NOTA RINGKAS · T5-B07
Fizik Kuantum
Tenaga setiap foton bergantung pada frekuensi; bilangan foton berkait dengan keamatan.
Konsep utama
Kuantum dan foton
Tenaga cahaya dipindahkan dalam paket diskrit, iaitu foton. Sifat gelombang menjelaskan interferens; sifat foton menjelaskan kesan fotoelektrik.
Jasad hitam / Black body
Model penyerap sempurna sinaran yang tiba padanya. Spektrum sinaran termalnya bergantung pada suhu; suhu lebih tinggi mengalih puncak ke panjang gelombang lebih pendek.
Kesan fotoelektrik
Elektron dipancarkan daripada permukaan apabila menyerap foton yang cukup bertenaga. Tenaga minimum untuk melepaskan elektron ialah fungsi kerja W.
Frekuensi ambang / Threshold frequency
Frekuensi minimum f₀ untuk pembebasan elektron. Jika f < f₀, menambah keamatan sahaja tidak menyebabkan pancaran dalam model fotoelektrik satu-foton.
Frekuensi dan keamatan
Pada f melebihi ambang, peningkatan f meningkatkan tenaga kinetik maksimum. Peningkatan keamatan pada f tetap lazimnya meningkatkan bilangan elektron dipancarkan, bukan tenaga kinetik maksimum setiap elektron.
Formula & syarat
Tenaga foton
E = hf = hc / λh = 6.63 × 10⁻³⁴ J s; f: Hz; λ: m.
Fungsi kerja
W = hf₀W: J. W boleh diberi dalam eV dan perlu ditukar jika h dalam J s.
Persamaan Einstein
Eₖ maksimum = hf - WPancaran hanya jika hf sekurang-kurangnya W; Eₖ tidak menjadi nilai negatif yang bermakna.
Kuasa aliran foton
P = ṄhfṄ ialah bilangan foton sesaat; P: W.
Contoh aplikasi
Tenaga cahaya biru-hijau
Cari tenaga satu foton dengan λ = 500 nm. h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s, c = 3.00 × 10⁸ m s⁻¹.
- λ = 500 × 10⁻⁹ = 5.00 × 10⁻⁷ m.
- E = hc/λ = 3.98 × 10⁻¹⁹ J ≈ 2.49 eV.
Lepasi fungsi kerja
Tenaga foton 3.0 eV tiba pada logam yang W = 2.0 eV.
- Eₖ maksimum = 3.0 - 2.0 = 1.0 eV.
- Eₖ maksimum = 1.60 × 10⁻¹⁹ J. Jika tenaga foton hanya 1.5 eV, tiada pancaran.
Uji ingatan
Pada f tetap di atas ambang, keamatan bertambah. Apakah yang meningkat?
Bilangan fotoelektron yang dipancarkan sesaat/arus fotoelektrik dalam keadaan sesuai, bukan Eₖ maksimum.
Apakah berlaku jika f di bawah f₀ walaupun cahaya sangat terang?
Tiada pancaran fotoelektron dalam model satu-foton.
Peta konsep bab
Tekan imej untuk melihat saiz penuh.
Sumber: Buku Teks Fizik Tingkatan 5, 2020, hlm. 224-246. Ringkasan disediakan untuk ulang kaji; semakan guru masih diperlukan.