5.4 Memahami Kanta

Bab 5 Cahaya

5.4

Memahami Kanta

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Jenis-jenis Kanta

Kanta ialah sekeping bahan lutsinar yang yang membiaskan cahaya untuk membentuk imej. Kanta menunpu

Diverging lens

 Sinar cahaya menumpu bergerak selari dengan paksi utama.  Tebal di bahagian tengah kanta.

 Sinar cahaya mencapah bergerak selari dengan paksi utama.

 Nipis di bahagian tepi atas dan tepi bawah.

 Nipis di bahagian tengah.  Tebal di bahagian tepi atas dan tepi bawah.

Tebal di tengah dan nipis dibahagian tepi bagi menumpukan cahaya

Nipis di tengah dan tebal di tepi bagi mencapahkan cahaya Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Anatomi Kanta

Kanta cembung menumpu sinar cahaya pada satu titik.

Kanta cekung mencapahkan sinar-sinar cahaya selari seperti ia berasal dari satu titik di belakang kanta.

F

Sinar cahaya Paksi utama O selari

Paksi utama f

F

O

f

Pusat optik, O

Titik di tengah-tengah kanta di mana cahaya melaluinya tanpa dibiaskan.

Paksi utama

Garisan yang dilukis secara menegak lurus ke arah kanta dan melalui pusat optik.

Fokus utama, F

Satu titik di paksi utama di mana sinar cahaya yang selari dengan paksi utama akan mencapah selepas melalui kanta mencapah.

Panjang fokus, f

Jarak daripada fokus utama ke pusat optik. Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Menentukan Panjang Fokus Bagi Kanta Cembung Objek jauh

Skrin Kanta cembung

Imejtajam kabur Imej

Sinar selari

f Letakkan kanta cembung di hadapan skrin. Gerakkan kanta ke hadapan dan ke belakang sehingga imej bagi objek yang jauh terbentuk tajam dan songsang pada skrin. Jarak dari tengah-tengah kanta ke skrin ialah panjang fokus bagi kanta cembung. Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Ketebalan Kanta dan Panjang Fokus

Ketebalan kanta

Panjang fokus

Kanta yang tebal mempunyai panjang fokus yang lebih pendek manakala kanta yang nipis mempunyai panjang fokus yang lebih panjang. Untuk membezakan antara kanta cembung dan kanta cekung, Kanta cembung : Panjang fokus positif

Kanta cekung : Panjang fokus negatif

Panjang fokus, f = -20.0 cm

Merujuk kepada kanta cekung yang mempunyai panjang fokus 20.0 cm

Panjang fokus, f = +10.0 cm

Merujuk kepada kanta cembung yang mempunyai panjang fokus 10.0 cm. Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Kuasa Kanta

 Kuasa kanta ditakrifkan sebagai salingan panjang fokusnya (diukur dalam meter)

Kuasa kanta, P 

1 f

 Unit = per meter (m-1) atau diopter ( D ). Contoh Jenis kanta

Panjang fokus, f

Kuasa, P

Cembung

+ 5.0 cm

1  20 D  0.05

Cekung

- 10.0 cm

1  10 D  10.0

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Langkah-langkah Melukis Gambar Rajah Sinar Bagi Kanta Cembung

Objek

Imej 2F

F

O

F

2F

Paksi utama

Satu sinar cahaya yang bergerak melalui pusat optik kanta tidak melencong. Satu sinar cahaya selari dengan paksi utama dibiaskan dan bergerak melalui fokus utama, F. Satu sinar cahaya yang bergerak melalui F dibiaskan selari dengan paksi utama. Titik persilangan sinar-sinar cahaya ialah titik imej terbentuk. Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Langkah-langkah untuk Melukis Gambar Rajah Sinar Kanta Cekung

Objek 2F

F

O

F

2F

Paksi utama

Imej

Satu sinar cahaya yang bergerak melalui pusat optik tidak melencong. Satu sinar cahaya yang selari dengan paksi utama dibiaskan dan kelihatan seperti bergerak dari fokus utama, F. Satu sinar cahaya bergerak ke arah fokus utama, F dibiaskan selari dengan paksi utama. Titik persilangan sinar-sinar cahaya ialah titik pada imej. Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di Infiniti Sinar cahaya dari objek

F Imej v

 Jarak imej, v = f

 Songsang

 Nyata

 Lebih kecil dari objek

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Melampaui 2F, u > 2f

Objek

Imej 2F

F

u

F

2F

v

 Jarak imej, f < v < 2f

 Songsang

 Nyata

 Lebih kecil daripada objek

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di 2f, u = 2f

Objek 2F

F

F

u

v

2F Imej

 Jarak imej, v = 2f

 Songsang

 Nyata

 Sama saiz dengan objek

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di Antara f dan 2f, f < u < 2f

Objek 2F

F

F

u

2F

Imej

v

 Jarak imej, v > 2f

 Songsang

 Nyata

 Lebih besar daripada objek

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di F, u=f

Objek

O F

F

Ke infiniti

 Jarak imej, v di infiniti

 Tegak

 Maya

 Lebih besar daripada objek

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di Antara F dan Kanta, u < f

Imej Objek F

u

F

v

 Jarak imej, v > f

 Tegak

 Maya

 Lebih besar daripada objek

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cekung Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cekung Ciri-ciri imej yang dibentuk oleh kanta cekung tidak bergantung kepada kedudukan objek. Objek

O

F

Imej

Imej yang dibentuk oleh kanta cekung sentiasa

Maya

Tegak

Di antara objek dan kanta

Lebih kecil daripada saiz objek Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Pembesaran Linear Pembesaran linear ialah nisbah saiz imej ke saiz objek. Objek ho

I

2F O

F

2F

F

hI u

Pembesaran linear, m =

Pembesaran linear, m =

v

Tinggi imej, hI Tinggi objek, hO Jarak imej, v Jarak objek, u Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Persamaan Kanta Persamaan kanta menunjukkan hubungan antara jarak objek, u, jarak imej, v, dan panjang fokus kanta, f.

1 1 1   u v f

Di mana u = jarak objek v = jarak imej f = panjang fokus Digunakan untuk kanta cembung dan kanta cekung. Apabila persamaan kanta digunakan untuk kanta cembung, panjang fokus, f, mengambil nilai positif. Apabila persamaan kanta digunakan untuk kanta cekung, panjang fokus, f, mengambil nilai negatif. Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Analisis Graf Bagi Kanta Cembung

Graf v melawan u v

Graf uv melawan (u + v) uv v=u S (2f, 2f) kecerunan= f u

o Graf v melawan m v

o Graf u melawan l/m u

kecerunan = f

kecerunan = f f

f o

(u + v)

m

o

l m Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Alat – alat Optik

Kanta pembesar

Cermin mata

Penutup

Bukaan

Kamera

Filem

Kanta

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Mikroskop Majmuk Kanta okular (Kanta mata)

Tiub badan Kanta mata

Sinar pembentukan

Kanta objek

f0 I objekPemutar kanta 2 f0 objektif Kanta objektif h2 u > f0 Klip pentas Diafragma

I1

fe

Lengan

h1

D = 25 cm Bagaimana Mikroskop Berfungsi?

Pentas Pelaras kasar

Sumber cahaya di antara f dan 2f di hadapan kanta objek.Pelaras halus Objek diletakkan 0 0 Imej yang pertama dibentuk oleh kanta objek bertindak sebagai objek bagi kanta mata. Tapak Imej yang pertama terbentuk kurang daripada fe di hadapan kanta mata supaya imej akhir yang terbentuk adalah maya, lebih besar daripada objek dan pada jarak 25 cm daripada kanta mata. Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Teleskop Astronomi Kanta objek (cembung)

Kanta mata

Cahaya

Tiub teleskop

Sinar pembentukan Kanta objek

Kanta mata

Imej akhir di infiniti Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

Memahami Kanta Teleskop Astronomi

 Terdiri daripada dua kanta cembung iaitu kanta objek dan kanta mata.  Kanta objek lebih nipis (panjang fokus lebih panjang) daripada kanta mata (panjang fokus lebih pendek) 

Jarak di antara kanta ialah (fo + fe)



Sinar cahaya daripada objek jauh menghasilkan imej yang nyata, songsang dan lebih kecil daripada objek di fo.



Imej bertindak sebagai objek bagi kanta mata dan imej akhir yang songsang dan lebih besar daripada objek dibentukkan di infiniti.



Pembesaran teleskop astronomi diberi seperti berikut: Panjang fokus, f0 , kanta objek m= Panjang fokus, fe , kanta mata

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

ANALISIS SOALAN 5.4 KANTA Kertas 1

Kertas 2

Kertas 3

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

-

-

-

2

1

-

-

2

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

-

-

-

-

-

-

-

-

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

-

-

-

-

-

-

-

-

Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

5.4

Soalan 2012 – Kertas 1

Rajah di bawah menunjukkan suatu objek di hadapan satu kanta cembung. Objek

Berapakah jarak imej? A 15 cm B 20 cm C 25 cm D 30 cm Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

5.4

Soalan 2011 – Kertas 1

Rajah di bawah menunjukkan suatu objek diletakkan di hadapan satu kanta cembung.

Apakah ciri-ciri imej yang terbentuk? A Nyata, songsang, dikecilkan B Nyata, songsang, sama saiz C Maya, tegak, dibesarkan D Nyata, songsang, dibesarkan Fizik Tingkatan 4

Bab 5 Cahaya

5.4

Soalan 2008 – Kertas 1

Sebuah kanta mempunyai panjang fokus f. Apakah syarat-syarat yang perlu dipatuhi untuk membolehkan kanta itu digunakan sebagai kanta pembesar?

Jenis kanta

Jarak objek

Cembung

Kurang dari f

B

Cembung

Antara f dan 2f

C

Cekung

Kurang dari f

D

Cekung

Antara f dan 2f

A

Fizik Tingkatan 4

TAMAT