TOPIK 5(T4)

5.1  MEMAHAMI PANTULAN CAHAYA

Hukum Pantulan

1.    Sinar tuju, sinar pantulan dan normal terletak pada satah yang sama

2.    sudut tuju, i° = Sudut pantulan, r°

CERMIN SATAH

  

1.    Ciri imej yang dibentuk oleh cermin satah

a)    Tersongsang sisi

b)   Sama saiz dengan objek

c)    Maya – tidak boleh ditayang pada skrin               

d)   Jarak imej daripada cermin = jarak objek daripada cermin

 

Alat / instrumen yang menggunakan cermin satah

 

1.    Cermin  Anti – paralaks dalam ammeter dan voltmeter

a)    Ralat paralaks berlaku apabila kita dapat melihat jarum penunjuk dan 

     imejnya.

b)   Mata hendaklah normal kepada jarum penunjuk supaya imejnya tidak 

     kelihatan, bagi mengelakkan ralat paralaks

2.    Periskop

a)    Mengandungi dua cermin satah pada kedudukan sudut 45°.

b)   Imej yang kelihatan oleh pemerhati adalah dalam keadaan tegak.

3.    Cermin pandang belakang dan cermin sisi kenderaan

Perkataan  ‘AMBULANCE’ sengaja ditulis dalam keadaan tersongsang sisi 

pada ambulans supaya imej yang dilihat melalui cermin pandang belakang kenderaan di hadapannya adalah ejaan sebenarnya

CERMIN CEKUNG  DAN CERMIN CEMBUNG

 

Imej yang terbentuk oleh cermin cekung

Cara melukis gambarajah sinar

Dua daripada tiga sinar berikut perlu dilukis :

1. Sinar 1 selari  dengan paksi utama dipantulkan oleh cermin dan melalui 

     titik fokus , F.

2. Sinar 2 yang melalui titik fokus F akan dipantulkan oleh cermin selari 

    dengan paksi utama.

3. Sinar 3 yang melalui pusat kelengkungan C akan dipantulkan oleh cermin 

    mengikut lintasan yang sama.( CF = CP)

Cermin cekung boleh menghasilkan imej sahih bergantung kepada jarak objek.

u < f

Imej maya, tegak dan lebih besar daripada objek

u = f

Imej di infiniti

u < f < 2f

Imej sahih (nyata), terbalik dan lebih besar daripada objek

u = 2f

Imej sahih (nyata), terbalik dan sama kecil dengan objek

u > 2f

Imej sahih (nyata), terbalik dan lebih kecil daripada objek

Aplikasi cermin cekung dalam peralatan

  

1.    Cermin solek

a)    Menggunakan cermin cekung yang mempunyai   jarak fokus yang besar.

b)   Menghasilkan imej tegak, lebih besar dan maya.

2.    Transmisi (penghantaran) isyarat gelombang radio

      Cermin dengan permukaan parabola cekung digunakan untuk  

      memfokus isyarat gelombang radio.

3.    Pemantul lampu suluh

a)    Mentol lampu dipasang pada titik fokus cermin cekung supaya 

      memantulkan sinar cahaya yang selari.

      b) Sinar cahaya yang selari itu akan mengekalkan keamatannya pada 

           jarak yang lebih jauh.

 

 Imej yang dibentuk oleh cermin cembung 

Cermin cembung membentuk imej maya, kecil daripada objek dan tegak

Aplikasi cermin cembung dalam peralatan

1.    Meluaskan medan penglihatan

2.    Medan penglihatan cermin cembung lebih luas daripada cermin satah 

 

3.    Oleh itu cermin cembung digunakan sebagai

a)    Cermin pandang belakang dan sisi kenderaan kerana ia akan memberikan sudut penglihatan yang luas untuk melihat kenderaan di belakang mereka.

b)   Cermin keselamatan di kedai-kedai.

c)    Cermin di selekoh tajam. 

5.2  memahami pembiasan cahaya

1.    Pembiasan cahaya ialah fenomena dimana arah sinar cahaya berubah apabila melintasi sempadan antara dua medium yang berlainan ketumpatan. (density).

2.    Ia terjadi akibat daripada perubahan halaju cahaya apabila merambat dari satu medium ke medium yang lain.

 

Hukum biasan

Sinar tuju dan sinar pantulan berada pada kedudukan bertentangan antara garis normal dan semuanya berada dalam satah yang sama.

Hukum Snell menyatakan apabila cahaya merambat daripada vakum kepada medium yang diberi, maka 

Nilai  sin i  (vakum) adalah malar (constant),

          sin r (medium)

dan dikenali sebagai indeks biasan

Indeks biasan,  n =  sin i (vakum)

                                     sin r (medium)

Sudut biasan bergantung kepada indeks biasan medium dan sudut tuju, i

Indeks biasan , n = Laju cahaya dalam vakum atau udara

                                       Laju cahaya dalam medium

Contoh 

1.    Kira sudut biasan bungkah kaca di atas

     (indeks biasan bungkah kaca = 1.52)

     n =  sin i 

            sin r

1.52 = sin 30°

             sin r

sin r = sin 30°

            1.52

      r  = 19.2°

 

2.    Laju cahaya dalam kaca ialah 2.0 x 10 ⁸ m sˉ¹  dan lajunya dalam udara

     pula 3.0 x 10 ⁸ m sˉ¹. Kirakan indeks biasan kaca itu.

                  n  =  laju dalam udara

                          laju dalam medium

                     =   3.0 x 10 ⁸     = 1.5

                          2.0 x 10 ⁸

Dalam sebenar, H dan dalam ketara, h

Hubungan di antara dalam sebenar, H dalam ketara, h

MEMAHAMI SUDUT GENTING DAN PANTULAN DALAM PENUH

Sudut genting, c

1.    Apabila cahaya merambat dari medium yang lebih tumpat (kaca) kepada yang kurang tumpat (udara), ia akan dibiaskan jauh dari normal.

2.    Sebahagian kecil daripada cahaya itu dipantulkan ke dalam medium yang lebih tumpat itu.

 

3.    Jika sudut tuju, i, bertambah, sudut biasan, r juga bertambah

4.    Ketika sudut biasan mencapai 90°, pada masa itu cahaya dibiaskan di sepanjang sempadan blok kaca deangan udara.

5.    Sudut tuju dalam kaca ketika ini dinamakan sudut genting, c (critical angle)

 Pantulan dalam penuh

1.    Jika sudut tuju lebih besar daripada sudut genting, (i > c) cahaya tidak lagi dibiaskan tetapi dipantulkan pula ke dalam kaca

2.    Fenomena ini dikenali sebagai pantulan dalam penuh (total internal reflection).

 Hubungan di antara sudut genting (critical angle) dan indeks biasan

(refractive index)

 

Contoh

1.    Sudut genting air ialah 49°. Tentukan indeks biasan air itu.

       

2.    Bungkah kaca mempunyai indeks biasan ,  n = 1.5. Kirakan sudut gentingnya (critical angle)