NOTA SAINS TINGKATAN 1 BAB 8
Bab 8: Cahaya dan Optik
Terokai rahsia warna, cermin, dan keajaiban cahaya! 💡
Penggunaan Cermin
Imej Sahih vs Imej Maya
- Imej Sahih: Imej yang boleh terbentuk (terpapar) pada skrin.
- Imej Maya: Imej yang tidak boleh terbentuk pada skrin (seperti imej anda di dalam cermin muka).
Jenis-jenis Cermin
🪞 Cermin Satah
Permukaan rata. Memantulkan cahaya dengan sekata.
- Saiz imej sama dengan saiz objek.
- Jarak objek sama dengan jarak imej.
- Imej tegak dan songsang sisi (kiri jadi kanan).
- Contoh: Cermin solek biasa, cermin periskop.
🥄 Cermin Cekung
Melengkung ke dalam (seperti bahagian dalam sudu).
- Memfokuskan cahaya.
- Imej kelihatan lebih besar (membesarkan imej).
- Contoh: Cermin doktor gigi, pemantul lampu suluh.
🛡️ Cermin Cembung
Melengkung ke luar (seperti bahagian belakang sudu).
- Mencapahkan cahaya.
- Memberikan medan penglihatan yang lebih luas. Imej lebih kecil.
- Contoh: Cermin sisi kereta, cermin keselamatan di selekoh tajam/kedai.
Sifat dan Pantulan Cahaya
⚡ Sifat Cahaya
- Cahaya bergerak lurus.
- Kelajuan cahaya adalah sangat laju, iaitu 3 × 108 m/s (jauh lebih laju daripada bunyi. Sebab itu kita nampak kilat dahulu sebelum dengar guruh).
- Apabila cahaya dihalang oleh objek legap, bayang-bayang akan terbentuk.
📐 Pantulan Cahaya
Cahaya akan dipantulkan apabila memukul permukaan yang legap, berkilat dan rata (seperti cermin).
Sudut Tuju (i) = Sudut Pantulan (r)
Sinar tuju, sinar pantulan, dan garis normal semuanya berada pada satah yang sama.
Pembiasan Cahaya
Terjadi apabila cahaya berubah arah (bengkok) semasa bergerak merentasi dua medium yang berbeza ketumpatan.
| Kurang Tumpat → Lebih Tumpat (Contoh: Dari Udara ke Kaca/Air) |
Lebih Tumpat → Kurang Tumpat (Contoh: Dari Kaca/Air ke Udara) |
|---|---|
| Cahaya bergerak lebih perlahan. | Cahaya bergerak lebih laju. |
| Sinar biasan membengkok MENDUKATI garis normal. | Sinar biasan membengkok MENJAUHI garis normal. |
💡 Fenomena Pembiasan dalam Kehidupan
- Dasar kolam renang atau sungai kelihatan lebih cetek daripada kedalaman sebenar.
- Penyedut minuman (straw) kelihatan bengkok di dalam gelas berisi air.
- Huruf pada buku kelihatan lebih besar apabila dilihat melalui bongkah kaca tebal.
Penyebaran dan Penyerakan
🌈 Penyebaran Cahaya
Penyebaran cahaya putih kepada 7 warna spektrum (Pelangi) apabila melalui sebuah prisma kaca.
- Tujuh warna: Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Indigo, Ungu. (Mak Jual Kacang Hijau Bersama Ikan Ungu)
- Merah: Paling laju, paling kurang terbias.
- Ungu: Paling perlahan, paling banyak terbias.
- Contoh semula jadi: Pembentukan pelangi selepas hujan. Titisan air bertindak sebagai prisma.
⛅ Penyerakan Cahaya
Fenomena apabila cahaya dihalang dan diserakkan ke semua arah oleh debu, zarah udara, dan wap air di atmosfera.
- Waktu Siang (Langit Biru): Cahaya biru (panjang gelombang pendek) diserakkan paling banyak oleh zarah udara ke mata kita.
- Waktu Senja (Langit Kemerahan): Cahaya matahari terpaksa merentasi atmosfera yang tebal. Cahaya biru habis diserakkan, hanya cahaya merah dan jingga (kurang diserak) yang berjaya sampai ke mata kita.
Penambahan dan Penolakan Cahaya
Penambahan Cahaya (Warna Primer)
Lihat bagaimana warna primer bertindih membentuk warna sekunder dan cahaya putih!
🔴 Merah + 🟢 Hijau = Kuning
🔴 Merah + 🔵 Biru = Magenta
🟢 Hijau + 🔵 Biru = Sian
Penolakan Cahaya (Penapis Warna)
Objek berwarna atau penapis warna hanya akan membenarkan warnanya sendiri melaluinya, dan akan menyerap (menolak) warna-warna yang lain.
- Penapis primer (cth: Merah) hanya membenarkan cahaya merah melaluinya.
- Penapis sekunder (cth: Kuning) membenarkan warna kuning, merah, dan hijau melaluinya.
- Sebab itu epal kelihatan merah di bawah cahaya putih (ia memantulkan merah, menyerap warna lain). Tetapi epal akan kelihatan hitam jika disinari cahaya biru atau hijau (kerana tiada cahaya merah untuk dipantulkan).