Dualisme Gelb Partkl dan Efek Fotolistrik
Latihan Soal
1.
Pirometer
digunakan
untuk
mengukur banyaknya radiasi pada
sebuah lubang yang
2.
dimaternya 0,5 cm dalam
dinding dapur peleburan timah yang
suhunya
650
K.
Berapakah
besarnya radiasi 6angb terukur oleh
pirometer ?
3.
Energhi
radiasi
mengenai
sebuah benda dengan kekuatan 60
W/m2. Apabila faktor pemantulan
benda 0,25, berapa banyak energi
yang diserap benda itu ?
4.
Pada suhu berapa sebuah
benda hitam yang luasnya 15 cm2
memancarkan energi sebanyak 5
kal/s ?
5.
Sebuah benda hitam memiliki
energi pancar maksimum pada
panjang gelombang 5 x 10-5 m.
Berapakah
suhu
benda
hitam
tersebut ?
6.
Suhu perukaan matahari 6000
0
C.
Berapakah
panjang
gelombangnya pada saat energi
pancarnya maksimum ?
Soal_Soal Terpillih 1
1.
(a) Sebuah lubang kecil pada
dinding dapat dianggap sebagai
benda hitam, mengapa ?
(b) Apakah sebenarnya benda hitam
itu ?
2.
Sepotong
logam
menyala
merah terang pada suhu 1100 K.
Pada suhu yang sama sepotong
kuarsa tidak menyala sama sekali,
mengapa ?
3.
Perlihatkan bahwa konstanta
Planck memiliki dimensi spektrum ?
4.
Suhu tubuh Anda kira-kira 370C.
Pakah tubuh Anda memancarkan
energi ?
5.
Ketiak
benda
logam
dopanaskan sampai suhu yang
sangat tinggi dan menjadi menyala,
maka
warna
radiasi
yang
terpancarkan akan tampak meran
dan kemudian berubah menjadi
kuning biru seiring dengan kenaikan
suhu. Mengapa warna radiasi logam
tersebut bergeser atau berubah ?
6.
Filamen
wolfram
sebuah
blalampu panjangnya 10 cm dan
garis tengahnya 0,01 mm. Bola
lampu itu berpijar hingga suhu
filamennya mencapai 2500 K. Jika
emisivitas
wolfram
itu
0,3,
berapakah energi yang dipancarkan
oleh filamen tersebut ?
7.
Pirometer adalah alat untuk
mengukur radiasi. Dalam suatu
percobaan alat itu digunakan untuk
mengukur radiasi dalam sebuah
lubang seluas 1 cm2 pada dinding
pelebur timah. Jika radiasi yang
terukur 0,735 W, berapakah suhu di
dalam dapur timah tersebut ?
8.
Sebuah benda hitam luasnya 1
m2 dan suhunya 100 0C. Beraqpa
kalori energi yang dipancarkan oleh
benda hitam itu ?
9.
Suatu
sumber
cahaya
memancarkan
cahaya
dalam
panjang
gelombang
950
m.
Tentukanlah suhu sumber cahaya
tersebut ?
10.
Pemukaan
Matahari
bertemperatur sekitar 6000 0C., jika
matahari dianggap sebagai benda
hitam sempurna, berapakah daya
radiasinya ?
Soal_Soal Terpillih 2
1.
Jelaskan foto elektron terjadi ?
2.
Jelaskan apa yang dimaksud
dengan (a) frekuensi ambang ?, (c)
potensial penghalang ?
3.
Mengapa dalam pengukuran
fotolistrik begitu sensitif terhadap
sifat permukaan ?
4.
Suatupemancar radio 1 kW
bekerja padafrekuensi 880 kHz,
berapa banyak foton persekon yang
dipancarkan ?
5.
Panjang gelombang ambang
pancaran fotolistrik pada tungsten
adalah 230 mm. Berapa besar
panjang gelombang cahaya yang
harus digunakan supaya elektron
dengan energi maksimum 1,5 eV
terlempar keluar ?
6.
Frekuensi ambang pancaran
fotolistrik logam tembaga adalah
1,1 x 1015 Hz. Tentukanlah energi
maksimum foto elektron bila cahaya
befrekuensi 1,5 x 1015 Hz dijatuhkan
pada permukaan tembaga ?
7.
Tentukanlah
panjang
gelombang maksimum yang dapat
menyebabkan terjadi foto elektron
dalam natrium ?
8.
Sebuah
bola
perak
digantungkan pada seutas tali
dalam kamar vakum dan cahaya
iltraviolet
yang
panjang
gelombangnya 200 nm diarahkan
pada bola itu. Berapakah besar
potensial listrik yang timbul pada
bola sebagai akibat penyinaran itu ?
Soal_Soal Terpillih 3
1.
Dalam
efek
Compton,
tumbukan
diumpakan
seperti
tumbukan boal bilyard. Dengan
anggapan ini, jelaskan bagaimana
tumbukan itu terjadi ?
2.
Dalam
efek
Compteon,
mengapa diutamakan mengunakan
panjang gelombang pendek untuk
peristiwa radiasinya ?
3.
mengapa dalam mengamati
efek Compton tidak digunakan
cahaya tampak ? Apabila dimensi
elektron
lebih
besar,
apakah
mungkin digunakan cahaya tampak
?
4.
Pilihlah
pernyataan
yang
benar
;
elektron
dan
foton
mempunyai panjang gelombang
yang sama, maka :
a.momentum
elektron
<
momentum foton
b.
momentum
elektron
>
momentum foton.
c.
momentum
elektron
=
momentum foton
5.
Sebuah proton, elektron, dan
sebuah
pesawat
terbang
mempunyai panjang gelombang
sama, yang paling besar energinya
ialah . . . .
a. Elektron
b. Proton
c. pesawat
terbang
6.
Foton
yang
panjang
gelombangnya 0,024 A menumbuk
sebuah elektron bebas. (a) Carilah
panjang gelombang foton yang
terhamburkan pada sudut 300. (b)
Hitung juga bila q = 1200 !
7.
Foton berpanjang gelombang
0,20 nm jatuh pada karbon dan
diamburkan
oleh
peristiwa
tumbukannya
sehingga
frekuensinya tergeser 0,01 %. (a)
Melalui sudut berapakah foton itu
dihamburkan ? (b) berapa banyak
energi kinetik akhir elektron ?
8.
Sebuah foton sinar - X ( l = 0,1
A ) menumbuk elektron secara telak
pada sudut 1800 . Tentukanlah ; (a)
perubahan
panjang
gelombang
foton . (b) Energi kinetik
akhir
elektron ?
9.
Momentum
foton sinar – X
adalah
1,1
x
10-23
kg.m/s.
Berapakah frekwensi fotonnya?
10.
Berapa besar energi yang
dimiliki oleh sebuah foton bila ia
memiliki momentum 10 MeV?
Soal terpilih 4
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Sebuah peluru yang massanya
40 g bergerak dengan kecepatan 1
000 m/c. (a) Tentukanlah panjang
gelombangnya ! . (b) Apakah nilai
panjang
gelombangnya
dapat
digunakan
untuk
menjelaskan
peluru
mempunyai
sifat
gelombang ?
Jika panjang gelombang de
Broglie sebuah proton adalah 1,0 x
10-13 m. (a) Berapakah laju proton
tersebut, (b) Melalui potensial listrik
berapa
proton
tersebut
agar
mendapatkan laju ini ?
Ion-ion
natrium
dipercepat
melalui potensial 300 V. Tentukanlah
momentum dan panjang gelombang
de Broglienya !
Elektron dan foton masingmasing
mempunyai
panjang
gelombang ef = 2 A, berapakah
besar energi yang dimilikinya ?
Dalam percobaan Davisson –
Germer, pada sudut berapa sinar
yang didifraksi rde pertama akan
terjadi bila potensial pemecepatnya
diubah dari 54 V menjadi 60 V ?
Dalam TV warna, elektron
dipercepat
melalui
perbedaan
potensial
25
kV.
Tentukanlah
panjang gelombang de Broglienya !.
Berapakah besarnya momentum
menurut tafsiran fisika klasik ?
7.
Neutron
digunakan
untuk
menganalisis bidang kristal berilium
( d = 73,2 pm). Berapa besar sudut
Btagg yang seharusnya supaya
hanya neutron yang berenergi
kinetik
4,2
eV
yang
dapat
direfleksikan ? petunjuk : tinjau
pemantulan orde pertama.
8.
Elektron
bebas
mempunyai
fungsi gelombang y (x) = A sin 500
x; x dalam meter.Tentukanlah : (a)
Panjang gelombang de Broglie
elektron, (b) Momentum elektron,
(c) Energi elektron.
SOAL_SOAL PENGAYAAN
1.
pelat logam ditempatkan 5 m
dari sumbercahaya outih yang
dayanya 0,001 W. Jika energi yang
diperlukan
untuk
memindahkan
sebuah elektron melalui permukaan
logam adalah 5 eV. Berapa lamakah
waktu
yang
diperlukan
untuk
memindahkan elektron bila semua
energi yang diradiasikan sumber
cahaya
dapat
diserap
oleh
permukaan logam ?
2.
frekuensi
ambang
logam
natrium agar terjadiemisi elektro
adalah 4,39 x 10 Hz. Tentukanlah
fungsi kerja logam tersebut !
3.
Radiasi
maksimum
cahaya
matahari terjadi pada panjang
gelombang 500 nm. Berapakah
temperatur
permukaannya
?
asumsikan radiasi yang dipancarkan
seperti radiasi benda hitam .
4.
Balok kecil massanya 0,2 kg
berosilasi pada ujung pegas yang
konstanta pegasnya k = 5 N/m dan
amplitudo osilasinya 10 cm, dengan
mengangap
energi
terkuantisasinya,
tentukanlah
bilangan kuantumnya !
5.
Sinar utraviolet yang panjang
gelombangnya
207
nm
dapat
menyebabkan
terjadinya
foto
elektron dari permukaan suatu
logam. Bla diketahui potensial
penghalangna 2 V, tentukanlah
fungsi kerja logam itu dan berapa
laju maksimum foto elektron yang
terjadi !
6.
Sinar-X
yang
panjang
gelombangnya
0,24
nm
dihamburkan pada orde 400 ketika
melalui balok karbon. Tentukanlah
panjang gelombang sinar yang
terhambur !
7.
Filamen lampu pijar yang luas
permukaannya
60
mm2
dan
suhunya 1400 K dapat meradiasikan
seluruh
energinya.
Lampu
itu
dihubungkan ke sumber tegangan
220 V, berapakah kuat arus yang
mengalir dalam lampu ? e = 1
8.
Film silicon akan lebih kondusif
bila padanya dijatuhkan foton yang
berenergi 1,14 eV atau lebih.
Berapakah
panjang
gelombang
foton tersebut ?
9.
Dalam
percobaan
efek
fotolistrik
diketahui
potensial
penghalannya 4,25 V. Berapakah
energi knetik maksimumnya ? dan
berapa laju maksimum fotoelektron
yang terjadi ?
10.
Laser merah yang dipancarkan
oleh
helium-neon
mempunyai
panjang ghelombang 632,8 nm. Bila
daya outputnya 110 mW, berapakah
banyaknya foton yang terpancar
tiap detiknya ?
11.
Bahan
katode
tertentu
digunakan dalam efek fotolistrik.
Dalam
aksus
ini
diperlukan
potensial penghalang 3 V untuk
cahaya bepanjang gelombang 300
nm; 2 V untu l = 400 nm.
Berapakah fungsi kerja bahan
katode dan tentukanlah konstanta
Planck dari kasus ini !
12.
Seberkas sinar-X yang panjang
gelombangnya
0,154
nm,
dijatuhkan pada kristal silicon.
Interferensi
maksimum
orde
pertama terjadi pada q = 34,5 0
terhadap
bidang
horizontal
permukaan silicon. Berapa jarak
antara bidang atom kristal (d), dan
pada
sudut
berapa
terjadi
maksimum orde ke-2 ?
SOAL_SOAL EVALUASI BAB 14
A. Pilihan Ganda
1. Foton yaaaaang timbul karena
tumbukan
dengan
sebuah
elektron mempunyai ………
a.
b.
c.
d.
energi
besar
lebih besar
lebih
momentum
frekwensi lebih
tinggi
panjang
gelombang lebih panjang
e.
panjang
gelombang sama
2. Bukti bahwa partikel bersifat
gelombang adalah peristiwa …..
a. difraksi
b. polaritas
c. interferensi
d. refraksi
e. refleksi
3. Cara yang sangat sederhana
untuk membedakan sebuah
benda yang memiliki sifat
gelombang dan yang tidak
memiliki
sifat
gelombang
adalah ……….
a. dimensi
benda
dan
frekwensinya
b. dimensi
benda
dan
satuannya
c. dimensi
benda
dan
eneginya
d. dimensi
benda
dan
panjang gelombangnya
e. edimensi
benda
dan
momentumnya
4. Panjang gelombang de Broglie
sebuah elektron yang berenergi
50 eV adalah …….
a. 1,7 x 10 –8m
b. 1,7 x 10-9 m
c. 1,7 x 10-10m
d. 1,7 x 1010 m
e. 1,7 x 10-11m
5. Konstanta Bolztman nilainya
5,67
x10-8,
satuan
dari
konstanta ini adalah ……
a. K4 m2W
b. W/m-2K4
c. W m-2K-4
d. W m-2K4
e. W m2K4
6. Spektrum radiasi benda hitam
dipancarkan ke segala arah,
besarnya radiasi bergantung
pada ……
a. suhu permukaan
b. sifat permukaan
c. luas permukaan
d. lamanya pemanasan
e. koefisien emisitas
7. Foton dalam tabung sinar –X
panjang gelombangnya 1 A,
berapakah momentumnya?
a. 1,5 x 10-23 kg.m/s.
b. 6,6 x 10-24 kg.m/s.
c. 6,6 x 10-44 kg.m/s.
d. 2,2 x 10-52 kg.m/s.
e. 2,2 x 1052 kg.m/s.
8. Foton dengan energi 2 x 105 eV
bertubrukan dengan sebuah
elektron bebas yang membias
dengan energi kinetik 1,5 x 10 5
eV.
Frekuensi
foton
yang
dihamburkan adalah ….
a. 1,2 x 1019 Hz
b. 4,8 x 1019 Hz
c. 7,5 x 1019 Hz
d. 7,5 x 1020 Hz
e. 4,8 x 1020 Hz
9. Dalam efek fotolistrik, jika
frekuensi sinar yang datang
diduakalikan maka kecepatan
elektron yang terlepas menjadi
….
2hf
a.
v2
m
b.
hf
v2
m
c.
h
v
m
d.
2hf
v2
hf
v2
10. Foton
yang
memiliki
momentum
terbesar
dari
gelombang elektron magnetik
di bawah ini adalah ….
a. Sinar ultraviolet.
b. Sinar inframerah.
c. Sinar tampak.
d. Sinar gamma.
e. Sinar-X.
11. Frekuensi ambang suatu bahan
adalah 1,5 x 1016 Hz, bila bahan
e.
2
tersebut
disinari
sinar
berfrekuensi 2 x 1016 Hz maka
besar energi kinetik elektron
yang terlepas ….
a. 2,06 eV.
b. 20,6 eV.
c. 206 eV.
d. 0,206 eV.
e. 21 eV.
12. Energi
foton
gelombang
elektron magnetik besarnya
bergantung pada ….
a. Kecepatannya.
b. Intensitasnya.
c. Panjang gelombang.
d. Sumbernya.
e. Temperatur.
13. Dua
keping
logam
diberi
potensial
V.
Elektron
menumbuk salah satu keping
itu dengan kelajuan v. Bila
masa
elektron
m
dan
muatannya e, maka kelajuan
elektron itu menjadi ….
2eV
a.
m
b.
eV
2m
eV
m
1 eV
d.
2
m
c.
eV
m
14. Dalam efek fotolistrik, makin
besar cahaya, maka ….
a. Energi kinetik elektron
makin besar.
b. Kecepatan elektron yang
terlepas
dari
logam
makin besar.
c. Elektron yang terlepas
makin banyak.
d. Energi yang terserap
makin besar.
e. Sebuah
mikroskop
elektron makin besar.
15. Sebuah
mikroskop
elektron
akan dipakai untuk mengamati
atom suatu unsur yang jarak
antara bidang atomnya 1 A.
Untuk
keperluan
mikroskop
e. 2
tersebut harus memiliki berkas
elektron yang harus diberi beda
potensial sebesar ….
a. 500 V
b. 400 V
c. 300 V
d. 200 V
e. 100 V
SOAL – SOAL URAIAN
1. Suatu energi radiasi datang
pada sebuah benda dengan
kekuatan 40 W/m2. Jika faktor
refleksi
benda
itu
0,375,
berapa banyak tenaga yang
diserap benda ?
2. Cahaya
yang
panjang
gelombangnya
500
nm
menerangi permukaan. Berapa
tegangan
yang
diperlukan
untuk menghentikan elektron
yang
dipancarkan
oleh
permukaan tersebut jika energi
ikat permukaannya 2 eV ?
3. Fungsi kerja suatu logam 1,5
eV,
berapakah
panjang
gelombang penyinaran yang
diperlukan oleh logam tersebut
supaya energi kinetik elektron
yang dapat dilepaskan dari
permukaan logam besarnya
0,5 eV.
4. Mata manusia cukup peka
untuk menagkap cahaya lemah
yang hanya mengandung 100
foton/s.
Berapakah
besar
energi persekon yang masuk
ke dalam mata jika cahaya itu
mempunyai
panjang
gelombang 600 nm?
5. Cermin
yang
baik
memantulkan
80%
cahaya
yang
menumbuknya.
Bagaimanakah Anda dapat
menentukan 20% dari jumlah
foton
tersebut
tidak
dipantulkan ? Jelaskan !
1.
Pirometer
digunakan
untuk
mengukur banyaknya radiasi pada
sebuah lubang yang
2.
dimaternya 0,5 cm dalam
dinding dapur peleburan timah yang
suhunya
650
K.
Berapakah
besarnya radiasi 6angb terukur oleh
pirometer ?
3.
Energhi
radiasi
mengenai
sebuah benda dengan kekuatan 60
W/m2. Apabila faktor pemantulan
benda 0,25, berapa banyak energi
yang diserap benda itu ?
4.
Pada suhu berapa sebuah
benda hitam yang luasnya 15 cm2
memancarkan energi sebanyak 5
kal/s ?
5.
Sebuah benda hitam memiliki
energi pancar maksimum pada
panjang gelombang 5 x 10-5 m.
Berapakah
suhu
benda
hitam
tersebut ?
6.
Suhu perukaan matahari 6000
0
C.
Berapakah
panjang
gelombangnya pada saat energi
pancarnya maksimum ?
Soal_Soal Terpillih 1
1.
(a) Sebuah lubang kecil pada
dinding dapat dianggap sebagai
benda hitam, mengapa ?
(b) Apakah sebenarnya benda hitam
itu ?
2.
Sepotong
logam
menyala
merah terang pada suhu 1100 K.
Pada suhu yang sama sepotong
kuarsa tidak menyala sama sekali,
mengapa ?
3.
Perlihatkan bahwa konstanta
Planck memiliki dimensi spektrum ?
4.
Suhu tubuh Anda kira-kira 370C.
Pakah tubuh Anda memancarkan
energi ?
5.
Ketiak
benda
logam
dopanaskan sampai suhu yang
sangat tinggi dan menjadi menyala,
maka
warna
radiasi
yang
terpancarkan akan tampak meran
dan kemudian berubah menjadi
kuning biru seiring dengan kenaikan
suhu. Mengapa warna radiasi logam
tersebut bergeser atau berubah ?
6.
Filamen
wolfram
sebuah
blalampu panjangnya 10 cm dan
garis tengahnya 0,01 mm. Bola
lampu itu berpijar hingga suhu
filamennya mencapai 2500 K. Jika
emisivitas
wolfram
itu
0,3,
berapakah energi yang dipancarkan
oleh filamen tersebut ?
7.
Pirometer adalah alat untuk
mengukur radiasi. Dalam suatu
percobaan alat itu digunakan untuk
mengukur radiasi dalam sebuah
lubang seluas 1 cm2 pada dinding
pelebur timah. Jika radiasi yang
terukur 0,735 W, berapakah suhu di
dalam dapur timah tersebut ?
8.
Sebuah benda hitam luasnya 1
m2 dan suhunya 100 0C. Beraqpa
kalori energi yang dipancarkan oleh
benda hitam itu ?
9.
Suatu
sumber
cahaya
memancarkan
cahaya
dalam
panjang
gelombang
950
m.
Tentukanlah suhu sumber cahaya
tersebut ?
10.
Pemukaan
Matahari
bertemperatur sekitar 6000 0C., jika
matahari dianggap sebagai benda
hitam sempurna, berapakah daya
radiasinya ?
Soal_Soal Terpillih 2
1.
Jelaskan foto elektron terjadi ?
2.
Jelaskan apa yang dimaksud
dengan (a) frekuensi ambang ?, (c)
potensial penghalang ?
3.
Mengapa dalam pengukuran
fotolistrik begitu sensitif terhadap
sifat permukaan ?
4.
Suatupemancar radio 1 kW
bekerja padafrekuensi 880 kHz,
berapa banyak foton persekon yang
dipancarkan ?
5.
Panjang gelombang ambang
pancaran fotolistrik pada tungsten
adalah 230 mm. Berapa besar
panjang gelombang cahaya yang
harus digunakan supaya elektron
dengan energi maksimum 1,5 eV
terlempar keluar ?
6.
Frekuensi ambang pancaran
fotolistrik logam tembaga adalah
1,1 x 1015 Hz. Tentukanlah energi
maksimum foto elektron bila cahaya
befrekuensi 1,5 x 1015 Hz dijatuhkan
pada permukaan tembaga ?
7.
Tentukanlah
panjang
gelombang maksimum yang dapat
menyebabkan terjadi foto elektron
dalam natrium ?
8.
Sebuah
bola
perak
digantungkan pada seutas tali
dalam kamar vakum dan cahaya
iltraviolet
yang
panjang
gelombangnya 200 nm diarahkan
pada bola itu. Berapakah besar
potensial listrik yang timbul pada
bola sebagai akibat penyinaran itu ?
Soal_Soal Terpillih 3
1.
Dalam
efek
Compton,
tumbukan
diumpakan
seperti
tumbukan boal bilyard. Dengan
anggapan ini, jelaskan bagaimana
tumbukan itu terjadi ?
2.
Dalam
efek
Compteon,
mengapa diutamakan mengunakan
panjang gelombang pendek untuk
peristiwa radiasinya ?
3.
mengapa dalam mengamati
efek Compton tidak digunakan
cahaya tampak ? Apabila dimensi
elektron
lebih
besar,
apakah
mungkin digunakan cahaya tampak
?
4.
Pilihlah
pernyataan
yang
benar
;
elektron
dan
foton
mempunyai panjang gelombang
yang sama, maka :
a.momentum
elektron
<
momentum foton
b.
momentum
elektron
>
momentum foton.
c.
momentum
elektron
=
momentum foton
5.
Sebuah proton, elektron, dan
sebuah
pesawat
terbang
mempunyai panjang gelombang
sama, yang paling besar energinya
ialah . . . .
a. Elektron
b. Proton
c. pesawat
terbang
6.
Foton
yang
panjang
gelombangnya 0,024 A menumbuk
sebuah elektron bebas. (a) Carilah
panjang gelombang foton yang
terhamburkan pada sudut 300. (b)
Hitung juga bila q = 1200 !
7.
Foton berpanjang gelombang
0,20 nm jatuh pada karbon dan
diamburkan
oleh
peristiwa
tumbukannya
sehingga
frekuensinya tergeser 0,01 %. (a)
Melalui sudut berapakah foton itu
dihamburkan ? (b) berapa banyak
energi kinetik akhir elektron ?
8.
Sebuah foton sinar - X ( l = 0,1
A ) menumbuk elektron secara telak
pada sudut 1800 . Tentukanlah ; (a)
perubahan
panjang
gelombang
foton . (b) Energi kinetik
akhir
elektron ?
9.
Momentum
foton sinar – X
adalah
1,1
x
10-23
kg.m/s.
Berapakah frekwensi fotonnya?
10.
Berapa besar energi yang
dimiliki oleh sebuah foton bila ia
memiliki momentum 10 MeV?
Soal terpilih 4
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Sebuah peluru yang massanya
40 g bergerak dengan kecepatan 1
000 m/c. (a) Tentukanlah panjang
gelombangnya ! . (b) Apakah nilai
panjang
gelombangnya
dapat
digunakan
untuk
menjelaskan
peluru
mempunyai
sifat
gelombang ?
Jika panjang gelombang de
Broglie sebuah proton adalah 1,0 x
10-13 m. (a) Berapakah laju proton
tersebut, (b) Melalui potensial listrik
berapa
proton
tersebut
agar
mendapatkan laju ini ?
Ion-ion
natrium
dipercepat
melalui potensial 300 V. Tentukanlah
momentum dan panjang gelombang
de Broglienya !
Elektron dan foton masingmasing
mempunyai
panjang
gelombang ef = 2 A, berapakah
besar energi yang dimilikinya ?
Dalam percobaan Davisson –
Germer, pada sudut berapa sinar
yang didifraksi rde pertama akan
terjadi bila potensial pemecepatnya
diubah dari 54 V menjadi 60 V ?
Dalam TV warna, elektron
dipercepat
melalui
perbedaan
potensial
25
kV.
Tentukanlah
panjang gelombang de Broglienya !.
Berapakah besarnya momentum
menurut tafsiran fisika klasik ?
7.
Neutron
digunakan
untuk
menganalisis bidang kristal berilium
( d = 73,2 pm). Berapa besar sudut
Btagg yang seharusnya supaya
hanya neutron yang berenergi
kinetik
4,2
eV
yang
dapat
direfleksikan ? petunjuk : tinjau
pemantulan orde pertama.
8.
Elektron
bebas
mempunyai
fungsi gelombang y (x) = A sin 500
x; x dalam meter.Tentukanlah : (a)
Panjang gelombang de Broglie
elektron, (b) Momentum elektron,
(c) Energi elektron.
SOAL_SOAL PENGAYAAN
1.
pelat logam ditempatkan 5 m
dari sumbercahaya outih yang
dayanya 0,001 W. Jika energi yang
diperlukan
untuk
memindahkan
sebuah elektron melalui permukaan
logam adalah 5 eV. Berapa lamakah
waktu
yang
diperlukan
untuk
memindahkan elektron bila semua
energi yang diradiasikan sumber
cahaya
dapat
diserap
oleh
permukaan logam ?
2.
frekuensi
ambang
logam
natrium agar terjadiemisi elektro
adalah 4,39 x 10 Hz. Tentukanlah
fungsi kerja logam tersebut !
3.
Radiasi
maksimum
cahaya
matahari terjadi pada panjang
gelombang 500 nm. Berapakah
temperatur
permukaannya
?
asumsikan radiasi yang dipancarkan
seperti radiasi benda hitam .
4.
Balok kecil massanya 0,2 kg
berosilasi pada ujung pegas yang
konstanta pegasnya k = 5 N/m dan
amplitudo osilasinya 10 cm, dengan
mengangap
energi
terkuantisasinya,
tentukanlah
bilangan kuantumnya !
5.
Sinar utraviolet yang panjang
gelombangnya
207
nm
dapat
menyebabkan
terjadinya
foto
elektron dari permukaan suatu
logam. Bla diketahui potensial
penghalangna 2 V, tentukanlah
fungsi kerja logam itu dan berapa
laju maksimum foto elektron yang
terjadi !
6.
Sinar-X
yang
panjang
gelombangnya
0,24
nm
dihamburkan pada orde 400 ketika
melalui balok karbon. Tentukanlah
panjang gelombang sinar yang
terhambur !
7.
Filamen lampu pijar yang luas
permukaannya
60
mm2
dan
suhunya 1400 K dapat meradiasikan
seluruh
energinya.
Lampu
itu
dihubungkan ke sumber tegangan
220 V, berapakah kuat arus yang
mengalir dalam lampu ? e = 1
8.
Film silicon akan lebih kondusif
bila padanya dijatuhkan foton yang
berenergi 1,14 eV atau lebih.
Berapakah
panjang
gelombang
foton tersebut ?
9.
Dalam
percobaan
efek
fotolistrik
diketahui
potensial
penghalannya 4,25 V. Berapakah
energi knetik maksimumnya ? dan
berapa laju maksimum fotoelektron
yang terjadi ?
10.
Laser merah yang dipancarkan
oleh
helium-neon
mempunyai
panjang ghelombang 632,8 nm. Bila
daya outputnya 110 mW, berapakah
banyaknya foton yang terpancar
tiap detiknya ?
11.
Bahan
katode
tertentu
digunakan dalam efek fotolistrik.
Dalam
aksus
ini
diperlukan
potensial penghalang 3 V untuk
cahaya bepanjang gelombang 300
nm; 2 V untu l = 400 nm.
Berapakah fungsi kerja bahan
katode dan tentukanlah konstanta
Planck dari kasus ini !
12.
Seberkas sinar-X yang panjang
gelombangnya
0,154
nm,
dijatuhkan pada kristal silicon.
Interferensi
maksimum
orde
pertama terjadi pada q = 34,5 0
terhadap
bidang
horizontal
permukaan silicon. Berapa jarak
antara bidang atom kristal (d), dan
pada
sudut
berapa
terjadi
maksimum orde ke-2 ?
SOAL_SOAL EVALUASI BAB 14
A. Pilihan Ganda
1. Foton yaaaaang timbul karena
tumbukan
dengan
sebuah
elektron mempunyai ………
a.
b.
c.
d.
energi
besar
lebih besar
lebih
momentum
frekwensi lebih
tinggi
panjang
gelombang lebih panjang
e.
panjang
gelombang sama
2. Bukti bahwa partikel bersifat
gelombang adalah peristiwa …..
a. difraksi
b. polaritas
c. interferensi
d. refraksi
e. refleksi
3. Cara yang sangat sederhana
untuk membedakan sebuah
benda yang memiliki sifat
gelombang dan yang tidak
memiliki
sifat
gelombang
adalah ……….
a. dimensi
benda
dan
frekwensinya
b. dimensi
benda
dan
satuannya
c. dimensi
benda
dan
eneginya
d. dimensi
benda
dan
panjang gelombangnya
e. edimensi
benda
dan
momentumnya
4. Panjang gelombang de Broglie
sebuah elektron yang berenergi
50 eV adalah …….
a. 1,7 x 10 –8m
b. 1,7 x 10-9 m
c. 1,7 x 10-10m
d. 1,7 x 1010 m
e. 1,7 x 10-11m
5. Konstanta Bolztman nilainya
5,67
x10-8,
satuan
dari
konstanta ini adalah ……
a. K4 m2W
b. W/m-2K4
c. W m-2K-4
d. W m-2K4
e. W m2K4
6. Spektrum radiasi benda hitam
dipancarkan ke segala arah,
besarnya radiasi bergantung
pada ……
a. suhu permukaan
b. sifat permukaan
c. luas permukaan
d. lamanya pemanasan
e. koefisien emisitas
7. Foton dalam tabung sinar –X
panjang gelombangnya 1 A,
berapakah momentumnya?
a. 1,5 x 10-23 kg.m/s.
b. 6,6 x 10-24 kg.m/s.
c. 6,6 x 10-44 kg.m/s.
d. 2,2 x 10-52 kg.m/s.
e. 2,2 x 1052 kg.m/s.
8. Foton dengan energi 2 x 105 eV
bertubrukan dengan sebuah
elektron bebas yang membias
dengan energi kinetik 1,5 x 10 5
eV.
Frekuensi
foton
yang
dihamburkan adalah ….
a. 1,2 x 1019 Hz
b. 4,8 x 1019 Hz
c. 7,5 x 1019 Hz
d. 7,5 x 1020 Hz
e. 4,8 x 1020 Hz
9. Dalam efek fotolistrik, jika
frekuensi sinar yang datang
diduakalikan maka kecepatan
elektron yang terlepas menjadi
….
2hf
a.
v2
m
b.
hf
v2
m
c.
h
v
m
d.
2hf
v2
hf
v2
10. Foton
yang
memiliki
momentum
terbesar
dari
gelombang elektron magnetik
di bawah ini adalah ….
a. Sinar ultraviolet.
b. Sinar inframerah.
c. Sinar tampak.
d. Sinar gamma.
e. Sinar-X.
11. Frekuensi ambang suatu bahan
adalah 1,5 x 1016 Hz, bila bahan
e.
2
tersebut
disinari
sinar
berfrekuensi 2 x 1016 Hz maka
besar energi kinetik elektron
yang terlepas ….
a. 2,06 eV.
b. 20,6 eV.
c. 206 eV.
d. 0,206 eV.
e. 21 eV.
12. Energi
foton
gelombang
elektron magnetik besarnya
bergantung pada ….
a. Kecepatannya.
b. Intensitasnya.
c. Panjang gelombang.
d. Sumbernya.
e. Temperatur.
13. Dua
keping
logam
diberi
potensial
V.
Elektron
menumbuk salah satu keping
itu dengan kelajuan v. Bila
masa
elektron
m
dan
muatannya e, maka kelajuan
elektron itu menjadi ….
2eV
a.
m
b.
eV
2m
eV
m
1 eV
d.
2
m
c.
eV
m
14. Dalam efek fotolistrik, makin
besar cahaya, maka ….
a. Energi kinetik elektron
makin besar.
b. Kecepatan elektron yang
terlepas
dari
logam
makin besar.
c. Elektron yang terlepas
makin banyak.
d. Energi yang terserap
makin besar.
e. Sebuah
mikroskop
elektron makin besar.
15. Sebuah
mikroskop
elektron
akan dipakai untuk mengamati
atom suatu unsur yang jarak
antara bidang atomnya 1 A.
Untuk
keperluan
mikroskop
e. 2
tersebut harus memiliki berkas
elektron yang harus diberi beda
potensial sebesar ….
a. 500 V
b. 400 V
c. 300 V
d. 200 V
e. 100 V
SOAL – SOAL URAIAN
1. Suatu energi radiasi datang
pada sebuah benda dengan
kekuatan 40 W/m2. Jika faktor
refleksi
benda
itu
0,375,
berapa banyak tenaga yang
diserap benda ?
2. Cahaya
yang
panjang
gelombangnya
500
nm
menerangi permukaan. Berapa
tegangan
yang
diperlukan
untuk menghentikan elektron
yang
dipancarkan
oleh
permukaan tersebut jika energi
ikat permukaannya 2 eV ?
3. Fungsi kerja suatu logam 1,5
eV,
berapakah
panjang
gelombang penyinaran yang
diperlukan oleh logam tersebut
supaya energi kinetik elektron
yang dapat dilepaskan dari
permukaan logam besarnya
0,5 eV.
4. Mata manusia cukup peka
untuk menagkap cahaya lemah
yang hanya mengandung 100
foton/s.
Berapakah
besar
energi persekon yang masuk
ke dalam mata jika cahaya itu
mempunyai
panjang
gelombang 600 nm?
5. Cermin
yang
baik
memantulkan
80%
cahaya
yang
menumbuknya.
Bagaimanakah Anda dapat
menentukan 20% dari jumlah
foton
tersebut
tidak
dipantulkan ? Jelaskan !