Contoh soalan mikroskop

8 Contoh Soalan Mikroskop

1. A mikroskop terdiri daripada dua kanta cembung. Kanta cembung yang dekat dengan objek atau objek dipanggil kanta objektif dan kanta cembung yang dekat dengan mata pemerhati dipanggil kanta okular. Panjang fokus kanta objektif ialah 2 cm dan panjang fokus kanta okular ialah 5 cm. Jarak antara kanta objektif dan kanta okular ialah 30 cm. Jika mata pemerhati adalah normal dan mempunyai akomodasi minimum, tentukan: (a) pembesaran jumlah mikroskop, (b) jarak objek dari kanta objektif.
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Panjang fokus kanta objektif (f_ob) = 2cm
Panjang fokus kanta kanta mata (f_ok) = 5cm
Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata (l) = 30 cm
Titik berhampiran mat normal (N) = 25 cm
Jawapan:
(a) Pembesaran penuh mikroskop
Formula pembesaran total untuk mikroskop:
M = m_ob M_ok
Penerangan: M = pembesaran keseluruhan mikroskop, m_ob = pembesaran linear kanta objektif, M_ok = pembesaran sudut kanta kanta mata.
 
Pembesaran linear kanta objektif apabila mata berada pada akomodasi minimum (m_ob):
Jarak imej dari kanta objektif (s_ob') :
s_ob' = l – f_ok = 30 cm – 5 cm = 25 cm
Jarak objek dari kanta objektif (s_ob):

Kanta objektif ialah kanta cembung jadi panjang fokus kanta adalah positif. Imej adalah nyata jadi jarak imej (s) ialah_ob') ditanda positif.

Pembesaran linear kanta objektif:

Pembesaran sudut kanta okular apabila mata berada pada akomodasi minimum (M_ok):
M_ok = N / f_ok = 25 cm / 5 cm = 5 kali ganda

Pembesaran penuh mikroskop:
M = m_ob M_ok = (12,5)(5) = 62,5 darab

(b) Jarak objek dari kanta objektif (s)_ob)
Jarak objek dari kanta objektif telah diperoleh dalam pengiraan sebelumnya.
Jarak objek dari kanta objektif ialah 2 cm.

2. Seorang yang mempunyai mata normal menggunakan mikroskop cahaya ringkas untuk memerhatikan objek. Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata ialah 15 cm. Kanta objektif mempunyai pembesaran linear sebanyak 5 kali dan kanta kanta mata mempunyai pembesaran sudut sebanyak 20 kali. Jika mata berada pada akomodasi minimum, tentukan: (a) jumlah pembesaran mikroskop, (b) panjang fokus kanta kanta mata, (c) panjang fokus kanta objektif.
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Pembesaran linear kanta objektif (m_ob) = 5 kali ganda
Pembesaran sudut kanta kanta mata (M_ok) = 20 kali ganda
Titik berhampiran mata normal (N) = 25 cm
Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata = Panjang mikroskop (l) = 15 cm
Jawapan:
(a) Pembesaran penuh mikroskop (M)
Formula pembesaran total untuk mikroskop:
M = m_ob M_ok
Pembesaran penuh mikroskop:
M = (5)(20) = 100 kali ganda

(b) Panjang fokus kanta kanta mata (f_ok)
Formula untuk pembesaran sudut kanta kanta mata (M_ok) mikroskop apabila mata berada pada akomodasi minimum:
M_ok = N / f_ok
Ubah suai formula ini untuk mengira panjang fokus kanta kanta mata (f_ok):
f_ok = N / M_ok = 25 cm / 20 = 1,25 cm

(c) Panjang fokus kanta objektif (f_ob)
Formula untuk pembesaran linear kanta objektif (m_ob) jenis mikroskop akomodasi minimum mata:

Tanda negatif yang menunjukkan bahawa imej itu terbalik diabaikan daripada formula ini.
Jarak imej sebenar dari kanta objektif (s_ob') :
s_ob' = l – f_ok = 15 cm – 1,25 cm = 13,75 cm
Jarak objek dari kanta objektif (s_ob):

Panjang fokus kanta objektif (f_ob):

Panjang fokus kanta objektif ialah 2,29 cm
Kanta objektif ialah kanta cembung jadi panjang fokus kanta adalah positif. Imej adalah nyata jadi jarak imej (s) ialah_ob') ditanda positif.

Jarak objek_ob = 2,75 cm) sedikit lebih besar daripada panjang fokus kanta objektif (f_ob = 2,29 cm). Ini selaras dengan fakta bahawa objek yang diperhatikan menggunakan mikroskop mesti diletakkan berhampiran titik fokus kanta objektif supaya kanta objektif menghasilkan imej nyata yang mempunyai pembesaran linear maksimum.

3. Perhatikan imej laluan sinar cahaya yang membentuk imej pada mikroskop berikut. Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata mikroskop ialah…

A. 20 cm
B. 24 cm
C. 25 cm
D. 27 cm
E. 29 cm

Perbincangan
mikroskop digunakan untuk melihat objek yang sangat kecil atau objek yang tidak dapat dilihat secara langsung dengan mata. Mikroskop paling ringkas terdiri daripada dua kanta menumpu, juga dikenali sebagai kanta cembung. Kanta yang paling dekat dengan objek dipanggil kanta objektifKanta yang berdekatan dengan mata dipanggil kanta kanta mata atau kanta mataKanta objektif berfungsi untuk menghasilkan imej nyata. Imej nyata yang dihasilkan oleh kanta objektif dilihat sebagai objek oleh kanta kanta mata. Kanta kanta mata kemudiannya membesarkan imej supaya ia dapat dilihat dengan jelas oleh mata.

Dikenali :
Panjang fokus kanta objektif (f_ob) = 1,8 cm (fokus positif kerana kanta adalah menumpu/cembung)
Panjang fokus kanta kanta mata (f_ok) = 6 cm (fokus positif kerana kanta adalah menumpu/cembung)
Jarak objek dari kanta objektif (s_ob) = 2 cm (jarak objek positif kerana cahaya melalui objek)
Ditanya Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata dari mikroskop (panjang tiub = l)
Jawab :

Jarak imej dari kanta objektif (s_ob') :
1 / s_ob + 1/s_ob' = 1/f_ob
1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob
1 / s_ob' = 1/1,8- 1/2 = 10/18- 9/18 = 1/18
s_ob' = 18 cm
Imej yang dibentuk oleh kanta objektif berada betul-betul pada titik fokus pertama kanta kanta mata, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas.

Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata (panjang tiub = l) :
l = s_ob' + f_ok = 18 cm + 6 cm = 24 cm
Jawapan yang betul ialah B.

3. Perhatikan gambar rajah pembentukan imej berikut pada mikroskop. Jarak objek dari kanta objektif ialah 1,1 cm, panjang fokus objektif ialah 1 cm, dan panjang fokus kanta mata ialah 5 cm. Pembesaran imej pada mikroskop ialah…

A. 25 kali
B. 30 kali
C. 40 kali
D. 50 kali
E. 55 kali

Perbincangan
Dikenali :
Jarak objek dari kanta objektif (s_ob) = 1,1 cm (jarak objek positif kerana cahaya melalui objek)
Panjang fokus kanta objektif (f_ob) = 1 cm (fokus positif kerana kanta adalah menumpu/cembung)
Panjang fokus kanta kanta mata (f_ok) = 5 cm (fokus positif kerana kanta adalah menumpu/cembung)
Ditanya Pembesaran imej mikroskop (M)
Jawab :
Pembesaran keseluruhan mikroskop ialah hasil darab pembesaran kanta objektif (m_ob) dan pembesaran sudut kanta kanta mata (M_ok).
 
Pembesaran kanta objektif
Formula pembesaran kanta objektif (m_ob) :
m_ob =h_ob'/j_ob =s_ob'/s_ob = (l – f_ok)/s_ob
Penerangan:
h_ob' = ketinggian imej yang dibentuk oleh kanta objektif
h_ob = ketinggian objek
s_ob' = jarak imej dari kanta objektif
s_ob = jarak objek dari kanta objektif
f_ok = fokus kanta kanta mata
l = panjang tiub = jarak antara dua kanta = jarak imej yang dibentuk oleh kanta objektif (s)_ob') + panjang fokus kanta kanta mata (f_ok)
Jarak imej dari kanta objektif (s_ob') :
Mula-mula kira jarak imej dari kanta objektif.
1 / s_ob + 1/s_ob' = 1/f_ob
1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob
1 / s_ob' = 1/1- 1/1,1 = 11/11 – 10/11 = 1/11
s_ob' = 11 cm
Imej yang dibentuk oleh kanta objektif berada betul-betul pada titik fokus pertama kanta kanta mata, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas.
Pembesaran kanta objektif (m_ob) :
m_ob =s_ob'/s_ob = 11 cm / 1,1 cm = 10
 
Pembesaran kanta kanta mata
Jika mata berada pada akomodasi minimum atau mata relaks, di mana imej yang dibentuk oleh kanta kanta mata berada pada jarak yang tidak terhingga seperti yang ditunjukkan dalam imej berhampiran kanta kanta mata di atas (dua garis lurus selari) maka formula untuk pembesaran sudut kanta kanta mata (M_ok) ialah:
M_ok = N / f_ok
Penerangan:
N = titik berhampiran mata normal (25 cm)
f_ok = panjang fokus kanta kanta mata = 5 cm
Pembesaran sudut kanta kanta mata (M_ok) :
M_ok = N / f_ok = 25 cm / 5 cm = 5

Pembesaran penuh mikroskop
M = m_ob x M_ok = 10 x 5 = 50
Jawapan yang betul ialah D.

5. Perhatikan gambar rajah pembentukan imej berikut menggunakan mikroskop!

Jika pancaran cahaya yang keluar dari kanta kanta mata adalah pancaran selari, dan mata yang memerhati mempunyai penglihatan normal, maka pembesaran mikroskop ialah …. (Sn = 25 cm)

A. 10 kali

B. 18 kali

C. 22 kali

D. 30 kali

E. 50 kali

Perbincangan

Adalah diketahui bahawa:

Panjang fokus kanta objektif (f_ob) = 2cm

Jarak objek dari kanta objektif (s_ob) = 2,2cm

Titik dekat normal (N) = 25 cm

Panjang fokus kanta kanta mata (f_ok) = 25cm

Ditanya: M

Jawapan:

Jika imej akhir adalah jauhnya terhingga, mata akan menampung secara minimum, sebaliknya, jika imej itu jauhnya terhingga, mata akan menampung secara maksimum. Imej akhir dalam imej di atas menunjukkan imej yang jauhnya terhingga, jadi mata akan menampung secara minimum.

Mula-mula kira jarak imej dari kanta objektif (s_ob'). Kanta objektif ialah kanta cembung, oleh itu jarak imej dikira menggunakan formula kanta cembung. Panjang fokus kanta cembung adalah positif kerana titik fokus kanta cembung ialah tempat cahaya melaluinya.

1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob = 1/2 – 1/2,2 = 11/22 – 10/22 = 1/22

s_ob' = 22/1 = 22 cm

Jadi pembesaran imej mikroskop ialah:

Jawapan yang betul ialah A.

6. Perhatikan imej laluan pancaran cahaya yang membentuk imej pada mikroskop berikut:

Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata mikroskop ialah…

A. 20 cm

B. 24 cm

C. 25 cm

D. 27 cm

E. 29 cm

Perbincangan

Mikroskop digunakan untuk melihat objek yang sangat kecil atau objek yang tidak dapat dilihat dengan jelas dengan mata kasar. Mikroskop yang paling ringkas terdiri daripada dua kanta menumpu, juga dikenali sebagai kanta cembung. Kanta yang paling dekat dengan objek dipanggil kanta menumpu. kanta objektifKanta yang berdekatan dengan mata dipanggil kanta kanta mata atau kanta mataKanta objektif berfungsi untuk menghasilkan imej nyata. Imej nyata yang dihasilkan oleh kanta objektif dilihat sebagai objek oleh kanta kanta mata. Kanta kanta mata kemudiannya membesarkan imej supaya ia dapat dilihat dengan jelas oleh mata.

Dikenali :

Panjang fokus kanta objektif (f_ob) = 1,8 cm (fokus positif kerana kanta adalah menumpu/cembung)

Panjang fokus kanta kanta mata (f_ok) = 6 cm (fokus positif kerana kanta adalah menumpu/cembung)

Jarak objek dari kanta objektif (s_ob) = 2 cm (jarak objek positif kerana cahaya melalui objek)

Ditanya Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata dari mikroskop (panjang tiub = d)

Jawab :

Jarak imej dari kanta objektif (s_ob') :

1 / s_ob + 1/s_ob' = 1/f_ob

1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob

1 / s_ob' = 1/1,8 – 1/2 = 10/18 – 9/18 = 1/18

s_ob' = 18 cm

Imej yang dibentuk oleh kanta objektif berada betul-betul pada titik fokus pertama kanta kanta mata, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas.

Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata (panjang tiub = d) :

l = s_ob' + f_ok = 18 cm + 6 cm = 24 cm

Jawapan yang betul ialah B.

7. Lihat gambar rajah pembentukan imej berikut pada mikroskop.

Jarak objek dari kanta objektif ialah 1,1 cm, panjang fokus objektif ialah 1 cm dan panjang fokus kanta mata ialah 5 cm, jadi pembesaran imej mikroskop ialah...

A. 25 kali

B. 30 kali

C. 40 kali

D. 50 kali

E. 55 kali

Perbincangan

Dikenali :

Jarak objek dari kanta objektif (s_ob) = 1,1 cm (jarak objek positif kerana cahaya melalui objek)

Panjang fokus kanta objektif (f_ob) = 1 cm (fokus positif kerana kanta adalah menumpu/cembung)

Panjang fokus kanta kanta mata (f_ok) = 5 cm (fokus positif kerana kanta adalah menumpu/cembung)

Ditanya Pembesaran imej mikroskop (M)

Jawab :

Pembesaran keseluruhan mikroskop ialah hasil darab pembesaran linear kanta objektif (m_ob) dan pembesaran sudut kanta kanta mata (M_ok).

Pembesaran kanta objektif

Formula untuk pembesaran linear kanta objektif (m_ob) :

m_ob =h_ob'/j_ob =s_ob'/s_ob = (l – f_ok)/s_ob

Penerangan:

h_ob' = ketinggian imej yang dibentuk oleh kanta objektif

h_ob = ketinggian objek

s_ob' = jarak imej dari kanta objektif

s_ob = jarak objek dari kanta objektif

f_ok = fokus kanta kanta mata

l = panjang tiub = jarak antara dua kanta = jarak imej yang dibentuk oleh kanta objektif (s)_ob') + panjang fokus kanta kanta mata (f_ok)

Jarak imej dari kanta objektif (s_ob') :

Mula-mula kira jarak imej dari kanta objektif.

1 / s_ob + 1/s_ob' = 1/f_ob

1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob

1 / s_ob' = 1/1 – 1/1,1 = 11/11 – 10/11 = 1/11

s_ob' = 11 cm

Imej yang dibentuk oleh kanta objektif berada betul-betul pada titik fokus pertama kanta kanta mata, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas.

Pembesaran kanta objektif (m_ob) :

m_ob =s_ob'/s_ob = 11 cm / 1,1 cm = 10

Pembesaran kanta kanta mata

Jika mata berada pada akomodasi minimum atau mata relaks, di mana imej yang dibentuk oleh kanta kanta mata berada pada jarak yang tidak terhingga seperti yang ditunjukkan dalam imej berhampiran kanta kanta mata di atas (dua garis lurus selari) maka formula untuk pembesaran sudut kanta kanta mata (M_ok) ialah:

M_ok = N / f_ok

Penerangan:

N = titik berhampiran mata normal (25 cm)

f_ok = panjang fokus kanta kanta mata = 5 cm

Pembesaran sudut kanta kanta mata (M_ok) :

M_ok = N / f_ok = 25 cm / 5 cm = 5

Pembesaran penuh mikroskop

M = m_ob x M_ok = 10 x 5 = 50

Jawapan yang betul ialah D.

8. Perhatikan imej laluan pancaran cahaya yang membentuk imej pada mikroskop berikut:

Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata mikroskop ialah….

A. 20 cm

B. 24 cm

C. 25 cm

D. 27 cm

E. 29 cm

Perbincangan

Adalah diketahui bahawa:

Jarak objek dari kanta objektif (s_ob) = 2cm

Panjang fokus kanta objektif (f_ob) = 1,8cm

Jarak imej sebenar dari kanta kanta mata (s_ok) = 6cm

Panjang fokus kanta kanta mata (f_ok) = 6cm

Ditanya: Jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata (panjang tiub mikroskop)

Jawapan:

Perhatikan imej di atas. Apabila mata berada pada akomodasi minimum, imej akhir yang dibentuk oleh kanta kanta mata adalah pada infiniti. Agar imej akhir yang dihasilkan oleh kanta kanta mata berada pada infiniti, imej nyata yang dihasilkan oleh kanta objektif mestilah berada pada titik fokus kanta kanta mata. Oleh itu, jarak antara kanta objektif dan kanta kanta mata (l) = jarak imej nyata dari kanta objektif (s)_ob') + panjang fokus kanta kanta mata (f_ok).

Jarak imej sebenar dari kanta objektif (s_ob') :

1 / s_ob + 1/s_ob' = 1/f_ob

1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob

1 / s_ob' = 1/1,8 – 1/2

1 / s_ob' = 10/18 – 9/18 = 1/18

s_ob' = 18 cm

Jarak antara kanta objektif dan kanta okular (panjang tiub mikroskop):

l = s_ob' + f_ok

l = 18 cm + 6 cm

l = 24 cm

Jawapan yang betul ialah B.

Sumber soalan:

Soalan Fizik Peperiksaan Kebangsaan untuk Sekolah Menengah Atas/Sekolah Menengah Vokasional

Sumber soalan:

Soalan Fizik Peperiksaan Kebangsaan untuk Sekolah Menengah Atas/Sekolah Menengah Vokasional