5 Contoh soalan kanta cembung
1. Panjang fokus kanta cembung (kanta menumpu) ialah 15 cm. Sebuah objek setinggi 5 cm terletak di sebelah kiri kanta. Tentukan jarak imej, pembesaran imej, tinggi imej dan sifat imej jika objek itu berada 5 cm dari kanta cembung.
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Panjang fokus (f) = 15 cm
Panjang fokus kanta cembung adalah positif kerana titik fokus kanta cembung dilalui oleh pancaran cahaya atau adalah nyata.
Tinggi objek (t) = 5 cm
Jarak objek (s) = 5 cm
Ditanya : jarak bayang-bayang, pembesaran bayang-bayang, ketinggian bayang-bayang dan sifat bayang-bayang
Jawapan:
Imej pembentukan imej objek oleh kanta cembung:
Jarak imej (s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/5 = 1/15 – 3/15 = -2/15
s' = -15/2 = -7,5 cm
Jarak bayang-bayang negatif bermaksud bayang-bayang itu maya atau pancaran cahaya tidak melalui bayang-bayang itu.
Jarak imej 7,5 cm adalah lebih besar daripada jarak objek 5 cm.
Pembesaran imej (M):
M = -s'/s = -(-7,5)/5 = 7,5/5 = 1,5 kali ganda
Pembesaran imej yang positif bermaksud imej tersebut tegak atau tidak songsang.
Saiz imej adalah 1,5 kali lebih besar daripada saiz objek.
Tinggi bayang-bayang (t'):
M = j'/j
j' = M j = (1,5)5 = 10/3 = 7,5 cm
Ketinggian bayang-bayang adalah positif, bermakna bayang-bayang itu tegak atau tidak terbalik.
Tinggi imej 7,5 cm adalah lebih besar daripada tinggi objek 5 cm.
Sifat-sifat bayang-bayang
Berdasarkan pengiraan di atas, dapat disimpulkan bahawa sifat-sifat imej bagi suatu objek yang dibentuk oleh kanta cekung adalah:
– sinar maya atau cahaya tidak melalui bayang-bayang
– Tegak atau tidak terbalik
– Dibesarkan atau saiz imej lebih kecil daripada saiz objek
– Jarak imej lebih besar daripada jarak objek
2. Sebuah objek setinggi 10 cm berada 30 cm di hadapan kanta cembung dengan panjang fokus 15 cm. Kirakan jarak imej, pembesaran imej, tinggi imej dan sifat imej!
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Panjang fokus (f) = 15 cm
Panjang fokus kanta cembung adalah positif kerana titik fokus kanta cembung dilalui oleh pancaran cahaya atau adalah nyata.
Tinggi objek (t) = 10 cm
Jarak objek (s) = 30 cm
Ditanya: jarak bayang-bayang, pembesaran bayang-bayang, ketinggian bayang-bayang dan sifat bayang-bayang
Jawapan:
Imej pembentukan imej objek oleh kanta cembung:
Jarak imej (s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/30 = 2/30 – 1/30 = 1/30
s' = 30/1 = 30 cm
Jarak bayang-bayang positif bermaksud bayang-bayang itu nyata atau bayang-bayang itu dilalui oleh pancaran cahaya.
Jarak bayang-bayang 30 cm adalah sama dengan jarak objek 30 cm.
Pembesaran imej (M):
M = -s'/s = -(30)/30 = -30/30 = -1 kali ganda
Pembesaran imej dengan tanda negatif bermaksud imej tersebut songsang.
Pembesaran 1 bermaksud saiz bayang-bayang adalah sama dengan saiz objek.
Tinggi bayang-bayang (t'):
M = j'/j
h' = M h = (-1)10 = -10 cm
Ketinggian bayang-bayang adalah negatif, bermakna bayang-bayang itu terbalik.
Tinggi bayang-bayang ialah 10 cm, yang sama dengan tinggi objek, iaitu 10 cm.
Sifat-sifat bayang-bayang
Berdasarkan pengiraan di atas, dapat disimpulkan bahawa sifat-sifat imej bagi suatu objek yang dibentuk oleh kanta cekung adalah:
– pancaran cahaya sebenar atau melalui bayang-bayang
- ke belakang
– saiz bayang-bayang adalah sama dengan saiz objek
– jarak bayang-bayang adalah sama dengan jarak objek
Soalan kanta cembung
1. Sebuah objek setinggi 5 cm berada 10 cm di hadapan kanta cembung dengan panjang fokus 30 cm. Tentukan: (a) jarak imej, (b) pembesaran imej, (c) tinggi imej dan (d) ciri-ciri imej!
Kunci jawapan:
(a) s' = -15 cm
(b) m = 1,5
(c) t' = 7,5 cm
(d) sifat imej: maya, tegak, diperbesar
2. Panjang fokus kanta cembung ialah 10 cm, jarak objek dari kanta cembung ialah 15 cm dan tinggi objek ialah 2 cm. Tentukan jarak imej, pembesaran imej, ketinggian imej dan sifat-sifat imej!
Kunci jawapan:
(a) s' = 30 cm
(b) m = -2
(c) t' = -15 cm
(d) sifat-sifat imej: nyata, songsang, diperbesar
3. Peperiksaan Kebangsaan untuk Sains untuk Sekolah Menengah Rendah C4-P12 No. 13
Lihat imej berikut! Berdasarkan data yang ditunjukkan dalam imej, panjang fokus kanta ialah...
A. 4,5 cm
B. 7,5 cm
C. 10 cm
D. 12 cm
Perbincangan
Berdasarkan imej laluan cahaya, disimpulkan bahawa jenis kanta tersebut ialah kanta cembung atau kanta positif.
Adalah diketahui bahawa:
Jarak objek (s) = 20 cm
Jarak bayang (s') = 30 cm
Soalan: Panjang fokus kanta (f)
Jawapan:
Formula kanta cembung:
1/s + 1/s' = 1/f
Penjelasan formula dan peraturan tanda:
s = jarak objek (positif kerana objek dilalui oleh pancaran cahaya datang)
s' = jarak bayang-bayang (positif kerana bayang-bayang dilalui melalui pancaran cahaya atau bayang-bayang itu nyata)
f = panjang fokus (fokus kanta cembung adalah positif kerana ia melalui pancaran cahaya)
Jadi panjang fokus kanta cembung (f):
1/f = 1/20 + 1/30 = 3/60 + 2/60 = 5/60
f = 60/5 = 12 cm
Jawapan yang betul ialah D.
4. Soalan Peperiksaan Kebangsaan Sains Sekolah Menengah Rendah 2011 No. 12 – Kanta cembung
Sebuah objek berada di hadapan kanta cembung seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Jika panjang fokus kanta itu ialah 20 cm, ia akan...
Imej sesuatu objek dihasilkan dengan pembesaran...
A. 3 kali
B. 2 kali
C. 1,5 kali
D. 0,5 kali
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Panjang fokus kanta cembung (f) = 20 cm
Titik fokus kanta cembung dilalui oleh pancaran cahaya supaya panjang fokus kanta cembung adalah nyata dan mempunyai tanda positif.
Jarak objek (s) = 30 cm
Soalan: Pembesaran imej (M)
Jawapan:
Sebelum mengira pembesaran imej, hitungkan jarak imej (s') terlebih dahulu.
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60
s' = 60/1 = 60 cm
Pembesaran imej:
M = s'/s = 60 cm / 30 cm = 60/30 = 2 kali ganda
Jawapan yang betul ialah B.
5. EBTANAS-SMP-01-14
Imej yang menunjukkan laluan sinar khas yang betul dalam kanta cembung ialah...
Perbincangan
Kanta cembung juga dipanggil kanta menumpu kerana ia mengumpul cahaya. Ia dipanggil kanta positif kerana cahaya melalui titik fokus kanta cembung, menjadikannya nyata.
Sebaliknya, kanta cekung juga dipanggil kanta mencapah kerana ia menyebarkan cahaya. Ia dipanggil kanta negatif kerana titik fokus kanta cekung tidak dilalui oleh cahaya kerana
ia adalah maya.
Di samping ini ialah contoh imej pembentukan imej pada kanta cembung menggunakan tiga sinar khas.
Jawapan yang betul ialah A.
