Fizik Tingkatan 5 KSSM 5.1 ELEKTRON Bab 5 : Elektronik Belajar bersama : Cikgu Najwa
Murid dapat : 5.1.1 menerangkan pancaran termion dan sinar katod 5.1.2 menerangkan kesan sinar katod di bawah pengaruh medan elektrik dan medan magnet 5.1.3 menentukan halaju elektron dalam tiub sinar katod STANDARD PEMBELAJARAN
Senarai ISTILAH Pancaran Termion Sinar Katod Tiub vakum Tiub sinar katod Voltan lampau tinggi (V.L.T.) Medan elektrik Medan magnet 01 03 02 04
Kepentingan Bab Elektronik Dalam era Revolusi Industri 4.0 (IR 4.0), kefahaman sifat elektron, aplikasi diod bersama transistor, kecerdasan buatan (AI) dan internet 5G membolehkan para jurutera elektronik dan pakar algoritma mereka bentuk peralatan elektronik pintar dan sistem automasi yang semakin canggih. Kemajuan ini dapat meningkatkan produktiviti industri dan hasil pendapatan negara. Revolusi Industri 4.0 (IR 4.0)
Pancaran Termion & Sinar Katod 01
Arus & Elektron Arus, I ialah kadar pengaliran cas dalam suatu konduktor. Bolehkah elektron bergerak melalui vakum tanpa konduktor? Arus elektrik terhasil apabila zarah bercas (elektron) mengalir dalam suatu konduktor.
Aktiviti
Aktiviti
Tiub vakum dalam makmal Fizik
Pancaran termion dan penghasilan sinar katod dalam tiub vakum Pancaran Termion Sinar Katod e - memecut
• Banyak e- bebas dalam seutas dawai logam seperti filamen tungsten. • Bekalan kuasa a.t. 6 V dihidupkan → Suhu filamen tungsten meningkat → e - bebas memperoleh tenaga kinetik yang cukup untuk terpancar keluar daripada permukaan logam. • Pancaran termion : pemancaran elektron bebas daripada permukaan logam yang dipanaskan. 1 Filamen tungsten Tiub vakum
• Dalam tiub kaca yang vakum : ➢ e - dapat memecut ke anod ➢ tanpa berlanggar dengan molekul-molekul udara. ➢ tiada kehilangan tenaga ➢ e - bergerak dengan halaju maksimum. 2 Alur elektron
• Apabila tiub vakum disambungkan kepada suatu bekalan kuasa V.L.T. : ➢ e - yang terpancar di katod akan tertarik ke anod ➢ pada kelajuan tinggi ➢ membentuk alur e- ▪ Alur e- yang berkelajuan tinggi : Sinar katod ▪ Alur e- melengkapkan litar bekalan kuasa V.L.T. ▪ Bacaan milliammeter menunjukkan pengaliran arus berlaku. 3 Filamen tungsten Sinar katod Logam (Katod) Anod
Jika satu lapisan oksida logam seperti barium oksida dan strontium oksida disalut ke atas permukaan logam katod dalam tiub vakum, suhu yang diperlukan untuk pembebasan elektron akan berkurang. Graf arus melawan voltan bagi diod termion. Diod termion ialah komponen bukan Ohm. G a l e r i MAKLUMAT G a l e r i MAKLUMAT I V 0
Pancaran termion merupakan satu proses pengeluaran elektron daripada permukaan logam yang dipanaskan. Apakah maksud PANCARAN TERMION?
Sinar katod ialah alur elektron yang berkelajuan tinggi. Apakah maksud SINAR KATOD?
Kesan Sinar Katod di bawah pengaruh medan elektrik dan medan magnet 02
Ciri-ciri sinar katod Boleh dikaji menggunakan : Sinar Katod alur elektron yang bergerak dengan kelajuan yang tinggi dalam vakum. - Tiub pemesongan
Ciri-ciri sinar katod Boleh dikaji menggunakan : - Tiub pemesongan Sinar Katod alur elektron yang bergerak dengan kelajuan yang tinggi dalam vakum. - Tiub palang Maltese
Aktiviti Tujuan : Mengkaji kesan medan elektrik ke atas sinar katod menggunakan tiub pemesongan. Radas : Tiub pemesongan, bekalan kuasa 6 V, bekalan kuasa V.L.T. dan dawai penyambung
Aktiviti Kesan medan magnet
Aktiviti Kesan medan magnet
Aktiviti Kesan medan elektrik
Aktiviti Kesan medan elektrik
Aktiviti Tujuan : Mengkaji kesan medan magnet ke atas sinar katod menggunakan tiub palang Maltese Radas : Tiub palang Maltase, bekalan kuasa 6 V, bekalan kuasa V.L.T., magnet bar dan dawai penyambung
Aktiviti
Aktiviti
• Jangan sentuh mana-mana bahagian logam tiub pemesongan dan tiub palang Maltese apabila bekalan kuasa V.L.T. sedang digunakan. • Pastikan suis bekalan kuasa V.L.T. dimatikan apabila tiada pemerhatian direkodkan. Langkah Berjaga-jaga • Pastikan palang Maltese dibumikan dengan betul semasa aktiviti dijalankan.
Rumusan kesan medan elektrik dan medan magnet ke atas sinar katod Radas : Tiub pemesongan S1 dan S2 dihidupkan S1 , S2 dan S3 dihidupkan
Rumusan kesan medan elektrik dan medan magnet ke atas sinar katod Radas : Tiub palang Maltese S1 dihidupkan S1 dan S2 dihidupkan
Rumusan kesan medan elektrik dan medan magnet ke atas sinar katod Radas : Tiub palang Maltese S1 dan S2 dihidupkan S1 dan S2 dihidupkan dan magnet didekatkan pada tiub
Halaju Elektron dalam Tiub Sinar Katod 03
Tenaga keupayaan elektrik : E = eV E = tenaga keupayaan elektrik e = cas satu elektron V = beza keupayaan antara katod dengan anod pada bekalan kuasa V.L.T. Cas satu elektron ialah 1.6 x 10-19 C
Tiub Sinar Katod Apabila bekalan kuasa V.L.T. dihididupkan : ➢ e- akan ditarik dari katod ke anod ➢ e- memecut ke anod ➢ e- memperoleh halaju maksimum, vmaks apabila tiba di anod
Tenaga keupayaan elektrik = Tenaga kinetik maksimum Jisim elektron ialah 9.11 x 10-31 kg V = beza keupayaan antara katod dengan anod Cas satu elektron ialah 1.6 x 10-19 C = 1 2 2 m = jisim elektron v maks = halaju maksimum elektron e = cas satu elektron
Sebelum penciptaan televisyen plasma dan LCD, televisyen lama adalah berbentuk kotak dan bersaiz besar kerana menggunakan : ● Tiub sinar katod Apakah inovasi yang membawa kepada penciptaan televisyen plasma dan LCD? Cetus Minda
Rajah di sebelah menunjukkan alur elektron dari katod yang dipecut ke arah anod dalam ruang vakum. Beza keupayaan merentasi katod dengan anod ialah 550 V. [Jisim elektron, m = 9.11 x 10-31 kg, cas satu elektron, e = 1.6 x 10-19 C] (a) Berapakah tenaga keupayaan elektrik bagi satu elektron? (b) Berapakah tenaga kinetik yang diperoleh elektron apabila tiba di anod? (c) Berapakah halaju maksimum elektron ketika sampai di anod? Penyelesaian : Beza keupayaan merentasi katod dengan anod, V = 550 V Cas satu elektron, e = 1.6 x 10-19 C (a) (b) (c)
Rantaian Konsep Pancaran Termion Sinar Katod Alat radas Halaju elektron Pemancaran elektron bebas daripada permukaan logam yang dipanaskan Alur elektron yang berkelajuan tinggi • Tiub Sinar Katod • Tiub pemesongan • Tiub palang maltese E = eV = 1 2 2
Selesaikan MISI Praktis Formatif 5.1
Terima Kasih Selamat Maju Jaya