3 Contoh soalan tentang cermin mata optik
1. Katakan seorang rakan anda memakai cermin mata yang mempunyai kanta dengan kuasa -2 diopter. Kanta cermin mata biasanya 2 cm dari mata.
(a) Kawan anda mempunyai cermin mata kanta cekung atau kanta cembung ?
(b) Berapakah panjang fokus kanta itu?
(c) Mata rakan anda rabun dekat atau rabun jauh Jika anda rabun dekat, apakah jarak paling jauh yang dapat dilihat oleh mata anda? Jika anda rabun dekat, apakah jarak terdekat yang dapat dilihat oleh mata anda?
Perbincangan
Dikenali :
Kuasa kanta (P) = -2 diopter
Jawab :
(a) Kanta cekung atau cembung?
Kuasa kanta adalah negatif, oleh itu kanta yang digunakan ialah kanta negatif, juga dikenali sebagai kanta cekung, atau kanta mencapah.
(b) Berapakah panjang fokus kanta itu?
P = 1/f
-2 = 1/f
f = 1/-2 = -0,5 meter = -50 cm
Panjang fokus kanta cekung ialah 50 cm.
(c) Adakah rakan anda rabun dekat atau rabun jauh?
Jika kanta yang digunakan ialah kanta cekung maka mata rakan anda akan rabun dekatJika dia rabun dekat, berapakah jarak terjauh yang dapat dilihat oleh mata rakan anda?
Titik jauh mata normal ialah infiniti, manakala rakan anda rabun jauh, jadi jarak terjauh yang dilihat oleh mata rakan anda adalah kurang daripada infiniti. Agar mata rakan anda dapat melihat objek pada jarak yang tidak terhingga seperti mata normal, kanta cermin mata mesti membentuk imej objek pada jarak x cm di hadapan kanta. Imej berada di hadapan kanta cermin mata, oleh itu imej adalah tegak dan maya (bandingkan penjelasan dalam topik imej kanta cekung)Oleh kerana imej adalah maya, jarak imej (s') adalah negatif. Begitu juga, panjang fokus kanta adalah negatif kerana cermin mata mempunyai kanta cekung.
-1/s' = 1/f – 1/s
-1/s' = -1/50 – 1/~ = -1/50 – 0
-1/s' = -1/50
s' = 50 cm
Jarak imej di hadapan kanta cermin mata ialah 50 cm. Cermin mata tersebut berada 2 cm di hadapan mata jadi jarak imej di hadapan mata ialah 50 cm + 2 cm = 52 cm. 52 cm ialah jarak terjauh yang boleh dilihat oleh mata rabun dekat dalam masalah di atas. Jarak terjauh yang boleh dilihat oleh mata normal ialah infiniti.
2. Katakan teman wanita anda memakai cermin mata dengan kanta 4 diopter. Kanta-kanta tersebut biasanya berada 2 cm di hadapan matanya.
(a) Adakah cermin mata teman wanita anda menggunakan kanta cekung atau kanta cembung?
(b) Berapakah panjang fokus kanta itu?
(c) Adakah teman wanita anda rabun dekat atau rabun jauh? Jika anda rabun dekat, apakah jarak terjauh yang dapat dilihat oleh mata anda? Jika anda rabun dekat, apakah jarak terdekat yang dapat dilihat oleh mata?
Perbincangan
Dikenali :
Kuasa kanta (P) = 4 diopter
Jawab :
(a) Kanta cekung atau cembung?
Kuasa kanta adalah positif, oleh itu kanta yang digunakan ialah kanta positif, aka kanta cembung, aka kanta tumpu.
(b) Berapakah panjang fokus kanta itu?
P = 1/f
4 = 1/f
f = 1/4 = 0,25 meter = 25 cm
Panjang fokus kanta cembung ialah 25 cm.
(c) Adakah rakan anda rabun dekat atau rabun jauh?
Jika kanta yang digunakan ialah kanta cembung, maka mata teman wanita anda akan rabun jauhJika anda rabun dekat, apakah jarak terdekat yang dapat dilihat oleh mata?
Titik dekat mata normal ialah 25 cm. Agar mata teman wanita anda dapat melihat objek pada jarak 25 cm seperti mata normal, kanta cermin mata mesti membentuk imej pada jarak x cm di hadapan kanta. Kanta cermin mata berada 2 cm di hadapan mata, jadi jarak objek di hadapan kanta ialah 25 cm – 2 cm = 23 cm. Imej berada di hadapan kanta cermin mata, jadi imej adalah tegak dan maya (bandingkan penjelasan dalam topik imej kanta cembung)Imej itu maya, oleh itu jarak imej (s') mempunyai tanda negatif.
-1/s' = 1/f – 1/s
-1/s' = 1/25 – 1/23 = 23/575 – 25/575 = -2/575
-s' = 575/-2 = -287,5 cm = -2,875 meter
s' = 287,5 cm = 2,875 meter
Jarak imej di hadapan kanta cermin mata ialah 287,5 cm. Jarak imej di hadapan mata ialah 287,5 cm + 2 cm = 289,5 cm. 289,5 cm ialah jarak terdekat yang boleh dilihat oleh mata rabun dekat dalam masalah di atas. Jarak terdekat yang boleh dilihat oleh mata normal ialah 25 cm.
3. Seseorang boleh membaca dengan jelas pada jarak 50 cm. Untuk dapat membaca dengan jelas pada jarak 30 cm, kuasa kanta yang diperlukan ialah…
A. 1/3 diopter
B. 2/3 diopter
C. 3/4 diopter
D. 4/3 diopter
Perbincangan
Seseorang mengalami rabun dekat, kanta yang digunakan untuk menormalkan mata rabun dekat ialah kanta cembung atau kanta tumpu atau kanta positif.
Agar objek dapat diperhatikan pada jarak 30 cm di hadapan mata, kanta mesti membentuk imej pada jarak 50 cm di hadapan mata. Imej berada di hadapan kanta, jadi imej adalah tegak dan maya.
Adalah diketahui bahawa:
Jarak objek (s) = 30 cm
Jarak imej (s') = -50 cm (negatif kerana ia maya)
Soalan: Kuasa kanta (P)
Jawapan:
Panjang fokus (f) kanta:
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/30 + 1/-50
1/f = 5/150 – 3/150
1/f = 2/150
f = 150/2 = 75 cm = 0,75 meter = 75/100 meter
Panjang fokus positif bermaksud kanta yang digunakan ialah kanta cembung.
Kuasa kanta:
P = 1/f
P = 1 : 75/100 = 1 x 100/75
P = 100/75 (bahagi dengan 25)
P = 4/3 diopter
Jawapan yang betul ialah D.
Soalan tentang Cermin Mata Optik
1. Seseorang menggunakan cermin mata mempunyai kuasa -2,5 diopter. Jika kanta cermin mata pada amnya berada 2 cm dari mata, tentukan:
(a) Adakah cermin mata tersebut menggunakan kanta cembung atau cekung?
(b) Berapakah panjang fokus kanta cermin mata itu?
(c) Adakah mata seseorang itu rabun dekat atau rabun jauh? Jika anda rabun dekat, apakah jarak terjauh yang dapat dilihat oleh mata anda? Jika anda rabun dekat, apakah jarak terdekat yang dapat dilihat oleh mata?
Kunci jawapan:
a = kanta divergen = kanta negatif = kanta….
b = 40cm
c = Rabu Panjang. Jarak terjauh = 42 cm
2. Katakan bekas teman lelaki anda menggunakan cermin mata dengan kuasa 4,5 diopter 🙂 . Jika kanta cermin mata pada amnya berada 2 cm dari mata, tentukan:
(a) Adakah cermin mata bekas teman lelaki anda menggunakan kanta cekung atau cembung?
(b) Berapakah panjang fokus kanta cermin mata itu?
(c) Adakah bekas teman lelaki anda rabun dekat atau rabun jauh? Jika rabun jauh, apakah jarak terjauh yang dapat dilihat oleh mata? Jika rabun jauh, apakah jarak terdekat yang dapat dilihat oleh mata?
Kunci jawapan:
a = kanta menumpu = kanta positif = kanta….
b = 22,2cm
c = Rabun dekat. Jarak terdekat = 13,3 cm
