JIF 102 – Fizik Moden - Kerelatifan - Mei - Jun 1995

UNIVERSITI

SAINS

MALAYSIA

Pcpcriksuan Tamhuhan Sidung Akudcmik l994/95

Mci/Jun I995

Mzusa ^: l3

jam]

0 Silu puslikun bahuwu kcrtas pcpcriksaan ini mcngundungi

LMEAL

^{muku surat}

yang bcrccwkschelum undamcmulakan pcpcrikszwn ini.

0 Jawab mana-muna

LLMA

^{soulan. Sctiup soulan hcrnilai} l()() murkah dun murkah subsnulun dipcrlihutkun dipcnghujung^{suhsnulun itu.}

0

Sctiupjawupun

^{mcsti dijawub di dalam} buku jawapun yang discdiukun.

71

Eemla:

Jisimelektron _me = _{9.11 x} 10'31 kg

Caselektrik

^{e = 1.6x 10-19c} Pemalar Planck ^h = 6.63 x10"34 ^Js

Pemalarketelusan ^e = _8.85x 10'12C2

N'1

m"2

41: x

10-7WbA-1m-1

Pemalar ketelapan _no

3 x 108ms‘1 Pemalar Boltzmann

k

⁼ 1.38 x10”23

JK-l

Pemalar Rydberg _RH = _1.097x 107m‘1

Laju

cahaya

V

c

.72

(a)

(b)

(a)

(b)

(a)

- _{3 -} [HP 102]

Perihalkan dengan bantuan gambarajahsuatu

ujikaji

^{untuk menentukan}

keupayaan pemberhentian ^suatu logam yangdisinari sinaran. _.

(40 markah)

Suatu permukaandisinari olehcahaya dengan panjang gelombang

7&1 = 550 nm menyebabkan fotoelektron yangmempunyai^keupayaan

pemberhentian Vsl = ^0.91

V

dipancarkan. Katakan suatu sinaran denganpanjang gelombang _X2 ^—

-190

nm menyinari^permukaan tersebut. Hitung ^:

(i)

keupayaan pemberhentian _V82.

(ii)

fungsi kerjapermukaan,

(iii)

frekuensi^ambangpermukaan tcrsebut.

(6Omarkah)

Suatu foton^bertenagaE mengalamisuatupelanggaranCompton dengansuatu zarah^bebas berjisim rehat

m0. Tunjukkan ^bahawa tenaga

kinetik

sentakanmaksimum ^zarah

itu

ialah ²

2

Km

⁼

i—T

E + ^m°c

2

di

^mana

K

adalah tenaga

kinetik

^{zarah dan E} adalah tenaga

foton

(60^markah)

Andaikan foton benenaga 0.2

MeV

diserakkan oleh elektron-elektron dalam suatu^sasarankarbon. Berapakah

(i)

panjang gelombangfoton

ini

^?

(ii)

panjang gelombangfotonyang terserak^padasudut90°?

(iii)

tenagafoton ^{yang terserakpadasudut}60° terhadap arahtuju?

(4Omarkah)

Suatuelektronbergerak dalam ^suatubulatan mengelilingi ^suatu nukleusbercas

positif

^{Ze. Terbitkanungkapan}

(i)

halaju elektron,_dan

(ii)

jumlah ^tenagaelektron, dalam^Sebutan

jejari

^orbimya.

(50 markah)

....4/—

(b)

(a)

(b)

(a)

(b)

(a)

(b)

- 4 ^_ [JIF 102]

Tentukanpanjang gelombang garisspektrum yang bersepadanan denganperalihan^{dalam atom} hidrogen dari^{keadaann = 6}

Re keadaanⁿ= _3.

(50 markah)

Hurajkan,dengan bantuan gambarajah yang sesuai,bagaimana

spektrum sinar

X

selanjardancirian dihasilkan^{oleh suatu} tiub sinar X.

(60 markah)

3 -3

Satuhablurkaliumldorida mempunyai ketumpatan^1.98x 10 kg m ^. Berat molekul

KCl

ialah74.55. Tentukanjarakantaraatom-atom bersebelahan.

(40 markah)

Buktikanmasa tidakinvarian dalam transfon'nasi Lorentz.

(6O markah)

Seorang pemerhati dalam rangka ^S menentukan koordinat suatu peristiwa sebagaj

x=100km

^{dan t}

⁼²⁰⁰

_us. Apakah koordinat peristiwainikspada seorangpemerhatidalamrangka yang bergerak ke arah paksi x positif pada kelajuan 0.9500? Anggap x =

x' padat= t'=0.

(40 markah)

Apakahyang dimaksudkan dengan tenaga rehat?Perihalkannya dalam kontckskesetaraantenaga-jisim.

(30markah) Suatuelektronbergerakpada suatukelajuan sedemikian ia boleh mengelilingibumi di Khatulistiwadalammasa 1.00 saat. Jejari bumi ialah 6.37 x 106m. Berapakah:

(i) kelajuannyadalam sebutankelajuancahaya0?

(ii)

_{tenagakinetik K?}

(iii)

peratusanralat yangdilakukan

jika

anda menggunakan formula klasikuntuk menghitungK?

(70markah)

- 0000000^-

74