Soalan 1:
(a) Tulis Persamaan Fotoelektrik Einstein.
(b) Nyatakan maksud:
(i) fungsi kerja
(ii) frekuensi ambang
(iii) hubungan antara fungsi kerja dengan frekuensi ambang
Jawapan:
(a)
$$ h f=W+\frac{1}{2} m v^2 \text { maks } $$
(b)(i)
Fungsi kerja, W ialah tenaga minimum yang diperlukan untuk fotoelektron terlepas dari permukaan logam.
(b)(ii)
Frekuensi ambang, f0 ialah frekuensi minimum foton cahaya yang menghasilkan kesan fotoelektrik.
(b)(iii)
W = hf0
(a) Tulis Persamaan Fotoelektrik Einstein.
(b) Nyatakan maksud:
(i) fungsi kerja
(ii) frekuensi ambang
(iii) hubungan antara fungsi kerja dengan frekuensi ambang
Jawapan:
(a)
$$ h f=W+\frac{1}{2} m v^2 \text { maks } $$
(b)(i)
Fungsi kerja, W ialah tenaga minimum yang diperlukan untuk fotoelektron terlepas dari permukaan logam.
(b)(ii)
Frekuensi ambang, f0 ialah frekuensi minimum foton cahaya yang menghasilkan kesan fotoelektrik.
(b)(iii)
W = hf0
Soalan 2:
(a) Lakarkan satu graf untuk menunjukkan hubungan antara tenaga kinetik maksimum fotoelektron dengan frekuensi cahaya bagi satu logam.
(b) Apakah yang diwakili oleh kecerunan graf dan pintasan graf bagi graf lakaran di 2(a)?
Jawapan:
(a)
(b)
Kecerunan graf = pemalar Planck, h
Pintasan graf pada paksi frekuensi = frekuensi ambang logam tersebut, f0
Pintasan graf pada paksi K = fungsi keria logam tersebut, W
(a) Lakarkan satu graf untuk menunjukkan hubungan antara tenaga kinetik maksimum fotoelektron dengan frekuensi cahaya bagi satu logam.
(b) Apakah yang diwakili oleh kecerunan graf dan pintasan graf bagi graf lakaran di 2(a)?
Jawapan:
(a)
(b)
Kecerunan graf = pemalar Planck, h
Pintasan graf pada paksi frekuensi = frekuensi ambang logam tersebut, f0
Pintasan graf pada paksi K = fungsi keria logam tersebut, W
Soalan 3:
Apabila sejenis logam yang mempunyai fungsi kerja 4.32 × 10–19 J disinari dengan cahaya ungu (λ = 4 × 10–7 m), berapakah tenaga kinetik maksimum fotoelektron yang terpancar?
[Pemalar Planck, h = 6.63 × 10–34 J s, laju cahaya dalam vakum, c = 3.00 × 108 m s–1]
Jawapan:
$$ \text { Fungsi kerja, } W=4.32 \times 10^{-19} \mathrm{~J} $$
$$ \text { Panjang gelombang, } \lambda=4 \times 10^{-7} \mathrm{~m} $$
$$ \text { Pemalar Planck, } h=6.63 \times 10^{-34} \mathrm{~J} \mathrm{~s} $$
$$ \text { Laju cahaya dalam vakum, } c=3.00 \times 10^8 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} $$
$$ \begin{aligned} h f & =W+K_{\text {maks }} \\ h\left(\frac{c}{\lambda}\right) & =W+K_{\text {maks }} \\ K_{\text {maks }} & =\frac{h c}{\lambda}-W \\ & =\frac{\left(6.63 \times 10^{-34}\right)\left(3.00 \times 10^8\right)}{4 \times 10^{-7}}-4.32 \times 10^{-19} \\ & =6.53 \times 10^{-20} \mathrm{~J} \end{aligned} $$
Apabila sejenis logam yang mempunyai fungsi kerja 4.32 × 10–19 J disinari dengan cahaya ungu (λ = 4 × 10–7 m), berapakah tenaga kinetik maksimum fotoelektron yang terpancar?
[Pemalar Planck, h = 6.63 × 10–34 J s, laju cahaya dalam vakum, c = 3.00 × 108 m s–1]
Jawapan:
$$ \text { Fungsi kerja, } W=4.32 \times 10^{-19} \mathrm{~J} $$
$$ \text { Panjang gelombang, } \lambda=4 \times 10^{-7} \mathrm{~m} $$
$$ \text { Pemalar Planck, } h=6.63 \times 10^{-34} \mathrm{~J} \mathrm{~s} $$
$$ \text { Laju cahaya dalam vakum, } c=3.00 \times 10^8 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1} $$
$$ \begin{aligned} h f & =W+K_{\text {maks }} \\ h\left(\frac{c}{\lambda}\right) & =W+K_{\text {maks }} \\ K_{\text {maks }} & =\frac{h c}{\lambda}-W \\ & =\frac{\left(6.63 \times 10^{-34}\right)\left(3.00 \times 10^8\right)}{4 \times 10^{-7}}-4.32 \times 10^{-19} \\ & =6.53 \times 10^{-20} \mathrm{~J} \end{aligned} $$
