Overview
Kuliah ini membincangkan konsep asas cahaya dan optik, merangkumi pembiasan, pantulan dalam penuh, pembentukan imej oleh kanta dan cermin, serta aplikasi dan formula penting bab ini.
Pembiasan (Refraction)
- Pembiasan ialah fenomena perubahan halaju cahaya apabila melalui dua medium optik berbeza ketumpatan.
- Halaju dan arah cahaya akan berubah mengikut ketumpatan optik medium.
- Laju cahaya lebih perlahan di medium lebih tumpat (optically denser), lebih laju di medium kurang tumpat.
- Ingat 'Faster Away, Slower Towards' normal untuk perubahan arah.
- Indeks biasan, n, menunjukkan nisbah laju cahaya dalam vakum kepada laju cahaya dalam medium (n = c/v).
- Nilai n sentiasa ≥ 1 dan tiada unit; semakin tumpat medium, semakin tinggi n.
- Formula penting: n = c/v, n = 1/sinC (C = sudut genting), H/sebenar/Hnampak untuk kedalaman.
Pantulan Dalam Penuh (Total Internal Reflection)
- Dua syarat: Cahaya mesti dari medium lebih tumpat ke kurang tumpat, dan sudut datang melebihi sudut genting (C).
- Jika tidak penuhi syarat, hanya berlaku pembiasan.
- Sudut genting, C, ialah sudut datang yang menghasilkan sudut biasan 90°.
- Formula: n = 1/sinC.
- Fenomena: logamaya (mirage).
- Aplikasi: prisma, gentian optik, dan peralatan optik tertentu.
Pembentukan Imej oleh Kanta & Cermin
- Kanta benarkan cahaya tembus, cermin memantulkan cahaya.
- Gunakan kaedah KFC (Kotak, Fokus, Center) untuk melukis laluan cahaya.
- Ciri imej: dibesarkan/dikecilkan (magnified/diminished), terbalik/tegak (inverted/upright), nyata/maya (real/virtual).
- Imej songsang sentiasa nyata; imej tegak sentiasa maya (jika satu kanta/cermin).
- Kanta: cembung (convex) fokus, cekung (concave) mencapah cahaya.
- Cermin: cekung memfokus, cembung mencapah imej.
Formula Penting Kanta & Cermin
- Pembesaran (M): M = HI/HO atau M = V/U (HI/HO = tinggi imej/objek, V/U = jarak imej/objek).
- Persamaan kanta nipis: 1/F = 1/U + 1/V (F = panjang fokus, U = jarak objek, V = jarak imej).
- Untuk kanta/cermin cekung, F dan V negatif jika imej maya.
- Bezakan tanda (positif/negatif) berdasarkan jenis dan kedudukan imej.
Aplikasi Optik
- Kanta pembesar guna kanta cembung, objek mesti dekat dengan F untuk dapat imej maya, tegak, dan dibesarkan.
- Cermin cekung: aplikasi pada cermin kosmetik, pergigian (imej besar).
- Cermin cembung: digunakan di kedai/persimpangan untuk medan penglihatan luas (imej kecil).
- Mikroskop dan teleskop: fahami perbezaan kuasa kanta, panjang fokus, dan susunan kanta.
Key Terms & Definitions
- Pembiasan — Perubahan arah cahaya akibat perubahan laju merentasi dua medium berbeza ketumpatan optik.
- Indeks Biasan (n) — Nisbah laju cahaya dalam vakum kepada laju dalam medium.
- Sudut Genting (C) — Sudut datang menghasilkan sudut biasan 90° pada sempadan dua medium.
- Pantulan Dalam Penuh — Semua cahaya dipantulkan dalam medium tumpat apabila sudut datang melebihi sudut genting.
- Imej Nyata — Imej boleh dipaparkan pada skrin, biasanya songsang.
- Imej Maya — Imej yang tidak boleh dipaparkan pada skrin, biasanya tegak.
- Kanta Cembung — Kanta menumpukan cahaya (convex).
- Kanta Cekung — Kanta mencapahkan cahaya (concave).
Action Items / Next Steps
- Ulangkaji formula penting dan pastikan boleh guna mengikut situasi.
- Cuba lukis laluan cahaya untuk kanta dan cermin menggunakan kaedah KFC.
- Bezakan ciri-ciri antara mikroskop dan teleskop; hafal sekurang-kurangnya satu perbezaan/persamaan utama.
- Latih jawab soalan past year terutamanya bab aplikasi dan ubah suai peralatan optik.