modul fizik form 4 kssm Cahaya dan Optik

STANDARD PEMBELAJARAN

6.1 PEMBIASAN CAHAYA 6.2 PANTULAN DALAM PENUH
 Memerihalkan fenomena pembiasan  Menerangkan sudut genting dan

cahaya. pantulan dalam penuh.
 Menerangkan indeks biasan, n.  Menghubung kait sudut genting
 Mengkonsepsikan Hukum Snell.
 Mengeksperimen untuk menentukan dengan indeks biasan, n = sin .
 Berkomunikasi untuk menerangkan
indeks biasan, n bagi blok kaca atau
perspeks. fenomena semula jadi dan aplikasi
 Menerangkan dalam nyata dan dalam pantulan dalam penuh dalam
ketara. kehidupan harian.
 Mengeksperimen untuk menentukan  Menyelesaikan masalah yang
indeks biasan menggunakan dalam melibatkan pantulan dalam penuh.
nyata dan dalam ketara.
 Menyelesaikan masalah yang berkaitan 6.4 FORMULA KANTA NIPIS
dengan pembiasan cahaya.  Mengeksperimen untuk :

6.3 PEMBENTUKAN IMEJ OLEH KANTA (i) mengkaji hubungan antara jarak objek, u dan
 Mengenal pasti kanta cembung jarak imej, v bagi satu kanta cembung.

sebagai kanta penumpu dan kanta (ii) menentukan panjang fokus kanta nipis dengan
cekung sebagai kanta pencapah. menggunakan formula kanta: 1/f = 1/u + 1/v
 Menganggar panjang fokus bagi suatu
kanta cembung menggunakan objek  Menyelesaikan masalah yang melibatkan
jauh. formula kanta nipis bagi kanta cembung dan
 Menentukan kedudukan imej dan ciri- kanta cekung.
ciri imej yang dibentuk oleh:
(i) kanta cembung 6.5 PERALATAN OPTIK
(ii) kanta cekung  Mewajarkan penggunaan kanta dalam peralatan
 Menyatakan pembesaran linear, m
sebagai: m = v/u optik iaitu kanta pembesar, mikroskop majmuk
dan teleskop.
 Mereka bentuk dan membina mikroskop
majmuk dan teleskop.
 Berkomunikasi untuk menerangkan aplikasi
kanta bersaiz kecil dalam teknologi peralatan
optik.

6.6 PEMBENTUKAN IMEJ OLEH CERMIN SFERA
 Menentukan kedudukan imej dan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh:

(i) cermin cekung
(ii) cermin cembung
 Berkomunikasi menerangkan aplikasi cermin cekung dan cermin cembung dalam kehidupan.

1

6.1 Nyatakan perubahan pada laju cahaya setelah
dibiaskan.

………………………………………………………………

B. Cahaya merambat daripada medium lebih
tumpat ke medium kurang tumpat.

Rajah 1 Rajah 2 Nyatakan arah sinar pembiasan.
………………………………………………………………
Rajah 1 menunjukkan pensil yang kelihatan
bengkok di dalam gelas berisi air. Rajah 2 Bandingkan sudut i dengan sudut r
menunjukkan ikan kelihatan lebih dekat dengan ………………………………………………………………
permukaan air.
Nyatakan perubahan pada laju cahaya setelah
Cahaya bergerak lurus apabila melalui bahan dibiaskan.
lutsinar seperti udara, air dan kaca. Jika cahaya ………………………………………………………………
bergerak melalui dua bahan yang berlainan
ketumpatan, ia akan berubah arah. Fenomena ini C. Cahaya ditujukan berserenjang dengan
dikenali sebagai pembiasan cahaya. bongkah kaca.

Terangkan pembiasan cahaya

Aktiviti 1 Nyatakan arah sinar pembiasan.
Tujuan: Memerihalkan fenomena pembiasan ………………………………………………………………

cahaya Nyatakan perubahan pada laju cahaya setelah
1. Lukis arah sinar pembiasan. Tandakan sudut i dibiaskan.
………………………………………………………………
dan r.
Indeks biasan cahaya
A. Cahaya merambat dari suatu medium kurang
tumpat ke medium lebih tumpat.

Nyatakan arah sinar pembiasan. Hukum Snell
………………………………………………………………
Bandingkan sudut i dengan sudut r
………………………………………………………………

188

Eksperimen 6.1: Teks ms 236 Kaedah mengulang:
Hipotesis: ……………………………………………….. ……………………………………………………………..
……………………………………………………………… ……………………………………………………………..
Tujuan: …………………………………………….…… Jadualkan data untu semua nilai i, r, sin i, sin r,
………………………………………………………………
Pembolehubah Manipulasi: ………………………… i / ⁰ r / ⁰ Sin i Sin r Sin i
Pembolehubah Bergerakbalas: ……………………… Sin r
Pembolehubah Malar: ………………………………….
Radas: ………….………………………………………. 30
…………………………………………………………….. 40
Bahan: …………………………………………………… 50
Susunan radas: 60
70
Prosedur:
Kaedah mengawal Pembolehubah Manipulasi: Analisa: lukis graf sin i lawan sin r
……………………………………………………………… Kesimpulan:
…………………………………………………………….. ……………………………………………………………..
…………………………………………………………….. ……………………………………………………………..
……………………………………………………………. ……………………………………………………………..
Kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas: Langkah berjaga-jaga:
…………………………………………………………….. ………………………………………………………………
……………………………………………………………. ………………………………………………………………
……………………………………………………………. Apakah yang boleh dikatakan mengenai sudut
……………………………………………………………. pembiasan, r, apabila sudut tuju, i, bertambah?
………………………………………………………………
Hitung kecerunan graf. Tunjukkan pada graf.

Apakah nilai indeks biasan bagi blok kaca? ………

189

190

Aktivity 2: Tulis persamaan untuk indeks biasan, n yang
Tujuan: Melukis rajah sinar untuk menunjukkan melibatkan dalam nyata, H dan dalam ketara, h.

Dalam nyata dan Dalam ketara ………………………………………………………………
1. Masukkan sekeping duit syiling ke dalam satu
3. Mengapakah kaki
cawan, seperti ditunjukkan dalam Rajah (a) lelaki yang berdiri
dan (b). Cuba melihat ke bawah cawan dan dalam air kelihatan
cari duit syiling. Tanpa mengubah lebih pendek?
kedudukan mata anda, masukkan air
perlahan-lahan ke dalam cawan. ………………………………

Terangkan fenomenon yang anda perhatikan. ………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………… ………………………………………………………………
2. Lukis rajah sinar daripada titik O ke mata
……………………………………………………………...
untuk menunjukkan bagaimana objek
kelihatan lebih dekat dengan permukan air. 4. Seorang lelaki cuba menembak seekor ikan
seperti yang dilihatnya dalam air.
Tembakannya tidak mengena ikan itu.

Object O Mengapa tembakannya tidak mengena ikan?
Tanda dan labelkan dalam nyata, H dan dalam ………………………………………………………………
ketara h. Apakah cara jika lelaki itu ingin menembak ikan
Dalam nyata, H: dalam tasik itu?
………………………………………………………………
……………………………………………………………… Eksperimen 6.2: Teks ms 238
Hipotesis: ………………………………………………..
……………………………………………………………… ………………………………………………………………
Tujuan: …………………………………………….……
Dalam ketara: ………………………………………………………………
Pembolehubah Manipulasi: …………………………
…………………………………………………………….. Pembolehubah Bergerakbalas: ………………………
Pembolehubah Malar: ………………………………….
Radas: ………….……………………………………….
……………………………………………………………..
Bahan: ……………………………………………………

191

Susunan radas:

Prosedur: Analisa: lukis graf H lawan h
Kaedah mengawal Pembolehubah Manipulasi: Tentukan kecerunan graf
………………………………………………………………
Hubung kait dalam nyata, dalam ketara dan
…………………………………………………………….. indeks biasan air.
…………………………………………………………….. ………………………………………………………………
Nyatakan nilai indeks biasan air. …………………….
…………………………………………………………….
Kesimpulan:
Kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas: ……………………………………………………………..
…………………………………………………………….. ……………………………………………………………..
……………………………………………………………. ……………………………………………………………..
…………………………………………………………….
……………………………………………………………. Langkah berjaga-jaga:
……………………………………………………………. ………………………………………………………………
……………………………………………………………. ………………………………………………………………

Aktiviti 4:
Tujuan: Menyelesaikan masalah yang berkaitan
dengan Pembiasan Cahaya

1. Cahaya merambat melalui udara dan kaca.

Kaedah mengulang: (a) Manakah medium udara? ……………………
……………………………………………………………..
…………………………………………………………….. (b) Dalam medum manakah laju udara lebih laju?

Jadualkan data untuk semua nilai H, y dan h ………………………………………………………………

2. Cahaya merambat
daripada udara ke medium
x. Cari:
(a) Sudut tuju ………….

(b) Sudut pembiasan ……….

(c) Indeks biasan:

Dalam nyata, y/cm Dalam ketara,

H/cm h / cm (a) Satu sinar cahaya

6.0 merambat daripada kaca ke

7.0 udara. Indeks biasan kaca

8.0 iala 1.54 dan laju cahaya
dalam udara ialah 3 x 108
ms-1. Hitung:Sudut
pembiasan θ

9.0

10.0 (b) Laju cahaya dalam kaca

192

193

3. Satu sinar cahaya ditujukan secara normal 3. Satu sinar cahaya merambat daripada
pada prisma kaca yang mempunyai indek medium A ke medium B. Jika ketumpatan
biasan 1.50. medium A lebih besar daripada ketumpatan
medium B, manakah rajah yang
(b) Lengkapkan rajah sinar. menunjukkan lintasan cahaya yang betul?
(c) Cari sudut tuju dan sudut
4. Rajah menunjukkan satu sinar cahaya
pembiasan. merambat dari udara ke plastik.

4. Hitung indeks pembiasan bagi air.

6. Berapakah indeks pembiasan kaca?

Apakah indeks pembiasan plastik?

A Sin S B Sin P

Sin Q Sin R

TUTORIAL 5.2 C Sin Q D Sin R
Sin R Sin S
1. Pembiasan cahaya berlaku apabila cahaya
merambat melalui dua medium berbeza 5. Satu sinar cahaya merambat daripada
ketumpatan. Ini adalah disebabkan udara ke kaca.
perubahan dalam…..

A. Amplitud cahaya
B. Intensiti cahaya
C. Laju cahaya

2. Manakah antara situasi berikut yang tidak
menunjukkan pembiasan cahaya?

Berapakah indeks pembiasan bagi kaca?

A. 1.38 C. 1.45

B. 1.51 D. 1.62

6. Rajah (a) menunjukkan seorang pemerhati
tidak dapat melihat duit syiling di dalam
gelas yang kosong. Apabila gelas itu
diisikan dengan air, seperti ditunjukkan
dalam Rajah (b), pemerhati itu dapat
melihat duit syiling itu.

Figure (a) Figure (b)

194

Duit syiling pada Rajah (b) boleh dilihat 10. Rajah menunjukkan keadaan perkataan
oleh pemerhati kerana PHYSICS dilihat melalui suatu kanta
A. Pantulan dalam penuh cahaya pembesar.
B. Pembiasan cahaya
C. Pantulan cahaya
D. Belauan cahaya

7. Rajah menunjukkan seorang lelaki
kelihatan lebih pendek apabila berada di
dalam suatu kolam renang. Kedalaman air
di kolam itu ialah 1.2 m. Indeks biasan air
ialah 1.33.

Berapakah dalam ketara kolam itu? Fenomena cahaya manakah yang
A 0.1 m menerangkan situasi ini?
B. 0.3 m A. Pantulan
C. 0.9 m B. Pembiasan
D 1.1 m C. Pembelauan
E. 1.6 m D. Pantulan dalam penuh

8. Rajah menunjukkan sinar cahaya ditujukan 11. Rajah menunjukkan satu sinar cahaya
ke satu blok kaca. Manakah merupakan merambat dari udara ke air.
sudut pembiasan?

9. Jadual 2 menunjukkan indeks biasan bagi Berapakah indeks biasan bagi air itu?
air dan kaca. A. 0.75
B. 0.92
Bahan Indeks biasan, n C. 1.34
D. 2.39
Air 1.3
12. Rajah menunjukkan kedudukan ketara seekor
Kaca 1.5 ikan dilihat oleh seorang pemerhati yang
berdiri di pinggir sebuah tasik.

Berdasarkan maklumat dalam Jadual 2,
sinar cahaya, A, B, C dan D, yang manakah
dalam Rajah 14 adalah betul?

Antara titik A, B, C dan D yang manakah
kdudukan sebenar ikan itu?

195

13. Rajah menunjukkan sinar cahaya diarahkan (c) Berapakah sudut biasan?
ke blok kaca.
.....................................................................................
Pernyataan manakah yang betul? [1 mark]
A. Cahaya terbias mendekati normal apabila
(d) Hitung indeks biasan bagi prisma kaca.
memasuki blok kaca. [2 marks]
B. Sudut tuju sama dengan sudut biasan.
C. Cahaya merambat lebih laju apabila 2. (SPM 2003)
Rajah menunjukkan seorang ibu memerhati kaki
memasuki blok kaca. anaknya yang berada di dalam sebuah kolam.
D. Kecerahan cahaya bertambah apabila ia Kaki anaknya kelihatan lebih pendek disebabkan
oleh suatu fenomena cahaya.
merambat di dalam blok kaca.

14. Rajah 16 menunjukkan satu sinar cahaya
merambat dari air ke udara. Indeks biasan air
ialah 1.33.

Berapakah sudut biasan? (a)(i) Namakan fenomena cahaya yang terlibat.
A. 22.1°
B. 41.7° ……………………………………………………………..
C. 48.8°
D. 60.0° (ii) Terangkan bagaimana fenomena ini boleh
berlaku.
1. Rajah menunjukkan satu sinar cahaya
merambat melalui prisma kaca. ………………………………………………………………

………………………………………………………………

………………………………………………………………

(iii) Pada Rajah 3.2, lukiskan satu rajah sinar
dari titik P ke mata untuk menunjukkan
bagaimana kaki budak itu kelihatan
pendek.

(a) Namakan fenomena yang terlibat. (b) Kedalaman air itu ialah 0.4 m. Hitungkan
jarak imej kaki itu pada titik P dari
...................................................................................... permukaan air. [Indeks biasan air = 1.33]
[1 mark]
196
(b) Mengapakah fenomena di (a) berlaku?

......................................................................................
[1 mark]

3. SPM 2013 (c) Rajah 5.3 menunjukkan rajah sinar yang tidak
Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan kedudukan lengkap.
imej yang dilihat oleh pemerhati apabila dua
syiling yang serupa diletakkan di bawah dua blok
kaca berlainan. Blok kaca itu mepunyai ketebalan
yang berbeza tetapi indeks biasan yang sama.

Lengkapkan rajah sinar itu untuk menunjukkan
bagaimana imej terbentuk.

[3 marks]

4. Question 7 SPM 2012
(a) Rajah 7/1 menunjukkan sebatang pembaris

kelihatan bengkok di dalam air.

(a) Tandakan (√) jawapan yang betul pada kotak i. Namakan fenomena cahaya yang terlibat.
yang disediakan. Indeks biasan kaca boleh
ditentukan melalui: ……………………………………………………………..
[1 mark]
(b) Perhatikan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2.
(i) Bandingkan dalam nyata duit syiling itu. (ii) Terangkan bagaimana fenomena cahaya
dalam 7(a)(i) berlaku.
………………………………………………………………
[1 mark] ………………………………………………………………
[1 mark]
(ii) Bandingkan dalam ketara duit syiling itu
yang dilihat oleh pemerhati. [1 mark] (b) Rajah 7.2 menunjukkan seorang lelaki
menembak seekor ikan yang diperhatikannya
……………………………………………………………… di dalam air. Tembakannya tidak mengena
ikan tersebut.

(iii) Hubungkaitkan dalam nyata dengan
dalam ketara

………………………………………………………………
[1 mark]

(iv) Namakan fenomena cahaya yang terlibat.

………………………………………………………………
[1 mark]

197

(i) Beri satu sebab mengapa tembakannya 6.2
tidak mengena ikan tersebut.
Sebutir intan terkenal
…………………………………………………………….. dengan rupanya yang
[1 mark] berkilau. Mengapakah
intan berkilau? Fenomena
Pada Rajah 7.2, ini berhubungkait dengan
(ii) Lukis dua sinar cahaya untuk sifat cahaya yang penting
menentukan kedudukan sebenar ikan itu. iaitu pantulan dalam
[2 mark] penuh.

(iii) Tanda dengan X kedudukan sebenar ikan Aktiviti 1
itu. Tujuan: Menerangkan pantulan dalam penuh
[1 mark]
1. Rajah 1 menunjukkan satu sinar cahaya dituju
(c) Beri satu cadangan bagaimana untuk dari udara ke blok kaca semibulatan dan
menembak ikan dengan tepat. keluar semula ke udara.
[1 mark]

………………………………………………………………

(d) Laju cahaya di dalam udara dan dalam air

adalah 3.0 x 108 ms-1 dan 2.25 x 108 ms-1,

masing-masing.

Hitung:

(i) Indeks biasan air. [1 mark]

(ii) Kedalaman sebenar ikan tersebut dalam
air apabila kedalaman ketara adalah 1.8
m.
[2 marks]

(a) Apakah yang berlaku apabila cahaya
masuk daripada medium lebih tumpat ke
medium kurang tumpat?

………………………………………………………………

(b) Bandingkan intensiti sinar biasan dengan
sinar pantulan dalam kaca.

………………………………………………………………

(c) Hubungkaitkan sudut tuju dengan sudut
biasan.

……………………………………………………………..

198

2. Rajah 2 menunjukkan apabila sudut tuju Aktiviti 2 / Activity 2:
bertambah, sudut pembiasan juga bertambah. Tujuan: Memerhati fenomena pantulan dalam

(a) Apakah yang berlaku kepada sinar penuh dan menentukan sudut genting kaca
cahaya apabila sudut pembiasan sama
dengan 90⁰ ? Radas: Blok kaca semibulatan, kotak sinar,
bekalan kuasa dan jangka sudut
………………………………………………………………
……………………………………………………………… Bahan: kertas putih

(b) Ini merupakan limit untuk sinar cahaya Prosedur
dibiaskan di udara. Sudut tuju dalam 1. Lukis garis blok kaca di atas sekeping kertas
medium lebih tumpat pada limit ini
dipanggil sudut genting. Beri definasi putih dan tanda bahagian tengah blok kaca
sudut genting. dengan O. Lukis garis normal, N.
2. Tujukan satu sinar cahaya ke arah titik O
……………………………………………………………… daripada bahagian lengkung dengan sudut
……………………………………………………………… tuju i = 20⁰ . Perhatikan sinar yang keluar
3. Rajah 3 menunjukkan keadaan apabila sudut daripada blok kaca.
3. Tambah sudut tuju perlahan-lahan dan
tuju melebihi sudut genting. perhatikan perubahan pada sudut pembiasan.

(a) Apakah yang berlaku kepada cahaya 4. Apabila sudut pembiasan ialah 90⁰ ,
dalam situasi ini? tandakan sudut tuju, i. Ukur dan rekodkan
nilai i.
………………………………………………………………
……………………………………………………………… 5. Tambahakan sudut tuju i dan perhatikan arah
sinar cahaya yang keluar selepas sampai ke
(b) Namakan fenomenaca cahaya ini. sempadan antara kedua-dua medium.
………………………………………………………………
Keputusan:
(c) Nyatakan dua syarat supaya fenomena ini 1. Jika sudut pembiasan, r < 90⁰ , apa
boleh berlaku. berlaku pada sinar biasan?

............................................................................... ………………………………………………………………
…………………………………………………………
2. Ukur sudut tuju bila sudut pembiasan ialah
90⁰ .
i = ……………………………

3. Apakah yang berlaku bila sudut tuju ditambah
setelah sinar pembiasan telah sampai ke
sempadan antara dua medium.

………………………………………………………………

4. Lengkapkan rajah berikut berdasarkan
pemerhatian anda dalam 1, 2 dan 3.

Observation 1 Observation 2 Observation 3

199

i <c i=c i>c

200

Perbincangan: .
5. Terangkan mengapa cahaya mesti ditujukan
3. Jangkakan apakah yang berlaku kepada sinar
pada tengah blok kaca pada bahagian tuju. Sokong jawapan anda dengan
melengkung blok kaca. pengiraan. [Indeks pembiasan air = 1.3]

……………………………………………………………… 4. Rajah menunjukkan satu sinar cahaya
memasuki ke dalam prisma kaca.
6. Apakah sudut genting, c blok kaca yang [indeks biasan kaca = 1.51]
digunakan.

c = …………………

7. Huraikan lintasan sinar cahaya pada
bahagian lurus blok kaca untuk setiap
situasi.

(a) i < c: …………………………………………

(b) i = c: …………………………………………

(c) i > c : …………………………………………

Hubungkait antara sudut genting dengan sudut
Biasan.

Berpandukan rajah di bawah dan menggunakan
Hukum Snell, tulis satu persamaan yang
menghubung kaitkan sudut genting, c, sudut
pembiasan dan indeks pembiasan cecair Y.

Nyatakan hubungan antara indeks biasan dengan (a) tentukan sudut genting bagi kaca.
sudut genting bahan. (b) Lukis sinar selepas merambat melalui

……………………………………………………………… titik P.
5. Rajah menunjukan satu sinar cahaya
………………………………………………………………
merambat dari udara ke prisma kaca.
Latihan 1 Berapakah sudut genting?

1. Indeks pembiasan air ialah 1.33. Berapakah 201
sudut gentiing bagi air?

2. Rajah 2 menunjukkan tiga sinar cahaya, X, Y
dan Z, dtujukan pada titik AB sebuah blok
kaca semibulatan yang mempunyai sudut
genting 42⁰ .
<NOZ = 30° , <NOY = 42° and <NOX = 60°.
Lukis arah sinar X, Y dan Z daripada O. Lukis
dan labelkan dengan X’, Y’ dan Z’.

Aktiviti 3 2. Pelangi
Tujuan: Menerangkan fenomena semula jadi dan
aplikasi pantulan dalam penuh. Pelangi ialah suatu fenomena semulajadi. Apabila
cahaya matahari menyinari berjuta-juta titisan air
1. Logamaya di dalam udara selepas hujan, kita dapat melihat
Pada hari yang panas, lopak-lopak air kadangkala suatu lengkok yang berwarna-warni.
kelihatan di permukaan jalan pada jarak yang jauh
di hadapan kita. Apabila sampai ke tempat
tersebut, lopak-lopak air itu hilang dan
sebenarnya tidak wujud. Fenomena ini dikenal
sebagai logamaya. Bagaimana fenomena ini
berlaku?

 Pada hari yang panas, bandingkan suhu  Namakan fenomena pengasingan cahaya
udara di lapisan lebih tinggi dengan udara kepada pelbagai warna mengikut frekuensi.
berhampiran permukaan jalan.
………………………………………………………………
………………………………………………………………  Nyatakan tiga fenomena cahaya yang

……………………………………………………………… menghasilkan pelangi.
………………………………………………………………
 Bandingkan ketumpatan udara panas dengan ………………………………………………………………
udara sejuk.  Apakah yang berlaku apabila cahaya putih
.
menyinari titisan air hujan.?
……………………………………………………………… ……………………………………………………………..
…………………………………………………………….
…………………………………………………………….. …………………………………………………………….
 Apakah yang berlaku apabila cahaya yang
 Apakah yang berlaku kepada sinar cahaya
dari langit yang merambat daripada udara disebarkan mengenai permukaan belakang
lebih tumpat ke udara kurang tumpat. titisan air.
………………………………………………………………
…………………………………………………………….. ………………………………………………………………
………………………………………………………………
…………………………………………………………….. ………………………………………………………………
 Warna pelangi adalah daripada ungu di
 Sudut tuju akan bertambah. Bandingkan bahagian bawah spectrum kepada merah di
sudut tuju dengan sudut genting. bahagian atas spectrum.

……………………………………………………………… 201

 Jika mata pemerhati berada pada kedudukan
yang betul, dia akan melihat lopak-lopak air
(imej pantulan langit) seolah-olah berada di
atas permukaan jalan. Terangkan mengapa.

………………………………………………………………

………………………………………………………………

………………………………………………………………

………………………………………………………………

3. Periskop berprisma / 4. Binocular

 Namakan komponen untuk membina periskop.  Nyatakan kegunaan sebuah binocular..

……………………………………………………………… ………………………………………………………………

 Berapakah:  Apakah yang berlaku setelah sinar cahaya
Sudut tuju, i: ………… memasuki binocular? Mengapa

Sudut genting, c: …………. ………………………………………………………………

 Bandingkan sudut tuju, i, dengan sudut  Nyatakan ciri imej akhir dalam binocular.
genting, c.,
………………………………………………………………
………………………………………………………………
 Lukis rajah sinar menunjukkan sinar cahaya
 Apakah yang berlaku setelah sinar cahaya yang memasuki binocular.
memasuki binocular?

………………………………………………………………

 Lukis rajah sinar untuk menunjukkan sinar
cahaya yang memasuki periskop.

 Nyatakan ciri-ciri image yang terbentuk. 5. Gentian optik / Fibre optics
 Apakah kegunaan gentian optic?
……………………………………………………………… ………………………………………………………………
………………………………………………………………
 Terangkan dua kelebihian menggunakan  Namakan bahan untuk gentian optik.
periskop berprisma kaca berbanding ………………………………………………………………
periscope cermin.  Bandingkan ketumpatan teras dalam, Q,

...................................................................................... dengan pembalut luar, P.
………………………………………………………………
………………………………………………………………
202

 Bandingkan indeks biasan teras dalam, Q, 2 Rajah menunjukkan sinar cahaya XO mengalami
dan pembalut luar, P. pantulan dalam penuh apabila cahaya merambat
daripada kaca ke udara.
………………………………………………………………
 Terangkan mengapa sinar cahaya mengalami Manakah kenyataan benar mengenai pantulan dalam
penuh?
pantulan dalam penuh ketika mengenai
dinding dalam gentian kaca. P – θ lebih besar daripada sudut genting kaca
……………………………………………………………… Q – laju cahaya dalam kaca lebih tinggi daripada
………………………………………………………………
……………………………………………………………… dalam udara
 Lengkapkan lintasan sinar cahaya dalam R – Indeks biasan kaca lebih besar daripada udara.
gentian optik.
A. P dan Q C. P dan R
 Berikan kelebihan kegunaan gentian optic. B. Q dan R D. P, Q dan R
………………………………………………………………
……………………………………………………………… 3 Rajah menunjukkan sinar cahaya, P, ditujukan ke
……………………………………………………………… arah blok kaca. Sudut genting kaca ialah 42⁰ . Arah
……………………………………………………………… manakah cahaya bergerak daripada titik Q?

TUTORIAL 5.3 4 Rajah menunjukkan keratas rentas kabel gentian
optik.

1 Manakah antara berikut menunjukkan pantulan dalam
penuh?

Manakah perbandingan yang betul?
A. Ketumpatan P < ketumpatan Q
B. Ketumpatan P > ketumpatan Q
C. Ketumpatan P = ketumpatan Q

203

Rajah (i) dan Rajah (ii) menunjukkan sinar cahaya 8. Rajah 17 menunjukkan lintasa cahaya
merambat daripada kaca ke udara pada sudut tuju daripada P ke O.
yang berbeza.

Manakah sudut genting kaca? Sudut genting air ialah 48⁰ . JIka θ = 48⁰ , di
A. P manakah lintasan cahaya betul selepas
B. Q melalui titik O?
C.
D. S A. OR
B. OS
Rajah manakah yang menunjukkan sinar cahaya C. OT
yang mengena blok kaca semibulatan pada sudut D. OU
genting, θ?

9. Rajah 19 menunjukkan sinar cahaya
merambat dalam blok kaca lutsinar
semibulatan.

Sudut genting bagi cecair berwarna ialah Apakah indeks biasan blok kaca lutsinar?
48⁰ . Rajah manakah yang menunjukkan A. 1.25
B. 1.33
pantulan dalam penuh? C. 1.43
D. 1.66

10. Manakah instrument yang menggunakan
pantulan dalam penuh?
A. Mikroskop
B. Kanta pembesar
C. Binokular berprisma
D. Teleskop astronomi

1. (SPM 1993)
Rajah 3.1 menunjukkan sinar cahaya ditujukan
berserenjang ke permukaan PQ prisma kaca PQR.
Indeks pembiasan prisma ialah 1.5.

(a) Cari sudut tuju pada permukaan PR.

204

(b) Hitung sudut genting prisma. (b) Pada Rajah 4.2, dua prisma kaca perlu
diletakkan supaya objek dapat dilihat oleh
(c) (i) Terangkan apa yang berlaku kepada sinar pemerhati. Kedudukan satu daripada prisma
cahaya selepas kena permukaan PR. kaca itu adalah seperti yang ditunjukkan.

……………………………………………………………… (i) Dalam petak A pada Rajah 4.2, lukis dan
(ii) Nyatakan situasi supaya fenomena dalam
(c)(i) berlaku. lorek prisma yang kedua itu. [1 mark]

……………………………………………………………… (ii) Terangkan mengapa prisma-prisma dalam
……………………………………………………………… alat optik P diletakkan sepert yang dilukis di
(d) Satu lagi prisma kaca yang sama XYZ 4(b)(i).

disusun seperti dalam Rajah 8.2. Dua sinar .....................................................................................
selari K dan L ditujukan berserenjang ke [1 mark]
permukaan PQ.
(i) Dalam Rajah di bawah, lukis lintasan (c)(i) Pada Rajah 4.2, lengkapkan lintasan sinar
cahaya dari objek ke mata pemerhati.
cahaya yang betul K dan L sehingga [1 mark]
keluar dari prisma XYZ.
(ii) Nyata satu ciri imej yang diperhatikan.
(ii) Namakan alat yang menggunakan
susunan prisma di atas. ………………………………………………………………
…………………………………………………. [1 mark]

2. Question 6: Spm 2006 (d) Indeks pembiasan prisma kaca ialah 1.52.
Rajah 4.1 menunjukkan sebuah kapal selam yang Hitung sudut genting prisma kaca.
dilengkapi dengan alat optik P. [2 marks]

3. Question 5 SPM 2007
Rajah 1 dan Rajah 2 masing-masing menunjukkan
satu sinar cahaya melalui prisma P dan prisma Q.
Prisma P dan prisma Q diperbuat daripada kaca
yang berbeza ketumpatan.

(a) Namakan alat optik P. [1 mark]

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

Diagram 1 Diagram 2

205

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

Sudut tuju apabila sudut biasan ialah
90⁰

sudut tuju apabila sinar tuju
dipantulkan sepenuhnya.

[1 mark]
(b) Jelaskan mengapa sinar cahaya tidak

bengkok semasa memasuki kedua-dua
prisma di titik A.

………………………………………………………………
[1 mark]

(c) (i) berdasarkan Rajah 1 dan Rajah 2,

bagaimanakah sudut tuju di titik B dijadikan

sama dengan sudut genting? [2 marks]

Prisma P: ……………………………….

Prisma Q: ……………………………….

(ii) Rajah 1 menunjukkan sinar cahaya itu (b) (i) Rajah 7, lengkapkan sinar cahaya selepas
merambat dari kaca ke udara di ttik B. memasuki pemantul itu.
Bandingkan ketumpatan kaca dengan [1 mark]
ketumpatan udara.
ii. Berdasarkan jawapan pada 7(b)(i), apakah
………………………………………………………… yang berlaku kepada sinar cahaya selepas
[1 mark] memasuki pemantul itu. Beri satu sebab
bagi jawapan anda.
(iii) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2,
apaka yang berlaku pada sinar cahaya itu ………………………………………………………………
selepas melalui titik B?
………………………………………………………………
Rajah 5.1 : ………………………………………….. [2 marks]

Rajah 5.2 : ………………………………………….. (c) Berdasarkan pemerhatian dalam 7(b)(ii),
[2 marks] pelajar itu mendapati beberapa
pengubahsuaian perlu dibuat supaya pemantul
(a) Namakan fenomena yang ditunjukkan dalam itu dapat memantulkan lebih banyak cahaya.
Rajah 5.2. Pengubahsuaian adalah berdasarkan aspek-
aspek berikut:
……………………………………………………………… (i) Sudut prisma yang digunakan
[1 marks]
………………………………………………………………
4. SPM 2016 Qustion 7 sebab
Rajah 7 menunjukkan struktur sebuah pemantul
belakang sebuah basikal yang direka oleh ………………………………………………………………
seorang pelajar. Pemantul itu mengandungi [2 marks]
prisma-prisma plastic yang serupa dengan sudut
genting 42°. (ii) Bilangan prisma yang digunakan
(a) Apakah yang dimaksudkan dengan sudut
………………………………………………………………
genting? sebab

……………………………………………………………… ………………………………………………………………
[1 mark] [2 marks]

(d) Berdasarkan prisma pada Rajah 7, hitung
indeks biasan prisma plastic yang diguanakan.
[2 marks]

206

Kanta cembung

6.3 Apakah berlaku kepada sinar cahaya selari
selepas melalui kanta cembung?
Pengenalan kanta ………………………………………………………………

Suatu kanta diperbuat daripada bahan lutsinar ………………………………………………………………
(kaca atau plastic) dengan dua permukaan yang
sekurang-kurangnya satu permukaan adalah Kanta cekung
melengkung. Kanta cembung adalah lebih tebal di
pusat kanta manakala kanta cekung adalah lebih Apakah berlaku kepada sinar cahaya selari
nipis di pusat kanta. selepas melalui kanta cembung?
………………………………………………………………
Apakah kesan kanta terhadap cahaya dan ………………………………………………………………
mengapakah kanta sangat berguna?
Istilah berkaitan kanta
Aktiviti 1
Tujuan: Menunjukkan kanta cembung sebagai Titik fokus

kanta penumpu dan kanta cekung Panjang fokus
sebagai kanta pencapah Jarak objek u
Jarak imej v
Radas: Kanta cembung, kanta cekung, kotak Pusat optic, O
sinar, bekalan kuasa, plat tiga celah,
pensil dan pembaris

Bahan: kertas putih

Prosedur:
1. Tujukan sinar-sinar cahaya selari kepada

kanta cembung. Perhatikan sinar cahaya yang
melalui kanta.
2. Surih sinar cahaya selari sebelum dan
selepas melalui kanta. Tandakan titik fokus
kanta itu. Ukur jarak antara titik fokus dengan
pusat kanta. Jarak ini adalah panjang fokus.
3. Ulang langkah 1 dan 2 dengan menggunakan
kanta cekung.

Lukis rajah sinar apabila sinar cahaya selari
melalui kanta cembung dan kanta cekung.
Tandakan titik fokus, F, pusat kanta, O dan
panjang fokus, f.

207

Aktiviti 2 / Activity 2: Aktiviti 3
Tujuan: Memerhati imej nyata dan menganggar Tujuan: kedudukan imej dan ciri-ciri imej yang
Panjang fokus bagi suatu kanta cembung dibentuk oleh kanta
menggunakan objek jauh Kanta cembung

Radas: pemegang kanta, skrin putih, pembaris Peraturan 1: Sinar selari dengan paksi utama
meter, kanta cembung (10 cm , 15 cm dan 20 cm)
Selepas:
Prosedur:
1. Selarikan dan laraskan skrin dan kanta Peraturan 2: Sinar cahaya melalui titik fokus
kanta
supaya objek jauh membentuk satu imej yang
tajam di atas skrin.
2. Ukur dan rekod jarak antara kanta dengan
skrin.
3. Hitung kuasa kanta.

Keputusan: Selepas:
Kanta Panjang fokus, f Peraturan 3: Sinar cahaya melalui pusat optik

10 cm Selepas:
Kanta cekung
20 cm
Peraturan 1: Sinar selari dengan paksi utama
Apakah inferens tentang sinar cahaya yang
datang daripada objek yang jauh?
………………………………………………………………
Nyatakan ciri-ciri imej yang terbentuk atas skrin.
………………………………………………………………

Selepas:

208

Peraturan 2: Sinar cahaya melalui titik fokus Ciri-ciri imej yang terbentuk oleh kanta cembung:
kanta Lukis rajah sinar untuk setiap kes berikut dan
nyatakan ciri-ciri image yang terbentuk.
Selepas: i) Kes 1 : u > 2f
Peraturan 3: Sinar cahaya melalui pusat optik
Ciri-ciri image terbentuk:
Selepas ……………………………………………… ……………
ii) Kes 2: u = 2f

Ciri-ciri imej terbentuk
……………………………………………………………...
iii) Kes 3: 2f > u > f

Titik persilangan ketiga-tiga sinar ialah kedudkan
imej.
Imej nyata: imej berada bertentangan denga
objek.

Ciri-ciri imej terbentuk:
……………………………………………………………...
iv) Kes 4: u = f

Titik persilangan ketiga-tiga sinar ialah Ciri-ciri imej terbentuk:
kedudukan imej. ……………………………………………………………...
Imej maya: imahe yang terbentuk di bahagian
yang sama denga objek. 209

v) Kes 5: u < f

Ciri-ciri imej terbentuk: Ciri-ciri imej terbentuk:
……………………………………………………………...
……………………………………………………………...

Aktiviti 4 / Activity 4:
Tujuan: Menentukan kedudukan imej dan ciri-ciri
imej yang dibentuk oleh kanta cembung dan kanta
cekung bagi jarak objek yang berbezaa

Radas: mentol / nyalaan lilin, kanta cembung (f =
10 cm), pembaris meter, skrin putih dan
pemegang kanta.

Kesimpulan: Ciri-ciri Imej
Jarak
objek

u=∞

u > 2f

u = 2f

f <u< 2f

u=f 1. Laraskan kedudukan kanta sehingga u = 40.0
cm.
u<f
2. Laraskan skrin untuk mendapatkan imej yang
Dalam setiap kenyataan di bawah, isi dalam ruang tajam di atasnya. Perhatikan ciri-ciri imej yang
yang disediakan untuk setiap situasi terbentuk/
( u > 2f / 2f = u / 2f > u > f / u > f / u < f )
3. Ukur dan rekodkan jarak imej, v.
4. Ulang langkah 2,3 dan 4 untuk u = 35.0 cm,

30.0 cm, 25.0 cm, 20.0 cm dan 15.0 cm.

Jenis imej Kedudukan objek, u Jarak objek, u Ciri-ciri imej

Imej nyata u > 2f
40.0 cm

Imej maya u > 2f
35.0 cm

Characteristics of image formed by concave lens : U > 2f
(by construction of ray diagrams ) 30.0 cm

U > 2f
25.0 cm

u = 2f
20 cm

f <u< 2f
15 cm

210

Kanta cekung: TUTORIAL 6.3
1. Pegang kanta cekung pada jarak objek u = 10.0 1. Rajah menunjukkan objek diletakkan pada u

cm, 15.0 cm dan 20.0 cm di hadapan mata dan cm dari kanta cembung. Panjang fokus kanta
lihat tulisan dalam buku teks Fizik anda ialah 20 cm.
melalui kanta cekung itu.
Manakah antara ciri-ciri imej berikut yang tidak
Perbincangan:
 Nyatakan kedudukan kanta cembung yang benar apabila u ialah 10 cm, 15 cm, 35 cm dan 45

membentuk imej nyata dan imej maya cm dari kanta?

…………………………………………………………….. u/cm Ciri-ciri imej

……………………………………………………………. A. 10 maya dan besar

 Apakah ciri sepunya bagi imej-imej nyata B. 15 maya dan besar
yang dibentuk oleh kanta cembung?
C. 35 nyata dan kecil
…………………………………………………………..
D. 45 nyata dan kecil
 Apakah ciri-ciri imej yang dibentuk oleh kanta
cekung? 2. Seorang pelajar melukis sinar cahaya yang
melalui kanta P, Q, R dan S, seperti
…………………………………………………………… ditunjukkan pada gambar rajah di bawah. F
ialah titik fokus kanta P, Q, R dan S.
Pembesaran Linear
Apabila suatu objek dilihat melalui kanta
pembesar pada jarak yang kurang daripada
Panjang fokusnya, imej yang terbentuk
diperbesar. Saiz imej yang dibentuk oleh suatu
kanta cembung bergantung pada kedudukan imej.

 Kedudukan kanta cembung yang manakah Lukisan yang manakah menunjukkan lintasan
membentuk sinar cahaya yang betul?
(i) imej yang dibesarkan? ………………………
A. II only
(ii) imej yang diperkecilkan: …………………… B. I and III only
C. I, II and IV only
Pembesaran kanta D. I, II, III and IV

m = jarak imej = v = tinggi imej 3. Rajah menunjukkan pembentukan imej suatu
jarak objek u tinggi objek objek oleh sebuah kanta cembung.

m < 1 : imej kecil Jika tinggi objek ialah 2 cm, berapakah tinggi
m = 1 : imej sama saiz imej?
m > 1 : imej dibesarkan
A. 6.50 cm
B. 4.50 cm
C. 4.00 cm
D. 3.25 cm
E. 2.25 cm

211

4. Rajah 18 menunjukkan suatu objek diletakkan 7. SPM 2017
di hadapan satu kanta cembung. Rajah 5.1 menunjukkan rajah sinar sebuah kanta
cembung dengan panjang focus 35 mm dalam
sebuah kamera yang menghasilkan satu imej
dengan ketinggian, h1.

Apakah ciri-imej yang terbentuk? Diagram 5.1
A. Nyata, songsang, dikecilkan
B. Nyata, songsang, sama saiz Rajah 5.2 menunjukkan satu rajah sinar kanta
C. Maya, tegak, dibesarkan cembung dengan panjang focus 50 mm dalam
D. Nyata, songsang, dibesarkan sebuah kamera yang menghasilkan satu imej
dengan ketinggian, h2.
5. Rajah sinar manakah yang betul bagi sautu
kanta cembung?

6. Rajah manakah yang menunjukkan Diagram 5.2
pembiasan sinar cahaya yang betul
selepas melalui sebuah kanta? (a) Nyatakan fenomeno cahaya yang terlibat untuk
menghasilkan imej oleh kanta cembung
tersebut.

……………………………………………………………
[1 mark]

(b) Perhatikan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2.
(i) Bandingkan ketebalan kanta.

……………………………………………………………
[1 mark]

(ii) Bandingkan panjang fokus kanta.

……………………………………………………………
[1 mark]

(iii) Bandingkan tinggi imej.

……………………………………………………………
[1 mark]

212

(c) Berdasarkan jawapan anda di 5.2, hubung kait
(i) ketebalan kanta dengan panjang fokus.

……………………………………………………………
[1 mark]

(ii) The focal length with the height of image.
Panjang fokus dengan ketinggian imej.

……………………………………………………………
[1 mark]

(d) Sehelai daun yang ditiup oeh angin yang kuat
menutupi bahagian atas kanta cembung dalam
Rajah 5.1. Apakah yang akan terjadi kepada
saiz dan kecerahan imej itu?

……………………………………………………………
[2 marks]

8. SPM 2009
Rajah 8.1 menunjukkan satu imej yang dilihat
menerusi sebuah kanta.

(a) Namakan fenomena cahaya yang terlibat
di Rajah 8.1.
…………………………………………………
[1 mark]

(b) Pada Rajah 8.2, lukis satu rajah sinar
untuk menunjukkan bagaimana imej
dalam Rajah 8.1 terbentuk.

[3 marks]
(c) Panjang fokus kanta dalam Rajah 8.2

ialah f. Merujuk kepda f, cadang satu
kedudukan yang sesuai untuk
meletakkan objek bagi menghasilkan imej
songsang.
…………………………………………………

[1 mark]

213

6.4 Pembolehubah Manipulasi: …………………………
Pembolehubah Bergerakbalas: ………………………
Rajah (a) menunjukkan sebuah papan tanda Pembolehubah Malar: ………………………………….
sekolah diperhatikan melalui suatu kanta Radas: ………….……………………………………….
cembung. ……………………………………………………………..
Bahan: ……………………………………………………
Susunan radas:

Rajah (b) menunjukkan papan tanda itu
diperhatikan melalui kanta cembung yang sama
apabila kanta itu dibawa lebih dekat kepada papan
tanda itu.

Eksperimen 6.3: Teks ms 259 Prosedur:
Inferens:…………………………………………………. Kaedah mengawal Pembolehubah Manipulasi:
……………………………………………………………. ………………………………………………………………
Hipotesis: ……………………………………………….. ……………………………………………………………..
……………………………………………………………… ……………………………………………………………..
Tujuan: …………………………………………….…… …………………………………………………………….
……………………………………………………………… Kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas:
……………………………………………………………..
…………………………………………………………….
…………………………………………………………….
…………………………………………………………….
…………………………………………………………….
…………………………………………………………….

214

215

Kaedah mengulang: Persamaan kanta:
……………………………………………………………..
11 1
…………………………………………………………….. uv f

Jadualkan data untuk semua nilai u, v, 1/u dan 1/v

u / cm v/cm 1/u /cm-1 1/v /cm-1 Peraturan menggunakan persamaan kanta

40.0 Tanda Nilai positif Nilai negatif
u (+) (-)
35.0
Objek nyata Objek maya

30.0 Imej nyata Imej maya

25.0 Kanta cembung Kanta cekung

20.0

15.0 Aktiviti 1
Menyelesaikan Masalah yang Melibatkan Formula
Analisa: lukis graf 1/v lawan 1/u Kanta Nipis

1. Cari: 1. Satu objek diletakkan 30 cm daripada kanta
(i) Penggalan paksi y: ………………………….. cembung dengan panjang fokus 20 cm.
(a) Berapa jauh jarak kanta daripada imej.
(ii) kecerunan:

2. Deduksikan bagaimana nilai penggalan paksi (b) Berapakah pembesaran yang dihasilkan?
berhubung dengan panjang fokus kanta.
(c) Apakah ciri-ciri imej?
……………………………………………………………… ………………………………………………………………
2. Sebuah objek diletakkan 10 cm daripada
3. Tulis persamaan yang menghubungkan antara
jarak objek,u, jarak imej dan panjang fokus, f kanta cembung dengan panjang fokus 20 cm.
sebuah kanta. (a) Berapa jauhkan jarak kanta dari objek?

................................................................................. (b) Berapakah pembesaran kanta?

4. Kesimpulan: Nyatakan hubungan antara jarak (c) Apakah ciri-ciri imej yang dihasilkan?
objek, u dan jarak imej, v. …………………………………………………………

…………………………………………………………….. 216

……………………………………………………………..

……………………………………………………………..

Langkah berjaga-jaga:

………………………………………………………………

………………………………………………………………

3. Satu objek diletakkan pada 30 cm daripada
objek dengan panjang fokus 20 cm.
(a) Berapa jauhkan jarak antara kanta
dengan imej?

Keputusan ditunjukkan pada Rajah 16.
The results are shown in Diagram 16.

(b) Berapakah pembesaran kanta?

(c) Apakah ciri-ciri imej? Apakah nilai q?
………………………………………………………… What is the value of q? (2008)

4. Sekeping kanta cekung dengan panjang fokus
25 cm membentuk satu imej maya seekor
semut pada jarak 20 cm dari pusat optic kanta.

(a) Di manakah kedudukan asal semut itu?

(b) Lukiskan gambar rajah sinar untuk
menunjukkan pembentukan imej maya.

(b) 5 Rajah 11.2 menunjukkan pembentukan imej 7. Rajah 17 menunjukkan suatu objek di
oleh kanta cembung. Panjang focus kanta hadapan satu kanta cembung.
adalah 6 cm dan tinggi objek adalah 2 cm. Diagram 17 shows an object in front of a convex
lens.

Calculate / Hitung Berapakah jarak imej?
(i) Jarak imej. What is the image distance? (2012)
(ii) Tinggi imej A. 15 cm
B. 20 cm
C. 25 cm
D. 30 cm

217

1. SPM 2004 6.5
Rajah 4.1 menunjukkan satu imej bagi huruf FIZI
apabila dilihat melalui segelas air. Kegunaan Kanta dalam Alat-alat Optik

(a) Nyatakan fenomena cahaya yang Kanta Pembesar
menyebabkan imej FIZI itu dibesarkan. Kegunaan

…………………………………………………………… Ia mempunyai
(b) Apakah perubahan kepada saiz imej itu jika
Kedudukan
air digantikan dengan cecair lutsinar yang objek
lebih tumpat?
…………………………………………………………… Ciri imej
(c) Gelas yang berisi air itu digantikan dengan
sebuah kanta M yang mempunyai panjang Mikroskop Majmuk
fokus 10 cm. Jarak di antara kulit buku itu Kegunaan
dengan titik tengah kanta itu ialah 8 cm.
Diperhatikan bahawa imej FIZIK itu Ia mempunyai
diperbesar.
(i) Namakan jenis kanta M. Banding fO & fe

………………………………………………… Kedudukan
(ii) Hitungkan jarak imej itu dari kanta M. objek

(iii) Pada ruang di bawah, lakarkan satu Ciri imej
gambar rajah sinar untuk menunjukkan melalui kanta
bagaimana imej itu terbentuk. objektif

Kedudukan
kanta mata

Ciri imej akhir

218

Teleskop Astronomi Lukis rajah sinar bagi kanta pembesar
Kegunaan Lukis rajah sinar bagi mikroskop majmuk di muka
surat 212
Ia mempunyai Lukis rajah sinar bagi teleskop di muka surat 213

Banding fO & fe 219

Kedudukan
objek
Bagaimana
sinar cahaya
melalui kanta
objek?
Kedudukan imej
melalui kanta
objektif

Ciri imej melalui
kanta objektif

Kedudukan
kanta mata

Ciri imej akhir

Pelarasan
normal:
berapakah jarak
antara fO dan fe
Formula
pembesaran

220

221

TUTORIAL 6.5 25

1. Rajah menunjukkan binaan sebuah teleskop Infinity Nyata, songsang, terbentuk
astronomi ringkas. Panjang fokus kanta P di titik fokus.
ialah fP dan panjang fokus kanta Q ialah fQ.
(a)(i) Berdasarkan pada maklumat yang
Pernyataan manakah yang benar? diberikan dalam jadual, nyatakan panjang
A. fP lebih kecil daripada fQ . fokus kanta K.
B. Kuasa kanta P lebih tinggi daripada kanta
……………………………………………………………
Q.
C. Imej kanta P nyata manakala imej kanta Q (ii) Beri dua sebab bagi jawapan anda di (a)(i).
……………………………………………………………
maya. …………………………………………………………..
D. Pembesaran linear adalah nisbah fQ kepada
(b) Lengkapkan maklumat dalam jadual.
fP.
(c) Satu imej terbentuk atas skrin apabila satu
2. Antara rajah sinar berikut, yang manakah objek diletakkan pada 20 cm dari kanta K.
betul bagi kanta pembesar? Satu kadbod hitam diletakkan di hadapan
kanta K supaya menutup bahagian bawah
kanta. Nyatakan perubahan pada imej
yang terbentuk, jika ada.

…………………………………………………………

(d) Seorang pelajar bercadang untuk membina
sebuah teleskop. Dia menggunakan kanta
K sebagai kanta mata dan satu lagi kanta
cembung.

(i) Nyatakan panjang fokus yang sesuai
untuk kanta objektif.

…………………………………………………

3. Sebuah kanta mempunyai panjang fokus f. (ii) Jika pelajar itu bercadang untuk
membina teleskop pada pelarasan
Apakah syarat-syarat yang perlu dipenuhi normal, berapakah jarak antara kanta K
dan kanta objektif?
untuk membolehkan kanta itu digunakan
…………………………………………………
sebagai kanta pembesar?

Jenis kanta Jarak objek

A Cembung Kurang dari f

B Cembung Antara f dan 2f

C Cekung Kurang dari f

D Cekung Antara f dan 2f 10. Sebuah kanta mata yang mempunyai
panjang fokus, fe = 5 cm dan sebuah kanta
8. SPM 2000) objektif digunakan untuk membina sebuah
Satu objek diletakkan pada jarak objek u yang teleskop astronomi ringksas. Kanta objektif
berbeza di hadapan kanta cembung K. Ciri-ciri dipilih dari Jadual 8.1.
imej terbentuk yang berkenaan ditunjukkan
dalam jadual di bawah. Panjang Pembesaran Diameter
fokus kanta
Jarak objek Ciri-cri imej Kanta kanta, objektif
u (cm) Maya, tegak, besar fO
5
P 10 2.5

10 Terbentuk di infiniti Q 10 5.0

15 40 2.5

20 Nyata, songsang, sama saiz S 40 5.0

222

(i) Lengkapkan jadual 8.1 dengan menulis (c) Sebuah mikroskop majmuk mengandungi
nilai m bagi setiap kanta itu. satu kanta objektif dan satu kanta mata.
[2 marks] Jarak focus kanta objektif itu adalah fO dan
jarak focus kanta mata adalah fe. Jadual 8
ii. Pilih dua kanta yang menghasilkan imej menunjukkan tiga jarak objek dan jarak
yang paling besar. antara dua kanta yang berbeza.

……………………………………………… Susunan Jarak Jarak Jarak antara
[1 mark] objek, uO antara imej yang
kanta objek terbentuk
iii. Beri satu sebab bag jawapan anda di dari dengan oleh kanta
8(d)(ii). kanta kanta mata,
………………………………………………... objek objek dengan
[1 mark] d kanta mata, ui

iv. Pilih dua kanta yang menghasilkan imej J UO < fO d < (fO + fe) Ui > fe
yang paling terang.
K UO = fO d = (fO + fe) Ui = fe
…………………………………………………
[1 mark] L FO < UO d > (fO + fe) Ui < fe
< 2fO
v. Beri satu sebab bagi jawapan anda di
8(d)(iv). Berdasarkan Jadual 8, nyatakan susunan yang
sesuai untuk membina sebuah mikroskop
………………………………………………... majmuk ringkas. Beri satu sebab untuk
[1 mark] keseuaian susunan itu.

vi. Berdasarkan jawapan di 8(d)(ii) dan (i) Jarak objek UO :
8(d)(iv), pilih kanta yang paling sesuai
sebagai kanta objektif. ……………………………………………………………
……………………………….................... Sebab:
[1 mark]
…………………………………………………………..
11. SPM 2014 [2 marks]
Kanta dalam Rajah 8 digunakan sebagai kanta
pembesar. (ii) Jarak, d :

(a) Namakan jenis kanta dalam Rajah 8. ……………………………………………………………
Sebab:
…………………………………………………………..
[1 mark] …………………………………………………………..
[2 marks]
(b) (i) Dalam Rajah 8, lukis satu rajah sinar
untuk menunjukkan bagaimana imej (iii) Jarak ui :
bagi objek itu terbentuk.
[3 marks] ……………………………………………………………
Sebab:
(ii) Nyatakan dua ciri imej yang terbentuk
dalam 8(b)(i). …………………………………………………………..
[2 marks]
1. ………………………………………………..
2. ……………………………………………….. (d) Berdasarkan jawapan anda id 8(c), pilih
susunan yang paling sesuai sebagai
[1 mark] mikroskop majmuk ringkas.

……………………………………………………………
[1 mark]

223

6.6

Apabila kita melihat Lengkapkan jadual di bawah untuk
ke dalam cermin, kita menunjukkan istilah berkaitan cermin
boleh melihat imej melengkung.
kita di dalam cermin.
Imej yang kelihatan Paksi
dalam cermin adalah utama
serupa dengan
wajah kita. Titik
Bagaimana imej fokus, F
dalam cermin
terbentuk? Panjang
fokus, f
 Cermin berfungsi sebab ia memantulkan
cahaya. Jarak
objek, u
Aktiviti 1:
Tujuan: Imej dibentuk oleh cermin satah, cermn Jarak
imej, v
cekung dan cermin cembung.
Pusat
Letakkan cermin satah tegak di atas sehelai keleng-
kertas putih. Dengan menggunakan kotak sinar, kungan C
hasilkan cahaya selari menuju ke cermin. Lukis Jejari
rajah sinar. Ulang langkah di atas keleng-
menggunakan cermin cekung dan cermin kungan
cembung. cermin r

Apakah yang berlaku apabila sinar selari Aktiviti 2:
ditujukan ke arah ketiga-tiga jenis cermin? Tujuan: Membina peraturan untuk cermin
cekung dan cermin cembung
Cermin cekung: 1. Letakkan cermin cekung di atas kertas putih.

…………………………………………………………… Dengan menggunakan kotak sinar, tandakan
titik fokus, F dan pusat kelengkungkan, C.
Cermin cembung: 2. Tujukan satu sinar lurus ke cermin cekung
itu untuk:
…………………………………………………………… (a) Sinar selari dengan paksi utama
(b) Sinar melalui titik F
Lengkapkan rajah sinar untuk cermin cekung (c) Sinar melalui titik C.
dan cermin cembung. Label paksi utama, titik 3. Perhatikan sinar yang dipantulkan.
fokus (F), kutub cermin (P) dan pusat 4. Ulang langkah 1 – 3 bagi cermin cembung.
kelengkungan (C). .
Keputusan: lukiskan sinar tuju dan sinar
pantulan untuk ketiga-tiga peraturan.
(a) Peraturan 1: Sinar selari dengan paksi

utama

224

f < u < 2f or f < u < c

(b) Peraturan 2: Sinar melalui titik F u=f
(c) Peraturan 3: Sinar melalui titik C.

u<f

Aktiviti 3:
Tujuan: Lukis rajah sinar untuk menentukan
kedudukan dan ciri-ciri imej bagi cermin
cekung.

u > 2f

Cermin cekung Ciri-ciri imej
Jarak objek,u
u = 2f or u = c u > 2f
u = 2f
f < u < 2f
u=f
u<f

225

Rajah sinar untuk cermin cembung 2. Cermin meja solek
u<f Apakah jenis cermin
yang digunakan?
u < f < 2f
…………………………………
Kesimpulan: Nyatakan kedudukan
Ciri-ciri imej bagi cermin cembung pemerhati.
…………………………………………………………… ……………………………………………………………
Aktiviti 4 Nyatakan ciri imej yang dihasilkan.
Tujuan: Menerangkan aplikasi cermin ……………………………………………………………
1. Cermin anti ralat paralaks pada ammeter. 3. Pemancaran gelombang radio
Namakan bentuk pemantul.
Ralat paralaks berlaku apabila bacaan diambil ……………………………………
menggunakan suatu ammeter. Bagaimana cara Di manakah kedudukan
untuk mengatasi masalah ini? penerima isyarat?
………………………………………………………….. ……………………………………………………………
………………………………………………………….. Beri sebab jawapan anda.
…………………………………………………………… ……………………………………………………………
4. Pemantul lampu suluh

Namakan jenis pemantul yang digunakan.
……………………………………………………………
Di manakah kedudukan bulb lampu?
……………………………………………………………
Bagaimanakah pemantul itu berfungsi?
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
……………………………………………………………
5. Cermin doctor gigi

226

Namakan jenis cermin yang digunakan. TUTORIAL 6.6
…………………………………………………………… 1. Rajah menunjukkan satu objek diletak di
Nyatakan kedudukan gigi daripada cermin.
…………………………………………………………… hadapan satu cermin cekung. Jarak objek
Nyatakan ciri-ciri imej yang dapat dilihat. itu adalah kurang daripada panjang fokus, f,
…………………………………………………………… cermin itu.
7. Cermin sisi kereta
Antara berikut, yang manakah sifat imej yang
Namakan jenis cermin yang digunakan untuk terbentuk?
cermin belakang dan cermin sisi sebuah kereta. A. Nyata, tegak, lebih besar daripada objek
…………………………………………………………… B. Nyata, songsang, lebih kecil daripada objek
Nyatakan kelebihan menggunakan cermin jenis C. Maya, tegak, lebih besar daripada objek.
ini. D. Maya, songsang, lebih kecil daripada objek.
…………………………………………………………… 2. Rajah menunjukkan dua buah kereta, P dan
…………………………………………………………… Q, dari arah yang bertentangan melalui suatu
selekoh tajam.

Cermn yang manakah paling sesuai
diletakkan di X supaya pemandu kereta P
dapat melihat kereta Q?

8. Cermin di 3. Rajah manakah yang menunjukkan pantulan
selekoh tajam cahaya yang betul daripada sebuah cermin
cekung? F ialah fokus utama.
Namakan jenis
cermin yang
digunakan untuk
melihat kereta di
hadapan pada
selekoh yang
tajam.

……………………………………………………………

Terangkan bagaimanakah cermin ini digunakan
untuk melihat kereta di hadapan.

……………………………………………………………

……………………………………………………………

……………………………………………………………

227

1. Rajah 1 menunjukkan cermin sisi sebuah
kereta yang membantu pemandu melihat
objek di belakang kereta denga lebih
berkesan.

4. Rajah menunjukkan suatu objek diletakkan (a) Nyatakan jenis cermin yang digunakan.
20 cm di hadapan suatu cermin cekung yang State the type of mirror used.
mempunyai panjang fokus, f, 10 cm.
...................................................................................

(b) Beri satu sebab mengapa cermin jenis ini
yang digunakan dan bukan cermin satah.

...................................................................................
[1 mark]

(c) Di dalam rajah di bawah, F ialah titik fokus
dan C ialah pusat kelengkungan bagi
cermin cembung.

Apakah ciri-ciri imej yang terbentuk? (2010) (i) Lengkapkan rajah sinar untuk
A. Nyata, sama saiz, songsang
B. Nyata, dikecilkan, songsang menunjukkan kedudukan imej
C. Maya, sama saiz, tegak
D. Maya, dikecilkan, tegak. terbentuk. [ 2 marks]

5. Rajah menunjukkan satu objek diletakkan (ii) Nyatakan ciri imej terbentuk.
di hadapan sebuah cermin cekung di O. F
ialah titik fokus bagi cermin itu. ...................................................................................

Apakah ciri imej yang terbentuk? 2. SPM 2008
A. Maya dan lebih kecil daripada objek. Sebatang pensil diletakkan di hadapan sebuah
B. Nyata dan lebih kecil daripada objek. cermin cekung. Rajah 2.1 menunjukkan imej
C. Maya dan lebih besar daripada objek. pensel pada cermin itu.
D. Nyata dan lebih besar daripada objek.

6. Rajah sinar bagi cermin cekung manakah
yang tidak dilukis dengan betul? [C =
pusast kelengkungan cermin, F = titik
fokus cermin]

(a) Namakan fenomenon yang terlibat
dalam pembentukan imej itu.

……………………………………………………
[1 mark]

228

(b) Imej itu adalah tegak dan Sinar S dri mentol filamen itu ditujukan ke titik Q
diperbesarkan. Nyatakan satu lagi ciri
imej itu. pada pemantul cekung.

…………………………………………………… (i) Lengkapkan lintasan cahaya sinar S pada
[1 mark]
Rajah 7.2 [2 marks]
(c) Rajah 2.2 menunjukkan rajah sinar yang
tidak lengkap. C ialah pusat (ii) Nyatakan fenomena cahaya yang terlibat
kelengkungan dan F ialah fokus utaa. dalam 7(c)(i).
Lengkapkan rajah sinar itu untuk
menunjukkan bagaimana imej ...................................................................................
terbentuk. [1 mark]

(d) Lampu suluh pada Rajah 7.2 tidak
menghasilkan sinar selari yang cerah.
Cadangkan pengubahsuaian yang boleh
dilakukan untuk menghasilkan sinar yang
cerah melalui aspek-aspek berikut:

(i) Kedudukan mentol

...................................................................................
[1 mark]

(ii) Kelengkungan pemantul itu [1 mark]

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

3. SPM 2010 (e) Cadangkan satu kaedah lain yang boleh
Rajah 7.1 menunjukkan suatu objek O menghasilkan sinar yang lebih cerah oleh
diletakkan di hadapan sebuah cermin cekung. lampu suluh yang ditunjukkan dalam Rajah
7.2.

...................................................................................
[1 mark]

4. SPM 2015
Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan rajah
sinar seorang budak berdiri pada dua jarak yang
berbeza di hadapan satu cermin cekung.

Diagram 7.1

F adalah titik fokus cermin itu dan C ialah pusat

kelengkungan.

(a) Apakah maksud titik fokus? [1 mark]

................................................................................... Diagram 5.1
……………………………………………………………

(b) Lukis rajah sinar pada Rajah 7.1 untuk
menunjukkan bagaimana imej terbentuk.
[3 marks]

(c) Rajah 7.2 menunjukkan keratan rentas Diagram 5.2
pemantul cekung yang digunakan dalam
lampu suluh.

(a) Apakah ciri imej yang terbentuk dalam Rajah
5.1? Tandakan (√) pada jawapan yang betul
dalam kotak yang disediakan.

…………. nyata

…….……. maya [1 mark]

(b) Perhatikan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2.

(i) Bandingkan jarak objek. [1 mark]

……………………………………………………………

229

(ii) Bandingkan saiz imej. (b) (i) Nyatakan dua perubahan yang berlaku
pada sinar cahaya apabila ia melalui dari
…………………………………………………………… udara ke gentian optik di X. [2 marks]

[1 mark]

(iii) Bandingkan saiz imej. (ii) Terangkan mengapa sinar cahaya
mengikut lintasan seperti yang
................................................................................... ditunjukkan dalam Rajah 11.1 ketika
[1 mark] mengena dinding gentian kaca di Y.
[2 marks]
(c) Berdasarkan jawapan 5(b),
(i) Nyatakan hubungan antara jarak objek (c) Gentian optik dalam Rajah 11.1 boleh
dan jarak imej.

digunakan dalam bidang komunikasi dan

…………………………………………………………… perubatan. Anda diminta untuk mengkaji
[1 mark]
ciri-ciri getntian optik yang digunakan
(ii) Nyatakan hubungan antara jarak objek
dan saiz imej. dalam bidang-bidang ini sebagaimana

ditunjukkan dalam Jadual 11.

Terangkan kesesuaian setiap sifat gentian

…………………………………………………………… optik dalam Jadual 11 untuk digunakan
[1mark]
dalam bidang telekomunikasi dan
(d) Rajah 5.3 menunjukkan satu piring parabola
yang digunakan untuk menerima isyarat dari perubatan. Tentukan gentian optik yang
satu stesen televisyen.
paling sesuai yang mampu membawa

isyarat yang paling banyak secara

serentak. Berikan sebab bagi pilihan anda.

[10 marks]

Perbandin

Sifat gentian gan Kelen- Ketulen

optical fibre optik antara turan an teras

indeks dalam

biasan

teras

dalam, n1
dan

pembalut
luar, no

(i) Di manakah sepatutnya penerima P Gentian ni > no Tinggi Sangat
tersebut diletak untuk memperoleh optik tinggi
isyarat yang paling kuat?
tunggal
……………………………………………………………
[1 mark] halus

(ii) Beri satu sebab untuk jawapan anda Berkas no > ni Rendah Rendah
dalam 5(d)(i). Q gentian optik

…………………………………………………………… halus yang
[1 mark]
selari
UJI PRESTASI
Berkas
1. SPM 2008
Rajah 11.1 menunjukkan satu isyarat cahaya R gentian optik ni > no Tinggi Sangat
yang bergerak melalui gentian optik yang halus yang tinggi
diperbuat daripada kaca.
selari

Gentian

S optik ni > no Rendah Tinggi
tunggal

halus

Berkas

T gentian optik no > ni Tinggi Tinggi
halus yang
selari

(d) Rajah 11.2 dan Rajah 11.3 masing-masing
menunjukkan satu sinar cahaya melalui
kaca dan intan.
[Indeks biasan: Kaca = 1.50 Intan = 2.42]

(a) Namakan fenomenon cahaya yang terlibat
di Y.

230

(b) Huraikan mengapa sehelai kertas terbakar

apabila diletakkan di bawah sebuah kanta

cembung yang dihalakan kepada cahaya

matahari yang terik. [4 marks]

3. Question 11, SPM 2014
Rajah 11.1 menunjukkan seorang lelaki berdiri
di hadapan sebuah cermin melengkung dengan
imejnya terbentuk dalam cermin.

Diagram 11.1

(i) Hitung sudut genting bagi intan

dan bagi kaca. [2 marks] (a)(i). Nyatakan fenomena cahaya yang terlibat

dalam pembentukan imej itu. [1 mark]

(ii) Lengkapkan lintasan sinar cahaya (ii) Berdasarkan Rajah 11.1, explain how a
dalam kaca dan dalam intan
sehingga cahaya itu akhirnya magnified image of the man is formed by
keluar dari setiap objek. [3 marks]
the curve mirror. (4 marks)

2. Part C, SPM 2005 (b) Cermin melengkung selalu digunakan
(a) Rajah 11.1 menunjukkan dua kanta sebagai cermin keselamtan dalam kedai
untuk mengawas pencuri barang. Anda
penumpu, R dan S, yang digunakan dikehendaki untuk untuk mengkaji ciri-ciri
dalam teleskop astronomi. Panjang fokus cermin melengkung seperti yang
bagi R ialah 40 cm dan panjang fokus ditunjukkan dalam jadual 11.
bagi S ialah 10 cm.
Cermin Jenis Saiz Kedu- Ciri bahan
meleng cermin cermin dukan salutan
-kung meleng- meleng- cermin untuk
kung kung meleng- memantul
kung cahaya
(i) Nyatakan dua sebab mengapa R sesuai P Convex Small dalam
Q Concave Big Low cermin
digunakan sebagai kanta objek dalam R Convex Big High meleng-
S Concave Small High kung
teleskop itu [2 marks] Low
Weak
reflector
strong
reflector

strong
reflector
Weak
reflector

(ii) Menggunakan kanta R dan S, lukiskan Terangkan kesesuaian setiap ciri cermin
pada Rajah 11.1 satu gambar rajah sinar melengkung yang boleh digunakan sebagai
untuk menunjukkan pembentukan imej cermin keselamatan yang berkesan. Tentukan
akhir oleh teleskop itu pada pelarasan cermin melengkung yang paling sesuai untuk
normal. Gunakan skala 10 cm kepada 1 digunakan sebagai cermin keselamatan. Beri
cm. [5 marks] sebab untuk pilihan anda.

(iii) Hitungkan pembesaran imej akhir yang (10 marks)
dibentuk oleh teleskop itu pada
pelarasan normal
[2 marks]

231

4. SPM 2011 Question 8
Rajah 8.1 menunjukkan lintasan sinar cahaya
yang tidak lengkap memasuki suatu prisma
kaca. Indeks biasan prisma kaca itu adalah 1.5.

Diagram 8.1 Diagram 8.3 [2
(a)(i) Hitung sudut genting prisma kaca itu.
marks]
[2 marks]
(ii) Pada rajah 8.1, lengkapkan lintasan sinar (b) Kanta objek digunakan dalam binocular
itu supaya objek boleh dilihat dengan
cahaya dari titik O. lebh jelas. Jadual 8 menunjukkan ciri-
[2 marks] ciri tiga kanta.

(iii) Berdasarkan jawapan di 8(a)(ii), namakan Kanta Panjang fokus Diameter kanta
fenomena cahaya yang terlibat. P 1.0 cm Kecil
Q 10.0 cm Besar
.............................................................................. R Besar
Rajah 8.2 menunjukkan binocular berprisma. 100.0 cm
Kedudukan bagi dua prisma pada satu sisi
binocular adalahh seperti ditunjukkan. Berdasarkan Jadual 8, nyatakan ciri-ciri
kesesuaian kanta untuk digunakan sebagai
Diagram 8.2 kanta objek, beri satu sebab untuk kesesuaian
Rajah 8.3 adalah rajah skema bagi Rajah 8.2 ciri itu.
Pada Rajah 8.3, lukis lintasan sinar cahaya yang (j) panjang fokus kanta:
memasuki kedua-dua prisma itu. Dalam lukisan
anda, tunjukkan karah lintasan sinar cahaya itu. ...................................................................................
Sebab:

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

(ii) Diameter kanta [2 marks]

.................................................................................
Sebab:

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

(c) Berdasarkan jawapan di 8(c)(i) dan 8(c)(ii)
tentukan kanta yang paling sesuai
digunakan sebagai kanta.

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

[1 marks]

232

5. Rajah 9.3 menunjukkan satu binocular
yang digunakan untuk memerhati burung
dalam hutan.

Diagram 9.3
(i) Satu imej tegak terbentuk selepas sinar

cahaya melalui dua prisma dalam binocular
itu. Terangkan bagaimana imej tegak itu
boleh terbentuk.

[4 marks]
(ii) Anda dikehendaki untuk mengubahsuai

binocular itu bagi menghasilkan imej lebih
tajam dan lebih jelas serta mudah dibawa
semasa memerhati burung. Nyata dan
terangkan pengubahsuaian berdasarkan
aspek-aspek berikut:
 jenis dan ciri-ciri kanta objektif yang

digunakan
 sudut prisma yang digunakan
 ciri-ciri bahan yang digunakan untuk

badan binocular itu.
[10 marks]

233