Online • Perpustakaan Online • ISBN: 978-967-2806-85-1

PELANGI Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. (89120-H)
PELANGI Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. (89120-H)