Soalan 1:
Rajah 6.28 menunjukkan lintasan cahaya yang merambat dari udara ke prisma.
(a) Tentukan sudut biasan sinar cahaya dalam prisma. Indeks biasan prisma ialah 1.50.
(b) Adakah sinar cahaya itu akan mengalami pantulan dalam penuh pada sisi prisma AB?
Terangkan jawapan anda.
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} &\begin{aligned} n & =\frac{\sin i}{\sin r} \\ \sin r & =\frac{\sin i}{n} \\ & =\frac{\sin 45^{\circ}}{1.50} \\ r & =\sin ^{-1}\left(\frac{\sin 45^{\circ}}{1.50}\right) \end{aligned}\\ &\text { Sudut biasan, } r=28.1^{\circ} \end{aligned} $$
(b)
Untuk berlaku pantulan dalam penuh sudut tuju i mesti lebih besar daripada sudut genting, c.
$$ \begin{aligned} & n=\frac{1}{\sin c} \\ & \mathrm{c}=\sin ^{-1}\left(\frac{1}{n}\right) \\ & \mathrm{c}=\sin ^{-1}\left(\frac{1}{1.5}\right) \\ & \mathrm{c}=41.8^{\circ} \\ & i=16.9^{\circ}, \quad c=41.8^{\circ} \\ & 16.9^{\circ}<41.8^{\circ} \\ & i<\mathrm{c} \end{aligned} $$
Rajah 6.28 menunjukkan lintasan cahaya yang merambat dari udara ke prisma.
(a) Tentukan sudut biasan sinar cahaya dalam prisma. Indeks biasan prisma ialah 1.50.
(b) Adakah sinar cahaya itu akan mengalami pantulan dalam penuh pada sisi prisma AB?
Terangkan jawapan anda.
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} &\begin{aligned} n & =\frac{\sin i}{\sin r} \\ \sin r & =\frac{\sin i}{n} \\ & =\frac{\sin 45^{\circ}}{1.50} \\ r & =\sin ^{-1}\left(\frac{\sin 45^{\circ}}{1.50}\right) \end{aligned}\\ &\text { Sudut biasan, } r=28.1^{\circ} \end{aligned} $$
(b)
Untuk berlaku pantulan dalam penuh sudut tuju i mesti lebih besar daripada sudut genting, c.
$$ \begin{aligned} & n=\frac{1}{\sin c} \\ & \mathrm{c}=\sin ^{-1}\left(\frac{1}{n}\right) \\ & \mathrm{c}=\sin ^{-1}\left(\frac{1}{1.5}\right) \\ & \mathrm{c}=41.8^{\circ} \\ & i=16.9^{\circ}, \quad c=41.8^{\circ} \\ & 16.9^{\circ}<41.8^{\circ} \\ & i<\mathrm{c} \end{aligned} $$
Pantulan dalam penuh tidak berlaku kerana sudut tuju, 16.9˚ adalah lebih kecil daripada sudut genting, 41.8˚
Soalan 2:
Rajah 6.29 menunjukkan gentian optik yang terdiri daripada teras dalam yang mempunyai indeks biasan tinggi dilapisi dengan bahan indeks biasan rendah.
(a) Tentukan sudut genting gentian optik ini.
(b) Apakah kelebihan saiz gentian optik yang sangat halus?
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} \sin c & =\frac{1}{n} \\ \sin c & =\frac{1}{1.8} \\ c & =\sin ^{-1}\left(\frac{1}{1.8}\right) \\ & =33.75^{\circ} \end{aligned} $$
(b)
Kelebihan saiz gentian optic yang sangat halus:
– Gentian optik lebih ringan dan mudah dibawa ke tempat yang memerlukan.
– Gentian optik yang halus boleh digunakan sebagai pemandu cahaya dalam bidang perubatan dan penggunaan-penggunaan yang lain yang memerlukan cahaya terang untuk dibawa ke suatu sasaran yang tidak mempunyai haluan garis penglihatan yang luas.
– Berkas-berkas gentian optik yang halus digunakan bersama-sama dengan kanta dalam pembuatan alat penghasilan imej yang dipanggil endoskop, dan ia digunakan untuk melihat objek melalui lubang yang kecil.
Rajah 6.29 menunjukkan gentian optik yang terdiri daripada teras dalam yang mempunyai indeks biasan tinggi dilapisi dengan bahan indeks biasan rendah.
(a) Tentukan sudut genting gentian optik ini.(b) Apakah kelebihan saiz gentian optik yang sangat halus?
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} \sin c & =\frac{1}{n} \\ \sin c & =\frac{1}{1.8} \\ c & =\sin ^{-1}\left(\frac{1}{1.8}\right) \\ & =33.75^{\circ} \end{aligned} $$
(b)
Kelebihan saiz gentian optic yang sangat halus:
– Gentian optik lebih ringan dan mudah dibawa ke tempat yang memerlukan.
– Gentian optik yang halus boleh digunakan sebagai pemandu cahaya dalam bidang perubatan dan penggunaan-penggunaan yang lain yang memerlukan cahaya terang untuk dibawa ke suatu sasaran yang tidak mempunyai haluan garis penglihatan yang luas.
– Berkas-berkas gentian optik yang halus digunakan bersama-sama dengan kanta dalam pembuatan alat penghasilan imej yang dipanggil endoskop, dan ia digunakan untuk melihat objek melalui lubang yang kecil.
