KANTAKANTA

Memahami KantaMemahami KantaHasil PembelajaranPelajar seharusnya tahu :1. Menerangkan titik fokus dan panjang fokus,2. Menentukan panjang fokus bagi kanta cembung dan kanta cekung,3. Melukis gambar rajah sinar untuk menentukan ciri-ciri imej dan kedudukan imej bagi kanta,4. Menakrifkan pembesaran, m =

5. Menghubungkan panjang fokus (f) dengan jarak objek (u) dan jarak imej (v),

6.Menerangkan dengan gambar rajah sinar, kegunaan kanta dalam peralatan optik., 7. Membina peralatan optik dengan menggunakan kanta.8. Menyelesaikan masalah melibatkan persamaan kanta.

uv

f1

u1

v1= +

PengenalanPengenalan

1. Kanta adalah bahan lutsinar dimana sekurang- kurangnya satu permukaannya adalah melengkung.

2. Imej yang dibentuk oleh kanta adalah melalui pembiasan cahaya.

3. Sinar cahaya yang merambat melalui pusat optik kanta tidak dibiaskan atau bergerak lurus.

4. Sinar cahaya dari sumber yang jauh (infiniti) adalah dalam keadaan sinar yang selari.

Jenis-jenis kanta:

Dwicembung Plano cembung

Meniskus cembung

Kanta cembung @ kanta Penumpu @ Kanta Positif(Bahagian tengah lebih tebal)

Dwicekung Plano cekung Meniskus cekung

Kanta Cekung @ Kanta Pencapah @ Kanta Negatif(Bahagian tengah lebih nipis)

Titik fokus dan Panjang fokus kantaTitik fokus dan Panjang fokus kanta

Kanta cembung Kanta cekung

Bila sinar cahaya yang selari dengan paksi utama melalui kanta cembung, ia akan dibiaskan ke dalam dan menumpu ke satu titik, F di atas paksi utama.

Bila sinar cahaya yang selari dengan paksi utama melalui kanta cekung, ia dibiaskan keluar dan mencapah dari titik fokus, pada paksi utama.

ff

F

ff

F

Titik Fokus, F adalah titik di atas paksi utama dimana semua sinar cahaya yang selari dengan paksi utama akan menumpu selepas melalui kanta cembung, atau mencapah daripadanya selepas melalui kanta cekung.

Panjang fokus, f adalah jarak antara titik fokus dan pusat optik.

Pusat Optik, O adalah titik tengah kanta. Sinar yang melaluinya tidak terbias.

Paksi utama adalah garis lurus yang melalui pusat optik dan berseranjang dengan kanta.

Titik fokus dan Panjang fokus kantaTitik fokus dan Panjang fokus kanta

)(1

meterfP = = )(

100cmf

Kuasa kanta (P)

Kuasa kanta, P =

Unit SI kuasa kanta adalah Diopter, D atau m-1

Kanta cembung: kuasa adalah positif

Kanta cekung: kuasa adalah negatif

Contoh 1:

)(100

cmf

Sebuah kanta cembung mempunyai panjang fokus 40 cm. Tentukan kuasa kanta itu.

Penyelesaian:

Kuasa kanta =

40100=

= 2.5 D

Contoh 2:

Penyelesaian:

Jenis kanta : cekung

Panjang fokus, f =

5100

Kuasa1

== - 20 cm

Sebuah kanta mempunyai kuasa -5 D. Berapakah panjang fokus kanta tersebut dan jenis kanta yang digunakan.

Lengkapkan jadual di bawah:

Kuasa kanta / D Panjang fokus / cm

+20

-15

-5

+20

5

- 6.67

5

- 20

Eksperimen untuk menganggarkan/ menentukan panjang fokus dan kuasa kanta cembung

1- Sebuah kanta cembung dihalakan ke arah objek jauh.2- Kedudukan skrin dilaraskan sehingga satu imej tajam dan terang terhasil pada skrin.3- Jarak skrin daripada pusat optik kanta = x4- Maka jarak fokus kanta = x5- Kuasa bagi kanta ditentukan dengan menggunakan formula:

Kuasa =

Peraturan untuk menentukan ciri-ciri imej kanta cembung dengan kaedah gambarajah sinar

1: Sinar yang selari dengan paksi utama terbias menumpu ke titik fokus, F.

2: Sinar yang melalui titik fokus, F akan terbias selari dengan paksi utama.

3: Sinar yang melalui pusat optik akan bergerak lurus.

Titik persilangan sinar biasan adalah kedudukan imej.

Imej yang terbentuk oleh kanta cembung bergantung kepada jarak objek, u.

(a) u < f

Ciri-ciri imej bagi kanta cembung:

Objek berada antara O dan F( u < f )

F C F

Ciri-ciri imej:

- Maya- tegak- dibesarkan

Imej berada pada sebelah yang sama dengan objek.

(b) u = f

Ciri-ciri imej bagi kanta cembung:

F F

Ciri-ciri imej:

- Maya

- Tegak

- dibesarkan

Imej terletak di infiniti

Objek pada titik fokus, F(u = f )

(c) f < u < 2f

Ciri-ciri imej bagi kanta cembung:

Objek berada antara F dan 2F(f < u < 2f)

2F F F 2F

Ciri-ciri imej:

- Nyata

- Songsang- Dibesarkan (m > 1)

Imej berada pada kedudukan melebihi 2 F( v > 2f)

(d) u = 2fCiri-ciri imej:-Nyata-Songsang-Sama saiz

Imej berada pada 2F

(e) u > 2fCiri-ciri imej:-Nyata-Songsang-Sama saiz-Imej berada antara F dan 2F

(f) u =

Ciri-ciri imej bagi kanta cembung:

Objek di infiniti (u = )

2F F

F

Ciri-ciri imej:-Nyata-Songsang-Lebih kecil-Imej berada di titik fokus, F

Characteristic of image formed by a convex lens

Objek di infiniti (u = )

2F F

F

Ciri-ciri imej:-Nyata-Songsang-Lebih kecil-Imej berada di titik fokus, F

Jarak objek , u Ciri-ciri imej

u < f Maya, tegak, dibesarkan

u = f Maya, tegak, dibesarkan

f < u < 2f Nyata, songsang, dibesarkan

u = 2f Nyata, songsang, sama saiz

u > 2f Nyata, songsang, dikecilkan

u = ∞ Nyata, songsang, dikecilkan

Kesimpulan:

1: Sinar yang selari dengan paksi utama terbias keluar seolah-olah berasal dari titik fokus, F yang terletak di sebelah yang sama dengan objek.

2: Sinar yang seolah-olah menuju titik fokus akan terbias selari dengan paksi utama.

3: Sinar yang melalui pusat optik bergerak lurus.

Peraturan untuk menentukan ciri-ciri imej kanta cekung dengan kaedah gambarajah sinar

Titik persilangan sinar biasan adalah kedudukan imej.

Imej yang terbentuk oleh kanta cekung sentiasa maya, tegak dan dikecilkan.

Gambar rajah sinar kanta cekung(a)u < f

Ciri-ciri imej:-Maya-Tegak-Dikecilkan-Imej berada pada sebelah yang sama dengan objek.

Ciri-ciri imej yang terbentuk oleh kanta cekung

Objek berada antara F dan C( u < f )

Ciri-ciri imej:

- Maya

- Tegak

- Dikecilkan

Imej berada pada kedudukan yang sama dengan objek.

(a) f<u <2f

Characteristic of image formed by a concave lens

Objek antara F dan2F(f < u < 2f)

Ciri-ciri imej:

- Maya

- Tegak

- Dikecilkan

Imej berada pada kedudukan yang sama dengan objek.

F2F F

Jarak objek ,u Ciri-ciri imej

u < f Maya, tegak, dikecilkan

f < u < 2f Maya, tegak, dikecilkan

Kesimpulan:

Menentukan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh kanta cembung dan kanta Cekung melalui persamaan.

vuf111

Persamaan 1:

uvm

o

i

hh

Persamaan 2:

f = jarak fokus u = jarak objekv = jarak imej m = pembesaran linearho= tinggi objek h i = tinggi imej

  Positif (+) Negatif (-)Jarak

Objek , u Objek nyata Objek Maya

Jarak imej, v Imej nyata Imej maya

Jarak Fokus, f Kanta Cembung Kanta Cekung

Kuasa Kanta, P Kanta Cembung Kanta Cekung 

Pembesaran linear, m Saiz imej

I m I = 1 Saiz imej dan objek adalah sama

I m I > 1 Imej dibesarkanI m I < 1 Imej dikecilkan

Persetujuan Tanda

Contoh 3Satu objek dengan ketinggian 2 cm diletakkan 30 cm daripada kanta cembung dengan jarak focus 20.0 cm.Kirakan,(a) jarak imej (c) Pembesaran linear(b) tinggi imej (d) Ciri-ciri imej

Penyelesaian:

vuf111

(a)

v1

301

201

v = 60 cm

(b)uv

o

i

hh

2x3060hi =

= 4 cm

(c)uvm

3060

= 2

(d) Ciri-ciri imej:-Nyata-Songsang-dibesarkan

Contoh 4 Satu objek yang tingginya 6 cm diletakkan 20 cm dari kanta cekung dengan kuasa 2.5 D. Tentukan(a) Jarak imej (c) Pembesaran linear(b) Tinggi imej (d) Ciri-ciri imej Penyelesaian

(a)Kuasa

f 1 cm40

5.2100

vuf111

v1

201

401

v = -13.33 cm

(b) 6x2033.13

hi = = 4 cm

(c) o

i

hhm 67.0

46

(d) Ciri-ciri imej:-Maya-Tegak-dikecilkan

Maksud Imej Nyata dan Imej Maya

Imej nyata adalah imej yang dapat dibentuk oleh skrin.

Imej maya ialah imej yang tidak dapat dibentuk oleh skrin.

Hubungan antara u, v dan f

Rujuk pada buku praktikal Fizik Tingkatan 4

Jalankan Eksperimen untuk mengkaji hubungan antara jarak objek,u dan jarak imej, v bagi kanta cembung.

Menentukan jarak fokus dengan kaedah graf

1.Graf lawan atau sebaliknya.

Dari persamaan,

Kesimpulan::

- intercept =

2. Graf u lawan v atau sebaliknya.

Dari persamaan,

Kesimpulan:

u = v = 2f

(2f ,2f )

3. Graf m lawan v

Dari persamaan,

Kesimpulan:

Kecerunan =

4. Graf lawan u

Daripada persamaan,

Kesimpulan:

Kecerunan=

m1

5. Graf v lawan m

Daripada persamaan,

Kesimpulan:

@ Kecerunan=

Pintasan-v = f

5. Graf u lawan

Daripada persamaan ,

kesimpulan:

@ Kecerunan =

Pintasan-u = f

m1

Penggunaan Kanta dalam Peralatan Optik

Kanta Pembesar/ Mikroskop Ringkas

1. Ia terdiri daripada satu kanta cembung dengan jarak fokus yang pendek (kuasa kanta tinggig)

2. Satu objek diletakkan pada kedudukan kurang daripada jarak fokus kanta.

3. Imej yang terbentuk adalah dibesarkan, tegak dan maya.

4. Kuasa pembesaran meningkat jika jarak fokus kanta dikurangkan.

5. Imej yang tajam dan besar dapat dilihat pada jarak penglihatan terdekat mata. Secara umumnya jarak penglihatan terdekat mata ialah 25 cm dari kanta.

Mikroskop Majmuk1. Ia terdiri daripada dua kanta cembung berkuasa tinggi dengan jarak fokus yang pendek ( 5.0 cm – 10.0 cm)

2. Kanta yang menerima cahaya daripada objek dipanggil kanta objektif. Kanta yang digunakan untuk memaparkan imej akhir dipanggil kanta mata.

3. Jarak fokus kanta objektif ialah fo , dimana jarak fokus kanta mata ialah fe.

4. Satu objek diletakkan pada jarak antara fo and 2fo maka imej yang dibentuk dihadapan kanta mata adalah songsang, dibesarkan dan nyata.

5. Kedudukan kanta mata adalah dilaraskan sehingga kedudukan imej yang pertama adalah kurang daripada fe dari kanta mata.

6. Imej akhir yang dibentuk adalah songsang, dibesarkan dan maya.

Kanta mata

Kanta objektif

Teleskop Astronomi1. Ia terdiri daripada kanta objektif dan kanta mata.

2. Kanta objektif digunakan untuk menerima cahaya daripada objek jauh.

3. Imej pertama yang dibentuk adalah di titik fokus kanta objektif Fo. Imej yang terbentuk adalah nyata, songsang dan dikecilkan.

4. Imej pertama ini sekarang akan menjadi objek bagi kanta mata.

5. Kanta mata dilaraskan sehingga imej pertama berada pada titik fokus kanta mata, Fm.

6. Imej akhir yang terbentuk ialah pada infiniti. Teleskop dikatakan dalam keadaan pelarasan normal.

7. Bagi pelarasan normal, jarak pemisahan antara dua kanta ialah fo + fm.

8. Pembesaran suatu teleskop diberi oleh: m = m

o

ff

Kanta objektif Kanta mata

Projektor Slaid

1. Ia menggunakan kanta cembung untuk membentuk imej nyata, songsang dan dibesarkan di slaid atau filem di atas skrin.

2. Slaid sebagai objek, diletakkan antara f and 2f dari kanta projektor.

3. Satu lampu diletakkan pada titik fokus cermin cekung untuk memantulkan semua cahaya daripada lampu kembali ke kondenser.

4. Kanta projektor mudah alih memfokus satu imej yang tajam, songsang dan dibesarkan di atas skrin.

5. Kedudukan slaid seharusnya diletakkan dalam keadaan terbalik (songsang) untuk membentuk imej yang tegak di atas skrin.

Kamera

1. Kanta cembung digunakan untuk menghasilkan imej yang nyata, songsang dan dikecilkan di atas filem cahaya yang sensitif pada skrin kamera.

2. Difragma digunakan untuk melaraskan saiz bukaan, ia mengawal jumlah cahaya yang melalui kamera.

3. Pengatup digunakan untuk mengawal masa pendedahan semasa mengambil gambar.

Latihan: m/s : 29 - 54

GOOD LUCK FOR YOUR COMING EXAMINATIONS..

STUDY SMART, PRAY HARD, GET THE BEST RESULTS!