Soalan 9:
Rajah 1 menunjukkan satu bahan semikonduktor dalam pembinaan sel foto yang boleh diaktifkan dengan panjang gelombang cahaya yang maksimum 1 110 nm.
(a) Berapakah frekuensi ambang dan fungsi kerja bahan semikonduktor tersebut?
(b) Mengapakah bahan semikonduktor tersebut kelihatan legap dalam keadaan suhu bilik?
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} f_0 & =\frac{c}{\lambda_0} \\ & =\frac{3.00 \times 10^8}{1110 \times 10^{-9}} \\ & =2.70 \times 10^{14} \mathrm{~Hz} \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} W & =h f_0 \\ & =\left(6.63 \times 10^{-34}\right)\left(2.70 \times 10^{14}\right) \\ & =1.79 \times 10^{-19} \mathrm{~J} \end{aligned} $$
(b)
Dalam keadaan suhu bilik, tenaga haba adalah tidak mencukupi untuk membebaskan elektron dalam sel foto itu atau untuk mengaktifkan sel foto itu.
Rajah 1 menunjukkan satu bahan semikonduktor dalam pembinaan sel foto yang boleh diaktifkan dengan panjang gelombang cahaya yang maksimum 1 110 nm.
(a) Berapakah frekuensi ambang dan fungsi kerja bahan semikonduktor tersebut?
(b) Mengapakah bahan semikonduktor tersebut kelihatan legap dalam keadaan suhu bilik?
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} f_0 & =\frac{c}{\lambda_0} \\ & =\frac{3.00 \times 10^8}{1110 \times 10^{-9}} \\ & =2.70 \times 10^{14} \mathrm{~Hz} \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} W & =h f_0 \\ & =\left(6.63 \times 10^{-34}\right)\left(2.70 \times 10^{14}\right) \\ & =1.79 \times 10^{-19} \mathrm{~J} \end{aligned} $$
(b)
Dalam keadaan suhu bilik, tenaga haba adalah tidak mencukupi untuk membebaskan elektron dalam sel foto itu atau untuk mengaktifkan sel foto itu.
Soalan 10:
Muthu menjalankan satu eksperimen tentang sebutir pasir yang jatuh melalui satu lubang kecil. Diberi nilai jisim sebutir pasir ialah 5 × 10−10 kg, diameter pasir ialah 0.07 mm, halaju pasir yang jatuh melalui lubang ialah 0.4 m s−1 dan saiz lubang ialah 1 mm.
(a) Anggarkan panjang gelombang de Broglie bagi pasir tersebut.
(b) Adakah pasir yang jatuh akan menghasilkan corak pembelauan apabila melalui lubang kecil itu? Jelaskan jawapan anda.
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} \lambda & =\frac{h}{p} \\ & =\frac{h}{m v} \\ & =\frac{6.63 \times 10^{-34}}{\left(5 \times 10^{-10}\right)(0.4)} \\ & =3.32 \times 10^{-24} \mathrm{~m} \end{aligned} $$
(b)
Tidak. Panjang gelombang de Broglie pasir adalah terlalu pendek (10-24 m) berbanding dengan saiz lubang ( 1 mm ).
Muthu menjalankan satu eksperimen tentang sebutir pasir yang jatuh melalui satu lubang kecil. Diberi nilai jisim sebutir pasir ialah 5 × 10−10 kg, diameter pasir ialah 0.07 mm, halaju pasir yang jatuh melalui lubang ialah 0.4 m s−1 dan saiz lubang ialah 1 mm.
(a) Anggarkan panjang gelombang de Broglie bagi pasir tersebut.
(b) Adakah pasir yang jatuh akan menghasilkan corak pembelauan apabila melalui lubang kecil itu? Jelaskan jawapan anda.
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} \lambda & =\frac{h}{p} \\ & =\frac{h}{m v} \\ & =\frac{6.63 \times 10^{-34}}{\left(5 \times 10^{-10}\right)(0.4)} \\ & =3.32 \times 10^{-24} \mathrm{~m} \end{aligned} $$
(b)
Tidak. Panjang gelombang de Broglie pasir adalah terlalu pendek (10-24 m) berbanding dengan saiz lubang ( 1 mm ).
