7.3 Teori Fotoelektrik Einstein — Nota JomSkor

Tenaga Foton

Tenaga cahaya wujud dalam bentuk paket diskrit yang dikenali sebagai foton, di mana tenaganya berkadar terus dengan frekuensi gelombang cahaya.

$E = hf$

Persamaan Fotoelektrik Einstein

Tenaga foton ($hf$) yang diserap oleh elektron digunakan untuk mengatasi fungsi kerja ($W$) logam dan selebihnya menjadi tenaga kinetik maksimum ($K_{maks}$) fotoelektron yang terpancar.

$hf = W + K_{maks}$

Fungsi Kerja

Tenaga minimum yang diperlukan untuk fotoelektron terlepas dari permukaan logam, di mana $f_0$ ialah frekuensi ambang.

$W = hf_0$

Tenaga Kinetik Maksimum Fotoelektron

Tenaga kinetik maksimum fotoelektron adalah berkadar terus dengan perbezaan antara frekuensi cahaya yang disinari dan frekuensi ambang logam.

$\frac{1}{2}mv_{maks}^2 = h(f - f_0)$

Contoh soalan

Cahaya biru yang berfrekuensi 6.67 × 10¹⁴ Hz disinarkan ke atas permukaan logam cesium yang bersih. Berapakah tenaga kinetik maksimum fotoelektron yang terpancar keluar? [Fungsi kerja cesium = 3.43 × 10⁻¹⁹ J, pemalar Planck = 6.63 × 10⁻³⁴ J s]

• Kenal pasti maklumat yang diberikan: Frekuensi, $f = 6.67 \times 10^{14}$ Hz; Fungsi kerja, $W = 3.43 \times 10^{-19}$ J; Pemalar Planck, $h = 6.63 \times 10^{-34}$ J s.
• Gunakan rumus Persamaan Fotoelektrik Einstein: $hf = W + K_{maks}$.
• Susun semula rumus untuk mencari $K_{maks}$: $K_{maks} = hf - W$.
• Gantikan nilai dan hitung: $K_{maks} = (6.63 \times 10^{-34})(6.67 \times 10^{14}) - (3.43 \times 10^{-19})$.

$K_{maks} = 9.92 \times 10^{-20}$ J