2. Memahami KantaMemahami Kanta
Hasil Pembelajaran
Pelajar 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.
u
v
f
1
u
1
v
1
= +
3. 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.
5. Dwicekung Plano cekung Meniskus cekung
Kanta Cekung @ Kanta Pencapah @ Kanta Negatif
(Bahagian tengah lebih nipis)
6. 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.
7. 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
8. )(
1
meterf
P = =
)(
100
cmf
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
9. Contoh 1:
)(
100
cmf
Sebuah kanta cembung mempunyai panjang fokus
40 cm. Tentukan kuasa kanta itu.
Penyelesaian:
Kuasa kanta =
40
100=
= 2.5 D
10. Contoh 2:
Penyelesaian:
Jenis kanta : cekung
Panjang fokus, f =
5
100
−
Kuasa
1
=
= - 20 cm
Sebuah kanta mempunyai kuasa -5 D. Berapakah
panjang fokus kanta tersebut dan jenis kanta yang
digunakan.
11. Lengkapkan jadual di bawah:
Kuasa kanta / D Panjang fokus / cm
+20
-15
-5
+20
5
- 6.67
5
- 20
12. 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 = x
4- Maka jarak fokus kanta = x
5- Kuasa bagi kanta ditentukan dengan menggunakan
formula:
Kuasa =
13. 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.
16. 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.
20. 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)
21. (d) u = 2f
Ciri-ciri imej:
-Nyata
-Songsang
-Sama saiz
Imej berada pada 2F
22. (e) u > 2f
Ciri-ciri imej:
-Nyata
-Songsang
-Sama saiz
-Imej berada antara F dan 2F
24. 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
25. 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
26. 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:
27. 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.
28.
29. Gambar rajah sinar kanta cekung
(a)u < f
Ciri-ciri imej:
-Maya
-Tegak
-Dikecilkan
-Imej berada pada sebelah yang sama dengan objek.
30. 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.
32. 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
33. Jarak objek ,u Ciri-ciri imej
u < f Maya, tegak, dikecilkan
f < u < 2f Maya, tegak, dikecilkan
Kesimpulan:
34. Menentukan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh kanta
cembung dan kanta Cekung melalui persamaan.
vuf
111
+=
Persamaan 1:
u
v
m =
o
i
h
h
=
Persamaan 2:
f = jarak fokus u = jarak objek
v = jarak imej m = pembesaran linear
ho= tinggi objek h i = tinggi imej
35. 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 dibesarkan
I m I < 1 Imej dikecilkan
Persetujuan Tanda
36. Contoh 3
Satu 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:
vuf
111
+=(a)
v
1
30
1
20
1
+=
v = 60 cm
(b)
u
v
=
o
i
h
h
2x
30
60
hi =
= 4 cm
(c)
u
v
m =
30
60
= = 2
(d) Ciri-ciri imej:
-Nyata
-Songsang
-dibesarkan
37. 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
5.2
100
−=
−
=
vuf
111
+=
v
1
20
1
40
1
+=
−
v = -13.33 cm
(b) 6x
20
33.13
hi = = 4 cm
(c) ==
o
i
h
h
m 67.0
4
6
=
(d) Ciri-ciri imej:
-Maya
-Tegak
-dikecilkan
38. 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.
39. 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.
40. Menentukan jarak fokus dengan
kaedah graf
1.Graf lawan atau sebaliknya.
Dari persamaan,
Kesimpulan::
- intercept =
41. 2. Graf u lawan v atau sebaliknya.
Dari persamaan,
Kesimpulan:
u = v = 2f
(2f ,2f )
42. 3. Graf m lawan v
Dari persamaan,
Kesimpulan:
Kecerunan =
43. 4. Graf lawan u
Daripada persamaan,
Kesimpulan:
Kecerunan=
m
1
44. 5. Graf v lawan m
Daripada persamaan,
Kesimpulan:
@ Kecerunan=
Pintasan-v = f
45. 5. Graf u lawan
Daripada persamaan ,
kesimpulan:
@ Kecerunan =
Pintasan-u = f
m
1
46. 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.
47. Mikroskop Majmuk
1. 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
48. Teleskop Astronomi
1. 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
f
f
Kanta objektif Kanta mata
49. 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.
50. 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.
