ZSC 307/2 - ILMU FIZIK KEADAAN PEPEJAL I NOV 1987.

UNTVERSITI SAINS MALAYSIA

Peperiksaan Semester Pertama Sidang 1987/88

ZSC 307rl2

- Ilmu Fizik

^Keadaan

Pepejal I

Tarlkh:

3 Novenber 1987 Masa: ^{9.OO pagi} - ^{11.00 pagri} (2 j _am)

iIAWab SEMUA EMPAT soalan.

KesemuEiy-1-:FfrfE-di j awab

di

dalam Bahasa Malaysia.

I.

Gambarajah

l.I

menggambarkan

hablur

NaCI

di

dalam satu dimensi dengan

jarak

pisahan

r di antara 2 jiran ter-

dekat.

(b)

_{,Jika NaCl} mengandungl 2N

ions

^(N

katlons

dan ^N

anion), tunjukkan

tenaga coulomb

total

adalah:

I.38Ne-)

tr :

c

4fieor

(b) illka

tenaga

tolakan total boleh ditulis di

dalam bentuk

ur=a

tt

sehlnggaU=U.*UT,

apakah persyaratan yang

mesti

dikenakan kepada ^U pada keselmbangan?

langgap pada keseimbangan

r bernllaL ro.

]

tr' \ ,'

(c) _Hltung

_tenaga

total

^pada keadaan

keseLmbangan.

_.- , {

... oooooo@ _rf*

Gambarajah

I. I

ft, ^I

l ^l','l

(25lr00) -r

j' r ,'i

i! ^I

'ft)

\"';

303

...2/'

2.

2

(zsc

_307/2'

(*'

Tul,lskan

suatu

^ungkapan ketumpatan keadaan ^{g (t^r)}

' _untuk

_fonon

_{bagi kes} kekisi tiga

dimensi.

(b)

Haba

spesifik kekisi bagi

bentuk karbon

tertentu

adalah berkadar dengan suhu

T2. Ini

adalah berbeza dengan kekadaran

biasa

13

bagl pepejal.

Apakah ^yang dapat anda

ketahui

berkenaan

struktur

karbon

tnl?

lPanduan: Lihat daripada

se91 tenaga ^getaran

kekisi.

l

(9.)

Darlpada

hasll

eksperimen yang

diperolehi

^bagl

'

^{sejenLs J.ogam}

tertentu

(Gambarajah

2.1),

tentukan

frekuensl

Debye dan suhu Eerml

bagt

logam

tersebut.

Dlketahui:

Pemalar Planck

h = ^I.O5 x ^t0-34

ils

Pemalar Boltzmant ^kB

= ^1.38 x

tO-23

JK-I

Pemalar Avogadro

.A =

^6.OZ

x

^IO23

mol-I

cr,= +'RkBt#l t

'

.""

c"= 22p *-

( 30/no0 )

...3/-

310

3 czsc ^307/21

3.

(a) _Hasll

eksperlmen menunjukkan ada seEetengah logam mempunyal pemalar

HaIl

^yang

negatlf

dan ada _Juga

'

_yang

positLf.

BerL hural.an

rlngkas hasll

eksperlmen

tersebut darl.

pandangan

teorL elektron

bebas.

(b) _Dl

dalam Euatu eksperl"men

dtdapatt

sampel

germanlum

ttdak

menunjukkan sebarang kesan

Hall.

KelLncahan _,

elektron dl

^{dalam germanLum adalah}

3500 cm-,/V-saat dan

kellncahan

lohong

dl

dalam germanium

adalah

f4OO cm27v-saat.

,Ilka arus

wuJud

dl

^dalam

arah-y

dan medan magnet sepanJang paksL-2,

(1)

bagalmanakah

ntlal arus

pada arah-x?

(ff)

berapakah peratusan

arug dl

dalam sampel yang dlbawa oLeh elektron?

Gambarajah

3.f

(2slr00 ₎

311

, ,

.4/-

4.

Gambarajah

4.I

menunjukkan tenaga

elektron, ^halaju

elektroi, jisim

^{berk6san dan}

faitor fn

^sebagai

^fungsi

^k

bagl

^gerakan

elektron

dL dalam

l-dimensi. Beri

pe;jeiasan bagi setlap graf tersebut darl

segi. ^pandangan

leoif elektroi

^{bebas -aan}

^{dart segi} teori jalur ^pepejal.

4-

-t la O .,o -+l

Ganbarajah

4.I

-

^oooOooo

-

(zsc

307/21

(20/Loo't

lal

(bt

I

\

El

,r

r,

^\

V

\i

ll

I I

r

I

(

/"

N

31?