SCE3105 Kuliah 11 Menggunakan Cahaya
Optik dan cahaya Pantulan (reflection) dan cermin Pembiasan (refraction) dan kanta (lenses) Microskop and teleskop
Adakah anda ingat ini? "Mirror, Mirror on the wall, Who is the fairest of us all?"
http://www.youtube.com/watch?v=FEd_i-fm7so
Hukum Pantulan
?
? ?
Sinar pantulan
?
Sinar tuju (incident ray) garis normal, sudut tuju, sudut pantulan
Mengapa satu imej dihasilkan oleh cermin satah ? Cahaya keluar dari objek dalam pelbagai arah.
Ada cahaya yang sampai ke cermin and dipantulkan oleh cermin mengikut Hukum Pantulan.
Setiap satu sinar pantulan boleh dipanjangkan ke belakang cermin di mana mereka akan bersilang (intersect) pada satu titik (titik imej).
Jarak serenjang (perpendicular distance) daripada lokasi imej ke cermin adalah sama dengan lokasi jarak serenjang daripada objek ke cermin.
Mana-mana orang yang terletak sepanjang garis pantulan ini boleh melihat sepanjang garis itu dan melihat imej itu
Imej maya (virtual image)
objek
http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/Class/refln/u13l2a.html
Lokasi Imej Lokasi, yang merupakan kepada setiap pemerhati , di mana cahaya capahan cahaya bermula, tidak kira di mana pemerhati itu berada.
Lokasi imej adalah betul-betul di hadapan cermin daripada lokasi objek dan dan jaraknya adalah sama daripada cermin. http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/Class/refln/u13l2a.html
Imej maya (virtual image) ď Ž
ď Ž
ď Ž
Imej yang terhasil di lokasi di mana cahaya tidak sampai. Cahaya tidak sebenarnya lalu menerusi cermin ke lokasi pada sebelah cermin yang satu lagi. Ia hanya kelhatan kepada pemerhati seolah-olah cahaya datang dari lokasi ini. Bila cermin (cermin satah atau yang lain) membentuk imej yang maya, ia akan berada di belakang cermin di mana cahaya tidak berasal daripadanya
Pantulan daripada Cermin ď Ž
Bila pantulan berlaku pada permukaan melengkung atau permukaan atau keluar daripada permukaan rata, cahaya selalu mematuhi hukum pantulan
Pantulan daripada Cermin Satah
Jarak imej sentiasa sama dengan jarak objek. Saiz imej adalah sama dengan objek (cermin tidak membesarkan imej).
Siapa yang Al nampak? Siapa yang Bo nampak? Siapa yang Cy nampak? Siapa yang Di nampak? Siapa yang Ed nampak? Siapa yang Fred nampak?
http://danmuji.ddart.net/science/physics/physics_tutorial/Class/refln/u13l2c.html
Al boleh nampak mana-mana pelajar yang terletak antara Ed dan Fred dengan melihat pada kedudukan-kedudukan lain sepanjang cermin itu http://danmuji.ddart.net/science/physics/physics_tutorial/Class/refln/u13l2c.html
Pantulan daripada Cermin Cekung (Concave)
ď Ž
ď Ž
Garis normal pada titik tuju pada cermin adalah satu garis yang dipanjangkan melalui pusat lengkungan kanta. Selepas sudut tuju di ukur, sinar pantulan boleh dilukis dengan mengukur sudut yang sama
ObjeK jauh daripada cermin: imej adalah songsang, pada titik fokus, nyata (sinar cahaya berfokus pada lokasi imej). Objek bergerak ke arah cermin: lokasi imej berada menjauhi cermin, saiz imej bertambah. Imej masih songsang
Objek di titik fokus: imej di infiniti. Objek bergerak ke arah cermin dalam titik fokus: imej menjadi maya (virtual) dan tegak (upright) di belakang cermin. Pada awalnya imej maya lebih besar daripada objek dan sangat jauh, semakin objek menghampiri cermin, imej maya juga mendekati cermin dan saiznya berkurang.
Cermin cekung berkebolehan untuk menghasilkan imej nyata (dan juga imej maya). Bila imej nyata dihasilkan, cahaya sebenarnya melalui lokasi imej.
Dua peraturan pantulan pada cermin cekung (concave) ď Ž
ď Ž
Mana-mana sinar tuju yang bergerak selari dengan paksi utama (principal axis) ke arah cermin akan melalui titik fokus selepas dipantulkan Mana-mana sinar tuju yang melalui titik fokus dalam perjalanannya ke cermin akan bergerak selari dengan paksi utama selepas dipantulkan
Satu mentol setinggi 4.00-cm diletakkan pada jarak 45.7 cm daripada cermin cekung yang mempunyai jarak fokus (focal length) 15.2 cm. Tentukan jarak imej dan saiz imej.
ho = 4.0 cm do = 45.7 cm f = 15.2 cm di = ??? hi = ???
1/f = 1/do + 1/di 1/(15.2 cm) = 1/(45.7 cm) + 1/di 0.0658 cm-1 = 0.0219 cm-1 + 1/di 0.0439 cm-1 = 1/di di = 22.8 cm hi/ho = - di/do hi /(4.0 cm) = - (22.8 cm)/(45.7 cm) hi = -1.99 cm
Tanda negatif pada tinggi imej, hi menunjukkan imej adalah imej yang songsang.
Pantulan daripada Cermin Cembung (convex)
Imej yang dihasilkan oleh cermin cembung adalah sentiasa maya, dan berada di belakang cermin. Bila objek sangat jauh daripada cermin, imej adalah tegak dan berada di titik fokus. Apabila objek menghampiri cermin, imej juga menghampiri cermin dan bertambah saiznya sehingga tingginya sama dengan tinggi objek.
Dalam setiap kes, imej adalah •Berada di belakang cermin cembung •Imej yang maya •Imej yang tegak (upright) •Saiz semakin kecil (i.e. lebih kecil daripada objek)
Unlike concave mirrors, convex mirrors always produce images which share these characteristics. The location of the object does not affect the characteristics of the image.
Persamaan Cermin – Cermin Cembung
http://danmuji.ddart.net/science/physics/physics_tutorial/Class/refln/U13L4d.html
A 4.0-cm tall light bulb is placed a distance of 35.5 cm from a convex mirror having a focal length of -12.2 cm. Determine the image distance and the image size ho = 4.0 cm do = 35.5 cm f = -12.2 cm di = ??? hi = ???
1/f = 1/do + 1/di 1/(-12.2 cm) = 1/(35.5 cm) + 1/di -0.0820 cm-1 = 0.0282 cm-1 + 1/di -0.110 cm-1 = 1/di di = -9.08 cm hi/ho = - di/do
hi /(4.0 cm) = - (-9.08 cm)/(35.5 cm) hi = - (4.0 cm) • (-9.08 cm)/(35.5 cm) hi = 1.02 cm http://danmuji.ddart.net/science/physics/physics_tutorial/Class/refln/U13L4d.html
Pembiasan dan kanta ď Ž
ď Ž
ď Ž
Apabila sinar cahaya memasuki kanta, ia dibiaskan Apabila sinar cahaya yang sama itu meninggalkan kanta, ia dibiaskan sekali lagi Kesan bersih (net effect) pembiasan cahaya ini pada dua permukaan adalah cahaya telah menukar arahnya.
Pembiasan melalui kanta
http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/Class/refrn/u14l5da.html
Image Formation by Lenses
http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/Class/refrn/u14l5da.html
Persamaan kanta
Mikroskop and teleskop
Imej akhir adalah maya, dan songsang (inverted) dibandingkan dengan objek sebenar http://physics.bu.edu/~duffy/PY106/Instruments.html
Mikroskop Geometri Jika objek atau objek maya adalah antara kanta cembung dan titik fokus, imej akan dibesarkan
http://www.saburchill.com/physics/chapters3/0018.html
The angular magnification can be worked out by the simple formula: where a and b are small angles in radians. The angle a is the angle subtended by the object to the unaided eye. The angle b is the angle subtended by the image to the eye. The magnification can also be shown to be related to the focal lengths of the lenses by:
The Telescope The objective lens makes a small real image of the object while the eyepiece lens acts as a magnifying glass. Light from object A (blue lines) meets at the principal focus of the objective lens. It then spreads out until it meets the eyepiece. The eyepiece is set at the focal length away from its principal focus. Parallel rays emerge from the eyepiece. At the same time parallel rays from object B arrives at the objective at a small angle a to the axis. The light is focused onto the focal plane. It then passes through the eyepiece to emerge as parallel rays. The angle of these parallel rays is b to the parallel rays from A.