⚡ Latihan Fizik Tingkatan 5 Bab 7: Fizik Kuantum

1. Antara berikut, yang manakah menerangkan kesan fotoelektrik?

• A. Kesan fotoelektrik boleh berlaku apabila frekuensi cahaya melebihi frekuensi ambang logam, f$_{0}$ ✅
• B. Frekuensi maksimum yang dapat mengeluarkan elektron dikenali sebagai frekuensi ambang, f$_{0}$, bagi suatu logam
• C. Tenaga kinetik elektron bergantung kepada keamatan cahaya
• D. Fotoelektron mengambil masa yang lama untuk dipancarkan apabila disinari dengan cahaya

Penjelasan: Kesan fotoelektrik berlaku apabila frekuensi cahaya sekurang-kurangnya sama atau melebihi frekuensi ambang logam. Tenaga foton mesti mencukupi untuk membebaskan elektron.

2. Sebuah logam mempunyai fungsi kerja sebanyak 3.2 eV. Cahaya dengan frekuensi 8.5 × 10$^{14}$ Hz disinarkan ke atas logam tersebut. Apakah tenaga kinetik maksimum elektron yang dipancarkan? Diberi h = 6.63 × 10$^{-34}$ J s dan 1 eV = 1.6 × 10$^{-19}$ J.

• A. 0.3 eV ✅
• B. 1.2 eV
• C. 2.1 eV
• D. 4.5 eV

Penjelasan: Tenaga foton E = hf = (6.63 × 10$^{-34}$)(8.5 × 10$^{14}$) = 5.64 × 10$^{-19}$ J = 3.52 eV. Kmax = 3.52 - 3.2 = 0.32 eV ≈ 0.3 eV.

3. Rajah 24 menunjukkan satu eksperimen untuk menunjukkan kesan fotoelektrik pada satu permukaan logam dengan frekuensi ambang. Cahaya yang digunakan mempunyai frekuensi berbeza. Bandingkan tenaga kinetik maksimum fotoelektron yang dibebaskan dalam kedua-dua keadaan? Murid A menggunakan cahaya dengan frekuensi $f_{A} > f_{o}$ Murid B menggunakan cahaya dengan frekuensi $f_{B} = f_{o}$

• A. Fotoelektron yang dibebaskan mempunyai tenaga kinetik maksimum yang sama kerana kedua-dua menggunakan cahaya yang mencukupi.
• B. Fotoelektron yang dibebaskan mempunyai tenaga kinetik lebih tinggi kerana frekuensinya sama dengan frekuensi ambang.
• C. Fotoelektron yang dibebaskan menggunakan frekuensi yang melebihi frekuensi ambang menghasilkan tenaga kinetik. ✅
• D. Fotoelektron yang dibebaskan menyebabkan penyerapan tenaga secara berlebihan oleh logam.

Penjelasan: Tenaga kinetik maksimum diberi oleh Kmax = hf - hf$_{0}$. Jika f = f$_{0}$, Kmax = 0; jika f > f$_{0}$, fotoelektron mempunyai tenaga kinetik.

4. Kesan fotoelektrik ialah fenomena elektron dipancar keluar dari suatu permukaan logam apabila disinari oleh alur cahaya yang mempunyai frekuensi tertentu. Antara alatan berikut, yang manakah menunjukkan aplikasi kesan fotoelektrik?

• A. A ✅
• B. B
• C. C
• D. D

Penjelasan: Aplikasi kesan fotoelektrik menggunakan cahaya untuk membebaskan elektron dan menghasilkan isyarat elektrik. Pilihan A menunjukkan alat yang menggunakan prinsip ini.