Soal dan Pembahasan atau Jawaban Efek Fo (1)
Soal dan Pembahasan atau Jawaban Efek
Foto Listrik.
Soal dan pembahasan efek foto listrik ini yang saya akan bahasa kali ini
Soal nomer 1
Amati dengan baik pada gambar diwabah, gambar yang menerangkan percobaan
penyinaran suatu lempeng logam dengan menggunakan cahaya berikut:
Pertanyaan
Jikala fungsi pada kerja logam = 2,2 eV & cahaya yang akan di sinarkan memiliki
panjang gelombang λ serta frekuensi ftentukanlah :
a. Energi pada cahaya, yang minimal di perlukan supaya elektron-elektron terlepas dari
logam tersebut!
b. Frekuensi pada cahaya, yang minimal diperlukan supaya elektron-elektron tersebut
lepas dari logam!
a. Panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan supaya elektron-elektron terlepas
dari logam tersebut!
Gunakanlah data-data berikut untuk membantu menyelesaikan:
Cepat rambat cahaya c = 3 x 108 m/s
Tetapan Planck h = 6,6 x 10−34 Js
1 eV = 1,6 x 10−19 joule
Jawaban/Pembahasaan
a. Energi pada cahaya, yang minimal di perlukan supaya elektron-elektron terlepas dari
logam!
energi cahaya yang minimal tidak lain ialah energi ambang atau fungsi daripada kerja
logam. Sehingga
Wo = 2,2 eV
Wo = 2,2 x (1,6 x 10−19 ) joule = 3,52 x 10−19 joule
b. Frekuensi pada cahaya, yang minimal diperlukan supaya elektron-elektron tersebut
lepas dari logam!
Ingatlah energi foton atau cahayanya adalah E = hf, E disini terlambangkan sebagai
Wo jadi :
Wo = h fo
3,52 x 10−19 = 6,6 x 10−34 x fo
fo = 0,53 x 1015 joule
c. Panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan supaya elektron-elektron
terlepas dari logam tersebut!
Hubungkan dengan kecepatan cahaya
λmax = c / fo
λmax = 3 x 108 / 0,53 x 1015
λmax = 5,67 x 10−7 m
2
Amati dengan Cermat gambar percobaan penyinaran suatu lempeng logam dengan
cahaya berikut:
Jika fungsi kerja logam ialah 2,1 eV serta cahaya yang disinarkan memiliki panjang
gelombang 2500 Å dengan konstanta Planck
6,6 x 10−34 Js dan 1 eV = 1,6 x 10−19 joule,
tentukan :
a) energi ambang logam dalam satuan joule
b) frekuensi ambang
c) panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logam
d) panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam meter
e) frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hz
f) energi foton cahaya yang disinarkan
g) energi kinetik dari elektron yang lepas dari logam
Jawaban/Pembahasaan
Skemanya seperti ini
Logam yang di dalamnya terdapat elektron-elektron disinari oleh cahaya yang memiliki
energi E. Jika energi cahaya ini cukup besar, maka energi ini akan dapat melepaskan
elektron dari logam, dengan syarat, energi cahayanya lebih besar dari energi ambang
bahan. Elektron yang lepas dari logam atau istilahnya fotoelektron akan bergerak dan
memiliki energi kinetik sebesar Ek
Hubungan energi cahaya yang disinarkan E, energi ambang bahan Wo dan energi
kinetik fotoelektron Ek adalah
E = Wo + Ek
atau
hf = hfo + Ek
a) energi ambang logam dalam satuan joule
Wo = 2,1 x (1,6 x 10−19 ) joule = 3,36 x 10−19 joule
b) frekuensi ambang
Wo = h fo
3,36 x 10−19 = 6,6 x 10−34 x fo
fo = 0,51 x 1015
c) panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logam
λmax = c / fo
λmax = 3 x 108 / 0,51 x 1015
λmax = 5,88 x 10−7 m d) panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam meter
λ = 2500 Å = 2500 x 10−10 m = 2,5 x 10−7 m
e) frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hz
f = c/λ
f = 3 x 10 8/2,5 x 10−7
f = 1,2 x 10 15 Hz
f) energi cahaya yang disinarkan
E = hf
E = (6,6 x 10−34) x 1,2 x 10 15 = 7,92 x 10
−19
joule
g) energi kinetik dari elektron yang lepas dari logam
E = Wo + Ek 7,92 x 10 −19 = 3,36 x 10−19 + Ek
Ek = 7,92 x 10 −19 − 3,36 x 10−19 = 4,56 x 10−19 joule
3
Sebuah keping logam yang mempunyai energi ambang 2 ev disinari dengan cahaya
monokromatis dengan panjang gelombang 6000 Å hingga elektron meninggalkan
permukaan logam. Jika h = 6,6 × 10−34 Js dan kecepatan cahaya 3 × 108 m/detik, maka
energi kinetik elektron yang lepas....
A. 0,1 × 10–19 joule
B. 0,16 × 10–19 joule
C. 1,6 × 10–19 joule
D. 3,2 × 10–19 joule
E. 19,8 × 10–19 joule
Literatur : Ebtanas tahun 1986
Jawaban/Pembahasaan
Data dari soal:
Energi ambang Wo = 2 eV = 2 x (1,6 x 10−19 ) = 3,2 x 10−19joule
Panjang gelombang λ = 6000 Å = 6000 x 10−10 = 6 x 10−7 m
Menentukan energi kinetik foto elektron:
4
Permukaan katode disinari cahaya sampai pada frekuensi tertentu, ternyata tidak terjadi
foto elektron. Agar permukaan katode memancarkan foto elektron, usaha yang dapat
dilaksanakan adalah …
A. mengurangi tebal katode dan memperbesar intensitas cahaya
B. memperbesar panjang gelombang dan memperbesar intensitasnya
C. mengurangi tebal katode dan memperbesar panjang gelombang
D. memperbesar frekuensi cahaya sampai frekuensi batas dan memperbesar
intensitasnya
E. memperbesar frekuensi cahaya sampai di atas frekuensi batas dan memperbesar
intensitasnya
Literatur : Ebtanas 1987
Jawaban/Pembahasaan
Foto elektron tidak terjadi berarti energi cahaya yang disinarkan masih dibawah energi
ambang, untuk itu frekuensi cahaya harus diperbesar hingga menghasilkan energi yang
melebihi energi ambang. Untuk memperbanyak jumlah foto elektron yang terjadi, maka
intensitas cahaya harus dinaikkan.
5
Hubungan energi kinetik elektron dan frekuensi penyinaran pada gejala
foto listrik terlihat pada grafik di bawah ini.
Apabila konstanta Planck h, besarnya fungsi kerja logam adalah …
A. 1 h
B. 2 h
C. 3 h
D. 4 h
E. 8 h
Sumber soal : Ebtanas 1989
Jawaban/Pembahasaan
Dari gambar terlihat frekuensi ambang adalah 4 HZ, sehingga nilai fungsi kerja logam
Wo = hfo = h(4) = 4h
6
Cahaya dengan panjang gelombang 500 nm meradiasi permukaan logam yang fungsi
kerjanya 1,86 × 10–19 joule. Energi kinetik maksimum foto elektron adalah …
A. 2 × 10–19 joule
B. 4 × 10–19 joule
C. 5 × 10–19 joule
D. 6 × 10–19 joule
E. 9 × 10–19 joule
Literatur : Ebtanas 1990
Jawaban/Pembahasaan
Data dari soal sebagai berikut:
λ = 500 nm = 500 x 10–9 m = 5 x 10–7 m
Wo = 1,86 x 10–19
Ek = ....?
7
Frekuensi ambang suatu logam sebesar 8 × 1014 Hz, dan logam tersebut disinari
dengan cahaya yang mempunyai frekuensi 1015 Hz. Jika tetapan Planck = 6,6 × 10–34 J
s, maka energi kinetik foto elektron yang terlepas dari permukaan logam tersebut
adalah …
A. 1,32 × 10–19 joule
B. 1,32 × 10–19 joule
C. 1,32 × 10–19 joule
D. 1,32 × 10–19joule
E. 1,32 × 10–19 joule
Literatur : Ebtanas 1991
Jawaban/Pembahasaan
Data yang diberikan oleh soal:
frekuensi ambang fo = 8 × 1014 Hz
frekuensi cahaya f = 1015 = 10 × 1014 Hz
Ek = ...?
8
Frekuensi ambang natrium adalah 4,4 x 1014 Hz. Besar potensialpenghenti dalam volt
bagi natrium saat disinari dengan cahaya yang frekuensinya 6,0 x 10 14 Hz adalah...
A. 0,34
B. 0,40
C. 0,44
D. 0,66
E. 0,99
Literatur : UMPTN 1999
Jawaban/Pembahasaan
Data dari soal:
f = 6,0 x 1014 Hz
fo = 6,0 x 1014 Hz
Potensial penghenti = ...?
Ek = h(f−fo)
Ep = qV
dimana muatan elektron adalah 1,6 x 10−19 Coulomb
Sumebr artikel : FSC
Foto Listrik.
Soal dan pembahasan efek foto listrik ini yang saya akan bahasa kali ini
Soal nomer 1
Amati dengan baik pada gambar diwabah, gambar yang menerangkan percobaan
penyinaran suatu lempeng logam dengan menggunakan cahaya berikut:
Pertanyaan
Jikala fungsi pada kerja logam = 2,2 eV & cahaya yang akan di sinarkan memiliki
panjang gelombang λ serta frekuensi ftentukanlah :
a. Energi pada cahaya, yang minimal di perlukan supaya elektron-elektron terlepas dari
logam tersebut!
b. Frekuensi pada cahaya, yang minimal diperlukan supaya elektron-elektron tersebut
lepas dari logam!
a. Panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan supaya elektron-elektron terlepas
dari logam tersebut!
Gunakanlah data-data berikut untuk membantu menyelesaikan:
Cepat rambat cahaya c = 3 x 108 m/s
Tetapan Planck h = 6,6 x 10−34 Js
1 eV = 1,6 x 10−19 joule
Jawaban/Pembahasaan
a. Energi pada cahaya, yang minimal di perlukan supaya elektron-elektron terlepas dari
logam!
energi cahaya yang minimal tidak lain ialah energi ambang atau fungsi daripada kerja
logam. Sehingga
Wo = 2,2 eV
Wo = 2,2 x (1,6 x 10−19 ) joule = 3,52 x 10−19 joule
b. Frekuensi pada cahaya, yang minimal diperlukan supaya elektron-elektron tersebut
lepas dari logam!
Ingatlah energi foton atau cahayanya adalah E = hf, E disini terlambangkan sebagai
Wo jadi :
Wo = h fo
3,52 x 10−19 = 6,6 x 10−34 x fo
fo = 0,53 x 1015 joule
c. Panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan supaya elektron-elektron
terlepas dari logam tersebut!
Hubungkan dengan kecepatan cahaya
λmax = c / fo
λmax = 3 x 108 / 0,53 x 1015
λmax = 5,67 x 10−7 m
2
Amati dengan Cermat gambar percobaan penyinaran suatu lempeng logam dengan
cahaya berikut:
Jika fungsi kerja logam ialah 2,1 eV serta cahaya yang disinarkan memiliki panjang
gelombang 2500 Å dengan konstanta Planck
6,6 x 10−34 Js dan 1 eV = 1,6 x 10−19 joule,
tentukan :
a) energi ambang logam dalam satuan joule
b) frekuensi ambang
c) panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logam
d) panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam meter
e) frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hz
f) energi foton cahaya yang disinarkan
g) energi kinetik dari elektron yang lepas dari logam
Jawaban/Pembahasaan
Skemanya seperti ini
Logam yang di dalamnya terdapat elektron-elektron disinari oleh cahaya yang memiliki
energi E. Jika energi cahaya ini cukup besar, maka energi ini akan dapat melepaskan
elektron dari logam, dengan syarat, energi cahayanya lebih besar dari energi ambang
bahan. Elektron yang lepas dari logam atau istilahnya fotoelektron akan bergerak dan
memiliki energi kinetik sebesar Ek
Hubungan energi cahaya yang disinarkan E, energi ambang bahan Wo dan energi
kinetik fotoelektron Ek adalah
E = Wo + Ek
atau
hf = hfo + Ek
a) energi ambang logam dalam satuan joule
Wo = 2,1 x (1,6 x 10−19 ) joule = 3,36 x 10−19 joule
b) frekuensi ambang
Wo = h fo
3,36 x 10−19 = 6,6 x 10−34 x fo
fo = 0,51 x 1015
c) panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logam
λmax = c / fo
λmax = 3 x 108 / 0,51 x 1015
λmax = 5,88 x 10−7 m d) panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam meter
λ = 2500 Å = 2500 x 10−10 m = 2,5 x 10−7 m
e) frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hz
f = c/λ
f = 3 x 10 8/2,5 x 10−7
f = 1,2 x 10 15 Hz
f) energi cahaya yang disinarkan
E = hf
E = (6,6 x 10−34) x 1,2 x 10 15 = 7,92 x 10
−19
joule
g) energi kinetik dari elektron yang lepas dari logam
E = Wo + Ek 7,92 x 10 −19 = 3,36 x 10−19 + Ek
Ek = 7,92 x 10 −19 − 3,36 x 10−19 = 4,56 x 10−19 joule
3
Sebuah keping logam yang mempunyai energi ambang 2 ev disinari dengan cahaya
monokromatis dengan panjang gelombang 6000 Å hingga elektron meninggalkan
permukaan logam. Jika h = 6,6 × 10−34 Js dan kecepatan cahaya 3 × 108 m/detik, maka
energi kinetik elektron yang lepas....
A. 0,1 × 10–19 joule
B. 0,16 × 10–19 joule
C. 1,6 × 10–19 joule
D. 3,2 × 10–19 joule
E. 19,8 × 10–19 joule
Literatur : Ebtanas tahun 1986
Jawaban/Pembahasaan
Data dari soal:
Energi ambang Wo = 2 eV = 2 x (1,6 x 10−19 ) = 3,2 x 10−19joule
Panjang gelombang λ = 6000 Å = 6000 x 10−10 = 6 x 10−7 m
Menentukan energi kinetik foto elektron:
4
Permukaan katode disinari cahaya sampai pada frekuensi tertentu, ternyata tidak terjadi
foto elektron. Agar permukaan katode memancarkan foto elektron, usaha yang dapat
dilaksanakan adalah …
A. mengurangi tebal katode dan memperbesar intensitas cahaya
B. memperbesar panjang gelombang dan memperbesar intensitasnya
C. mengurangi tebal katode dan memperbesar panjang gelombang
D. memperbesar frekuensi cahaya sampai frekuensi batas dan memperbesar
intensitasnya
E. memperbesar frekuensi cahaya sampai di atas frekuensi batas dan memperbesar
intensitasnya
Literatur : Ebtanas 1987
Jawaban/Pembahasaan
Foto elektron tidak terjadi berarti energi cahaya yang disinarkan masih dibawah energi
ambang, untuk itu frekuensi cahaya harus diperbesar hingga menghasilkan energi yang
melebihi energi ambang. Untuk memperbanyak jumlah foto elektron yang terjadi, maka
intensitas cahaya harus dinaikkan.
5
Hubungan energi kinetik elektron dan frekuensi penyinaran pada gejala
foto listrik terlihat pada grafik di bawah ini.
Apabila konstanta Planck h, besarnya fungsi kerja logam adalah …
A. 1 h
B. 2 h
C. 3 h
D. 4 h
E. 8 h
Sumber soal : Ebtanas 1989
Jawaban/Pembahasaan
Dari gambar terlihat frekuensi ambang adalah 4 HZ, sehingga nilai fungsi kerja logam
Wo = hfo = h(4) = 4h
6
Cahaya dengan panjang gelombang 500 nm meradiasi permukaan logam yang fungsi
kerjanya 1,86 × 10–19 joule. Energi kinetik maksimum foto elektron adalah …
A. 2 × 10–19 joule
B. 4 × 10–19 joule
C. 5 × 10–19 joule
D. 6 × 10–19 joule
E. 9 × 10–19 joule
Literatur : Ebtanas 1990
Jawaban/Pembahasaan
Data dari soal sebagai berikut:
λ = 500 nm = 500 x 10–9 m = 5 x 10–7 m
Wo = 1,86 x 10–19
Ek = ....?
7
Frekuensi ambang suatu logam sebesar 8 × 1014 Hz, dan logam tersebut disinari
dengan cahaya yang mempunyai frekuensi 1015 Hz. Jika tetapan Planck = 6,6 × 10–34 J
s, maka energi kinetik foto elektron yang terlepas dari permukaan logam tersebut
adalah …
A. 1,32 × 10–19 joule
B. 1,32 × 10–19 joule
C. 1,32 × 10–19 joule
D. 1,32 × 10–19joule
E. 1,32 × 10–19 joule
Literatur : Ebtanas 1991
Jawaban/Pembahasaan
Data yang diberikan oleh soal:
frekuensi ambang fo = 8 × 1014 Hz
frekuensi cahaya f = 1015 = 10 × 1014 Hz
Ek = ...?
8
Frekuensi ambang natrium adalah 4,4 x 1014 Hz. Besar potensialpenghenti dalam volt
bagi natrium saat disinari dengan cahaya yang frekuensinya 6,0 x 10 14 Hz adalah...
A. 0,34
B. 0,40
C. 0,44
D. 0,66
E. 0,99
Literatur : UMPTN 1999
Jawaban/Pembahasaan
Data dari soal:
f = 6,0 x 1014 Hz
fo = 6,0 x 1014 Hz
Potensial penghenti = ...?
Ek = h(f−fo)
Ep = qV
dimana muatan elektron adalah 1,6 x 10−19 Coulomb
Sumebr artikel : FSC