6.1 Pembiasan Cahaya 2020 Jawapan

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

6.1

Rajah 1 Rajah 2 Nyatakan arah sinar pembiasan.
Menjauhi garis normal
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 i<r
permukaan air.
Nyatakan perubahan pada laju cahaya setelah
Cahaya bergerak lurus apabila melalui bahan dibiaskan.
lutsinar seperti udara, air dan kaca. Jika cahaya Bertambah
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 Nyatakan arah sinar pembiasan.
PEMBIASAN CAHAYA ialah fenomena di mana Selari dengan garis normal
arah cahaya berubah apabila bergerak melalui
dua bahan berlainan ketumpatan optik. Ini Nyatakan perubahan pada laju cahaya setelah
disebabkan kelajuan cahaya berubah semasa ia dibiaskan.
merambat dari satu medium ke medium lain. Berkurang

Aktiviti 1 Indeks biasan cahaya
Tujuan: Memerihalkan fenomena pembiasan cahaya nisbah laju cahaya di dalam vakum kepada laju
1. Lukis arah sinar pembiasan. Tandakan sudut i cahaya di dalam medium:
Indeks biasan, n = laju cahaya dalam vakum = c
dan r.
laju cahaya dalam medium v
A. Cahaya merambat dari suatu medium kurang
tumpat ke medium lebih tumpat. Hukum Snell
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
Nyatakan arah sinar pembiasan.
Ke arah garis normal Eksperimen 6.1: Teks ms 236

Bandingkan sudut i dengan sudut r Inferens: Sudut biasan,r, bergantung kepada
i>r sudut tuju, i.
Hipotesis: Semakin bertambah sudut tuju, i,
Nyatakan perubahan pada laju cahaya setelah semakin bertambah sudut biasan, r
dibiaskan.
Berkurang Tujuan: Mengkaji hubungan antara sudut tuju
dengan sudut biasan dan menentukan indeks
biasan bagi blok kaca.

Pembolehubah Manipulasi: sudut tuju, i

Pembolehubah Bergerakbalas: sudut biasan, r
1

Pembolehubah Malar: ketumpatan kaca Analisa: lukis graf sin i lawan sin r

Radas: kotak sinar dengan plat celah tunggal,
jangka sudut dan pembaris, blok kaca, kertas
putih dan pensil.

Susunan radas:

Prosedur: Kesimpulan:
Kaedah mengawal Pembolehubah Manipulasi: Graf sin i lawan sin r adalah garis lurus melalui
Lukis garis luar blok kaca itu pada kertas putih asalan.
dan garis normal melalui titik O. Hukum Snell sin i = constant (gradient)
Lukis lima garis pada sudut tuju yang berbeza,
i = 20⁰, 30⁰, 40⁰, 50⁰ dan 60⁰ dengan menggunakan sin r
sebuah jangka sudut untuk mewakili lima sinar
tuju. Langkah berjaga-jaga:
Tujukan sinar cahaya dari kotak sinar pada garis, Eksperimen dalam bilik gelap
i = 20⁰. Lukis sinar pada PQ. Kedudukan mata berserenjang dengan skala
bacaan jangka sudut.
Kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas:
Alihkan blok kaca dan lukis sinar biasan OP. Apakah yang boleh dikatakan mengenai sudut
Ukur sudut biasan, r dan rekodkan bacaan. pembiasan, r, apabila sudut tuju, i, bertambah?
Sudut biasan, r bertambah sudut tuju, i
Kaedah mengulang: bertambah.
Letakkan blok kaca semula. Ulangi langkah
eksperimen dengan sudut tuju, i = 30⁰, 40⁰, 50⁰ Hitung kecerunan graf. Tunjukkan pada graf.
dan 60⁰. 0.91 – 0 = 1.52
Hitungkan nilai sin i dan sin r. 0.60 – 0

Jadualkan data untu semua nilai i, r, sin i, sin r, Apakah nilai indeks biasan bagi blok kaca? 1.52

i / ⁰ r / ⁰ Sin i Sin r Sin i
Sin r

20 13 0.34 0.22 1.55

30 20 0.50 0.34 1.47

40 25 0.64 0.42 1.52

50 30 0.77 0.50 1.54

60 35 0.87 0.57 1.53

2

Aktivity 2: tumpat. Dibiaskan menjauhi garis normal
Tujuan: Melukis rajah sinar untuk menunjukkan
4. Seorang lelaki cuba menembak seekor ikan
Dalam nyata dan Dalam ketara seperti yang dilihatnya dalam air.
Tembakannya tidak mengena ikan itu.
1. Masukkan sekeping duit syiling ke dalam satu
cawan, seperti ditunjukkan dalam Rajah (a)
dan (b). Cuba melihat ke bawah cawan dan
cari duit syiling. Tanpa mengubah
kedudukan mata anda, masukkan air
perlahan-lahan ke dalam cawan.

Terangkan fenomenon yang anda perhatikan. Mengapa tembakannya tidak mengena ikan?
Kedudukan imej syiling kelihatan lebih dekat Kerana dia menembak ke arah imej ikan.
dengan permukaan air. Apakah cara jika lelaki itu ingin menembak ikan
Cahaya bergerak dari air ke udara. dalam tasik itu?
Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal. Tembak ke bawah atau bersudut tepat dengan
Mata tafsir cahaya bergerak lurus. ikan.
Eksperimen 6.2: Teks ms 238
2. Lukis rajah sinar daripada titik O ke mata Hipotesis: Semakin bertambah dalam nyata,
untuk menunjukkan bagaimana objek semakin bertambah dalam ketara
kelihatan lebih dekat dengan permukan air. Tujuan: Mengkaji hubungan antara dalam nyata, H
dengan dalam ketara, h dan menentukan indeks
Tanda dan labelkan dalam nyata, H dan dalam biasan air.
ketara h. Pembolehubah Manipulasi: dalam nyata, H
Dalam nyata, H: Pembolehubah Bergerakbalas: dalam ketara, h
Jarak antara permukaan air dengan object. Pembolehubah Malar: ketumpatan air
Radas: Bikar 1 000 ml, pembaris, kaki retort,
Dalam ketara: gabus, dua batang pin, pita selofan dan air.
Jarak antara permukaan air dengan imej. Susunan radas:

Tulis persamaan untuk indeks biasan, n yang 3
melibatkan dalam nyata, H dan dalam ketara, h.
n = Dalam nyata = H

Dalam ketara h

3. Mengapakah kaki
lelaki yang berdiri
dalam air kelihatan
lebih pendek?

Cahaya bergerak
daripada kaki di dalam
air yang lebih tumpat ke
udara yang kurang

Prosedur: Tentukan kecerunan graf
Kaedah mengawal Pembolehubah Manipulasi: Gradient = 9.3 – 0 cm = 1.34 = n
Lekatkan sebatang pin Po dengan pita selofan
pada dasar bikar itu. 7.0 – 0 cm
Isi air ke dalam bikar sehingga kedalaman 6.0 cm.
Kedalaman ini ialah dalam nyata, H. Hubung kait dalam nyata, dalam ketara dan
indeks biasan air.
Kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas: Indeks biasan air, n = H/h
Perhatikan imej pin PO dari bahagian atas
permukaan air. Nyatakan nilai indeks biasan air. 1.34
Laraskan kedudukan pin Pi secara menegak
sehingga kelihatan segaris dengan imej pin PO. Kesimpulan:
Pada paras ini, kedudukan pin Pi adalah sama Dalam nyata, H berkadar terus dengan dalam
paras dengan imej pin PO. ketara, h.
Ukur jarak y antara pin Pi dengan dasar bikar.
Rekodkan bacaan dalam jadual Langkah berjaga-jaga:
Kedudukan mata mesti berserenjang dengan
Kaedah mengulang: skala bacaan pembaris meter.
Ulangi eksperimen ini dengan mengubah dalam
nyata, H = 7.0 cm, 8.0 cm, 9.0 cm dan 10.0 cm. Aktiviti 4:
Tujuan: Menyelesaikan masalah yang berkaitan
Jadualkan data untuk semua nilai H, y dan h dengan Pembiasan Cahaya

Dalam nyata, y/cm Dalam ketara, 1. Cahaya merambat melalui udara dan kaca.

H/cm h / cm

6.0 1.6 4.4

7.0 1.5 5.5

8.0 2.0 6.0 (a) Manakah medium udara? Medium A

9.0 2.0 7.0 (b) Dalam medum manakah laju udara lebih laju?
(c) Medium A kerana ia kurang tumpat. (jauhi
10.0 2.6 7.4 garis normal)

Analisa: lukis graf H lawan h 2. Cahaya merambat
daripada udara ke medium
x. Cari:
(a) Sudut tuju 45⁰

(b) Sudut pembiasan 30⁰

(c) Indeks biasan:
n = sin 45⁰ = 1.41
sin 30⁰

(a) Satu sinar cahaya

merambat daripada kaca ke

udara. Indeks biasan kaca

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

sin 33

sin θ = 1.54 x sin 33⁰

= 0.838

θ = 57⁰

(b) Laju cahaya dalam kaca
1.54 = 3 x 108

v
v = 3 x 108 = 1.94 x 108 m/s

1.54

4

3. Satu sinar cahaya ditujukan secara normal 2. Manakah antara situasi berikut yang tidak
pada prisma kaca yang mempunyai indek menunjukkan pembiasan cahaya? C
biasan 1.50.

(b) Lengkapkan rajah sinar.

(c) Cari sudut tuju dan sudut pembiasan.
n = sin r = 1.50
sin 30⁰
sin r = 1.50 x sin 30⁰ = 0.75
r = 48.6⁰

4. Hitung indeks pembiasan bagi air.

3. Satu sinar cahaya merambat daripada
medium A ke medium B. Jika ketumpatan
medium A lebih besar daripada ketumpatan
medium B, manakah rajah yang
menunjukkan lintasan cahaya yang betul?
B

n = 3 x 108 = 1.33

2.25 x 108

6. Berapakah indeks pembiasan kaca?

n = 12/8 = 1.5 4. Rajah menunjukkan satu sinar cahaya
merambat dari udara ke plastik.
TUTORIAL 6.1
Apakah indeks pembiasan plastik? B
1. Pembiasan cahaya berlaku apabila cahaya
merambat melalui dua medium berbeza A Sin S B Sin P
ketumpatan. Ini adalah disebabkan
perubahan dalam….. Sin Q Sin R

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

C Sin Q D Sin R
Sin R Sin S

5

5. Satu sinar cahaya merambat daripada 8. Rajah menunjukkan sinar cahaya ditujukan
udara ke kaca. ke satu blok kaca. Manakah merupakan
sudut pembiasan? B

Berapakah indeks pembiasan bagi kaca?

A. 1.38 C. 1.45

B. 1.51 D. 1.62

Sin (135 – 90) = sin 45 = 1.51 9. Jadual 2 menunjukkan indeks biasan bagi
air dan kaca.
Sin (118 – 90) sin 28

6. Rajah (a) menunjukkan seorang pemerhati Bahan Indeks biasan, n
tidak dapat melihat duit syiling di dalam
gelas yang kosong. Apabila gelas itu Air 1.3
diisikan dengan air, seperti ditunjukkan
dalam Rajah (b), pemerhati itu dapat Kaca 1.5
melihat duit syiling itu.

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

Figure (a) Figure (b) 10. Rajah menunjukkan keadaan perkataan
PHYSICS dilihat melalui suatu kanta
Duit syiling pada Rajah (b) boleh dilihat pembesar.
oleh pemerhati kerana
A. Pantulan dalam penuh cahaya Fenomena cahaya manakah yang
B. Pembiasan cahaya menerangkan situasi ini?
C. Pantulan cahaya A. Pantulan
D. Belauan cahaya B. Pembiasan
C. Pembelauan
7. Rajah menunjukkan seorang lelaki D. Pantulan dalam penuh
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?
A 0.1 m
B. 0.3 m
C. 0.9 m
D 1.1 m
E. 1.6 m
h = H/n = 1.2/1.33 = 0.9 m

6

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

Berapakah indeks biasan bagi air itu? Berapakah sudut biasan?
A. 0.75 A. 22.1°
B. 0.92 B. 41.7°
C. 1.34 C. 48.8°
D. 2.39 D. 60.0°

n = sin 30 = 1.34 1.33 = sin r
sin 22 Sin 30

12. Rajah menunjukkan kedudukan ketara seekor Sin r = 0.665
ikan dilihat oleh seorang pemerhati yang r = 41.7⁰
berdiri di pinggir sebuah tasik.
1. Rajah menunjukkan satu sinar cahaya
merambat melalui prisma kaca.

Antara titik A, B, C dan D yang manakah (a) Namakan fenomena yang terlibat.
kdudukan sebenar ikan itu? C Pembiasan
[1 mark]
13. Rajah menunjukkan sinar cahaya diarahkan (b) Mengapakah fenomena di (a) berlaku?
ke blok kaca. Laju cahaya berubah
[1 mark]
Pernyataan manakah yang betul? (c) Berapakah sudut biasan?
A. Cahaya terbias mendekati normal apabila 90 – 40.5 = 49.5⁰
[1 mark]
memasuki blok kaca.
B. Sudut tuju sama dengan sudut biasan. (d) Hitung indeks biasan bagi prisma kaca.
C. Cahaya merambat lebih laju apabila n = sin 49.5 = 1.52
sin 30
memasuki blok kaca. [2 marks]
D. Kecerahan cahaya bertambah apabila ia

merambat di dalam blok kaca.

7

2. (SPM 2003) 3. SPM 2013
Rajah menunjukkan seorang ibu memerhati kaki Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan kedudukan
anaknya yang berada di dalam sebuah kolam. imej yang dilihat oleh pemerhati apabila dua
Kaki anaknya kelihatan lebih pendek disebabkan syiling yang serupa diletakkan di bawah dua blok
oleh suatu fenomena cahaya. kaca berlainan. Blok kaca itu mepunyai ketebalan
yang berbeza tetapi indeks biasan yang sama.

(a)(i) Namakan fenomena cahaya yang terlibat.
Pembiasan

(ii) Terangkan bagaimana fenomena ini boleh
berlaku.
Cahaya bergerak dari medium lebih
tumpat (air) ke medium kurang tumpat
(udara)
Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal

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

(a) Tandakan (√) jawapan yang betul pada kotak
yang disediakan. Indeks biasan kaca boleh
ditentukan melalui:

X

(b) Kedalaman air itu ialah 0.4 m. Hitungkan (b) Perhatikan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2.
jarak imej kaki itu pada titik P dari (i) Bandingkan dalam nyata duit syiling itu.
permukaan air. [Indeks biasan air = 1.33] 5.1 > 5.2
[1 mark]

(ii) Bandingkan dalam ketara duit syiling itu
yang dilihat oleh pemerhati. [1 mark]
5.1 > 5.2

(iii) Hubungkaitkan dalam nyata dengan

dalam ketara

Berkadar terus [1 mark]

(iv) Namakan fenomena cahaya yang terlibat.

Pembiasan [1 mark]

8

(c) Rajah 5.3 menunjukkan rajah sinar yang tidak (i) Beri satu sebab mengapa tembakannya
lengkap. tidak mengena ikan tersebut.
Dia tembak imej ikan.
Lengkapkan rajah sinar itu untuk menunjukkan [1 mark]
bagaimana imej terbentuk.
Pada Rajah 7.2,
[3 marks] (ii) Lukis dua sinar cahaya untuk
4. Question 7 SPM 2012 menentukan kedudukan sebenar ikan itu.
(a) Rajah 7/1 menunjukkan sebatang pembaris [2 mark]

kelihatan bengkok di dalam air. (iii) Tanda dengan X kedudukan sebenar ikan
itu.
i. Namakan fenomena cahaya yang terlibat. [1 mark]
Pembiasan
[1 mark] (c) Beri satu cadangan bagaimana untuk
(ii) Terangkan bagaimana fenomena cahaya menembak ikan dengan tepat.
dalam 7(a)(i) berlaku. Tembak ke bawah dari imej / tembak bersudut
Laju cahaya berubah / Cahaya bergerak tepat dengan permukaan air dari atas.
melalui dua medium berbeza [1 mark]
[1 mark]
(d) Laju cahaya di dalam udara dan dalam air
(b) Rajah 7.2 menunjukkan seorang lelaki
menembak seekor ikan yang diperhatikannya adalah 3.0 x 108 ms-1 dan 2.25 x 108 ms-1,
di dalam air. Tembakannya tidak mengena
ikan tersebut. masing-masing.

Hitung:

(i) Indeks biasan air. [1 mark]

n = 3 x 108 / 2.25 x 108 = 1.33

(ii) Kedalaman sebenar ikan tersebut dalam
air apabila kedalaman ketara adalah 1.8
m.
n = H/h
H = 1.8 x 1.33 = 2.394 m
[2 marks]

9