Tidak diberi dalam peperiksaan, hafal.
Kegunaannya
Photon energy digunakan dalam Fizik Kuantum (Fizik SPM Tingkatan 5). Kekalkan unit SI dalam setiap baris kerja. Fizik Kuantum
Simbol dan unit SI
| Simbol | Maksud | Unit SI |
|---|---|---|
| E | tenaga foton | J |
| h | pemalar Planck | J s |
| f | frekuensi | Hz |
Penyusunan semula
f = E / hh = E / f
Contoh penyelesaian
Perangkap biasa
Memahami tenaga foton
Persamaan E = hf memberikan tenaga yang dibawa oleh satu foton cahaya. Di sini E ialah tenaga foton dalam joule (J), h ialah pemalar Planck dalam joule-saat (J s), dan f ialah frekuensi cahaya dalam hertz (Hz).
Idea bahawa cahaya wujud dalam pakej diskret ialah teras teori kuantum: tenaga meningkat berkadar terus dengan frekuensi, jadi cahaya biru (f lebih tinggi) membawa lebih banyak tenaga setiap foton berbanding cahaya merah. Kecerahan hanya menukar bilangan foton, bukan tenaga setiap satu.
Anda boleh menyusun semula hubungan ini dalam dua cara: f = E / h untuk mencari frekuensi daripada tenaga yang diketahui, dan h = E / f jika eksperimen mengukur kedua-dua E dan f. Gunakan h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.
Contoh penyelesaian, langkah demi langkah
Cari tenaga satu foton cahaya hijau yang berfrekuensi f = 6.0 × 10¹⁴ Hz. Ambil h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s.
Mulakan dengan rumus:
E = hf
Gantikan nilai beserta unit:
E = 6.63 × 10⁻³⁴ J s × 6.0 × 10¹⁴ Hz
Darabkan nombor dan tambahkan kuasa sepuluh:
E = 3.978 × 10⁻¹⁹ J
Dibundarkan kepada tiga angka bererti, tenaga foton ialah E ≈ 3.98 × 10⁻¹⁹ J. Oleh sebab satu hertz ialah satu per saat, J s × Hz menghasilkan joule, mengesahkan unit jawapan adalah betul.
Kesilapan lazim dan cara ia diuji
Kesilapan paling lazim ialah menggunakan nilai h yang salah. Sentiasa ambil h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s dan kekalkan f dalam hertz, supaya jawapan terhasil dalam joule.
Untuk menukar kepada elektronvolt, bahagikan nilai joule dengan 1.6 × 10⁻¹⁹.
Dua lagi kesilapan yang perlu dielakkan: lupa menambah eksponen semasa mendarab kuasa sepuluh, dan mengelirukan frekuensi dengan panjang gelombang. Rumus ini memerlukan frekuensi terus.
- Jangan anggap cahaya lebih terang bermaksud tenaga lebih tinggi setiap foton.
- Jangan tinggalkan tanda negatif dalam 10⁻³⁴.
Di bawah kata perintah hitung, anda mesti menunjukkan baris penggantian. Di bawah takrifkan, nyatakan bahawa tenaga foton ialah tenaga satu kuantum sinaran, bersamaan hf.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)