chapter 5 - understanding the reflection of light
DESCRIPTION
ÂTRANSCRIPT
Chapter 5 LightChapter 5 Light
2.1 Arah Mata Angin
ITeach – Physics Form 4
5.1 Understanding The Reflection Of Light
Image Formed By A Plane Mirror
Characteristics of the image formed by a plane mirror
Chapter 5 Light
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics Form 4
upright virtual
same size as the objectlaterally inverted
Distance of image to mirror same as distance from
object to mirror
Imej yang Dibentukkan Oleh Cermin Satah
Ciri-ciri imej yang dibentukkan oleh cermin satah:
Bab 5 Cahaya
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Tegak Maya
Saiz imej sama dengan saiz objekSongsang sisi
Jarak imej dari cermin adalah sama dengan jarak
objek dari cermin
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
The Laws Of Reflection
the ray of light directed at the plane mirrorIncident ray
the ray of light that is reflected by the plane mirrorReflected ray
a line drawn perpendicularly to the plane mirror at the point the incident ray strikes the mirrorNormal
the angle between the incident ray and the normalAngle of incidence, i
the angle between the reflected ray and the normalAngle of reflection, r
The laws of reflection states that : The incident ray, reflected ray and the normal all lies on the same plane The angle of incidence is equal to the angle of reflection, i = r
normal
Plane mirror
Reflec
ted
rayIncident ray
i r
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Hukum Pantulan Cahaya
sinar cahaya yang dihalakan ke arah cermin satahSinar tuju
sinar cahaya yang dipantulkan oleh cermin satahSinar pantulan
satu garisan yang dilukis berserenjang dengan cermin satah pada titik di mana sinar tuju menghala ke cerminNormal
sudut di antara sinar tuju dan normalSudut tuju, i
sudut di antara sinar pantulan dan normalSudut pantulan, r
Hukum pantulan cahaya menyatakan bahawa : Sinar tuju, sinar pantulan dan normal berada dalam satah yang sama Sudut tuju bersamaan dengan sudut pantulan, i = r
normal
Cermin satah
Sina
r pan
tulanSinar tuju
i r
Steps to draw the ray diagram
i. Draw the image on the other side of the mirror
ii. Draw light rays from the image to the observer’s eye
iii. Draw light rays from the object to the points where the light rays in (ii) touches the mirror.
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Ray Diagram Of Reflection Light
P Q
Object Image
Langkah-langkag untuk melukis gambar rajah sinar:
i. Lukis imej pada bahagian cermin yang bertentangan dengan gambar objek
ii. Lukis sinar cahaya daripada imej ke mata pemerhati
iii. Lukis sinar cahaya daripada objek ke titik dimana sinar cahaya (ii) menyentuh cermin.
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Gambar Rajah Sinar Pantulan Cahaya
P Q
Objek Imej
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Convex Mirror
Spherical mirrors can be imagined as a portion of a sphere which was sliced away and then silvered on one of the sides to form a reflecting surface.
Convex mirrors were silvered on the outside of the sphere.
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Cermin Cembung
Cermin berbentuk sfera boleh dibayangkan seperti sebahagian sfera yang telah dipotong dan kemudian salah satu sisinya disadur perak untuk membentuk permukaan yang memantul cahaya.
Cermin cembung di sadur perak pada bahagian luar sfera
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Virtual principal focus
Virtual rays
Reflectingsurface
principal axis
lightdiverged
CPF
Anatomy Of A Convex Mirror
The distance from the pole, P and the principal focus, FFocal length. f
A point on the principal axis through which all rays parallel to the principal axis appear to diverge from after being reflected.
Principal focus, F
The distance from the pole, P to the centre of curvature,C
Radius of curvature, CP
A straight line that passes through the pole, P and the centre of curvature, CPrincipal axis
The geometric centre of a hollow sphere which the mirror is madeCentre of curvature, C
The centre point of the curved mirrorPole, P
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Fokus utamamaya
Sinar maya
Permukaanmemantul
Paksi utama
Cahayamencapah
CPF
Anatomi Cermin Cembung
Jarak di antara kutub, P dan fokus utama, FPanjang fokus. f
Titik pada paksi utama di mana semua sinar yang selari dengan paksi utama mencapah selepas dipantulkan.Fokus utama, F
Jarak di antara kutub, P ke pusat kelengkungan,CJejari kelengkungan, CP
Garis yang melalui kutub, P dan pusat kelengkungan, CPaksi utama
Pusat geometri sfera melengkung di mana cermin dibuatPusat kelengkungan, C
Titik pusat cermin melengkungKutub, P
F C CFF C
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Reflection Of Light By A Convex Mirror
a) A light ray which is directed to the centre of curvature C is reflected along its original path.
b) A light ray which is parallel to the main axis is reflected back as though it originates from the focus.
c) A ray light which is directed (or incident) to the focus F is reflected back in parallel to the main axis.
The laws of reflections are obeyed.
F C CFF C
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Pantulan Cahaya Oleh Cermin Cembung
a) Satu sinar cahaya yang di arahkan ke pusat kelengkungan C dipantulkan oleh cermin mengikut lintasan yang sama.
b) Satu sinar cahaya yang selari dengan paksi utama dipantulkan oleh cermin melallui titik fokus.
c) Satu sinar cahaya yang diarahkan (dituju) ke titik fokus F dipantulkan cermin selari dengan paksi utama.
Hukum pantulan cahaya dipatuhi
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Characteristics Of Image Formed By A Convex Mirror
I
Virtual
When The object is farther away from mirror.
Upright
Diminished
Behind the mirror
Virtual
The object is closer to the mirror.
Upright
Diminished and bigger
Behind the mirror
IO
PO CF
PF C
C F
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
a) Satu sinar cahaya melalui pusat kelengkungan dipantulkan oleh cermin mengikut lintasan yang sama.
b) Satu sinar cahaya yang melalui titik fokus F dipantulkan oleh cermin selari dengan paksi utama.
c) Satu sinar cahaya yang selari dengan paksi utama dipantulkan oleh cermin melalui titik fokus F.
Pantulan Cahaya Oleh Cermin Cekung
C F C F
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Ciri – ciri Imej yang Dibentuk Oleh Cermin Cembung
I
Maya
Apabila objek berada jauh daripada cermin
Tegak
Lebih kecil daripada objek
Dibelakang cermin
Maya
Objek berada dekat dengan cermin
Tegak
Lebih kecil daripada objek
Dibelakang cermin
IO
PO CF
PF C
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Concave Mirror
Spherical mirrors can be imagined as a portion of a sphere which was sliced away and then silvered on
one of the sides to form a reflecting surface.
Convex mirrors were silvered on the inside of the sphere.
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Cermin Cekung
Cermin berbentuk sfera boleh dibayangkan seperti sebahagian daripada sfera yang telah dipotong kemudiannya di sadur perak pada salah satu
bahagiannya untuk membentuk permukaan yang memantul cahaya.
Cermin cekung disadur perak pada bahagian dalam sfera.
C F
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
a) A light ray passing through the centre of curvature is reflected back along its original path.
b) A ray of light passing through the focus F is reflected parallel to the main axis.
c) A light ray that is parallel to the main axis is reflected through the main focus F.
Reflection Of Light By A Concave Mirror
C F C F
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Always be located somewhere in between the centre of curvature and the focal point.
inverted image (If the object is right-side up, then the image is upside down)
Image Formed By An Object Located Beyond The Centre Of Curvature (C)
reduced in size
Reflection Of Light By A Concave Mirror
I
CO F P
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Sentiasa terletak di antara pusat kelengkungan dan titik fokus.
Imej songsang (Jika objek adalah disebelah kanan dan ke atas, imej disebelah kiri ke bawah)
Imej yang Dibentuk Oleh Obejk Pada Kedudukan Melampaui Pusat Kelengkungan (C)
Lebih kecil daripada objek
Pantulan Cahaya Oleh Cermin Cekung
I
CO F P
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
The image will also be located at the centre of curvature.
inverted image (If the object is right-side up, then the image is upside down)
Image Formed By An Object Located At The Centre Of Curvature (C)
The image dimensions are equal to the object.
Reflection Of Light By A Concave Mirror
I
O
C F P
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Imej juga terletak di pusat kelengkungan.
Imej songsang (jika objek adalah di bahagian kanan dan ke atas, imej yang terbentuk berada di kiri dan ke bawah)
Imej yang Dibentuk Oleh Objak Pada Pusat Kelengkungan (C)
Sama saiz dengan objek
Pantulan Cahaya Oleh Cermin Cekung
I
O
C F P
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
The image will be located beyond the centre of curvature.
inverted image (If the object is right-side up, then the image is upside down)
Image Formed By An Object Located Beyond The Centre Of Curvature (C)
The image dimensions are larger than the object.
Reflection Of Light By A Concave Mirror
C F PO
I
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Imej terletak melampaui pusat kelengkungan.
Imej songsang (jika objek berada pada bahagian kanan dan ke atas, imej terbentuk di bahagian kiri dan ke bawah)
Imej yang Dibentuk Oleh Objek Pada Kedudukan Diantara Pusat Kelangkungan, C dan Fokus Utama, F
Imej lebih besar daripada objek.
Pantulan Cahaya Oleh Cermin Cekung
C F PO
I
magnified
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
the image is formed at infinity.
virtual
Image Formed By An Object Located Beyond The Centre Of Curvature (C)
upright
As the light rays from the same point on the object will reflect off the mirror and neither converge nor diverge. After reflecting, the light rays are travelling parallel to each other.
Parallel to infinity
C F PO
Lebih besar daripada objek
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Imej terbentuk di infiniti.
Maya
Imej yang Dibentuk Oleh Objek Di Kedudukan Fokus Utama, F
Tegak
Sinar cahaya dari titik yang sama pada objek akan memantulkan imej dari cermin dan tidak akan mencapah atau menumpu pada cermin. Selepas pantulan, sinar cahaya bergerak selari antara satu sama lain.
Selari hingga infiniti
C F PO
The image will always be located somewhere on the opposite side of the mirror.
The image will always be located behind the mirror.
In this case, the image will be an upright virtual image.
In this case, the image is magnified; in other words, the image dimensions are greater than the object
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Image Formed By Object Located Between The Pole, P And The Focal Point (F)
IF PO
C
Imej terbentuk pada sebelah yang berlainan daripada cermin.
Imej terbentuk di belakang cermin.
Dalam keadaan ini, imej adalah tegak dan maya.
Dalam keadaan ini, imej adalah lebih besar daripada objek. Dalam kata lain, dimensi imej lebih besar daripada objek.
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Imej yang Dibentuk Oleh Objek yang Terletak Di Antara Kutub, P dan Titik Fokus (F)
IF PO
C
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Real
Inverted
Diminished (size of image is smaller that the size of the object)
Reflection Of Light By A Concave Mirror
Image Formed By Object Located At Infinity
I
F P
Parallel light
for distant objectC
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Nyata
Songsang
Saiz imej lebih kecil daripada objek
Pantulan Cahaya Oleh Cermin Cekung
Imej yang Dibentuk Oleh Objek Pada Kedudukan Infiniti
I
F P
Sinar cahaya dari objek
jauh adalah selariC
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Applications Of Reflection Of Light - Plane Mirror
To reflect light from the object into the eye of an observer to
produce a virtual, upright
image.
Normally found inside closet for
customers to try out
clothings
To enable the dentist to see the
back portion of the
patient’s teeth.
Full length mirror
Periscope
Dental mirror
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Aplikasi Pantulan Cahaya – Cermin Satah
Memantulkan cahaya
daripada objek ke mata
pemerhati bagi menghasilkan imej maya dan
tegak.
Kebiasaannya dijumpai di
dalam almari kedai pakaian
untuk memudahkan
pelanggan mencuba pakaian.
Bagi memudahkan doktor gigi
melihat bahagian
belakang gigi pesakit.
Cermin penuh
PeriSkop
Cermin pergigian
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Applications of reflection of light - Convex Mirror
To enable the driver of a motor vehicle to get a wider view of the road
behind.
To enable drivers of motor vehicles to see beyond the corner.
To provide a wide view of vision of the shop.
Rear-view mirror in motor vehicles
Convex mirror at road corner
Anti-theft mirror in supermarket
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Aplikasi Pantulan Cahaya – Cermin Cembung
Untuk memudahkan pemandu kenderaan
mendapatkan gambaran yang lebih luas pada bahagian belakang
kenderaan.
Untuk memudahkan pemandu kenderaan melihat jalan yang melampaui bucu
jalan.
Untuk memberikan gambaran yang lebih luas di dalam kedai.
Cermin pandang belakang pada
kenderaan
Cermin cembung di bucu jalan
Cermin penggera antikecurian di Pusat
Membeli Belah
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Applications of reflection of light - Concave Mirror
To produce a parallel beam
of light that can shine far with
high and uniform
intensity.
To obtain an upright and magnified
image.
To focus light from distance
objects into the eyepiece
of the telescope.
Make-up mirror
Reflector in searchlight
As the primary mirror in a
reflection telescope
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Aplikasi Pantulan Cahaya – Cermin Cekung
Untuk menghasilkan
pancaran cahaya yang
boleh memancar jauh
dengan keamatan yang
tinggi dan seragam.
Untuk mendapatkan
imej yang tegak dan lebih besar daripada objek.
Untuk memfokuskan
cahaya daripada
objek jauh ke kanta mata
pada teleskop.
Cermin solek
Pemantul dalam lampu limpah
Sebagai cermin utama dalam
teleskop pantulan
Chapter 5 LightChapter 5 Light
2.1 Arah Mata Angin
ITeach – Physics Form 4
5.2 Understanding Refraction Of Light
Air
Glass
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Light changes directions when it crosses the boundary from the air to the glass.
Refraction Of Light
Refraction = Bending of the path of light
When passing from air into glass, the speed and wavelength decrease.
Example : Refraction of light occurs at the air-glass boundary
Air
Glass
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Cahaya bertukar arah apabila ia melalui sempadan udara - kaca.
Pembiasan Cahaya
Pembiasan = Pembengkokan laluan cahaya
Apabila cahaya bergerak dari udara ke dalam kaca, kelajuan dan jarak gelombang cahaya berkurang.
Contoh : Pembiasan cahaya berlaku pada sempadan udara-kaca.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Travelling Patterns Of Light From A Less Dense Medium To A More Dense Medium
i
r
Incident ray Normal
airglass
Refracted ray
less densemore dense
The refracted light bends towards from the normal
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Corak Pergerakan Cahaya Daripada Medium Kurang Tumpat ke Medium Lebih Tumpat
i
r
Sinar tuju Normal
UdaraKaca
Sinar pembiasan
Kurang tumpatLebih tumpat
Cahaya pembiasan membengkok ke arah normal
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Travelling Patterns Of Light From A More Dense Medium To A Less Dense Medium
Refracted ray
Incident ray
Normal
glass
air
i
r
more denseless dense
The refracted light bends away from the normal
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Corak Pergerakan Cahaya daripada Medium Lebih Tumpat ke Medium yang Kurang Tumpat
Sinar pembiasan
Sinar tuju
Normal
Kaca
Udara
i
r
Lebih tumpatKurang tumpat
Cahaya pembiasan membengkok menjauhi normal
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Travelling Patterns Of Light Perpendicularly Towards Two Mediums
Light passed through the medium without and bending
Refracted ray
air
Incident ray
glass
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Corak Pergerakan Cahaya Bergerak Secara Menegak Ke Arah Dua Medium
Cahaya melalui medium tanpa dibengkokkan.
Sinar pembiasan
Udara
Sinar tuju
Kaca
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
The Laws Of Refraction
The incident ray and the refracted ray are on opposite side of the normal and all three are on the same plane.
The ratio of the sine of the angle of incidence to the sine of the angle of refraction is a constant.
i
r
Law 1
Law 2
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Hukum Pembiasan
Sinar tuju dan sinar pembiasan berada pada bahagian yang bertentangan daripada normal dan ketiga-tiganya berada pada satah yang sama.
Nisbah sin sudut tuju ke sin sudut pembiasan ialah pemalar.
i
r
Hukum 1
Hukum 2
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Refractive Index, n (I)
The angle between the incident ray and the normal is known as the angle of incidence, i.
The angle between the refracted ray and the normal is known as the angle of refraction, r.
The refractive index of the denser medium (if the less dense medium is air) is
i
r
Incident ray Normal
airglass
Refracted ray
less densemore dense
rin
sin sin index, Refractive
Refractive index has no units.
Refractive index is an indicator to the “light bending ability” of a medium.
The higher the refractive index, more the light will bend when it enters the medium.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Indeks Pembiasan, n (I)
Sudut di antara sinar tuju dan normal dikenali sebgai sudut tuju, i.
Sudut di antara sinar pembiasan dan normal dikenali sebagai sudut pembiasan, r.
Indeks pembiasan bagi medium yang lebih tumpat (jika medium yang kurang tumpat darinya ialah udara) ialah
i
r
Sinar tuju Normal
UdaraKaca
Sinar pembiasan
Kurang tumpatLebih tumpat
rin
sin sin , Indeks pembiasan,
Tiada unit bagi indeks pembiasan.
Indeks pembiasan ialah penunjuk kepada “kemampuan cahaya membengkok” melalui dua medium. Semakin tinggi indeks pembiasan, cahaya akan semakin membengkok
apabila ia memasuki medium.
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Refractive Indices Of Some Common Material
Medium Refractive index of material, n
Air ≈ 1.0
Water 1.33 = ¾
Ice 1.31
Perspex 1.49
Diamond 2.40
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Indeks Pembiasan Bagi Beberapa Bahan
Medium Indeks Pembiasan Bahan, n
Udara ≈ 1.0
Air 1.33 = ¾
Ais 1.31
Perspeks 1.49
Berlian 2.40
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Determining The Refractive Index Of Glass
15°A monochromatic light ray is directed at an angle of incidence, i of 15° towards a piece of rectangular glass block.
The angle of refraction, r is measured.
The experiment is repeated with angle of incidence of 20°,25°,30° and 35°.
Result obtained
A
D
B
C
Normal
r
i° r ° Sin i°15 23 0.2588
Sin r°0.3907
20 31 0.3420 0.515025 40 0.4226 0.642830 49 0.5000 0.754735 60 0.5736 0.8660
A graph of sin i against sin r is plotted
The refractive index of glass = gradient of the graph
sin i°
sin r°
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Menentukan Indeks Pembiasan Cahaya
15°Sinar cahaya monokrom di tujukan pada sudut tuju, i, 15° ke arah sebuah bongkah kaca berbentuk segiempat tepat.
Sudut pembiasan, r , diukur.
Eksperimen diulang dengan sudut tuju : 20°,25°,30° and 35°.
Keputusan diperolehi
A
D
B
C
Normal
r
i° r ° Sin i°15 23 0.2588
Sin r°0.3907
20 31 0.3420 0.515025 40 0.4226 0.642830 49 0.5000 0.754735 60 0.5736 0.8660
Graf sin i melawan sin r diplot.
Indeks pembiasan kaca = Kecerunan graf
sin i°
sin r°
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Determining The Refractive Index Of Glass
When light travels from air into glass, its speed changes as well as its wavelength.
The speed of light in air is faster than the speed of light in glass.
Air
Glass
also and
glass in light of wavelengthair in light of wavelengthn glass, ofindex refractive
glass in light of speedair in light of speedn glass, ofindex refractive The
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Menentukan Indeks Pembiasan Kaca
Apabila cahaya bergerak daripada udara ke dalam kaca, kelajuan dan jarak gelombang cahaya berubah.
Cahaya bergerak lebih laju di udara berbanding di dalam kaca.
Udara
Kaca
dan
Panjang gelombang cahaya dalam kaca Panjang gelombang cahaya dalam udara n Indeks pembiasan kaca,
Kelajuan cahaya dalam kaca Kelajuan cahaya dalam udaran Indeks pembiasan kaca,
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Real Depth And Apparent Depth
Consequences of light passing from air into water
Examples:
Refraction of light makes a swimming pool looks shallower.
Refraction of light makes a stick appears bent when immersed in water.
Refraction of light makes the legs of the boy in water look shorter.
P Image
stonewater
AirWater
A
C
B
Gives a false impression of the depth of the water.
P Imej
batuair
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Dalam Nyata dan Dalam Ketara
Kesan cahaya bergerak dari udara ke dalam air
Contoh:
Pembiasan cahaya membuatkan kolam renang kelihatan cetek.
Pembiasan cahaya membuatkan batang kayu kelihatan bengkok apabila ia direndam ke dalam air.Pembiasan cahaya membuatkan kaki seorang budak kelihatan lebih pendek di dalam air.
Memberikan tanggapan yang salah tentang kedalaman air.
UdaraAir
A
C
B
Refraction Index Of Water In Terms Of Real Depth And Apparent Depth
ITeach – Physics Form 4
Understanding Refraction Of LightChapter 5 Light
Real depth, D, is the distance of the object below the surface of the water.
Apparent depth, d, is the distance of the image formed from the surface of the water.
AB
Real dept, D
Air
Observer
Apparent depth, d
water
ddepth,ApparentDdepth,RealWaterOfIndexRefraction
Indeks Pembiasan Air Dari Segi Dalam Nyata dan Dalam Ketara
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pembiasan CahayaBab 5 Cahaya
Dalam nyata, D, ialah jarak dari objek ke permukaan air.
Dalam ketara, d, ialah jarak dari permukaan air ke imej yang terbentuk.
AB
Dalam nyata, D
Udara
Pemerhati
Dalam ketara, d
Air
Dalam ketara, d,Dalam nyata, D
Indeks Pembiasan Air, n
Chapter 5 LightChapter 5 Light
ITeach – Physics Form 4
5.3 5.3 Understanding Total Internal ReflectionUnderstanding Total Internal Reflection
ITeach – Physics Form 4
Understanding Total Internal ReflectionChapter 5 Light
Critical Angle
When light travels from a denser medium (eg : glass ) into a less dense medium (eg: air), it bends away from the normal.
As the angle of incidence increases, the angle of refraction also increases.
When the angle of incidence increases to a certain angle, called the critical angle of glass, the refracted light will make an angle of 90 with the normal.
Incidentray
RefractedRay
Normal
Air
Glassi
r
i
rRefracted
Ray
i = C
RefractedRay
ITeach – Fizik Tingkatan4
Memahami Pantulan Dalam PenuhBab 5 Cahaya
Sudut Genting
Apabila cahaya bergerak dari medium lebih tumpat (cth : kaca) ke medium kurang tumpat (cth : udara), ia akan membengkok menjauhi normal.
Apabila sudut tuju bertambah, sudut pembiasan juga bertambah.
Apabila sudut tuju bertambah sehingga ke suatu sudut, dipanggil sudut genting kaca, pembiasan cahaya akan membuat sudut 90 dengan normal.
Sinar tuju
Sinar pembiasanNormal
Udara
Kacai
r
i
rSinar
pembiasan
i = C
Sinar pembiasan
ITeach – Physics Form 4
Understanding Total Internal Reflection
Light travels from a more dense medium towards a less dense medium.
angle of incidence > critical angle of the more dense medium.
IncidentRay
RefractedRay
r
Normal
Air
Glass
i
i > c
Chapter 5 Light
Total Internal Reflectionhappens when
When total internal reflection occurs
no light will travel into the less dense medium
all light will be reflected back into the more dense medium
angle of reflection, r = angle of incidence, i
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Pantulan Dalam Penuh
Cahaya bergerak dari medium yang lebih tumpat ke medium yang kurang tumpat.
Sudut tuju > Sudut genting bagi medium yang lebih tumpat
Sinar tuju Sinar pembiasan
r
Normal
Udara
Kaca
i
i > c
Bab 5 Cahaya
Pantulan Dalam Penuhberlaku apabila
Apabila pantulan dalam penuh berlaku
tiada cahaya yang bergerak ke dalam medium kurang tumpat
kesemua cahaya akan dipantulkan kembali ke medium lebih tumpat
Sudut pantulan, r = Sudut tuju, i
AirWater
ITeach – Physics Form 4
Understanding Total Internal Reflection
Relationship Between The Critical Angle And Refractive Index
Light ray enters less dense medium from a more dense medium
r = 90°
i = c
Chapter 5 Light
Angle of refraction =
90°
angle of incidence = critical angle+
rin sin
sin
angle critical c wheresin
1sin
90sin
cc
n
csin1n
index, Refractive
UdaraAir
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pantulan Dalam Penuh
Hubungan Antara Sudut Genting dan Indeks Pembiasan
Sinar cahaya bergerak dari medium lebih tumpat memasuki medium kurang tumpat.
r = 90°
i = c
Bab 5 Cahaya
Sudut pembiasan =
90°
Sudut tuju = Sudut genting+
rin sin
sin
Sudut genting c Dimana,sin
1sin
90sin
cc
n
csin1n
Indeks pembiasan
ITeach – Physics Form 4
Understanding Total Internal Reflection
Natural Phenomena Involving Total Internal
Reflection
Mirage in a desert Formation of rainbow
The glitters of a diamond
Chapter 5 Light
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pantulan Dalam Penuh
Fenomena Alam Semulajadi Melibatkan Pantulan Dalam Penuh
Pembentukan logamaya di gurun
Pembentukan pelangi
Gemerlapan cahaya pada
berlian
Bab 5 Cahaya
ITeach – Physics Form 4
Understanding Total Internal Reflection
Application Of Total Internal Reflection
The periscope – total internal
reflection occurs at A, B, C and D.
Optic fibre Tail-light reflector of a car
Chapter 5 Light
W
Object O
Prism
P 45°A
BRQ
45°S
CD
V
T
(
)
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami Pantulan Dalam Penuh
Aplikasi Pantulan Dalam Penuh
Periskop – Pantulan dalam
penuh berlaku di A, B, C dan D.
Gentian optik Pemantul lampu belakang kereta
Bab 5 Cahaya
W
Objek O
Prisma
P 45°A
BRQ
45°S
CD
V
T
(
)
Chapter 5 LightChapter 5 Light
ITeach – Physics Form 4
5.4 5.4 Understanding LensesUnderstanding Lenses
diverges rays of light travelling parallel to its principal axis.
ITeach – Physics Form 4
Understanding LensesChapter 5 Light
Type Of Lenses
converges rays of light travelling parallel to its principal axis.
Converging lens Diverging lens
A lens is a moulded piece of transparent material which refracts light rays to form an image.
relatively thick across their middle
relatively thin across their middle
thicker across the middle thinner at its edges serves to converge light
thinner across the middle thicker at its edges serves to diverge light
thin at their upper and lower edges.
thick at their upper and lower edges.
Sinar cahaya mencapah bergerak selari dengan paksi utama.
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami KantaBab 5 Cahaya
Jenis-jenis Kanta
Sinar cahaya menumpu bergerak selari dengan paksi utama.
Kanta menunpu Diverging lens
Kanta ialah sekeping bahan lutsinar yang yang membiaskan cahaya untuk membentuk imej.
Tebal di bahagian tengah kanta. Nipis di bahagian tengah.
Tebal di tengah dan nipis dibahagian tepi bagi menumpukan
cahayaNipis di tengah dan tebal di tepi bagi
mencapahkan cahaya
Nipis di bahagian tepi atas dan tepi bawah.
Tebal di bahagian tepi atas dan tepi bawah.
ITeach – Physics Form 4
Understanding LensesChapter 5 Light
A convex lens converges rays of light, at a point.
Anatomy Of A Lens
A concave lens diverges parallel rays of light as though they originate from a point behind the lens.
Optical centre, O
Principal axis
Principal focus, F
Focal length, f
The point at the centre of the lens whereby light passes through it without any refraction.
The line that is drawn vertically straight towards a lens and which passes through the optical centre.
A point on the Principal axis where the rays of light parallel with Principal axis will converge after passing through a converging lens.
The distance from the Principal focus to the optical centre.
Parallel ray of light
Principal axis
F
O
f f
Principal axis
F O
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Memahami KantaBab 5 Cahaya
Kanta cembung menumpu sinar cahaya pada satu titik.
Anatomi Kanta
Kanta cekung mencapahkan sinar-sinar cahaya selari seperti ia berasal dari satu titik di belakang kanta.
Pusat optik, O
Paksi utama
Fokus utama, F
Panjang fokus, f
Titik di tengah-tengah kanta di mana cahaya melaluinya tanpa dibiaskan.
Garisan yang dilukis secara menegak lurus ke arah kanta dan melalui pusat optik.
Satu titik di paksi utama di mana sinar cahaya yang selari dengan paksi utama akan mencapah selepas melalui kanta mencapah.
Jarak daripada fokus utama ke pusat optik.
Sinar cahayaselari
Paksi utama
F
O
f f
Paksi utama
F O
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Determining The Focal Length Of A Convex Lens
Place a convex lens in front of a screen.
Move the lens forwards and backwards until a sharp, inverted image of a distant object is formed on the screen.
The distance from the centre of the lens to the screen is the focal length of the convex lens.
Almost parallel
rays
Distant objectConvex lens
f
ScreenSharp imageBlur image
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Menentukan Panjang Fokus Bagi Kanta Cembung
Letakkan kanta cembung di hadapan skrin.
Gerakkan kanta ke hadapan dan ke belakang sehingga imej bagi objek yang jauh terbentuk tajam dan songsang pada skrin.
Jarak dari tengah-tengah kanta ke skrin ialah panjang fokus bagi kanta cembung.
Sinar selari
Objek jauhKanta
cembung
f
SkrinImej tajamImej kabur
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Thickness Of Lens And Its Focal Length
Thickness of lens
A thicker lens has a shorter focal length while a thinner lens has a longer focal length.
convex lens : positive focal length
concave lens : negative focal length
Focal length
To differentiate between convex lens and concave lens,
focal length, f = +10.0 cm refers to a convex lens of focal length of 10.0 cm.
focal length, f = -20.0 cm refers to a concave lens of focal length of 20.0 cm
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Ketebalan Kanta dan Panjang Fokus
Ketebalan kanta
Kanta yang tebal mempunyai panjang fokus yang lebih pendek manakala kanta yang nipis mempunyai panjang fokus yang lebih panjang.
Kanta cembung : Panjang fokus positif
Kanta cekung : Panjang fokus negatif
Panjang fokus
Untuk membezakan antara kanta cembung dan kanta cekung,
Panjang fokus, f = +10.0 cmMerujuk kepada kanta cembung yang mempunyai panjang fokus
10.0 cm.
Panjang fokus, f = -20.0 cm Merujuk kepada kanta cekung yang mempunyai panjang fokus 20.0 cm
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Power Of A Lens
The power of a lens is defined as the reciprocal of its focal length (measured in metres)
Unit = per metre (m-1) or the dioptre ( D ).
- 10.0 cmconcave
+ 5.0 cmconvex
Power, P Focal length, f Type of lens
Examples
f1Plens,ofPower
D2005.0
1
D100.10
1
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Kuasa Kanta
Kuasa kanta ditakrifkan sebagai salingan panjang fokusnya (diukur dalam meter)
Unit = per meter (m-1) atau diopter ( D ).
- 10.0 cmCekung
+ 5.0 cmCembung
Kuasa, P Panjang fokus, f Jenis kanta
Contoh
f1PKuasa kanta,
D2005.0
1
D100.10
1
The point of intersection of the rays is a point on the image.
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
ImageObject
2F F F 2F Principal axis
O
Steps To Take To Draw A Ray Diagram For A Convex Lens
A ray of light passes through the optical centre of the lens is undeviated.
A ray of light parallel to the principal axis is refracted and passes through the principal focus, F.
A ray of light which passes through F is refracted parallel to the principal axis.
Titik persilangan sinar-sinar cahaya ialah titik imej terbentuk.
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
ImejObjek
2F F F 2F Paksi utama O
Langkah-langkah Melukis Gambar Rajah Sinar Bagi Kanta Cembung
Satu sinar cahaya yang bergerak melalui pusat optik kanta tidak melencong.
Satu sinar cahaya selari dengan paksi utama dibiaskan dan bergerak melalui fokus utama, F.
Satu sinar cahaya yang bergerak melalui F dibiaskan selari dengan paksi utama.
The point of intersection of the rays is a point on the image.
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Image
Steps To Take To Draw A Ray Diagram For A Concave Lens
A ray of light passes through the optical centre is undeviated.
A ray of light parallel to the principal axis is refracted and appears to come from the principal focus, F.
A ray of light travels towards the principal focus, F is refracted parallel to the principal axis.
O
Object
2F F F 2F Principal axis
Titik persilangan sinar-sinar cahaya ialah titik pada imej.
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Imej
Langkah-langkah untuk Melukis Gambar Rajah Sinar Kanta Cekung
Satu sinar cahaya yang bergerak melalui pusat optik tidak melencong.
Satu sinar cahaya yang selari dengan paksi utama dibiaskan dan kelihatan seperti bergerak dari fokus utama, F.
Satu sinar cahaya bergerak ke arah fokus utama, F dibiaskan selari dengan paksi utama.
O
Objek
2F F F 2F Paksi utama
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
inverted
reduced in size
Image Formed By A Convex Lens For An Object At Infiniti
Image distance, v = f
real
Light rayfromthe object
Imagev
F
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Songsang
Lebih kecil dari objek
Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di Infiniti
Jarak imej, v = f
Nyata
Sinarcahaya
dari objek
Imejv
F
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
inverted
reduced in size
Image Formed By A Convex Lens For An Object Further Than 2f , u > 2f
Image distance, f < v < 2f
real
Object
2F F F 2F
Image
u v
Memahami Pantulan Cahaya
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Songsang
Lebih kecil daripada objek
Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Melampaui 2F, u > 2f
Jarak imej, f < v < 2f
Nyata
Objek
2F F F 2F
Imej
u v
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
inverted
same size with object
Image Formed By A Convex Lens For An Object At 2f , u = 2f
Image distance, v = 2f
real
2F F F 2F
Object
vu
Image
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Chapter 5 Light
Songsang
Sama saiz dengan objek
Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di 2f, u = 2f
Jarak imej, v = 2f
Nyata
2F F F 2F
Objek
vu
Imej
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
inverted
magnified
Image Formed By A Convex Lens For An Object Between f and 2f, f < u < 2f
Image distance, v > 2f
real
2F F F 2F
Object
u v
Image
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Chapter 5 Light
Songsang
Lebih besar daripada objek
Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di Antara f dan 2f, f < u < 2f
Jarak imej, v > 2f
Nyata
2F F F 2F
Objek
u v
Imej
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
upright
magnified
Image Formed By A Convex Lens For An Object At f, u = f
Image distance, v at infinity
virtual
OObject
F F
To infinity
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Tegak
Lebih besar daripada objek
Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di F, u = f
Jarak imej, v di infiniti
Maya
OObjek
F F
Ke infiniti
Understanding The Reflection Of Light
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
upright
magnified
Image Formed By A Convex Lens For An Object Between f And The Lens, u < f
Image distance, v > f
virtual
Image
F F
Object
u
v
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Tegak
Lebih besar daripada objek
Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cembung Bagi Objek Di Antara F dan Kanta, u < f
Jarak imej, v > f
Maya
Imej
v
F F
Objek
u
Image formed by a concave lens is always
virtual uprightbetween the
object and the lens
smaller than the size if the object
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Image Formed By A Concave Lens
The characteristics of the image formed by a concave lens does not depend on the location of the object.
Object
O F Image
Imej yang dibentuk oleh kanta cekung sentiasa
Maya Tegak Di antara objek dan kanta
Lebih kecil daripada saiz
objek
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Imej yang Dibentuk Oleh Kanta Cekung
Ciri-ciri imej yang dibentuk oleh kanta cekung tidak bergantung kepada kedudukan objek.
Objek
O F Imej
Linear magnification, m =Height of image, hI
Height of object, hO
Linear magnification, m =Image distance, vObject distance, u
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Linear magnification is the ratio of the size of the image formed to the size of the object.
Linear Magnification
Object
ho
O2F F F 2FhI
I
vu
Pembesaran linear, m =Tinggi imej, hI
Tinggi objek, hO
Pembesaran linear, m =Jarak imej, vJarak objek, u
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Pembesaran linear ialah nisbah saiz imej ke saiz objek.
Pembesaran Linear
Objek
ho
O2F F F 2FhI
I
vu
applicable for both convex lens and concave lens.
When using the lens equation for a convex lens, the focal length, f, takes a positive value.
When using the lens equation for a concave lens, the focal length, f, takes a negative value.
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
The Lens Equation
Lens equation shows the relationship between object distance, u, image distance, v, and the focal length of a lens, f.
= object distance= image distance= focal length
Where uvf
fvu111
Digunakan untuk kanta cembung dan kanta cekung.
Apabila persamaan kanta digunakan untuk kanta cembung, panjang fokus, f, mengambil nilai positif.
Apabila persamaan kanta digunakan untuk kanta cekung, panjang fokus, f, mengambil nilai negatif.
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Persamaan Kanta
Persamaan kanta menunjukkan hubungan antara jarak objek, u, jarak imej, v, dan panjang fokus kanta, f.
= jarak objek= jarak imej= panjang fokus
Di mana uvf
fvu111
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Graph of v against uv
o u
S (2f, 2f)
v = u
Graph of uv against (u + v)uv
o (u + v)
gradient = f
Graph of v against mv
f
o m
gradient = f
Graph of u against l/m
gradient = f
ml
u
o
f
Graphical Analysis For Convex Lens
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Graf v melawan uv
o u
S (2f, 2f)
v = u
Graf uv melawan (u + v)uv
o (u + v)
kecerunan= f
Graf v melawan mv
f
o m
kecerunan = f
Graf u melawan l/m
kecerunan = f
ml
u
o
f
Analisis Graf Bagi Kanta Cembung
Magnifying glass
Camera
Eyeglasses
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
Optical Devices
Kanta pembesar Cermin mata
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Alat – alat Optik
Kamera
Bukaan Filem
Kanta
Penutup
Body Tube
Revolving Nosepiece
Objectives
Stage Clips
Diaphragm
Light Source
Ocular Lens (Eyepiece)
Arm
Stage
Coarse Adjustment Knob
FineAdjustment Knob
Base
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
The Compound Microscope
How A Microscope Works
The object is placed between f0 and 2f0 in front of the objective lens.
The first image becomes the object for the eyepiece lens.
The first image is formed less than fe in front of the eyepiece lens so that the final image formed is virtual, magnified and at a distance of 25cm from eyepiece lens.
objective
eyepiececonstructionray
f0
f0 fe
D = 25 cm
h1
h2
object
u > f0
I2I1
Tiub badan
Pemutar kanta objektif
Kanta objektif
Klip pentas
Diafragma
Sumber cahaya
Kanta okular (Kanta mata)
Lengan
Pentas
Pelaras kasar
Pelaras halus
Tapak
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Mikroskop Majmuk
Bagaimana Mikroskop Berfungsi?
D = 25 cm
h1
h2
objek
u > f0
I2I1
Objek diletakkan di antara f0 dan 2f0 di hadapan kanta objek.
Imej yang pertama dibentuk oleh kanta objek bertindak sebagai objek bagi kanta mata.Imej yang pertama terbentuk kurang daripada fe di hadapan kanta mata supaya imej akhir yang terbentuk adalah maya, lebih besar daripada objek dan pada jarak 25 cm daripada kanta mata.
Kanta objek
Kanta mata Sinar pembentukan
f0
f0 fe
Understanding Lenses
ITeach – Physics From 4
Chapter 5 Light
The Astronomical Telescope
Eyepiecelens
Telescope tube
Light
Objective lens(convex)
construction rayeyepieceobjective
finalimageat infinity
Information
Memahami Kanta
ITeach – Fizik Tingkatan 4
Bab 5 Cahaya
Teleskop Astronomi
Kanta mata
Tiub teleskop
Cahaya
Kanta objek(cembung)
Sinar pembentukan
Kanta mataKanta objek
Imej akhir di infinitiMaklumat
The End
i - Teach