7 Contoh Soalan Menggunakan Loupe atau Kanta Pembesar
1. Tinggi objek apabila diperhatikan terus dari titik dekat mata normal ialah 2 mm. Objek tersebut kemudiannya diperhatikan menggunakan kanta pembesar . Jika jarak objek di hadapan kanta pembesar ialah 10 cm, apakah ketinggian imej objek yang dibentuk oleh kanta pembesar itu? Titik dekat mata normal ialah 25 cm.
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Tinggi objek (t) = 2 mm
Titik berhampiran mata normal (N) = 25 cm
Jarak objek (s) = 10 cm
Ditanya: Sudut pembesaran loup (M)
Jawapan:
M = N / s
M = 25 cm / 10 cm
M = 2,5 kali ganda
Tinggi imej objek yang dibentuk oleh loup ialah 2,5 x 2 mm = 5 mm.
2. Seorang yang mempunyai mata normal menggunakan kanta pembesar dengan panjang fokus 25 cm untuk membaca tulisan yang sangat kecil. Tentukan pembesaran sudut kanta pembesar apabila: (a) mata berada pada akomodasi maksimum, (b) mata berada pada akomodasi minimum.
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Titik dekat mata (N) = 25 cm
Panjang fokus kanta pembesar (f) = 25 cm (positif kerana kanta pembesar itu kanta cembung)
Jawapan:
(a) Pembesaran sudut (M) kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi maksimum
Formula untuk pembesaran sudut kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi maksimum:
M = (N/f) + 1
M = (25 sm / 25 sm) + 1
M = 1 + 1
M = 2 kali ganda
Apabila mata berada pada akomodasi maksimum, objek kelihatan dua kali ganda lebih besar. Contohnya, ketinggian objek apabila diperhatikan terus dari titik dekat mata ialah 1 cm. Apabila diperhatikan melalui kanta pembesar dengan mata berada pada akomodasi maksimum, ketinggian imej objek ialah 2 x 1 cm = 2 cm.
(b) Pembesaran sudut (M) kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi minimum
Formula untuk pembesaran sudut kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi minimum:
M = N / f
M = (25 sm / 25 sm)
M = 1
M = 1 kali ganda
Saiz objek apabila diperhatikan melalui kanta pembesar di mana mata berada pada akomodasi minimum adalah sama dengan saiz objek apabila diperhatikan terus dari titik dekat mata.
3. Tinggi objek apabila diperhatikan dari titik dekat mata normal ialah 1 cm. Kirakan tinggi imej apabila diperhatikan melalui kanta pembesar dengan panjang fokus 10 cm apabila: (a) mata berada pada akomodasi maksimum, (b) mata berada pada akomodasi minimum.
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Tinggi objek (t) = 1 cm
Panjang fokus kanta pembesar (f) = 10 cm
Titik berhampiran mata normal (N) = 25 cm
Jawapan:
(a) Ketinggian bayang-bayang objek apabila mata berada pada akomodasi maksimum
Formula untuk pembesaran sudut kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi maksimum:
M = (N/f) + 1
M = (25 sm / 10 sm) + 1
M = 2,5 + 1
M = 3,5 kali ganda
Tinggi bayang-bayang objek apabila diperhatikan menggunakan kanta pembesar apabila mata berada pada akomodasi maksimum = 3,5 x 1 cm = 3,5 cm
(b) Ketinggian bayang-bayang objek apabila mata berada pada akomodasi minimum
Formula untuk pembesaran sudut kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi minimum:
M = N/f
M = 25 cm / 10 cm
M = 2,5 kali ganda
Tinggi bayang-bayang objek apabila diperhatikan menggunakan kanta pembesar apabila mata berada pada akomodasi minimum = 2,5 x 1 cm = 2,5 cm
4. Seorang pelajar menggunakan kanta pembesar untuk memerhatikan suatu objek. Apabila mata pelajar berada pada akomodasi minimum, objek tersebut mengalami pembesaran sudut 5x. Jika titik dekat mata normal ialah 25 cm, apakah panjang fokus kanta pembesar tersebut?
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Pembesaran sudut (M) = 5 kali ganda
Titik berhampiran mata normal (N) = 25 cm
Ditanya: Panjang fokus kanta pembesar
Jawapan:
Formula untuk pembesaran sudut kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi minimum:
M = N/f
5 = 25 cm / f
f = 25 cm / 5
f = 5 cm
Panjang fokus kanta pembesar ialah 5 cm.
5. Seekor nyamuk dilihat oleh seseorang dengan kanta pembesar yang mempunyai panjang fokus 15 cm. Jika jarak bacaan normal orang itu ialah 30 cm, maka pembesaran maksimum kanta pembesar itu ialah...
A. 1,5 kali
B. 2,0 kali
C. 3,0 kali
D. 4,0 kali
E. 4,5 kali
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Titik berhampiran mata normal (N) = 30 cm
Panjang fokus kanta pembesar (f) = 15 cm (positif kerana kanta pembesar ialah kanta cembung)
Soalan: Pembesaran maksimum kanta pembesar
Jawapan:
Pembesaran maksimum berlaku apabila mata berada pada akomodasi maksimum. Pembesaran sudut kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi maksimum:
M = (N/f) + 1
M = (30 sm / 15 sm) + 1
M = 2 + 1
M = 3 kali ganda
Jawapan yang betul ialah C.
6. Sebuah kanta pembesar dengan kuasa 20 diopter digunakan oleh seorang pemerhati dengan jarak bacaan normal 25 cm. Jika pemerhatian dibuat dengan mata yang tidak dapat menampung, pembesaran yang terhasil ialah…
A. 2 kali
B. 4 kali
C. 5 kali
D. 6 kali
E. 8 kali
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Titik berhampiran mata normal (N) = 25 cm
Kuasa kaca pembesar (P) = 20 diopter
Ditanya: Pembesaran minimum kanta pembesar
Jawapan:
Panjang fokus pembesar:
P = 1/f
20 = 1/f
f = 1/20 = 0,05 meter = 5 cm
Pembesaran sudut kaca pembesar apabila mata berada pada akomodasi minimum:
M = N / f
M = (25 sm / 5 sm)
M = 5 kali ganda
Jawapan yang betul ialah C.
7. Jika kita memerhatikan objek menggunakan kanta pembesar dengan mata berada pada akomodasi maksimum, maka kedudukan objek yang betul ialah...
Perbincangan
Penginapan mata itu pelarasan panjang fokus kanta Mata. Untuk melihat objek dengan jelas pada jarak yang berbeza-beza dari mata, otot mata (otot silia) mengubah kelengkungan kanta, mengubah panjang fokus mata. Panjang fokus kanta berubah bergantung pada jarak objek dari mata. Untuk melihat objek yang jauh, otot mata mengendur, menipiskan kanta dan membentuk imej objek terus pada retina. Apabila otot mata relaks atau tenang, mata akan mengakomodasi secara minimum.
Sebaliknya, untuk melihat objek yang dekat, otot mata mengecut, menebalkan kanta, memendekkan panjang fokus dan meletakkan imej di belakang titik fokus (retina). Jarak terdekat dengan mata yang boleh difokuskan oleh mata dipanggil titik dekat. Manusia purata mempunyai titik dekat 25 cm. Apabila mata memfokuskan pada objek pada titik dekat (25 cm), mata akan mengakomodasi secara maksimum.
Saiz objek yang kita lihat bergantung pada sudut yang dibentuk oleh objek tersebut dengan mata kita. Objek yang berada jauh membentuk sudut kecil dengan mata kita, menjadikannya kelihatan lebih kecil, walaupun sebenarnya besar. Sebaliknya, objek yang dekat dengan mata kita membentuk sudut yang lebih besar, menjadikannya kelihatan lebih besar. Contohnya, terdapat dua batu yang sama saiz, salah satunya berada 50 cm dari mata kita dan yang satu lagi 100 cm dari mata kita. Batu-batu tersebut bersaiz sama, tetapi kerana jarak antara keduanya berbeza, batu yang 50 cm dari mata kita adalah dua kali ganda lebih besar daripada batu yang 100 cm dari mata kita. Jika kita ingin melihat objek dengan lebih jelas, kita mesti mendekatkannya ke mata kita, dan jarak terdekat di mana mata kita masih dapat melihat dengan jelas ialah 25 cm. Bagaimana jika, selepas mendekatkan objek itu ke mata kita pada jarak 25 cm, mata kita masih tidak dapat melihatnya dengan jelas? Contohnya, huruf yang sangat kecil, walaupun didekatkan pada jarak 25 cm, mata kita tidak dapat melihatnya dengan jelas. Untuk mengatasi masalah ini, kanta pembesar atau lup diperlukan.
Kanta pembesar atau pembesar ringkas sebenarnya terdiri daripada dua kanta cembung, juga dikenali sebagai kanta menumpu, pada kedua-dua permukaan. Kanta jenis ini dipanggil kanta cembung berganda. Kanta pembesar membolehkan kita meletakkan objek lebih dekat dengan mata kita, sekali gus mewujudkan sudut pandangan yang lebih besar. Agar mata dapat mengakomodasi secara minimum atau mengendur, imej objek mestilah berada pada infiniti. Ini boleh berlaku jika objek berada terus pada titik fokus kaca pembesar, seperti yang ditunjukkan dalam jawapan C. Sebaliknya, jika mata mengakomodasi secara maksimum, imej mestilah berada pada jarak sekurang-kurangnya 25 cm dari mata. Ini boleh berlaku jika objek berada di dalam titik fokus kaca pembesar, seperti yang ditunjukkan dalam jawapan D.
Jawapan yang betul ialah D.
Sumber soalan:
Soalan Fizik Peperiksaan Kebangsaan untuk Sekolah Menengah Atas/Sekolah Menengah Vokasional
