Soalan 4:
Satu alur cahaya laser dengan panjang gelombang 555 nm dan mempunyai kuasa 5.00 mW ditujukan pada satu objek tanpa pantulan. Hitungkan:
(a) momentum satu foton dalam alur cahaya laser itu
(b) bilangan foton per saat yang dikenakan oleh alur cahaya laser pada objek itu
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} \text { Momentum } & =\frac{h}{\lambda} \\ & =\frac{6.63 \times 10^{-34}}{555 \times 10^{-9}} \\ & =1.19 \times 10^{-27} \mathrm{~kg} \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} $$
(b)
$$ \begin{aligned} P & =\frac{n h c}{\lambda} \\ n & =\frac{P \lambda}{h c} \\ & =\frac{\left(5.00 \times 10^{-3}\right)\left(555 \times 10^{-9}\right)}{\left(6.63 \times 10^{-34}\right)\left(3 \times 10^8\right)} \\ & =1.40 \times 10^{16} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} $$
Satu alur cahaya laser dengan panjang gelombang 555 nm dan mempunyai kuasa 5.00 mW ditujukan pada satu objek tanpa pantulan. Hitungkan:
(a) momentum satu foton dalam alur cahaya laser itu
(b) bilangan foton per saat yang dikenakan oleh alur cahaya laser pada objek itu
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} \text { Momentum } & =\frac{h}{\lambda} \\ & =\frac{6.63 \times 10^{-34}}{555 \times 10^{-9}} \\ & =1.19 \times 10^{-27} \mathrm{~kg} \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} $$
(b)
$$ \begin{aligned} P & =\frac{n h c}{\lambda} \\ n & =\frac{P \lambda}{h c} \\ & =\frac{\left(5.00 \times 10^{-3}\right)\left(555 \times 10^{-9}\right)}{\left(6.63 \times 10^{-34}\right)\left(3 \times 10^8\right)} \\ & =1.40 \times 10^{16} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} $$
Soalan 5:
Panjang gelombang de Broglie bagi satu elektron ialah 1.00 nm.
(a) Nyatakan hipotesis Louis de Broglie tentang sifat gelombang bagi elektron.
(b) Hitungkan momentum elektron itu.
(c) Hitungkan halaju elektron itu.
(d) Hitungkan tenaga kinetik elektron itu.
Jawapan:
(a)
Louis de Broglie membuat hipotesis bahawa zarah seperti elektron boleh bersifat gelombang.
$$ \text { Panjang gelombang de Broglie, } \lambda_{\mathrm{e}}=\frac{h}{p} $$
$$ p \text { ialah momentum elektron } $$
(b)
$$ \text { Momentum, } \begin{aligned} p & =\frac{h}{\lambda} \\ & =\frac{6.63 \times 10^{-34}}{1.00 \times 10^{-9}} \\ & =6.63 \times 10^{-25} \mathrm{~kg} \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} $$
(c)
$$ \begin{aligned} &\text { Halaju elektron, } v=\frac{p}{m}\\ &\begin{aligned} & =\frac{6.63 \times 10^{-25}}{9.11 \times 10^{-31}} \\ & =7.28 \times 10^5 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} \end{aligned} $$
(d)
$$ \begin{aligned} E & =\frac{1}{2} m v^2 \\ & =\frac{1}{2}\left(9.11 \times 10^{-3}\right)\left(7.28 \times 10^5\right)^2 \\ & =2.41 \times 10^{-19} \mathrm{~J} \end{aligned} $$
Panjang gelombang de Broglie bagi satu elektron ialah 1.00 nm.
(a) Nyatakan hipotesis Louis de Broglie tentang sifat gelombang bagi elektron.
(b) Hitungkan momentum elektron itu.
(c) Hitungkan halaju elektron itu.
(d) Hitungkan tenaga kinetik elektron itu.
Jawapan:
(a)
Louis de Broglie membuat hipotesis bahawa zarah seperti elektron boleh bersifat gelombang.
$$ \text { Panjang gelombang de Broglie, } \lambda_{\mathrm{e}}=\frac{h}{p} $$
$$ p \text { ialah momentum elektron } $$
(b)
$$ \text { Momentum, } \begin{aligned} p & =\frac{h}{\lambda} \\ & =\frac{6.63 \times 10^{-34}}{1.00 \times 10^{-9}} \\ & =6.63 \times 10^{-25} \mathrm{~kg} \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} $$
(c)
$$ \begin{aligned} &\text { Halaju elektron, } v=\frac{p}{m}\\ &\begin{aligned} & =\frac{6.63 \times 10^{-25}}{9.11 \times 10^{-31}} \\ & =7.28 \times 10^5 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} \end{aligned} \end{aligned} $$
(d)
$$ \begin{aligned} E & =\frac{1}{2} m v^2 \\ & =\frac{1}{2}\left(9.11 \times 10^{-3}\right)\left(7.28 \times 10^5\right)^2 \\ & =2.41 \times 10^{-19} \mathrm{~J} \end{aligned} $$
