Teori Kuantum Cahaya

7.1  Teori Kuantum Cahaya
 

Spektrum elektromagnet

  • Semua objek dapat memancarkan sinaran elektromagnet
  • Objek sejuk \(\rightarrow\) gelombang dengan frekuensi rendah (Cth: gelombang radio, gelombang mikro)
  • Objek panas \(\rightarrow\) gelombang dengan frekuensi tinggi (Cth: cahaya tampak dan sinaran ultraungu)
 
  Jasad hitam  
  Suatu jasad unggul yang berupaya menyerap semua sinaran elektromagnet yang jatuh padanya.  
     
 
  Sinaran termal  
  Sinaran elektromagnet yang merangkumi sinaran boleh tampak dan sinaran yang tidak boleh dilihat oleh mata manusia seperti sinaran inframerah.  
     
 

Teori Klasik

  1. Sifat zarah cahaya (Isaac Newton)
    • Tidak berjaya menerangkan fenomena pembiasan cahaya kerana membuat kesilapan untuk perbandingan kelajuan cahaya dalam kaca dan udara. 
       
  2. Eksperimen dwicelah cahaya (Thomas Young)
    • Tidak dapat menerangkan kejadian spektrum sinaran jasad hitam. 
       
  3. Model Atom Dalton 
    • Tidak dapat menerangkan penghasilan spektrum cahaya oleh atom bahan. 
       
  4. Penemuan elektron
    • Tidak dapat menerangkan penghasilan spektrum garis cahaya oleh atom bahan. 
 

Teori Kuantum

  1. Max Planck
    • Memperkenalkan idea kuantum (tenaga yang diskrit) pada tahun 1900. 
       
  2. Albert Einstein
    • Teori foton Einstein berjaya menjelaskan ciri-ciri kesan fotoelektrik yang tidak dapat diterangkan dengan teori klasik 
       
  3. Niels Bohr
    • Menerangkan penghasilan spektrum garis oleh atom hidrogen. 
       
  4. Louis De Broglie
    • Memperkenalkan hipotesis bahawa zarah bersifat gelombang pada tahun 1924 
 

Spektrum elektromagnet boleh terdiri daripada:

  1. Spektrum selanjar
  2. Spektrum garis
 
  Spektrum selanjar  
 

Dihasilkan melalui penyerakan cahaya putih oleh prisma kepada spektrum  yang  terdiri daripada  tujuh  warna cahaya tampak. 

 
     
 
  Spektrum garis  
  Terhasil oleh sesuatu atom yang teruja merupakan koleksi garis-garis berwarna  dengan  panjang gelombang  dan frekuensi yang unik.    
     
 
 
  Tenaga foton, \(E\)  
 

\(E=hf\),

dimana \(h\) = pemalar Planck (\(6.63\times10^{-34} \text{ J s}\)

\(f\) = frekuensi gelombang cahaya

 
     
 
  Panjang gelombang, \(\lambda\)  
 

\(\lambda = \dfrac{h}{mv}\),

dimana \(m\) = jisim zarah,

\(v\) = halaju zarah

 
     
 
 

 

Teori Kuantum Cahaya

7.1  Teori Kuantum Cahaya
 

Spektrum elektromagnet

  • Semua objek dapat memancarkan sinaran elektromagnet
  • Objek sejuk \(\rightarrow\) gelombang dengan frekuensi rendah (Cth: gelombang radio, gelombang mikro)
  • Objek panas \(\rightarrow\) gelombang dengan frekuensi tinggi (Cth: cahaya tampak dan sinaran ultraungu)
 
  Jasad hitam  
  Suatu jasad unggul yang berupaya menyerap semua sinaran elektromagnet yang jatuh padanya.  
     
 
  Sinaran termal  
  Sinaran elektromagnet yang merangkumi sinaran boleh tampak dan sinaran yang tidak boleh dilihat oleh mata manusia seperti sinaran inframerah.  
     
 

Teori Klasik

  1. Sifat zarah cahaya (Isaac Newton)
    • Tidak berjaya menerangkan fenomena pembiasan cahaya kerana membuat kesilapan untuk perbandingan kelajuan cahaya dalam kaca dan udara. 
       
  2. Eksperimen dwicelah cahaya (Thomas Young)
    • Tidak dapat menerangkan kejadian spektrum sinaran jasad hitam. 
       
  3. Model Atom Dalton 
    • Tidak dapat menerangkan penghasilan spektrum cahaya oleh atom bahan. 
       
  4. Penemuan elektron
    • Tidak dapat menerangkan penghasilan spektrum garis cahaya oleh atom bahan. 
 

Teori Kuantum

  1. Max Planck
    • Memperkenalkan idea kuantum (tenaga yang diskrit) pada tahun 1900. 
       
  2. Albert Einstein
    • Teori foton Einstein berjaya menjelaskan ciri-ciri kesan fotoelektrik yang tidak dapat diterangkan dengan teori klasik 
       
  3. Niels Bohr
    • Menerangkan penghasilan spektrum garis oleh atom hidrogen. 
       
  4. Louis De Broglie
    • Memperkenalkan hipotesis bahawa zarah bersifat gelombang pada tahun 1924 
 

Spektrum elektromagnet boleh terdiri daripada:

  1. Spektrum selanjar
  2. Spektrum garis
 
  Spektrum selanjar  
 

Dihasilkan melalui penyerakan cahaya putih oleh prisma kepada spektrum  yang  terdiri daripada  tujuh  warna cahaya tampak. 

 
     
 
  Spektrum garis  
  Terhasil oleh sesuatu atom yang teruja merupakan koleksi garis-garis berwarna  dengan  panjang gelombang  dan frekuensi yang unik.    
     
 
 
  Tenaga foton, \(E\)  
 

\(E=hf\),

dimana \(h\) = pemalar Planck (\(6.63\times10^{-34} \text{ J s}\)

\(f\) = frekuensi gelombang cahaya

 
     
 
  Panjang gelombang, \(\lambda\)  
 

\(\lambda = \dfrac{h}{mv}\),

dimana \(m\) = jisim zarah,

\(v\) = halaju zarah