Artikel tentang gambar rajah sinar untuk kanta mencapah (cekung)
Jika sesuatu objek berada di satu sisi kanta cekung, kanta cekung boleh membentuk imej objek tersebut. Jika kedudukan objek di satu sisi kanta cekung diketahui, bagaimana untuk melukis pembentukan imej objek tersebut? Katakan sesuatu objek berada di sebelah kiri kanta cekung, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Garisan oren = kanta cekung
Garis biru = paksi utama
Anak panah (hijau) = objek
F 1 = panjang fokus 1 dan F 2 = panjang fokus 2
Rajah imej objek diperoleh dengan melukis semua pancaran cahaya yang melalui objek, tetapi ini kurang praktikal kerana akan terdapat banyak garis yang mewakili pancaran cahaya. Untuk memudahkan, hanya beberapa pancaran cahaya dipilih untuk mewakili semua pancaran cahaya yang melalui objek. Memandangkan peristiwa ini melibatkan pembiasan cahaya, hukum pembiasan cahaya mesti dipatuhi semasa melukis pembentukan imej.
Tiga pancaran cahaya atau tiga sinar
Ray 1:
Sinar 1 yang sampai ke kanta cekung dilukis selari dengan paksi utama dan menyentuh tepi atas objek,
kemudian dibiaskan oleh kanta cekung, di mana pancaran cahaya membias seolah-olah datang dari titik fokus. Sinar yang masuk dan sinar biasan yang mesti memenuhi hukum pembiasan cahaya.
Ray 2:
Sinar 2 yang datang ke arah kanta cekung dilukis seolah-olah menuju ke titik fokus dan menyentuh hujung atas objek,
kemudian dibiaskan oleh kanta cekung, di mana pancaran cahaya yang dibiaskan mestilah selari dengan paksi utama. Sinar yang masuk dan sinar biasan yang ditarik mesti memenuhi hukum pembiasan cahaya.
Ray 3:
Sinar 3 yang datang ke kanta cekung dilukis melepasi titik persilangan kanta cekung dan paksi utama.
Pembentukan imej (dua sinar)
Pembentukan imej boleh dilukis menggunakan hanya dua sinar, seperti yang ditunjukkan di bawah. Jika menggunakan dua sinar, terdapat tiga rajah pembentukan imej yang mungkin.
Sinar 1 dan 2
Sinar 1 dan 3
Sinar 2 dan 3
Lukis pembentukan imej hanya menggunakan dua sinar yang perlu dilaraskan dengan jarak objek dari kanta cekung. Jika jarak objek dari kanta cekung adalah seperti dalam rajah di atas, terdapat tiga cara untuk melukis pembentukan imej hanya menggunakan dua sinar. Jika jarak objek dari kanta cekung berbeza daripada rajah di atas,
contohnya, objek berada di antara titik fokus dan kanta, maka tidak perlu tiga cara untuk melukis pembentukan imej, mungkin hanya ada dua cara untuk melukis.
Jika anda melukis pembentukan imej dengan kanta cekung, anda boleh memilih satu kaedah dan tidak perlu menggunakan dua atau tiga cara.
Pembentukan imej (tiga sinar)
Pembentukan imej boleh dilukis menggunakan tiga sinar, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Jika jarak objek dari kanta cekung tidak seperti dalam rajah di atas, contohnya, objek berada di antara kanta cekung dan titik fokus,
atau objek berada di antara titik fokus dan pusat kelengkungan kanta cekung, maka pembentukan imej tidak perlu dilukis menggunakan tiga cara seperti rajah di atas. Hanya terdapat dua cara untuk melukis pembentukan imej.
Sila perhatikan contoh imej pembentukan imej oleh kanta cekung, di mana jarak objek dari kanta cekung berbeza-beza, berkenaan dengan pembentukan imej oleh kanta cekung.
10 soalan dan jawapan konseptual tentang gambar rajah sinar untuk kanta mencapah (cekung).
1. Apakah tujuan gambar rajah sinar dalam konteks kanta mencapah?
Gambar rajah sinar ialah gambaran skematik yang menunjukkan bagaimana sinar cahaya berubah arah apabila ia melalui kanta. Dalam konteks kanta mencapah, ia menggambarkan bagaimana sinar cahaya datang mencapah selepas melalui kanta dan bagaimana ia kelihatan berasal dari satu titik di sisi kanta yang sama dengan cahaya yang masuk (titik fokus).
2. Apakah sinar piawai yang digunakan untuk melukis gambarajah sinar bagi kanta mencapah?
Tiga sinar piawai digunakan:
- Sinar pertama bergerak selari dengan paksi utama dan kemudian kelihatan berasal dari titik fokus selepas pembiasan.
- Sinar kedua melalui terus melalui pusat kanta tanpa dibiaskan.
- Sinar ketiga dihalakan ke arah titik fokus di seberang kanta dan muncul selari dengan paksi utama.
3. Bagaimanakah imej yang dibentuk oleh kanta mencapah berbeza dalam gambar rajah sinar berbanding kanta menumpu?
Dalam gambar rajah sinar, kanta mencapah sentiasa membentuk imej maya, tegak dan terkecil yang terletak di sisi kanta yang sama dengan objek. Sebaliknya, kanta menumpu boleh membentuk imej nyata dan songsang (jika objek berada di luar titik fokus) atau imej maya dan tegak (jika objek lebih dekat daripada titik fokus).
4. Mengapakah imej yang dibentuk oleh kanta mencapah sentiasa maya seperti yang dilihat dalam gambar rajah sinar?
Dalam gambar rajah sinar untuk kanta mencapah, sinar yang dibiaskan mencapah dan sebenarnya tidak bertemu di sisi kanta yang lain. Sebaliknya, ia kelihatan berasal dari titik di sisi kanta yang sama dengan objek, yang menghasilkan imej maya.
5. Bagaimanakah pembesaran imej boleh ditentukan daripada gambarajah sinar kanta mencapah?
Pembesaran imej boleh ditentukan daripada gambar rajah sinar dengan membandingkan ketinggian imej (diambil dari paksi utama ke bahagian atas imej) dengan ketinggian objek. Dalam kes kanta mencapah, imej akan sentiasa lebih kecil daripada objek, menunjukkan pembesaran kurang daripada 1.
6. Apakah peranan paksi utama dalam gambarajah sinar kanta mencapah?
Paksi utama dalam gambar rajah sinar ialah garis yang melalui pusat kanta dan berserenjang dengan kanta. Ia berfungsi sebagai garis rujukan untuk menjejaki laluan sinar cahaya dan mencari objek, imej dan titik fokus.
7. Bagaimanakah titik fokus diwakili dalam gambar rajah sinar kanta mencapah?
Dalam gambar rajah sinar, titik fokus kanta mencapah diwakili sebagai titik di mana sinar cahaya yang selari dengan paksi utama kelihatan mencapah selepas melalui kanta. Titik ini terletak di sisi kanta yang sama dengan cahaya yang masuk.
8. Dalam gambar rajah sinar untuk kanta mencapah, bagaimanakah jarak antara kanta dan imej berkaitan dengan jarak objek dan panjang fokus?
Hubungan ini diberikan oleh formula kanta 1/f = 1/v – 1/u, dengan f ialah panjang fokus, v ialah jarak imej, dan u ialah jarak objek. Oleh kerana kanta mencapah mempunyai panjang fokus negatif, jarak imej juga negatif, menunjukkan bahawa imej terbentuk pada sisi kanta yang sama dengan objek.
9. Bagaimanakah lokasi imej boleh diramalkan menggunakan gambar rajah sinar untuk kanta mencapah?
Lokasi imej boleh diramalkan dengan memanjangkan sinar-sinar yang dibiaskan ke belakang pada sisi objek sehingga ia bertemu. Titik di mana pemanjangan sinar-sinar ini bersilang ialah lokasi imej.
10. Apakah yang berlaku kepada imej dalam gambar rajah sinar apabila objek bergerak lebih dekat kepada kanta mencapah?
Apabila objek bergerak mendekati kanta mencapah, imej juga bergerak mendekati kanta tetapi kekal pada sisi yang sama. Selain itu, saiz imej menjadi lebih kecil apabila objek semakin dekat dengan kanta.
