MENGENALI FOTON DAN PENGQUANTUMAN TENAGA

Σχετικά έγγραφα
KONSEP ASAS & PENGUJIAN HIPOTESIS

ANALISIS LITAR ELEKTRIK OBJEKTIF AM

Unit PENGENALAN KEPADA LITAR ELEKTRIK OBJEKTIF AM OBJEKTIF KHUSUS

Bab 1 Mekanik Struktur

Tegangan Permukaan. Kerja

EEU104 - Teknologi Elektrik - Tutorial 11; Sessi 2000/2001 Litar magnet

DETERMINATION OF CFRP PLATE SHEAR MODULUS BY ARCAN TEST METHOD SHUKUR HJ. ABU HASSAN

SMJ minyak seperti yang dilakarkan dalam Rajah S2. Minyak tersebut mempunyai. bahagian hujung cakera. Dengan data dan anggapan yang dibuat:

2 m. Air. 5 m. Rajah S1

KEKUATAN KELULI KARBON SEDERHANA

( 2 ( 1 2 )2 3 3 ) MODEL PT3 MATEMATIK A PUSAT TUISYEN IHSAN JAYA = + ( 3) ( 4 9 ) 2 (4 3 4 ) 3 ( 8 3 ) ( 3.25 )

Kalkulus 1. Sistem Bilangan Real. Atina Ahdika, S.Si, M.Si. Statistika FMIPA Universitas Islam Indonesia

Perubahan dalam kuantiti diminta bagi barang itu bergerak disepanjang keluk permintaan itu.

Kalkulus Multivariabel I

Sebaran Peluang Gabungan

Sistem Koordinat dan Fungsi. Matematika Dasar. untuk Fakultas Pertanian. Uha Isnaini. Uhaisnaini.com. Matematika Dasar

Keterusan dan Keabadian Jisim

Matematika

TEORI PELUANG* TKS 6112 Keandalan Struktur. Pendahuluan

SEE 3533 PRINSIP PERHUBUNGAN Bab III Pemodulatan Sudut. Universiti Teknologi Malaysia

TH3813 Realiti Maya. Transformasi kompaun. Transformasi kompaun. Transformasi kompaun. Transformasi kompaun

Peta Konsep. 5.1 Sudut Positif dan Sudut Negatif Fungsi Trigonometri Bagi Sebarang Sudut FUNGSI TRIGONOMETRI

BAB 1 GELOMBANG. 1.1 Gelombang. Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 1. Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5 Tahun 2013

MODUL PENINGKATAN AKADEMIK SPM 2017 PERATURAN PEMARKAHAN KERTAS 2 (4531/2) BAHAGIAN A. 1(a) (i) P R P 1 (b)(i) Ralat rawak // ralat paralaks 1

TINJAUAN PUSTAKA. Sekumpulan bilangan (rasional dan tak-rasional) yang dapat mengukur. bilangan riil (Purcell dan Varberg, 1987).

A. Distribusi Gabungan

Kalkulus Multivariabel I

Ukur Kejuruteraan DDPQ 1162 Ukur Tekimetri. Sakdiah Basiron

Kuliah 4 Rekabentuk untuk kekuatan statik

Rajah S1 menunjukkan talisawat dari jenis rata dengan dua sistem pacuan, digunakan untuk

Persamaan Diferensial Parsial

PENGAJIAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

(a) Nyatakan julat hubungan itu (b) Dengan menggunakan tatatanda fungsi, tulis satu hubungan antara set A dan set B. [2 markah] Jawapan:

PERSAMAAN KUADRAT. 06. EBT-SMP Hasil dari

Ciri-ciri Taburan Normal

Bilangan Euler(e) Rukmono Budi Utomo Pengampu: Prof. Taufiq Hidayat. March 5, 2016

Konvergen dalam Peluang dan Distribusi

ALIRAN LAPISAN SEMPADAN

Pengantar Proses Stokastik

LITAR ARUS ULANG ALIK (AU)

MODUL 3 : KERTAS 2 Bahagian A [40 markah] (Jawab semua soalan dalam bahagian ini)

PENGEMBANGAN INSTRUMEN

Pengantar Proses Stokastik

RUMUS AM LINGKARAN KUBIK BEZIER SATAHAN

SESI: MAC 2018 DSM 1021: SAINS 1. Kelas: DCV 2

Jika X ialah satu pembolehubah rawak diskret yang mewakili bilangan hari hujan dalam seminggu, senaraikan semua nilai yang mungkin bagi X.

TOPIK 1 : KUANTITI DAN UNIT ASAS

Jika X ialah satu pembolehubah rawak diskret yang mewakili bilangan hari hujan dalam seminggu, senaraikan semua nilai yang mungkin bagi X.

PENGERTIAN VOKAL: Vokal ialah bunyi-bunyi bersuara, dan apabila membunyikannya udara daripada paru-paru keluar melalui rongga mulut tanpa sekatan dan

BAB 4 ANALISIS DAN PENEMUAN KAJIAN. borang soal selidik yang telah diedarkan kepada responden dan hasil temu bual responden

Klasifikasi bagi Kumpulan-Dua dengan Dua Penjana yang Mempunyai Kelas Nilpoten Dua

LATIHAN. PENYUSUN: MOHD. ZUBIL BAHAK Sign. : FAKULTI KEJURUTERAAN MEKANIKAL UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA SKUDAI JOHOR

LITAR ELEKTRIK 1 EET101/4. Pn. Samila Mat Zali

RANCANGAN MENGAJAR TAHUNAN 2003 FIZIK TINGKATAN 5

Pelajaran 1 BENDALIR : PENGENALAN OBJEKTIF PELAJARAN. 1 Mentakrif tabiat bendalir.

BAB 9 PENENTUAN KEDUDUKAN

SESI: MAC 2018 DSM 1021: SAINS 1 DCV 2 PENSYARAH: EN. MUHAMMAD AMIRUL BIN ABDULLAH

BAB 8 PENENTUAN KEDALAMAN

EMT361 Keboleharapan & Analisis Kegagalan. Dr Zuraidah Mohd Zain Julai, 2005

ALIRAN BENDALIR UNGGUL

BAB I PENGENALAN. 1.1 Latar Belakang Kajian

PEPERIKSAAN PERCUBAAN SIJIL PELAJARAN MALAYSIA 2005

Kalkulus 1. Sistem Koordinat. Atina Ahdika, S.Si, M.Si. Statistika FMIPA Universitas Islam Indonesia. Sistem Koordinat

gram positif yang diuji adalah Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus ATCC 25923,

BAB KELIMA RUMUSAN HASIL KAJIAN. Kajian ini pada asasnya bertujuan untuk menjelaskan sejauhmana pertimbangan hukum

ELEKTRIK KEMAHIRAN TEKNIKAL : BAB 1

BAB 4 HASIL KAJIAN. dengan maklumat latar belakang responden, impak modal sosial terhadap prestasi

BAB 2 PEMACU ELEKTRIK

FAKULTI KEJURUTERAAN ELEKTRIK UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA MAKMAL ELEKTROTEKNIK : LENGKUK KEMAGNETAN ATAU CIRI B - H

UJIKAJI 1 : PENYEDIAAN SPESIMEN DAN KAJIAN METALOGRAFI KELULI KARBON

KOLEJ VOKASIONAL MALAYSIA BAHAGIAN PENDIDIKAN TEKNIK DAN VOKASIONAL KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA

Pembinaan Homeomorfisma dari Sfera ke Elipsoid

SULIT 3472/2 SMK SERI MUARA, BAGAN DATOH, PERAK. PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM MATEMATIK TAMBAHAN TINGKATAN 5 KERTAS 2. Dua jam tiga puluh minit

BAB EMPAT PERBINCANGAN. 4.1 Analisis KLN Ekstrak Cassia alata L. dan Cassia tora L.

KOMPONEN ELEKTRIK (PASIF) KOMPONEN ELEKTRIK (PASIF)

UNTUK EDARAN DI DALAM JABATAN FARMASI SAHAJA

ALIRAN BOLEH MAMPAT SATU DIMENSI

ACCEPTANCE SAMPLING BAB 5

BAB 2 KEAPUNGAN DAN HIDROSTATIK

S T A T I S T I K A OLEH : WIJAYA

S T A T I S T I K A OLEH : WIJAYA FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SWADAYA GUNUNG JATI CIREBON

BAB 2 PEMODULATAN AMPLITUD

Kalkulus Elementer. Nanda Arista Rizki, M.Si. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Mulawarman 2018

perubatan (Struelens, 1998). Strain Staphylococcus aureus dan juga beberapa strain efektif dari sumber semulajadi seperti tumbuhan adalah perlu.

Proses Pembakaran 1. Presenter: Dr. Zalilah Sharer 2014 Pusat Teknologi Gas Universiti Teknologi Malaysia 28 March 2015

S T A T I S T I K A OLEH : WIJAYA FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SWADAYA GUNUNG JATI CIREBON

Kuasa Dua Tensor Yang Tak Abelan bagi Kumpulan-Dua dengan Dua Penjana yang Mempunyai Kelas Nilpoten Dua

SIJIL PELAJARAN MALAYSIA PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM /1 FIZIK Kertas 1 Ogos / September 1 ¼ jam Satu jam lima belas minit

BAB KEEMPAT ANALISIS DAN DAPATAN KAJIAN. terperinci. Dapatan kajian ini dibincangkan menurut susunan objektif kajian, iaitu;

SMK SERI MUARA, BAGAN DATOH, PERAK. PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM. MATEMATIK TAMBAHAN TINGKATAN 5 KERTAS 1 Dua jam JUMLAH

Teorem Titik Tetap Pemetaan 2 Mengecut Pada Ruang 2 Metrik

SARJANA MUDA KEJURUTERAAN MEKANIKAL FAKULTI KEJURUTERAAN MEKANIKAL UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA PEPERIKSAAN AKHIR SEMESTER DISEMBER SESI 1999/2000

E513 : TEKNIK ELEKTRONIK BAB 2 : 1

BAB 5 : FUNGSI TRIGONOMETRI (Jangka waktu : 9 sesi) Sesi 1. Sudut Positif dan Sudut Negatif. Contoh

BAB 5 : FUNGSI TRIGONOMETRI (Jangka waktu : 9 sesi) Sesi 1. Sudut Positif dan Sudut Negatif. Contoh

SIJIL VOKASIONAL MALAYSIA A03101 PENILAIAN AKHIR SEMESTER 1 SESI 1/2015 Matematik Bahagian A Mei

BAB 4: REKABENTUK PERSIMPANGAN

FAKULTI SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITI KEBANGSAAN MALAYSIA STSF 1413 SAINS FIZIK PEPERIKSAAN PERTENGAHAN SEMESTER CONTOH SOALAN

Sudut positif. Sudut negatif. Rajah 7.1: Sudut

EPPD1023: Makroekonomi Kuliah 1: Pengenalan Kepada Makroekonomi

Transcript:

MENGENALI FOTON DAN PENGQUANTUMAN TENAGA Oleh Mohd Hafizudin Kamal Sebelum wujudnya teori gelombang membujur oleh Huygens pada tahun 1678, cahaya dianggap sebagai satu aliran zarah-zarah atau disebut juga sebagai korpuskel. Walaupun teori gelombang membujur yang dikemukan oleh Huygen dapat menerangkan beberapa fenomena fizik seperti pantulan dan pembiasan cahaya, tetapi secara umumnya ia masih tidak boleh diterima sehinggalah pada awal abad ke-19, selepas penemuan fenomena belauan dan pengutuban cahaya. Fenomenafenomena tersebut tidak dapat diterangkan dengan menggunakan teori gelombang cahaya. Dalam hal ini, cahaya dianggap sebagai gelombang mekanikal yang merambat dalam medium yang dilaluinya. Pada tahun 1864 James Clark Maxwell telah merumuskan satu set persamaan yang mengaitkan antara keamatan elektrik dan magnet yang memberikan keputusan bahawa medan elektrik dan magnet merambat dalam ruang bebas sebagai gelombang elektromagnet. Selain itu, kelajuan gelombang ini boleh dikira menggunakan pengukuran elektrik dan magnet yang memberikan halaju gelombang tersebut sama dengan halaju cahaya. Pendapat Maxwell mengenai gelombang elektromagnet ini telah dibuktikan kebenarannya oleh Frank Hertz pada tahun 1887. Beliau telah berjaya menghasilkan dan mengesan gelombang elektromagnet melalui litar elektrik yang bergetar dan telah juga membuktikan gelombang elektromagnet yang dihasilkan itu merambat dengan halaju cahaya sama seperti yang diramalkan oleh Maxwell. Oleh yang demikian, teori elekromagnet Maxwell ini mampu menerangkan perambatan gelombang elektromagnet yang merangkumi semua panjang gelombang yang terdapat dalam spektrum elektromagnet. Sifat gelombang elektromagnet bergantung kepada panjang gelombang yang dimilikinya namun kesemuanya bergerak dalam ruang bebas dengan halaju yang sama dengan halaju cahaya, c. Halaju

rambatan gelombang tersebut merupakan hasil darab frekuensi, v dengan panjang gelombang iaitu c = vλ = 2.999 x 10 8 ms 2 SINARAN JASAD HITAM Ujikaji yang telah dijalankan oleh Frank Hertz menguatkan lagi fakta bahawa cahaya terdiri daripada gelombang elektromagnet berdasarkan teori Maxwell. Pendapat ini bertahan lama sehinggalah kajian mengenai sinaran yang dipancarkan oleh suatu jasad panas tidak dapat dijelaskan menggunakan teori yang sedia ada. Dikatakan juga bahawa semua jasad memancarkan sinaran elektromagnet. Kuantiti dan jenis sinaran yang dipancarkan oleh suatu jasad bergantung kepada jenis bahan dan suhu di permukaan jasad tersebut. Sebagai contoh, apabila sekeping logam dipanaskan, cahaya dengan warna yang berbeza akan dipancarkan bergantung kepada suhu logam tersebut. Warna cahaya tersebut berubah daripada merah kepada kuning seterusnya menjadi putih apabila suhu logam tersebut bertambah. Hakikatnya, semua jasad akan memancarkan sinaran walaupun suhunya tidak berapa panas, Cuma sinaran yang dipancarkan itu tidak dapat dilihat oleh mata. Pada suhu bilik kebanyakkan sinaran yang dipancarkan adalah dalam kawasan infra merah dan tidak dapat dilihat oleh mata kasar kita. Kebolehan suatu jasad memancarkan sinaran adalah berkait rapat dengan keupayaan jasad tersebut menyerap sinaran. Suatu jasad pada suhu tertentu akan mengalami keseimbangan terma dengan keadaan sekelilingnya. Dalam keadaan ini, kadar sinaran yang diserap oleh jasad itu adalah sama dengan kadar sinaran yang dipancarkan. Permukaan jasad yang berkilat merupakan pemancar dan penyerap sinaran yang lemah sementara permukaan yang kasar dan gelap merupakan pemancar dan penyerap sinaran yang baik. Jasad yang boleh menterap semua sinaran yang mengenainya tanpa mengira frekuensi sinaran tersebut pada sebarang suhu dinamkan sebagai jasad hitam. Jasad hitam juga dapat memancarkan sinaran 100% pada sebarang suhu.

Ujikaji yang menggunakan suatu kotak berongga yang mempunyai celah kecil di salah satu permukaannya seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.1, bolehlah sekiranya diandaikan sebagai suatu jasad hitam. Apabila sinaran elektromagnet dipancarkan menuju celah kotak tersebut, ia akan diserap dan terperangkap di dalam rongga kotak hitam. Sinaran tersebut akan dipantulkan oleh dinding kotak hitam dan akhirnya akan terpancar keluar melalui celah-celah kotak hitam tersebut. Sinaran yang keluar dari celah tersebut dikatakan dipancarkan oleh jasad hitam. Beberapa keputusan menarik telah diperolehi hasil daripada ujikaji tersebut. Salah satunya ialah hukum Stefan-Botzmann. Hukum ini menyatakan bahawa kadar tenaga sinaran yang dipancarkan oleh jasad hitam per unit luas adalah berkadar terus dengan kuasa empat suhu mutlak. Dalam ungkapan matematik ia dapat dinyatakan seperti berikut R = eσt 4 dengan T ialah suhu mutlak dalam unit Kelvin, e pekali pancaran dan σ ialah pemalar Stefan Boltzmann yang bernilai 5.67 x 10 8 Wm 2 K 4. Pekali pancaran, e bernilai antara 1 hingga 0. Bagi jasad hitam, e = 1 manakalan bagi jasad lain e kurang dari 1. Sinaran cahaya tuju Kotak hitam Rajah 1.1 Ujikaji menggunakan kotak hitam bagi mengkaji sinaran jasad hitam,

Menurut teori klasik apabila suhu jasad bertambah, atom-atom dalam jasad tersebut akan bergetar. Atom yang bergetar akan memancarkan sinaran. Jika frekuensi bertambah atau panjang gelombang sinaran berkurang, maka keamatan sinaran juga akan bertambah. Ramalan ini tidak sesuai dengan ciri-ciri spektrum yang diperolehi daripada ujikaji menggunakan kotak hitam, di mana keamatan sinaran tidak terus menerus bertambah tetapi akan berkurang pada frekuensi yang lebih tinggi. Beberapa saintis terkemuka pada masa itu telah mengemukakan beberapa model bagi menjelaskan perkara tersebut. Walaubagaimanapun penjelasan menggunakan teori gelombang elektromagnet klasik akhirnya terbukti tidak Berjaya menghuraikan masalah tersebut. Penjelasan yang tepat bagi menghuraikan ciri-ciri spektrum yang dipancarkan oleh jasad hitam telah dapat dihuraikan dengan jayanya menggunakan teori kuantum yang telah dikemukakan oleh Max Planck pada tahun 1900. Planck menganggap sinaran yang dipancarkan oleh jasad hitam adalah tidak selanjar tetapi dipancarkan dalam bentuk kuantum iaitu merupakan bingkisan-bingkisan tenaga yang mempunyai tenaga tertentu yang diberikan oleh persamaan berikut E = hv dengan E ialah tenaga dalam setiap kuantum, v merupakan frekuensi sinaran dan h merupakan pemalar Planck dengan nilainya h = 6.63x10 34 Js. Pada tahun 1905, Einstein menggunakan konsep ini dengan mengusulkan teori pengkuantuman cahaya yang menyatakan bahawa semua sinaran elektromagnet wujud dalam bentuk bingkisanbingkisan tenaga yang dinamakan foton. Konsep ini telah Berjaya menerangkan proses fotoelektrik iaitu suatu proses pemancaran elektron apabila permukaan suatu logam disinari oleh cahaya. Rajah 1.2 menunjukkan proses fotoelektrik yang berlaku pada permukaan logam.

Sinaran Cahaya Tuju Elektron yang terbebas keluar dari permukaan Rajah 1.2 Kesan Fotoelektrik terhadap permukaan logam