FIZIK KUANTUM

SMK BANDAR
RINCHING

FIZIK KUANTUM

NORALEYA MAISARAH BINTI NUHIZAM [ 040430160044 ]
NOR FARAH HIDAYAH BINTI MOHD TAMIZI [ 040616101448 ]
NUR DAMIA BINTI KAMARUDDIN [ 040221140522 ]
SDIVYA TRISNI A/P SHANMUGALINGAM [ 040629101674 ]

5 CAMELIA

01 1
2-6
OBJEKTIF FOLIO 7 - 11
12 - 17
Isi 02 18
Kandungan 19
7.1 TEORI KUANTUM

03

7.2 KESAN FOTOELEKTRIK

04

7.3 TEORI FOTOELEKTRIK EINSTEIN

05

KESIMPULAN

06

RUJUKAN

TEMA 4 : FIZIK MODEN 1. Memahami FIZIK
KUANTUM dengan lebih
BAB 7 mendalam

FIZIK 2. Mengaplikasikan teori
KUANTUM kuantum dalam
kehidupan

3. Menyelesaikan masalah
dengan menggunakan
formula diberi.

7.1 TEORI KUANTUM Spektrum elektromangnet mempunyai 7 jenis
CAHAYA gelombang yang mempunyai frekuensi dan panjang
gelombang yang berbeza.

Frekuensi sinaran elektromagnet
bergantung pada suhu objek

Objek sejuk memancarkan gelombang

dengan frekuensi yang rendah.
Objek panas memancarkan gelombang

Jasad hitam merupakan suatu jasad unggul yang berupaya menyerap dengan frekuensi yang tinggi.

semua sinaran elektromagnet yang jatuh padanya. Objek yang

memancarkan sinaran elektromagnet mengikut suhunya dikenali

sebagai pemancar jasad hitam.

Setiap lengkungan graf untuk spektrum jasad hitam adalah
lebih sempit pada bahagian kiri, iaitu kawasan panjang
gelombang pendek dan frekuensi tinggi.

Apabila suhu meningkat : panjang gelombang yang
mencapai keamatan sinaran maksimum juga semakin pendek.

KUANTUM TENAGA

Dihasilkan melalui penyerakan cahaya putih
01 oleh prisma kepada spektrum (7 warna).

Bersifat selanjar kerana tiada jurang pemisahan
02 di antara setiap jenis warna cahaya.

Spektrum garis terhasil oleh sesuatu atom yang teruja
01 merupakan koleksi garis-garis bewarna dengan panjang

gelombang dan frekuensi yang unik.

02 Setiap unsur hasilkan siri spektrum garis tersendiri.
Boleh digunakan sebagai penunjuk bagi mengenal pasti

03 kewujudan sesuatu unsur.

Kuantum tenaga ialah paket tenaga yang diskrit dan bukan tenaga selanjar.
Bergantung kepada frekuensi gelombang.
Menurut Max Planck dan Einstein, tenaga cahaya wujud dalam bentuk
tenaga dikenali foton.
Foton ialah kuantum tenaga cahaya yang boleh dipindahkan.
Berkadar terus dengan frekuensi gelombang cahaya.
Semakin tinggi frekuensi gelombang cahaya, semakin tinggi kuantum tenaga.

TEORI KLASIK

ISAAC NEWTON ( 1643 - 1727 ) THOMAS YOUNG ( 1773 - 1829 ) JOHN DALTON( 1766 - 1844 ) J.J. THOMSON ( 1856 - 1940 )

SIFAT ZARAH CAHAYA EKSPERIMEN DWICELAH CAHAYA MODEL ATOM DALTON PENEMUAN ELEKTRON
Teori corpuscles cahaya Newton Menjalankan eksperimen dwicelah cahaya Atom adalah zarah halus yang tidak dapat Menemui zarah subatom bercas negatif yang
Tetapi tidak dapat menerangkan fenomena pada tahun 1801 dan menunjukkan bahawa dibahagikan kepada zarah yang lebih halus . dipanggil elektron pada tahun 1897 .
pembiasan cahaya kerana membuat cahaya bersifat gelombang . Unsur yang sama jenis mempunyai jenis Mereka bentuk eksperimen untuk mengkaji
kesilapan untuk perbandingan kelajuan Tidak dapat menerangkan kejadian spektrum atom yang sama kelakuan elektron .
cahaya dalam kaca dan udara. sinaran jasad hitam .

TEORI KUANTUM

MAX PLANCK ( 1858 - 1947) ALBERT EINSTEIN ( 1879 - 1955 ) NIELS BOHR ( 1885 - 1962 ) LOUIS DE BROGLIE ( 1892 - 1987 )

TEORI KUANTUM PANCARAN JASAD HITAM TEORI FOTON EINSTEIN TEORI KUANTUM SIFAT GELOMBANG BAHAN
Perkenalkan konsep foton (1905) Menerangkan penghasilan spektrum garis Memperkenalkan hipotesis zarah bersifat
Perkenalkan idea kuantum. Tenaga foton adalah berkadar terus dengan atom hidrogen. gelombang.
Gelombang elektromagnet dipancarkan oleh jasad frekuensi gelombang cahaya . Elektron dalam atom bergerak mengelilingi Idea Einstein dan de Broglie membawa
hitam bentuk diskrit dikenali kuantum tenga Berjaya menjelaskan ciri-ciri kesan nukleus atom pada petala tertentu sahaja. kepada sifat kedualan gelombang-zarah bagi
Tenaga cahaya tidak dihantar secara berterusan fotoelektrik yang tidak dapat diterangkan Pemindahan elektron dari petala paras cahaya dan semua zarah subatom.
seperti gelombang . dengan teori klasik . tenaga tinggi ke rendah memancarkan foton.
Sebaliknya , cahaya dihantar dalam bentuk tenaga
paket kecil .

Sinaran elektromagnet seperti cahaya dikatakan bersifat gelombang
kerana menunjukkan fenomena pembelauan dan interferens.

Tahun 1924 Louis de Brogile ( 1892 – 1987 )

Seorang ahli fizik kuantum telah mengemukakan hipotesis menyatakan
bahawa semua zarah boleh menunujukkan ciri-ciri gelombang.

Beliau meramalkan ciri-ciri gelombang boleh ditunjukkan oleh zarah ringan.
Contohnya, elektron.

Tahun 1927, kewujudan sifat gelombang bagi elektron telah disahkan melalui
eksperimen pembelauan elektron.

Semakin besar momentum zarah, Momentum zarah boleh ditentukan dengan
semakin pendek panjang gelombang p = mv
Disebabkan nilai h adalah sangat kecil, zarah
berjisim besar mempunyai panjang gelombang
de Broglie yang terlalu pendek untuk dikesan.

Elektron dikatakan bersifat kedualan gelombang-
zarah kerana menunjukkan sifat zarah dan sifat
gelombang. Cahaya juga mempunyai sifat
gelombang dan zarah.
Cahaya dan elektron dikatakan bersifat kedualan
gelombang-zarah. Juga dimiliki oleh semua jenis
sinaran dalam spektrum gelombang elektromagnet
dan juga zarah subatom seperti proton dan neutron.

TENAGA DAN KUASA FOTON

Apabila suatu permukaan
logam disinari oleh alur
cahaya yang mempunyai
frekuensi tertentu,

elektron daripada logam itu
dapat dipancar keluar .

Fenomena ini dikenali
sebagai kesan fotoelektrik

Ciri - Ciri Kesan Fotoelektrik

BOLEH DIKAJI DENGAN SUSUNAN LITAR YANG MENGGUNAKAN SEL FOTO DI BAWAH:

Apabila permukaan logam yang peka
cahaya (katod)

disinari dengan alur cahaya tertentu,
elektron akan dipancarkan dari
permukaan
FOTOELEKTRON (elektron) akan
dipancarkan dari permukaan logam

Fotoelektron (elektron) yang
terpancar itu akan ditarik ke anod
yang berkeupayaan positif

Pergerakan fotoelektron dalam litar :

Katod Anod ArusMenghasilkan
Miliammeter akan menunjukkan nilai arus

Hubungan antara voltan pengaktifan
(Va) dengan panjang gelombang (λ)

Pemalar plank =

m= _h_c_
e

maka, h = _m_e_
c

Graf I melawan V Graf V melawan λ λ berkurang
Va bertambah

Berlaku apabila cahaya menyinari permukaan suatu
logam.

Elektron yang terhasil menyerap tenaga cahaya dan
terlepas dari permukaan logam .

TEORI KLASIK, gelombang cahaya ADALAH spektrum yang
mempunyai tenaga selanjar.

boleh berlaku pada sebarang frekuensi gelombang cahaya.
Cahaya yang terang = kandungan tenaga tinggi
pengeluaran elektron cepat.

Cahaya yang malap = kandungan tenaga cahaya rendah
pengeluaran elektron lambat

Hasil eksperimen :

pemancaran fotoelektron berlaku
pada suatu nilai frekuensi gelombang

cahaya tanpa dipengaruhi oleh
keamatan cahaya.

Apakah Kesan Fotoelektrik?

f foton : bertambah

01 Tenaga kinetik fotoelektron yang
dipancarkan : bertambah

Frekuensi minimum yang dapat mengeluarkan
02 elektron dikenali sebagai frekuensi ambang

fo bagi suatu logam.

Tenaga kinetik fotoelektron tidak bergantung pada PANCARAN KESAN
keamatan cahaya. TERMION FOTOELEKTRIK

03 Keamatan cahaya yang bertambah tidak Pengeluaran elektron dari Pengeluaran elektron dari
menghasilkan fotoelektron yang lebih bertenaga permukaan logam permukaan logam
kinetik .

Fotoelektron dipancar secara serta-merta mengambil masa yang lama berlaku serta-merta

04 apabila permukaan logam disinar dengan
cahaya

Frekuensi ambang,fo, ialah frekuensi minimum yang boleh

menghasilkan kesan fotoelektrik pada satu jenis logam

7.3 Idea!

Tenaga dibawa oleh zarah cahaya,
iaitu foton.
Tenaga setiap foton adalah berkadar
terus dengan frekuensi cahaya, f

Equation:

E=hf

E=tenaga foton
h=pemalar Planck(6.63×10. J s)
f=frekuensi

Bagi elektron yang terletak pada permukaan logam, Pada frekuensi ambang, f, fotoelektron
dikeluarkan tanpa memiliki sebarang
Tenaga foton = Tenaga + Tenaga tenaga kinetik, ½mv² = 0
minimum yang kinetik
maksimum Maka, 0 = hf - W
diperlukan fotoelektron
untuk W = hf
Gantikan W = hf dalam ½mv² = hf
membebaskan
fotoelektron -W

E=W+K ½mv² = hf - hf

hf = W + ½ mv² ½mv² = h(f - f)

½mv² = hf - W

*selaras dengan Prinsip Keabadian Tenaga

Fungsi kerja dan frekuensi ambang
bagi kesan fotoelektrik

Fungsi kerja: tenaga
minimum yang
diperlukan untuk

fotoelektron terlepas
dari permukaan logam

Graf Kmaks melawan f Graf Kmaks melawan f Frekuensi ambang :
frekuensi minimum
Graf tersebut merupakan garis lurus bagi jenis logam yang berbeza foton cahaya yang
dengan kecerunan positif dan tidak menghasilkan kesan

melalui titik asalan . fotoelektrik
Nilai frekuensi ambang, f ialah nilai
Hal ini bermaksud tenaga minimum Frekuensi ambang
pada pintasan paksi frekuensi yang diperlukan untuk kesan
fotoelektrik berlaku adalah tinggi. sesuatu logam:
Logam yang berbeza mempunyai
nilai frekuensi ambang yang berbeza bertambah

Nilai fungsi kerja:

bertambah

PPeenngghhaassiillaann aarruuss ffoottooeelleekkttrriikk ddaallaamm
sseebbuuaahh lliittaarr sseell ffoottoo
4

2 Apabila sel foto disinari oleh cahaya,
penghasilan arus fotoelektrik akan
Katod:semisilinder
terhasil dalam litar

Rod logam (Anod)

3

Sebuah litar sel foto yang
terdiri daripada sebuah tiub

kaca yang divakum

1

Semakin tinggi fungsi kerja logam, semakin pendek panjang gelombang maksimum
yang diperlukan untuk penghasilan arus fotoelektrik.
Apabila keamatan cahaya bertambah, arus fotoelektrik dalam litar sel foto turut
bertambah.



Tajuk fizik kuantum ini dapat Kesimpulan!
membantu para penyelidik

memahami teori fizik kuantum
dengan lebih mendalam dan

seterusnya dapat mengaplikasikan
teori ini dalam kehidupan seharian

manusia. Teori Fizik Kuantum ini
juga berkembang pesat dalam
dunia digital pada masa kini.
Perkembagan teknologi fizik
kuantum ini dapat diaplikasikan
melalui penciptaan peralatan
canggih seperti lampu LED dan
sebagainya demi menyahut cabaran

era kuantum yang semakin
mencabar.

Sumber Rujukan

1. Koay Kheng Chuan, Chia Song Choi, Nor Rizah Binti Bongkek,
Juhaida Binti Kasron, Mohd Khairul Anuar Bin Mat Mustafa,
Pradeep Kumar Chakrabarty (2020). Fizik Tingkatan 5 KSSM ,
Penerbit Bestari SDN. BHD,

2. Mekanik Kuantum . Diperolehi pada 21 September 2020
daripada https://ms.wikipedia.org/wiki/Mekanik_kuantum

3. Mudahnya Fizik!. Fizik Kuantum-Pengenalan. Diperolehi pada
22 May 2020 daripada https://www.youtube.com/watch?v=jiN6AfnzfwU

4. Mudahnya Fizik!.FIZIK TINGKATAN 5 (7.1:TEORI KUANTUM
CAHAYA,BAHAGIAN 1). Diperolehi pada 3 Ogos 2021 daripada
https://www.youtube.com/watch?v=P6UyxkR1Nrk

5. Amazing Physics with Teacher Lina (2021). Quantum Physics.
Physics Spmnetic! (article) : https://t.me/physicsspmnotes