LAPORAN AMALI 4. Rajah 1 : Penumpuan cahaya oleh kanta penumpu.

Transkripsi

1 LAPORAN AMALI 4 1. TAJUK : Mikroskop dan Teleskop 2. TUJUAN: untuk menentukan syarat-syarat yang penting untuk meningkatkan kuasa pembesaran teleskop astronomi dan mikroskop majmuk. 3. PENGENALAN: Mata manusia yang normal adalah terhad, iaitu tidakboleh melihat objek yang terlalu jauh,dekat ataupun kecil. Oleh itu alat-alat optik seperti seperti teleskop dan mikroskop digunakan untuk membesarkan sudut penglihatan. Jarak terdekat untuk penglihatan jelas manusia ialah 25 cm. Alat yang membantu untuk membesarkan objek adalah kanta, Kebanyakan alat-alat optik menggunakan kanta cembung.. Disebabkan kanta cembung boleh berubah- ubah ciri imejnya. Rajah 1 : Penumpuan cahaya oleh kanta penumpu. Pusat optik (P)= titik disebuah kanta yang membenarkan semua sinar cahaya melaluinya tanpa tersisih. Paksi utama= ialah garis lurus yang melaui pusat optic dan bersudut tegak dengan kanta. Fokus utama(f) ialah titik di atas paksi utama di mana sinar cahaya selari. Panjang fokus(ƒ) ialah jarak dari fokus utama, F ke pusat optik.

2 Mikroskop majmuk digunakan untuk melihat objek yang seni seperti bakteria. Terdapat dua jenis kanta penumpu iaitu, kanta objek dan kanta mata. Panjang focus kanta mata lebih panjang daripada panjang focus kanta objek. Teleskop astronomi pula digunkaan untuk melihat objek jauh seperti bintang. Pada teleskop juga terdapat dua buah kanta penumpu iaitu kanta objek dan kanta mata. Panjang fokus kanta mata adalah kurang daripada panjang fokus kanta objek.untuk membuktikan bahawa jarak fokus kanta objek dan kanta mata bagi mikroskop majmuk dan teleskop astronomi, ujikaji telah dijalankan dengan menggunkan bahan dan radas serta langkah penyiasatan seperti berikut; Aktiviti 1: Membina Teleskop Astronomi ringkas 1. Bahan-bahan/Radas: 1. Pemegang kanta 2. kanta 3. Plastisin, 4. kanta cembung( 5 cm, 10 cm, 15cm, 30 cm ), (+2.5D, +7D, +14D, +20D) 5. skrin 6 lampu 7. pembaris meter. 8. Objek (globe) 2) Prosedur / Langkah-langkah 1. Kanta cembung pelbagai panjang fokal diberikan. 2. Bina teleskop astronomi ringkas dan uji ia dengan memfokuskan pada objek yang jauh. Magnifikasi teleskop diuji. 3. Bagaimanakah untuk meningkatkan kekuatan magnifikasi teleskop tersebut?

3 A) Membina teleskop ringkas dan menguji dengan memokuskan pada objek yang jauh. 1) Kanta cembung dengan kuasa 3.5D (panjang fokus : 30 cm) dan berdiameter besar digunakan sebagai kanta objektif. 2) Kanta cembung dengan kuasa 20 D(panjang fokus :5 cm) dan berdiameter kecil digunakan sebagai kanta mata 3) Kedua-duanya diletakkan di pemegang kanta. 4). Susunan kemudian disiapkan seperti di dalam gambar rajah berikut; Rajah 2 : Susunan radas bagi menghasilkan teleskop asronomi ringkas.

4 5) Kanta objektif kemudian diarahkan ke objek yang berada di posisi yang jauh.skrin diletakkan kira-kira 30cm daripada kanta objektif dan digerak-gerakkan sehingga imej yang jelas kelihatan di skrin. 6) Kanta mata yang diletakkan berhampiran dengan skrin digerak-gerakkan juga sehingga imej yang jelas dan dibesarkan jelas kelihatan di skrin. 7) Skrin kemudian dialihkan dan susunan kedua-dua kanta boleh berfungsi sebagai teleskop astronomi. 8) Jarak di antara kedua-dua kanta kemudian diukur. 9) Pemerhatian dibuat ke atas imej dan kemudian direkodkan. PEMERHATIAN/ KEPUTUSAN: Alat Jarak fokus kanta Jarak fokus kanta mata objek Teleskop pendek panjang Imej Maya, besar dan songsang terbentuk di infiniti. Panjang Panjang Jarak kanta mata Pembesaran M= UJIAN fokus kanta fokus kanta dari kanta objek(f) objek ƒ₀(cm) mata ƒm (cm) = ( ƒ₀ + ƒm ) cm Memandangkan ini merupakan teleskop astronomi,jarak di antara kedua jarak adalah kurang daripada jumlah panjang fokus kedua-dua kanta,iaitu. ~~ <(30cm + 5cm = 35cm)] = Jarak bacaan yang diperolehi= 28cm

5 GAMBAR RAJAH; Rajah 3 : Gambar Rajah Sinar Teleskop astronomi F ƒ o ƒm =jarak antara kanta objek dan kanta mata(cm) =panjang fokus kanta objek(cm) =panjang fokus kanta mata(cm) M =Pembesaran teleskop = I = Imej- nyata Imej yang terbentuk pada kanta mata I₁=nyata, songsang dan dikecilkan.di titik fokus Imej yang terbentuk pada kanta mata(imej terakhir) di infiniti=maya, besar dan songsang. B) Cara untuk meningkatkan kekuatan magnifikasi teleskop

6 Untuk meningkatkan kuasa teleskop yang lebih tinggi, kanta objektif mestilah mempunyai jarak fokus yang lebih panjang dank anta mata mesti mempunyai jarak fokus yang lebih pendek. Aktiviti 2: Membina sebuah mikroskop majmuk 1) Bahan-bahan/Radas: 1. Pemegang kanta 2. kanta 3. Plastisin, 4. kanta cembung( 5 cm, 10 cm,) 5. skrin 6 lampu 7. pembaris meter. 2) Prosedur/Langkah-langkah: 1. Konvergensi lensa yang berbeza dari segi jarak fokus diberikan. Satu mikroskop majmuk dibina dan dideskripsikan. 2. Mikroskop majmuk dibina dan diuji dengan cara memfokuskannya kepada satu benda yang kecil. 3. Kuasa pembesaran/magnifikasi mikroskop majmuk ditingkatkan. Idea telah diuji dan keputusannya dicatatkan dalam jadual. Membina Mikroskop Majmuk dengan menggunakan kanta penumpu yang berbeza dari segi jarak fokus. Prosedur: 1) Kanta cembung dengan kuasa 20 D(panjang fokus :5 cm) dan berdiameter besar digunakan sebagai kanta objektif. 2) kanta cembung dengan kuasa 10D(panjang fokus :10 cm) dan berdiameter kecil digunakan sebagai kanta mata. 3) kedua-duanya diletakkan di pemegang kanta.

7 4) skrin diletakkan berdekatan dengan kanta objektif 5.0 cm. Susunan kemudian disiapkan seperti di gambar rajah berikut. Gambar Rajah; Rajah 4: Susunan radas bagi menghasilkan mikroskop majmuk 5) Lampu mentol kemudian dipasang. 6) Skrin diubah-ubah sehingga imej terbentuk yang tajam 7) Jarak diantara kanta mata diubah perlahan-lahan sehingga imej yang jelas dan cukup besar dapat dilihat melalui kanta mata. 8) Skrin kemudian dialihkan dan digantikan dengan kanta objek dan susunan ini boleh berfungsi sebagai mikroskop majmuk. 9) Jarak di antara kanta objektif dan kanta mata diukur. 10) Pemerhatian ke atas imej yang terbentuk dilakukan dan kemudiannya direkodkan.

8 3)PEMERHATIAN / KEPUTUSAN: Alat Jarak fokus kanta Jarak fokus kanta Imej mata objek Maya, besar dan Mikroskop panjang pendek songsang terbentuk di Majmuk infiniti. Panjang fokus kanta Panjang fokus kanta Jarak kanta mata dari UJIAN objek ƒ₀(cm) mata kanta objek(f) = ( ƒ₀ + ƒm ) cm Memandangkan ini merupakan mikroskop majmuk jarak di antara kedua jarak seharusnya lebih daripada jumlah panjang fokus kedua-dua kanta,iaitu 1) >(10cm + 5cm = 15cm)] = Jarak bacaan yang diperolehi=18cm Kuasa pembesaran yang lebih besar dapat dihasilkan jika panjangfokus kanta objek dan kanta mata dikurangkan.saiz imej yangterhasil turut dipengaruhi oleh jarak antara kanta dengan objek

9 GAMBAR RAJAH: RAJAH 5: Gambar Rajah Sinar Mikroskop Majmuk F ƒ o ƒm =jarak antara kanta objek dan kanta mata(cm) =panjang fokus kanta objek(cm) =panjang fokus kanta mata(cm) M =Pembesaran teleskop = I₁ I₂ = Imej nyata, songsang dan dibesarkan = imej, maya, songsang dan dibesarkan

10 4. PERBINCANGAN Kanta adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya.terdapat dua jenis kanta iaitu kanta cembung dan kanta cenkung. Dalam tugasan ini kami telah menggunakan kanta cembung untuk menyediakan set teleskop dan mikroskop. Kanta cembung adalah kanta yang tirus diluar(cembung)tirus di bahagian tepi dan mempunyai tengah yang lebar. Ia juga digelar kanta penumpu. Cahaya melalui kanta cembung tertumpu pada satu titik. Titik ini dikenali sebagai titik tumpuan. Kanta cembung mampu menghasilkan imej sebenar atau maya. Teleskop yang dibina terdiri daripada dua jenis kanta cembung iaitu kanta objek dan kanta mata. Kanta cembung yang telah digunakan mempunyai panjang fokus yang pelbagai..dalam aktiviti yang pertama tugasan adalah membina sebuah teleskop astronomi. Teleskop Astronomi merupakan satu alat optik yang digunakan untuk melihat objek-objek yang jauh. Teleskop astronomi ini berfungsi dengan mengumpulkan cahaya daripada objek(glob) dan kemudian dibesarkan.teleskop terdiri daripada dua kanta iaitu kanta objek dan kanta mata.kanta objek yang digunakan dalam pembinaan teleskop dipanggil kanta objek kerana kedudukan kanta ini berada paling hampir dengan sesebuah objek.kanta objek yang digunakan dalam pembinaan teleskop astronomi ini mempunyai panjang fokus yang lebih panjang dan diameter bukaan yang lebih besar untuk membolehkan jumlah cahaya yang lebih banyak memasuki kanta dan ini boleh menghasilkan imej yang lebih terang dan jelas dari sesebuah objek yang jauh.imej yang terhasil mempunyai ciri seperti nyata dan terbalik..kami telah menggunakan dua kanta cembung yang mempunyai jarak fokus yang berbeza bagi menguji jarak fokus yangyang boleh meningkatkan kuasa pembesaran teleskop tersebut.iaitu kanta objektif yang mempunyai jarak fokus 30cm dan kanta mata 5cm. Kanta yang kedua adalah kanta mata..kanta ini dipanggil kanta mata kerana

11 kanta tersebut berada pada kedudukan yang paling hampir dengan mata. fungsi sebenar kanta mata adalah untuk memastikan keseluruhan cahaya boleh memasuki ke dalam tabung teleskop. Kanta mata memiliki panjang fokus yang pendek menghasilkan pembesaran imej yang lebih tinggi. Semakin rendah panjang fokus kanta mata semakin besar pembesaran objek yang terhasil. Bagi mikroskop majmuk pula, Dalam aktiviti yang kedua kami telah diberi tugasan untuk membina sebuah mikroskop majmuk. Mikroskop majmuk adalah sebuah alat yang digunakan untuk melihat objek yang lebih kecil yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar contohnya bakteria. Mikroskop majmuk dibina juga menggunakan panjang fokus yang berbeza bagi menguji kesan panjang fokus dengan tahap pembesaran imej yang dilihat menggunakan mikroskop majmuk. Mikroskop majmuk dibina menggunakan dua kanta cembung yang terdiri daripada kanta objek dan kanta mata. Proses pembesaran sesuatu imej berlaku apabila imej yang telah terhasil pada kanta pertama seterusnya menjadi objek untuk kanta yang kedua.imej objek telah mengalami pembesaran untuk kali pertama pada bahagian kanta objek dan seterunya diperbesarkan lagi dengan menggunakan kanta mata. Langkah berjaga-jaga yang perlu diambil kira adalah dengan memastikan kanta cembung yang digunakan dalam keadaan baik dan sempurna serta panjang fokus kanta diketahui. Ini adalah kerana jika kanta cembung yang digunakan rosak ia akan memberi kesan terhadap kualiti imej yang yang terhasil. Selain itu,saya juga akan turut memastikan agar panjang di antara kanta objek dan kanta mata adalah berbeza.ini adalah kerana jika kedua-dua kanta ini mempunyai panjang fokus yang sama imej objek yang diinginkan tidak akan terhasil..sumber cahaya juga merupakan salah satu faktor penting yang menyebabkan penghasilan imej boleh terhasil.oleh itu, pastikan agar sumber cahaya boleh melalui setiap bahagian kanta yang terdapat pada mikroskop dan juga teleskop. Semasa menguji mikroskop majmuk, lampu dalam makmal hendfaklah dipadamkan kerana lampu(objek) dapat di lihat dengan jelas pada kanta. Bagi menhuji teleskop pula, cahaya luar yang banyak diperlukan. Jika cahaya tidak mengenai bahagian kanta tiada imej yang

12 akan terhasil. Salah satu cara untuk memastikan agar sumber cahaya memasuki semua bahagian kanta, pemegang kanta perlulah dibetulkan terlebih dahulu sebelum membina set mikroskop dan teleskop supaya kedudukan dan ketinggian kanta sama dengan kedudukan objek..ukuran jarak antara kanta mata dank anta objek adalah dengan mengukur pada garisan tengah kanta. 5) KESIMPULAN akan menghasilkan diameter yang lebih besar dan ini membolehkan lebih banyak cahaya memasuki ke dalam kanta.manakala kanta mata, yang lebih rendah panjang fokusnya menghasilkan kuasa pembesarannya yang tinggi. Mikroskop majmuk adalah kanta yang mempunyai kuasa pembesaran yang lebih besar dapat dihasilkan jika panjang fokus kanta objek dan kanta mata dikurangkan.saiz imej yang terhasil turut dipengaruhi oleh jarak antara kanta dengan objek Meningkatkan daya pembesaran kedua teleskop astronomi dan mikroskop majmuk adalah sangat perlu demi keberkesanan kedua-dua alat. Untuk mikroskop majmuk, adalah sangat sesuai untuk menggunakan dua kanta cembung dengan kekuatan pembesaran tinggi. Manakala untuk teleskop astronomi sangat sesuai untuk menggunakan dua kanta cembung, satu dengan kekuatan pembesaran tinggi dan satu dengan kuasa pembesaran rendah. Kesimpulannya bagi sesebuah mikroskop majmuk, semakin pendek panjang kanta objek semakin tinggi tahap pembesaran yang terhasil manakala bagi kanta mata.semakin panjang fokus kanta mata semakin tinggi tahap Kanta teleskop adalah kanta yang mempunyai panjang fokus yang lebih tinggi pembesaran imej yang terhsail. Imej yang dihasilkan adalah besar bersifat maya dan songsang.

13 SOALAN: 1. Nyatakan fungsi kedua-dua kanta mata dan kanta objektif teleskop astronomi. Jawapan: Antara fungsi kanta objek yang terdapat dalam teleskop astronomi adalah untuk mengumpul cahaya dalam jumlah yang banyak bagi memastikan imej yang terbentuk adalah terang meskipun objek berada pada kedudukan yang jauh. Kanta objek merupakan kanta yang kedudukannya berada paling hampir dengan objek. Antara ciri-cirinya adalah panjang fokus yang lebih panjang serta bukaan yang besar bagi membolehkan cahaya yang maksimum memasuki kanta. Imej yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan berkurang. Fungsi kanta mata pula adalah untuk memastikan agar keseluruhan cahaya yang terkumpul di dalam teleskop dapat masuk ke dalam mata untuk imej yang lebih terang serta turut membantu dalam proses pembesaran imej.kanta mata mempunyai ciri seperti memiki panjang fokus yang pendek serta bukaan yang kecil bagi membolehkan cahaya dapat dipantulkan dengan lebih cepat ke dalam mata pemerhati. Kanta mata juga adalah untuk memperbesarkan imej pertama yang difokuskan oleh kanta objektif.ia juga berfungsi sebagai kanta pembesar. Gambar yang dihasilkan adalah maya,diperbesar dan songsang (terbalik) 2. Bagaimanakah anda meningkatkan kekuatan magnifikasi bagi teleskop astronomi dan mikroskop majmuk tersebut? Untuk meningkatkan daya pembesaran, meningkatkan kuasa kanta objektif yang akan menghasilkan gambar yang nyata, terbalik dan diperbesarkan pada

14 mikroskop majmuk. Bagi meningkatkan pembesaran imej yang terhasil pada teleskop astronomi, panjang fokus bagi kanta objek ditingkatkan serta mengurangkan panjang fokus kanta mata. Apabila kita memanjangkan fokus kanta objek diameter kanta objek turut meningkat dan ini menyebabkan lebih banyak cahaya dapat memasuki teleskop.hal ini berbeza bagi fokus kanta mata.jika panjang fokus kanta mata adalah rendah maka kuasa pembesaran imej akan meningkat. Kuasa pembesaran mikroskop majmuk pula boleh ditingkatkan jika kitamengurangkan panjang fokus kanta objek.dalam mikroskop majmuk kanta objek berperanan menghasil pembesaran imej objek kali pertama sebelum imejditukarkan semula menjadi objek bagi kanta mata.panjang minimum fokus bagi kanta objek adalah 5 cm kerana jika panjang fokus kanta objek terlalu pendek imej yang dihasilkan akan pecah atau kabur dan tidak sempurna. Manakala bagi kanta mata pula,panjang fokus kanta mata yang terdapat pada mikroskop haruslah ditigkatkan jika kita ingin meninggikan kuasa pembesaran mikroskop, 3. Apakah langkah berjaga-jaga yang anda ambil bagi projek di atas tersebut? Mengapa? (8 markah) Dalam eksperimen ini, langkah berjaga-jaga yang patut diambil adalah seperti berikut: a) Memastikan jarak kedudukan kanta adalah betul. Ini kerana kedudukan kanta memainkan peranan yang penting untuk menghasilkan imej. b) Memastikan kedudukan kanta adalah kukuh dengan menggunakan pita selofon ataupun plastisin pada pemegang kanta.ini kerana kedudukan kanta boleh berubah apabila kanta digerak-garakkan semasa mencarai bacaan jarak focus yang sesuai. c) Memastikan kanta berada pada kedudukan yang tegak dengan bantuan plastisin ataupun pita selo, kanta yang tegak dapat meminimumkan ralat

15 seperti pembiasan cahaya pada lensa. Pembiasan cahaya akan menjadikan imej yang terhasil kabur. d) Semasa menguji model, pencahayaan haruslah dalam keadaan yang optimum dan sesuai. Ini penting bagi menghasilkan imej yang jelas. (a).apakah yang telah anda pelajari daripada kedua-dua aktiviti tersebut? Daripada aktiviti ini saya mempelajari bagaimana membina mikroskop dan teleskop mudah. saya juga belajar dengan meningkatkan kuasa pembesaran,. Pada kanta objek imej yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan membesar. Sedangkan untuk kanta mata, imej yang hasilkan adalah maya terbalik dan besar. Antara peralatan yang menggunakan prinsip ini ialah televisyen, projektor, pengawal televisyen dan teropong. Melaui aktiviti ini juga saya telah mendapat satu kemahiran baru iaitu teknik-teknik untuk membina teleskop astronomi dan juga mikroskopmajmuk dan saya mendapat pengetahuan tentang cara-cara memasang mikroskop dan teleskop. Saya juga dapat menigkatkan pemahaman saya dengan lebih mendalam tentang konsep kanta cembung dan perbezaan yang terdapat di antara kanta mata dan kanta objek. Saya turut mengetahui bahawa terdapat cara untuk meningkatkan kuasa pembesaran sesebuah teleskop dan mikroskop.kuasa pembesaran ini digunakan untuk membesarkan objek-objek yang sukar dilihat oleh mata kasar. Saya turut mengetahui bahawa walaupun kanta mempunyai saiz yang sama namun ianya mempunyai panjang yang berbeza-beza. (b) Manakah bahagian dalam Kurikulum Sains Sekolah Rendah yang mengajar topik ini? i) Bidang menyiasat duania teknologi tahun 4,tajuk perkembangan sains dan teknologi-alat-alat teknologi-teleskop, periskop, mikroskop, ii) Bidang menyiasat alam bahan, tahun 5, tajuk,haba dan mikroorganisma iii) Bidang menyiasat alam fizikal tahun 5,tajuk cahaya

16 iv) Bidang menyiasat bumi dan alam semesta tahun 5, tajuk cahaya. (c) Bincangkan bagaimana anda boleh menggunakan praktikal ini dalam pengajaran dan pembelajaran anda. Saya akan menggunakan praktikal ini dalam pengajaran dan pembelajaran dalam sains sekolah rendah tahun 5 iaitu tajuk haba. Dimana saya akan menggunakan kanta yang didedahkan kepada chaya mataharai. Saya akan menerangkan bahawa cahaya matahari akan dibias masuk ke dalam kanta cembung dan seterusnaya kanta akan menumpukan keseluruhan cahaya dalam satu garis lurus pada satu titik. Pada titik tersebut, semua cahaya akan terkumpul dan menghasilkan haba dengan suhu yang tinggi dan menyebabkan bahan yang diuji9kertas0 akan terbakar. tahun 5 tajuk cahaya untuk menerangkan cahaya adalah bergerak dalam garisan. Dalam tajuk mikroorganisma pula, saya akan menggunakan praktikal ini untuk menerangkan mikroskop yang merupakan satu alat optik yang digunakan untuk melihat objek yang seni seperti mikroorganismayang tidak dapat dilihat dengan mata kasar. Manakala dalam tajuk, saya akan menggunakan praktikal ini untuk menerangkan bahawa teleskop ialah satu alat optik yang digunakan untuk melihat objek yang sangat jauh seperti bintang dan planet.. (d) Apakah peranan guru dalam praktikal di atas? Peranan guru dalam praktikal di atas adalah fasilitator, gurulah hendaklah membantu murid memahami konsep bagaimana teleskop astronomi dan mikroskop majmuk berfungsi. Guru juga sebagai pembimbing dan sentiasa berusaha menerangkan bagaimana untuk melaksanakan amali ini.

17 Lampiran: Aktiviti 1

18 Gambar 1

19 Gambar 2

20 Gambar 3

21 Gambar 4

22 BIBLIOGRAFI Yap Eng Keat (1996). SPM fizik tingkatan 4 & 5. Pustaka Delta Pelajaran Sdn.Bhd.Selangor. Poh Liong Yong (2001) Fizik Tingkatan 5. Pustaka Sistem Pelajaran Sdn.Bhd. Selangor. Chew Yew Sing (1988).SPM Fizik. Pustaka Sistem Pelajaran Sdn.Bhd.Kuala Lumpur