Bab 6 Cahaya dan OptikTeleskop Teleskop terdiri daripada dua keping kanta cembung. Pelarasan normal untuk dKKiaaannnttaatamroabaktjaeakndteadneognabgnjeaknpadnpejananngjagannfogkkaufnostk,aufmms,yaatfnao giyapalanehngdfoepk+a.nfJjmaa.rnagk. teleskop boleh dilakukan dengan melaraskan jarak di Sinar-sinar selari dari suatu objek yang jauh akan antara kanta objek dengan ditumpukan pada satah fokus kanta objek untuk kanta mata sebagai L = fo + fm. mmkdaipeanmyetraabk,meencsaoitltun.akIg.msKiameanjnegptjaepdrmetaarnamtatamad,miaIp,1eeIbmr1ebbryeteasinnnatrgduaknbkyeisamretbabea,jangsadoakininhgogirsb,ajdneI2kegnybdgaanaagnngi Keadaan ini membolehkan imej objek (Rajah 6.40). akhir terbentuk di infiniti untuk penglihatan yang paling selesa. Pembesaran teleskop pada pelarasan normal, M ialah fo Lazimnya, pimeleajraIs2antenrolertmakal.di infiniti. Keadaan ini M = fm . dinamakan fo fm Pemerhati Fo , Fm I1 Kanta objek Imej maya Kanta mata (L1) di infiniti (L2) Rajah 6.40 Pembentukan imej oleh kanta teleskop6.5.2 267

Aplikasi Kanta Bersaiz Kecil dalam Teknologi Peralatan OptikKemajuan teknologi peralatan optik telah berjaya menghasilkan kanta bersaiz kecil. Kanta inibanyak digunakan dalam kamera telefon pintar dan televisyen litar tertutup (CCTV).Aktiviti 6.14 KIAK KMKTujuan: Membincangkan aplikasi kanta bersaiz kecil dalam peralatan optikArahan: 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan dalam bentuk Round Table. 2. Dapatkan maklumat mengenai aplikasi kanta bersaiz kecil dalam kamera telefon pintar dan CCTV berdasarkan perkara berikut: (a) Kegunaan kanta bersaiz kecil dalam peralatan optik (b) Fungsi kegunaan kanta tersebut Kanta dalam telefon pintar   https://bit. ly/2TddnwLGambar foto 6.6 Kanta dalam Gambar foto 6.7 CCTVkamera telefon pintar bersaiz kecil 3. Persembahkan hasil dapatan anda dalam bentuk grafik. Lazimnya, telefon pintar dan CCTV mempunyai kamera resolusi tinggi untuk menangkapgambar dan merakam video yang jelas. Oleh itu, kanta merupakan komponen paling utamadalam kamera telefon pintar dan CCTV. Telefon pintar yang nipis dan CCTV yang bersaiz kecilmempunyai kanta cembung yang bersaiz kecil. Kanta itu boleh membentuk suatu imej yangnyata, songsang dan diperkecil pada sensor. Jarak minimum di antara sensor dengan pusat kantaharuslah sama dengan panjang fokus kanta kamera seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6.41.Oleh kerana panjang fokus kanta kamera tidak boleh bernilai sifar, maka ketebalan keseluruhansuatu telefon pintar dan CCTV terhad kepada panjang fokus kanta kamera tersebut. KantaMedan Saizpenglihatan sensor Jarak objek Panjang fokus Rajah 6.41 Pembentukan imej oleh kanta bersaiz kecil dalam kamera telefon pintar dan CCTV268 6.5.3

Aktiviti 6.15 Bab 6 Cahaya dan Optik Pemikiran Logik KIAK KMKTujuan: Membincangkan had ketebalan telefon pintar disebabkan oleh ketebalan kanta kameraArahan: 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. 2. Bincangkan mengenai had ketebalan telefon pintar disebabkan oleh ketebalan kanta kamera. 3. Anda boleh dapatkan maklumat melalui pembacaan atau carian di Internet. 4. Persembahkan hasil perbincangan kumpulan anda.Latihan Formatif 6.5Seorang murid dibekalkan dengan sekeping kanta mata yang mempunyai panjang fokus,Jfmad=ua7l cm dan empat keping kanta objek A, B, dan seperti yang ditunjukkan dalam 6.11. C D Jadual 6.11Kanta Panjang fokus kanta objek, Pembesaran teleskop, Diameter kanta objek / A fo / cm M cm 14 5.0B 14 10.0C 70 5.0D 70 10.0 1. Lengkapkan Jadual 6.11. 2. Nyatakan dua kanta yang akan menghasilkan imej yang paling besar. 3. Nyatakan dua kanta yang menghasilkan imej yang paling cerah. 4. Berdasarkan jawapan di 2 dan 3, nyatakan kanta yang paling sesuai digunakan sebagai kanta objek teleskop. Terangkan jawapan anda.6.5.3 269

6.6 Pembentukan Imej oleh Cermin SferaCermin sfera merupakan sebahagian daripada sfera berongga yang terpotong seperti yang ditunjukkandalam Rajah 6.42. Jika permukaan dalam bahagian yang terpotong itu memantulkan cahaya, cerminitu ialah cermin cekung. Jika permukaan luar bahagian yang terpotong itu memantulkan cahaya,cermin itu ialah cermin cembung. Permukaan yang Permukaan yang Permukaan Permukaan memantulkan cahaya memantulkan cahaya cekung cembung Objek Cermin Objek sfera Cermin sfera (a)  Cermin cekung (b)  Cermin cembung Rajah 6.42 Cermin sfera daripada sfera berongga Gambar foto 6.8 Imej-imej yang Perhatikan Gambar foto 6.8. Permukaan cekung dan dibentuk oleh permukaan sudupermukaan cembung sudu keluli bertindak sebagai cermincekung dan cermin cembung. Bolehkah anda nyatakan ciriimej yang dibentuk oleh permukaan cekung dan permukaancembung sudu itu? Cermin cekung C Cermin satah ii ii Cermin ii ii Pemerhati cembung ii ii Pemerhati C PemerhatiMedan penglihatan yang sempit Medan penglihatan yang sangat sempit Medan penglihatan yang luas Rajah 6.43 Medan penglihatan di hadapan cermin satah, cermin cekung dan cermin cembung Rajah 6.43 pula menunjukkan medan penglihatan seorang EduwebTV: Pembentukanpemerhati di hadapan sekeping cermin satah, cermin cekung dan imej oleh cermin sferacermin cembung yang bersaiz sama.   http://bit. ly/2L6PR4F270 6.6.1

Aktiviti 6.16 Bab 6 Cahaya dan Optik KMKTujuan: Mencari maklumat mengenai istilah optik yang berkaitan dengan cermin sferaArahan: 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. 2. Dapatkan maklumat daripada pelbagai sumber bacaan dan laman sesawang mengenai istilah berikut: • paksi utama • titik fokus, F • jarak objek, u • jarak imej, v • panjang fokus, f • pusat kelengkungan, C • jejari kelengkungan cermin, r 3. Persembahkan hasil dapatan anda. Rajah 6.44 menunjukkan istilah optik yang digunakan dalam gambar rajah sinar cerminsfera. Jadual 6.12 pula menerangkan istilah optik tersebut. Cermin cekung Cermin cembung Paksi Paksi utama utama C FP P FC ff rr Rajah 6.44 Gambar rajah sinar cermin sfera Jadual 6.12 Penerangan bagi istilah optik yang berkaitan dengan cermin sferaIstilah Optik PeneranganPaksi utama Garis lurus yang menerusi pusat kelengkungan dan kutub cermin sfera, PPusat kelengkungan, C Pusat sfera yang menghasilkan cermin cekung atau cermin cembungJejari kelengkungan Jarak di antara kutub cermin sfera, P dengan pusat kelengkungan, Ccermin, rTitik fokus, F Satu titik yang terletak pada paksi utama cermin sfera, • untuk cermin cekung, sinar cahaya yang selari dengan paksi utama akan tertumpu pada titik ini • untuk cermin cembung, sinar cahaya yang selari dengan paksi utama seolah-olah tercapah dari titik iniJarak objek, u Jarak dari objek ke kutub cermin sfera, PJarak imej, v Jarak dari imej ke kutub cermin sfera, PPanjang fokus, f Jarak di antara titik fokus, F dengan kutub cermin sfera, P6.6.1 271

Panduan Melukis Gambar Rajah Sinar Cermin SferaLihat panduan dalam Jadual 6.13 untuk melukis gambar rajah sinar cermin sfera. Jadual 6.13 Panduan melukis gambar rajah sinar cermin sferaCermin cekung Cermin cembung 1. Sinar cahaya yang melalui C dipantulkan balik 1. Sinar cahaya yang menuju C dipantulkan balikmengikut lintasan asal. mengikut lintasan asal. Paksi utama Paksi utamaC FP P FC 2. Sinar cahaya yang selari dengan paksi utama 2. Sinar cahaya yang selari dengan paksi utama dipantulkan melalui titik fokus, F. dipantulkan seolah-olah berpunca dari titik fokus, F. Paksi utama Paksi utamaC FP P FC 3. Sinar cahaya yang melalui F dipantulkan selari 3. Sinar cahaya yang menuju F dipantulkan selaridengan paksi utama. dengan paksi utama. Paksi utama Paksi utamaC FP P FC inBfoestari inBfoestari Jejari kelengkungan cermin, r adalah dua kali ganda panjang fokus cermin sfera, f, iaitu r = 2f.272 6.6.1

Aktiviti 6.17 Bab 6 Cahaya dan Optik KMKTujuan: Melukis gambar rajah sinar untuk menunjukkan kedudukan imej dan menentukan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh cermin cekung dan cermin cembungArahan: Simulasi imej cermin cekung dan cermin cembung 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. http://bit. 2. Layari laman sesawang yang diberi dan lakukan simulasi ly/2DeXX5X yang terdapat dalam laman sesawang tersebut. Muat turun Jadual 6.14 dan 3. Berdasarkan simulasi tersebut, lengkapkan Jadual 6.14 Jadual 6.15 dan Jadual 6.15. Anda boleh memuat turun dan mencetak jadual tersebut dalam laman sesawang yang diberi. http://bit. ly/2CoXgWi 4. Lukiskan gambar rajah sinar untuk menunjukkan kedudukan imej dan tentukan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh cermin cekung dan cermin cembung.Jadual 6.14 Kedudukan imej dan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh cermin cekungKedudukan objek Gambar rajah sinar Kedudukan imej Ciri-ciri imejObjek di infinitiObjek lebih jauhdari C(u  2f )Objek pada C(u = 2f )Objek di antara Fdengan C( f  u  2f )Objek pada F(u = f )Objek di antara Fdengan P(u  f )Jadual 6.15 Kedudukan imej dan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh cermin cembungKedudukan objek Gambar rajah sinar Kedudukan imej Ciri-ciri imejObjek lebih jauhdari F(u > f )Objek di antara Fdengan P(u < f )6.6.1 273

Jadual 6.16 Kedudukan imej dan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh cermin cekung Kedudukan objek Gambar rajah sinar Kedudukan imej Ciri-ciri imejObjek di infiniti C FP • Jarak imej: v = f • Nyata • Di hadapan cermin • Songsang • DiperkecilObjek lebih jauh I • Jarak imej: • Nyatadari C f < v < 2f • Songsang(u  2f ) O • Di hadapan cermin • Diperkecil FP CIObjek pada C O • Jarak imej: v = 2f • Nyata(u = 2f ) P • Di hadapan cermin • SongsangObjek di antara F • Sama saizdengan C CF dengan objek( f  u  2f ) IObjek pada F • Jarak imej: v > 2f • Nyata(u = f ) O • Di hadapan cermin • Songsang C • Diperbesar FP I • Imej di infiniti • Maya • Di belakang cermin • Tegak O • Diperbesar C FPObjek di antara F O I • Jarak imej: v > u • Mayadengan P C • Di belakang cermin • Tegak(u  f ) • Diperbesar FPJadual 6.17 Kedudukan imej dan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh cermin cembungKedudukan objek Gambar rajah sinar Kedudukan imej Ciri-ciri imejObjek lebih jauh O I C • Jarak imej: v < f • Mayadari F F' P F • Di belakang cermin • Tegak(u > f ) • DiperkecilObjek di antara F O • Jarak imej: v < f • Mayadengan P I • Di belakang cermin • Tegak(u < f ) F' P F C • Diperkecil274 6.6.1

Bab 6 CahayCaadhaanyaOdpatinkOptikAplikasi Cermin Cekung dan Cermin Cembungdalam Kehidupan HarianGambar foto 6.9 menunjukkan satu cermin bintikbuta (Blind Spot Mirror). Cermin ini ialah sejeniscermin cembung. Apakah kegunaan cermin inidan mengapakah cermin ini digunakan?Aktiviti 6.18 Gambar foto 6.9 Cermin bintik buta KIAK KMKTujuan: Mencari maklumat untuk mewajarkan penggunaan cermin cekung dan cermin cembung dalam kehidupanArahan: 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan dalam bentuk Round Table. 2. Anda boleh dapatkan maklumat dari sumber bacaan di perpustakaan atau di Internet mengenai: (a) penggunaan cermin cekung dan cermin cembung dalam kehidupan. (b) kepentingan penggunaan cermin tersebut. 3. Persembahkan hasil dapatan anda dalam bentuk peta pemikiran yang sesuai.Aplikasi Cermin Cekung dalam Kehidupan HarianCermin solek Cermin pergigianCermin cekung digunakan Cermin pergigiansebagai cermin solek membentuk imejuntuk menghasilkan imej yang tegak dan lebihyang diperbesar bagi besar daripada objekmemudahkan persolekan. untuk memudahkan pemeriksaan gigi. Pemantul dalam lampu hadapan kereta Cermin parabola cekung digunakan sebagai pemantul dalam lampu hadapan kereta untuk mengekalkan keamatan cahaya pada jarak yang jauh, terutama semasa memandu kereta pada waktu malam. Rajah 6.45 Aplikasi cermin cekung dalam kehidupan harian6.6.2 275

Aplikasi Cermin Cembung dalam Kehidupan HarianCermin Cermin keselamatankeselamatan jalan dalam bangunanCermin cembung Cermin cembungdiletakkan di selekoh dipasangkan di dalamtajam yang berbahaya bangunan atau pusatuntuk meluaskan medan beli-belah untukpenglihatan pemandu. tujuan pengawasan.Cermin pandang belakang kenderaanCermin pandang belakang menyediakanmedan penglihatan yang luas untukmembolehkan pemandu melihat kenderaanyang datang dari arah belakang. Rajah 6.46 Aplikasi cermin cembung dalam kehidupan harianLatihan Formatif 6.6 1. Rajah 6.47 menunjukkan seorang murid yang melihat Cermin satah C ke arah sebuah cermin satah dan cermin cembung Garis yang sama saiz. normal Cermin (a) Lengkapkan lintasan cahaya untuk kedua-dua jenis cermin itu. cembung (b) Jenis cermin yang manakah dapat menghasilkan medan penglihatan yang lebih luas? Murid Murid Rajah 6.47 2. Adelia memegang sebatang sudu keluli yang berkilat dengan bahagian belakang (permukaan cembung) menghadap matanya pada jarak kira-kira 30 cm dari mata. Beliau dapat melihat imej tegak dirinya. Namun, apabila sudu diubah supaya bahagian hadapan (permukaan cekung) sudu itu menghadap matanya, imej songsang diperhatikan. (a) Terangkan kejadian tersebut. (b) Mengapakah imej tegak tidak dapat dilihat pada permukaan hadapan sudu itu pada jarak tersebut?276 6.6.2

Cahaya dan Optik Pembiasan Cahaya Pantulan Dalam Penuh Pembentukan Imej Sudut genting, c Kanta Cermin sfera Hukum Snell 1 Kanta Kanta Cermin Cerminn1 sin θ1 = n2 sin θ2 sin c cembung cekung cekung cembungIndeks biasan, n n=• n = laju cahaya dalam vakum laju cahaya dalam medium c = v Aplikasi• n = sin i Fenomena Kehidupan Formula kanta nipis Aplikasi dalam kehidupan sin r semula jadi harian 1 1 1 • Cermin cekung dalam nyata • Pelangi • Gentian optik f = u + v – Pemantul dalam lampu• n = dalam ketara • Logamaya • Periskop kenderaan = H berprisma – Cermin pergigian h • Pemantul – Cermin solek Peralatan optik • Cermin cembung mata jalan • Kanta pembesar – Cermin keselamatan jalan • Mikroskop majmuk – Cermin keselamatan • Teleskop • Kanta bersaiz kecil dalam bangunan – Cermin pandang belakang dalam kamera telefon pintar dan televisyen kenderaan litar tertutup (CCTV) Bab 6 Cahaya dan Optik277 http://bit. ly/2DtpbGc

REFLEKSI KENDIRI 1. Perkara baharu yang saya pelajari dalam bab cahaya dan optik ialah ✎ . 2. Perkara paling menarik yang saya pelajari dalam bab cahaya dan optik ialah ✎ . 3. Perkara yang saya masih kurang fahami atau kuasai ialah ✎. 4. Prestasi anda dalam bab ini. Kurang 12345 Sangat Muat turun dan cetak baik baik Refleksi Kendiri Bab 6 5. Saya perlu ✎ untuk meningkatkan prestasi saya   http://bit.dalam bab ini. ly/2RLcHSrPenilaian Prestasi 1. Intan ialah sejenis batu permata yang sentiasa kelihatan berkilau. Sudut genting intan dalam udara ialah 24°. (a) (i) Apakah maksud sudut genting? (ii) Tentukan nilai indeks biasan intan. (b) Rajah 1 menunjukkan tiga jenis intan dengan cara pemotongan yang berlainan. Suatu sinar memasuki setiap intan seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Lengkapkan lintasan sinar cahaya sehingga sinar itu keluar semula ke udara pada Rajah 1. P Q R 35° 45° 70° Rajah 1 (c) Nyatakan konsep-konsep fizik yang terlibat dalam fenomena ini.278

Bab 6 Cahaya dan Optik 2. Rajah 2 menunjukkan satu blok kaca dengan indeks biasan 1.50 yang terletak di antara mata pemerhati, E dengan objek P. Jika ketebalan kaca ialah 30.0 cm, berapakah jarak di antara objek P dengan imejnya? 30 cmObjek P Pemerhati E n = 1.50 Rajah 2 3. Rajah 3 menunjukkan suatu sinar cahaya merambat dari 55° Udara udara ke air dan kemudian memasuki blok kaca. Indeks x Air biasan air ialah 1.33. Kaca (a) Tentukan sudut x. (b) Jika laju cahaya dalam udara ialah 3.0 × 108 m s−1, Rajah 3 berapakah laju cahaya di dalam air? (c) Antara air dengan kaca, medium yang manakah mempunyai ketumpatan optik yang lebih tinggi? Terangkan jawapan anda berdasarkan kepada Rajah 3. 4. Mariam menjalankan satu eksperimen dengan blok kaca semi bulatan dan kotak sinar. Rajah 4 menunjukkan lintasan sinar cahaya itu memasuki blok kaca di titik R dan menuju ke pusat blok kaca semi bulatan, titik S. S Blok kaca 45° semi bulatanR Kotak sinar Rajah 4(a) Mengapakah sinar cahaya tidak mengubah arah di titik R?(b) Jika indeks biasan blok kaca ialah 1.52, tentukan sudut genting untuk cahaya dalam medium ini.(c) Lukiskan lintasan sinar cahaya selepas titik S dan tandakan nilai sudut sinar cahaya ini dengan garis normal di titik S. 279

5. Apabila cahaya dari satu bintang merambat masuk ∆θ i ke dalam atmosfera Bumi, arah perambatannya r akan berubah. Situasi tersebut ditunjukkan dengan ringkas dalam Rajah 5. Perubahan arah diwakili oleh Rajah 5 sudut ∆θ = i − r. (a) Laju cahaya dalam udara ialah 299 910 km s−1 dan laju cahaya dalam vakum ialah 3.00 × 108 m s−1. (i) Hitungkan indeks biasan udara. (ii) Jelaskan nilai indeks biasan yang diperoleh. (b) Nilai ∆θ pada waktu malam yang panas adalah berbeza dengan waktu malam yang sejuk. Nyatakan sebab yang munasabah bagi perbezaan tersebut. (c) Rajiv pulang dari sekolah dengan menaiki van sekolah pada suatu hari yang panas dan cerah. Rajiv dapat melihat lopak air di permukaan jalan raya di hadapannya. Apabila van itu sampai di tempat lopak air itu, Rajiv mendapati lopak air itu sebenarnya tidak wujud. Terangkan kejadian fenomena tersebut. 6. Rajah 6 menunjukkan suatu objek dan imej maya yang dibentuk oleh sekeping kanta cembung. I Paksi utama Imej maya Objek Rajah 6(a) Satu daripada ciri imej I dalam Rajah 6 ialah maya. Nyatakan ciri-ciri yang lain bagi imej I.(b) Lengkapkan gambar rajah sinar pada Rajah 6 dan tentukan kedudukan kanta dan titik fokus kanta. Tandakan kedudukan titik fokus kanta dengan huruf, F.(c) Jika objek itu digerakkan perlahan-lahan menjauhi kanta, nyatakan dua perubahan yang mungkin berlaku kepada imej tanpa melukis gambar rajah sinar. 7. Seorang anak kapal angkatan tentera laut sedang melihat keadaan di permukaan laut melalui periskop kapal selam. Beliau mendapati bahawa Matahari sedang terbenam. Kapten kapal selam itu memberitahu anak kapal bahawa Matahari sebenarnya sudah terbenam. (a) Adakah pernyataan kapten kapal selam itu benar? Terangkan jawapan anda. (b) Terangkan pembentukan imej dalam sebuah periskop prisma bagi objek yang terhalang di hadapan dengan bantuan gambar rajah sinar yang sesuai.280

Bab 6 Cahaya dan Optik 8. Sebatang lilin yang bernyala diletakkan di hadapan sekeping cermin cekung dengan panjang fokus 2.4 cm. Sebuah skrin putih digerakkan di belakang lilin untuk menangkap imej yang tajam seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.Cermin cekung Skrin Paksi utama cermin Imej lilin Rajah 7(a) Pada Rajah 7, (i) tandakan titik fokus cermin dengan huruf F dan pusat kelengkungan dengan huruf C. (ii) lukiskan gambar rajah sinar yang lengkap untuk menentukan kedudukan objek.(b) Bagaimanakah pembesaran imej boleh ditambah? 9. (a) Terangkan cara membina sebuah mikroskop majmuk menggunakan dua keping kanta. Dalam jawapan anda, nyatakan jenis kanta yang anda pilih, anggaran panjang fokus kanta-kanta itu dan ciri-ciri imej yang terbentuk oleh setiap kanta. (b) Mengapakah teleskop astronomi tidak sesuai digunakan untuk melihat objek jauh di permukaan Bumi? (c) Bagaimanakah anda mengubah suai mikroskop majmuk untuk menjadi sebuah teleskop astronomi? 10. Jadual 1 menunjukkan kelajuan cahaya dalam vakum dan dua jenis bahan untuk pembuatan gentian optik. Medium Jadual 1VakumBahan I Laju cahaya / m s–1Bahan II 3.00 × 108 2.01 × 108 1.96 × 108(a) Kenal pasti bahan yang sesuai digunakan sebagai teras dan penyalut gentian optik. Terangkan jawapan anda.(b) Tentukan sudut genting gentian optik ini.(c) Mengapakah permukaan gentian optik mesti sangat licin? 281

Sudut Pengayaan 11. Amin menjalankan satu eksperimen untuk Pemerhati Gabus Kaki menyiasat hubungan antara dalam nyata, H Pin B retort dengan dalam ketara, h bagi suatu objek di x dalam suatu cecair. Susunan radas ditunjukkan Bikar z Cermin dalam Rajah 8. Pin A diletakkan di dasar tinggi satah sebuah bikar tinggi. Cecair dituangkan ke Imej x dalam bikar itu sehingga pin A berada pada pin A Dalam Imej pin B kedalaman 5.0 cm. Dalam nyata, H bagi pin Imej dalam cermin A ialah jarak pin dari permukaan cecair. pin B H nyata satah Pin A Cermin satah Sebatang pin yang berlainan, pin B dilaraskan Rajah 8 sehingga imej pin B dalam cermin satah segaris Imej pin A dengan imej pin A apabila diperhatikan dari Air Rajah 9 atas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9. Dalam ketara, h bagi pin A sama dengan jarak di antara imej pin B dengan permukaan cecair. Jarak x, boleh ditentukan dengan mengukur jarak di antara pin B dengan cermin satah. Jarak permukaan cecair ke cermin satah, z juga diukur. Prosedur ini diulang pada kedalaman nyata cecair, H = 10.0 cm, 15.0 cm, 20.0 cm, 25.0 cm dan 30.0 cm. Semua bacaan direkodkan dalam Jadual 2. Jadual 2 H / cm x / cm z / cm h / cm 5.0 30.8 27.0 10.0 29.5 22.0 15.0 28.3 17.0 20.0 27.0 12.0 25.0 25.8 7.0 30.0 24.6 2.0(a) Berdasarkan keputusan eksperimen ini, tentukan hubungan antara h dengan H dan seterusnya deduksikan nilai indeks biasan cecair.(b) Lukis gambar rajah sinar yang sesuai mengenai pembentukan imej-imej yang dapat dilihat oleh Amin.(c) Bincangkan kepentingan cermin satah dan kaedah tanpa paralaks dalam eksperimen tersebut.282

HANYA JAWAPAN TERPILIH DISEDIAKAN DI SINI Sila imbas QR code ini untuk jawapan lengkap. http://bit.ly/2FSQbACBab 1 Pengukuran 5. (a) Dalam sistem lama, F = mlt–2 m = Ft 2l –1 Maka, dalam sistem FATPenilaian Prestasi l = A½, dan 1. (a) Kuantiti asas fizik Unit S.I. m = FFTT22lA–1– 1 meter = 2 Panjang kilogram Jisim (b) – Tiada alat pengukur yang sesuai untuk mengukur daya dan luas dengan tepat. Masa saat – Tiada alat atau objek piawaian untuk Suhu termodinamik kelvin menetapkan daya dan luas ampere – Unit untuk kuantiti terbitan menjadi sangat Arus elektrik rumit dan akan menghalang komunikasi yang Keamatan berluminositi candela berkesan antara ahli fizik. Kuantiti jirim mol 6. (a) – Garis lurus tidak melalui asalan dan kecerunan negatif(b) kg m2 s–3 – p berkurang secara linear dengan q 2. (a) 1 m s–2 (b) – Garis melengkung tidak melalui asalan dan (b) 15 m s–1 (c) v bertambah secara linear dengan t kecerunan negatif – p berkurang dengan q 3. (a) T/s 1.30 1.80 2.22 2.55 2.86 (c) – Garis lurus mengufuk dan kecerunan sifar T 2 / s2 1.69 3.24 4.93 6.50 8.18 – p malar atau p tidak bergantung pada q(c) 0.0817 s2 g-1 Bab 2 Daya dan Gerakan 1(d) Tidak berubah kerana tempoh ayunan spring- Penilaian Prestasi pemberat tidak bergantung pada nilai pecutan 1. (a) 10.0 m s–1 graviti.(e) Daripada graf T 2 melawan m, gunakan kaedah (b) 25.0 m ekstrapolasi, tentukan nilai m apabila T 2 = 1.0 s, (c) 9.0 m maka T juga sama dengan 1.0 s. Gantikan 2. (a) –2.0 m s–2 pemberat berslot dengan plastisin yang berjisim (b) 5 s m, iaitu kira-kira 12 g. 3. Apabila Swee Lan mendayung air sungai ke belakang, satu daya tindakan F terhasil ke atas air 4. (a) Murid Masa, t / s Kelajuan, v / m s–1 sungai dan pada masa yang sama, satu daya tindak A 58.79 6.80 balas yang sama magnitud tetapi bertentangan arah B 60.06 6.66 Fʹ bertindak ke atas sampan. Oleh itu, sampan itu C 57.68 6.93 akan bergerak ke hadapan. D 59.87 6.68 4. 12 s E 57.99 6.90 5. 12 N 6. 100 m s–1(b) Beliau menggunakan jam randik elektronik untuk mengukur masa pergerakan mereka.(c) Murid C paling pantas.(d) Menggunakan pengesan elektronik untuk mengelakkan kesilapan pengukuran kerana masa tindak balas manusia untuk memulakan dan menghentikan jam randik. 283

7. v / m s–1 !(b) v = wGrM 25.5 (c) Satelit jatuh bebas mengelilingi Bumi dengan pecutan memusat yang sama dengan pecutan 18 graviti. Pecutan graviti tidak bergantung pada 15 jisim objek. 10 3. Hukum Kepler II menyatakan bahawa satu garis 0 15 20 25 35 50 t / s yang menyambungkan planet dengan Matahari 8. v mencakupi luas yang sama ketika selang masa yang v2 v1 sama apabila planet bergerak dalam orbit. v2 t2 t1 Hal ini bermaksud, semakin kecil jarak sebuah planet dari Matahari, semakin besar halajunya. Dari A ke B, laju planet Uranus bertambah sehingga suatu nilai maksimum dan kemudian berkurang semula. t1 4. (a) Pasangan satelit dan Bulan t2 (b) 7.71 × 103 N t 5. (a) – Jisim Bumi – Jarak dari pusat Bumi (b) 0.23 m s–2 6. (a) 4TT.412922 ×=1rr0121332 (b) v1 m 9. (a) 7.5 s 7. 29.44 tahun(b) 56.25 m 8. 9 996 m s–1(c) Untuk kereta, =xk7=5090m0 m 9. (a) 3.54 × 104 m s–1 Uxhkandlteaubpkiahbnbabse,saaxsrb daripada xb maka, kereta berada di(d) (b) Zarah-zarah kecil itu tidak mungkin terlepas kerana halaju lepas planet sangat tinggi. 10. (i) FBC = 2P (ii) FAC = 0.5P 10. (a) Sebelum pelancaran, roket yang membawa kapal angkasa berada pegun di atas tapak pelancaran Bab 4 Haba dengan momentum sifar. Selepas pelancaran, gas panas bergerak dengan pantas melalui ekzos Penilaian Prestasi dengan suatu momentum yang kuat. Oleh sebab jumlah momentum harus diabadikan, momentum 1. (a) Haba yang diserap atau dibebaskan semasa yang kuat akan menghasilkan daya tujahan ke perubahan fasa jirim tanpa perubahan suhu. atas. Daya tujahan ini akan memberikan pecutan kepada pergerakan roket ke atas. (b) Apabila stim terkondensasi di dalam air, haba pendam yang dibebaskan memanaskan air itu. (b) Pecutan roket boleh ditambah dengan mengurangkan jisim roket tersebut. (c) – Pemanasan yang cepat. – Pemanasan air secara langsung, iaitu tiada pembaziran haba untuk memanaskan bekas.Bab 3 Kegravitian 2. (c) ✓Penilaian Prestasi 3. (a) Bongkah A. (b) Bongkah B. Bongkah yang mempunyai muatan 1. (a) (i) F = GMm haba yang rendah akan mengalami peningkatan (ii) F = r 2 suhu yang lebih tinggi. (iii) v = mv 2 4. (a) Haba pendam tentu ialah kuantiti haba yang 2πrr diserap atau dibebaskan semasa perubahan fasa T bagi 1 kg bahan tanpa perubahan suhu. 4π 2r 3(b) M = GT 2 (b) 2.27 × 105 J(c) 1.99 × 1030 kg 5. (a) Haba pendam tentu pheanbgaeywaanpgadni,slevrbaapgsiesmuaatsua bahan ialah kuantiti 2. (a) v= 2πr pendidihan atau kuantiti haba yang dibebaskan T semasa kondensasi bagi 1 kg bahan itu tanpa284 perubahan suhu.

(b) (i) 0.28 kg (c) Kesan pembelauan kurang ketara. Amplitud (ii) 2.25 × 106 J kg–1 gelombang selepas C lebih tinggi. 6. 4.95 J 2. 7. (a) 2 200 W Penghalang (b) 513.6 s 8. (a) 264 kPa (b) Isi padu tayar tidak berubah. 9. (a) 3.82 cm3 3. (a) – Frekuensi yang sama (b) – Jisim udara yang terperangkap tidak berubah. – Beza fasa yang tetap – Tekanan udara yang terperangkap adalah malar – Udara terperangkap dan air berada dalam (b) (i) Q, S keseimbangan terma. Suhu air sama dengan (ii) P, R suhu udara itu. (c) (i) Sebelum superposisi 10. (a) Haba pendam tentu pelakuran, dlfibseargaipsuseamtuasa bahan ialah kuantiti haba yang Semasa superposisi peleburan atau kuantiti haba yang dibebaskan semasa pembekuan bagi 1 kg bahan itu tanpa perubahan suhu. (ii) Sebelum superposisi (b) Haba yang diserap tidak menambah tenaga kinetik purata molekul-molekul. Haba itu digunakan untuk melemahkan ikatan di antara molekul ais. (c) (i) 40 000 J (ii) 0.12 kg (d) – Semua haba yang dibekalkan oleh pemanas rendam diserap oleh ais. Tiada kehilangan haba ke persekitaran. – Ais tidak menyerap haba daripada persekitaran. Semasa superposisi 11. (a) (i) 147 000 J (ii) 183.75 s (iii) Sebelum superposisi (b) Plastik mempunyai muatan haba tentu yang tinggi dan merupakan penebat haba. Semasa superposisi (c) Logam mempunyai muatan haba tentu yang rendah dan merupakan pengalir haba. (d) Air akan bergerak ke atas apabila dipanaskan dan air yang sejuk akan turun melalui perolakan. Maka, seluruh air dapat dipanaskan. Oleh itu, elemen pemanas cerek diletakkan di dasar cerek. 12. (a) Aluminium 4. (a) Superposisi gelombang (b) Aluminium mempunyai muatan haba tentu yang (b) Pinggir cerah dibentuk apabila gelombang- rendah dan merupakan pengalir haba yang baik. gelombang dari dwicelah berinterferens secara Oleh itu, aluminium sangat sesuai digunakan membina. dalam peralatan memasak. Pinggir gelap dibentuk apabila gelombang-Bab 5 Gelombang gelombang dari dwicelah berinterferens secaraPenilaian Prestasi memusnah. 1. (a) (i) Pantulan (c) 4.44 × 10–7 m 1 1 (ii) Pembiasan 5. (a) Amplitud = 15 cm, Tempoh = f = 5 = 0.2 s (iii) Pembelauan (b) 3.0 m s–1 (b) Pelabuhan 6. 335 m s–1 C 7. (a) 0.25 cm (b) 75 cm (c) 33 000 cm s–1 A 285

Bab 6 Cahaya dan Optik (c) Imej semakin kecil. Jika u lebih besar daripada f, imej nyata yang songsang akan terbentuk pada Penilaian Prestasi sisi bertentangan dengan objek. 1. (a) (i) Sudut genting ialah sudut tuju apabila 7. (a) Pernyataan kapten itu adalah benar. Sinar cahaya cahaya merambat dari intan ke udara yang memasuki atmosfera dibiaskan oleh lapisan dengan sudut biasan sama dengan 90o. udara yang berlainan ketumpatan optik. Dengan (ii) 2.46 itu, suatu imej ketara bagi Matahari terbentuk di (b) atas kedudukan Matahari yang asal. Q Pemerhati Imej Matahari P Pembiasan cahaya 70° 45° Permukaan Matahari 45° bumi Rajah ini tidak dilukis Atmosfera mengikut skala sebenar.45° 35° (b) Sinar cahaya dari objek menuju secara normal 45° 55° ke sisi AB prisma atas melalui bukaan periskop. 15° Sinar cahaya sampai ke permukaan AC tanpa pembiasan. Sudut tuju ialah 45° dan lebih besar   daripada sudut genting prisma, iaitu 42°. Maka, (c) Pantulan dalam penuh dan pembiasan cahaya pantulan dalam penuh berlaku di sisi AC dan 2. 10 cm cahaya dipantulkan ke bawah. Sinar cahaya yang 3. (a) 38.02o dipantulkan merambat secara normal ke sisi DE (b) 2.26 × 108 m s–1 prisma bawah. Sekali lagi, sinar cahaya mengalami (c) Kaca mempunyai ketumpatan optik yang lebih pantulan dalam penuh di sisi DF. Akhirnya, sinar cahaya keluar tanpa pembiasan di sisi EF dan tinggi kerana apabila cahaya merambat dari air ke masuk ke mata pemerhati. Imej yang terhasil kaca, cahaya terbias mendekati garis normal. adalah tegak dan sama saiz dengan objek. 4. (a) RS ialah jejari semi bulatan dan merupakan garis normal sinar tuju pada titik R. A (b) 41.14o 5. (a) (i) 1.0003 Objek B C (ii) Nilai indeks biasan udara ialah hampir sama D E Pemerhati dengan 1, iaitu laju cahaya dalam udara dan dalam vakum adalah hampir sama. F Imej (b) Nilai ∆θ pada waktu malam yang panas berbeza objek dengan waktu malam yang sejuk kerana ketumpatan optik udara bergantung pada suhu. 6. (a) Tegak dan diperbesar (b) Penghalang Kanta cembung 1 2 F Imej maya Objek Paksi utama 28 6