Bab 27 Dualisme Gelombang Partikel

7/25/2019 Bab 27 Dualisme Gelombang Partikel

1/12

A. Sifat Partikel Dari Gelombang

1. Radiasi Benda Hitam

Benda hitam sempurnaadalah suatu benda yang dapat menyerap semua radiasi yangsampai di permukaannya. Dalam termodinamika benda dikatakan hitam sempurna jika

dipijarkan akan memberikan radiasi atau pancaran yang maksimum bila dibandingkandengan benda-benda lain pada suhu yang sama. Radiasi yang dihasilkan oleh benda hitamakibat dari pengaruh suhu disebut radiasi termal. Beberapa ahli yang mengemukakanpengaruh suhu terhadap intensitas radiasi antaralain;

Hukum Stefan-BolmannHukum ini di kemukakan oleh Josef Stefantahun 1879 mengemukakan hubungan antaraintensitas radiasi dengan suhu Intensitas radiasi total R

Tuntuk semua panjang gelombang

dari suatu benda hitam berbanding lurus dengan suhu dipangkat empat.

4

0TdRRT ==

Ludwig Bolmanntahun 1884 menurunkan hukum Stefan dari gabungan termodinamikadan persamaan-persamaan Maxwell. Bolmann mendapatkan nilai yaitu;

42 .KJ/s.mx 82

45

016,551

2 ==c

k

= disebut tetapan Stefan-Bolmann, k= tetapan Bolmann (k= 1,38 x 10-34J/K), dan c=tetapan kecepatan cahaya besarnya 8 x 108m/s)Besar intensiats radiasi dari daya P yaitu;

2

4 r

P

A

PR

==

A= luas permukaan bidang. Untuk benda yang tidak hitam sempurna, hukum Stefan-Bolmann dapat dinyatakan;

4TeRT =

Dengan e= koesien emisi, untuk hitam sempurna e = 1, untuk putih nilai e = 0.

Hukum WienPada tahun 1893, Wilhelm Wienmengusulkan bentuk umum untuk hukum distribusi

benda hitam. Panjang gelombang untuk pada intensitas maksimum maks berbandingterbalik dengan suhu. Dari percobaan didapatkan hukum pergeseran Wien yaitu;

CTmaks =

Dengan C= tetapan Wien nilainya 2,898 x 10-3m.K. Dari hukum pergeseran Wien padagambar 27.1, dapat diketahui semakin besar suhu maka panjang gelombang padaintensitas maksimum semakin kecil.

Bab

27Dualisme

Gelombang danPartikel

hp.scogable.com


2/12

Hukum RayleighJeans

4. Intensitas radiasi merupakan hasil kali energi persatuan volume dengan seperempatkecepatan cahaya 1/4 c.

Dari pernyataan diatas maka intensitas radiasi di dalam kotak berongga yaitu;

4

8

4 4c

V

TkVc

V

TkNR

==

Jadi intensitas radiasi dalam kotak berongga dapat dinyatakan;

4

2

TkcR=

Persamaan diatas dikenal sebagai hukum RayleighJeans.

2. Gelombang Sebagai Partikel

Teori klasik gagal untuk menjelaskan radiasi termal dari benda hitam. Teori baru yangmuncul yang menyatakan cahaya adalah partikel, dapat menjelaskan dengan baik radiasitermal benda hitam. Teori-teori yang menjelaskan cahaya sebagai partikel yaitu TeoriPlanck, efek foto listrik dan efek Compton.

Panjang gelombang

Intensitas

T1

T2

T3

m1m2m3

T3 > T2> T1

Asumsi klasik tentang benda hitam yaitu bola yang berongga,dimana rongga dari kotak berfungsi sebagai benda hitam bukankotaknya (gambar 22.2). Dalam kotak dapat digambarkan;1. Kotak berisi gelombang-gelombang berdiri.2. Dalam kotak yang memiliki volume Vterdiri dari sejumlah

Ngelombang, dengan jumlahnya;

4

8

VN =

3. Tiap-tiap gelombang memberi sumbangan energi sebesarkT, dengan energi kinetik;

TkEk2

1=

Panjang gelombang

Int

ensitas

Data

percobaan

Rayleigh-Jeans

Wien

Bencana

ultraunguHukum Wien dan RayleighJeans gagal untukmenjelaskan radiasi termal yaitu;

1. Hukum Wien cocok untuk panjang gelombang yangkecil tetapi tidak cocok untuk panjang gelombangyang besar.

2. Hukum RayleighJeans cocok untuk panjanggelombang yang besar, tapi tidak cocok untukpanjang kecil atau daerah ultraungu.

Sebagai mana di ilustrasikan seperti gambar 27.3.

Gambar 27.1 Grak intensitas sebagai

fungsi waktu, dimana panjang gelombangpada intensitas maksimum (m) akan turundengan naiknya suhu.

Gambar 27.2 Ilustrasilobang berongga sebagaibenda hitam.

Gambar 27.3 Grak intensitas terhadappanjang gelombang untuk kriteria Ray-leigh-Jeans (merah) dan Wien (biru)

Buku Sukses Fisika SMABab 27 Dualisme Gelombang dan Partikel246


3/12

Teori PlanckTafsiran baru dikemukakan oleh Max Planckpada tahun 1900. Planck berasumsi bahwaatom-atom pada dinding rongga merupakan osilator-osilator yang bergetar sesuaidengan frekuensi getar gelombang elektromagnetik yang berada dalam kotak. Radiasigelombang dapat diserap dan dipantulkan oleh atom-atom pada dinding rongga. Plank

juga mengemukakan bahwa atom-atom dapat menyerap atau melepas energi dalam

bentuk buntelan-buntelan energi yang disebut kuanta atau nama lain adalah foton.Besarnya energi foton yang diserap atau dilepas yaitu;

chnfhnEf ==

Dengan n= bilangan kuantum,f= frekuansi foton, dan h= tetapan Planck dimana nilai inididapatkan dari penurunan hukum Stefan-Bozltmann yaitu;

32

25

51

2

hc

k =

Efek FotolistrikJika suatu permukaan logam disinari dengan seberkas cahaya dengan frekuensi tinggi,maka sejumlah elektron keluar dari permukaan logam, gejala ini dikenal dengan efekfotolistrik. Pada gambar 27.5 merupakan ilustrasi sederhana untuk mengamati efek fotolistrik.

4. Arus yang dihasilkan akan mengalir dalam waktu yang sangat cepat yaitu sekitar 10-9

sekon setelah cahaya diberikan.Teori foton Einstein menyatakan Energi cahaya yang melalui ruangan merupakan buntelan-buntelan yang disebut foton.

Panjang gelombang

Intensitas

Data percobaan

Fungsi Planck

Dari persamaan diatas didapatkan nilai tetapan Planck

yaitu h = 6,626 x 10-34 J.s. Untuk N foton, energi total ETdan hubunganya dengan daya Pyaitu;

fhNtPET ==

Anggapan Planck untuk intensitas radiasi yaitu;

=

1

125

2

Tkche

chR

Fungsi intensitas radiasi cocok dengan data percobaanyang diperlihatkan pada gambar 27.4. Teori Planckterbukti lima tahun kemudian yaitu tahun 1905 oleh

Einstein dalam penemuannya tentang efek fotolistrik.

Gambar 27.4 Grak intensitas ra-diasi terhadap panjang gelombang

untuk kriteria Planck.

A

V

I

foton

Logam Sebagai

katoda ElektronLogam Sebagai

anoda

Ruang

vokum

Beberapa fakta dalam efek fotolistrik yaitu;1. Elektron akan keluar jika disinari dengan

cahaya dengan panjang gelombang di bawahpanjang gelombang tententu yang dikenal istilahgelombang pancung (o), diatas gelombangpancung elektron tidak akan keluar.

2. Nilai gelombang pancung tidak bergantung padaintensitas cahaya, tetapi hanya bergantung jenislogam sebagai katoda.

3. Energi kinetik maksimum elektron yangdipancarkan tidak bergantung pada intensitascahaya tetapi hanya bergantung pada panjanggelombang sinar.

Gambar 27.5Prinsip kerja dari fotolistrik.Logam sebagai katoda disinari cahayaakan menghasilkan listrik.

Buku Sukses Fisika SMABab 27 Dualisme Gelombang dan Partikel 247


4/12

Perbedaan Planck dengan Einstein yaitu cahaya merambat merupakan gelombangelektromagnetik, sedangkan Einstein menyarankan cahaya merambat berperilakusebagai partikel. Secara umum persamaan pada fotolistrik yaitu;

oKf WEE +=

Dengan Ef= energi foton, EK= energi kinetik elektron, dan Wo= funsi kerja (energi ikat

elektron dalam logam). Persamaan di atas dapat juga dinyatakan;oK fhEfh +=

Atau

o

K

chE

ch

+=

Dengan h = tetapan Planck, = panjang gelombang foton, o = panjang gelombangpanjung,f= frekuensi foton, danfo= frekuensi pancung.

Efek Compton

Hubungan energi foton sebelum tumbukan E dan sesudah tumbukan E yaitu;

( )cos111

'

12 =

cmEE e

Jika energi E= hc/, maka;

( ) cos1'2 =

cm

h

e

= panjang gelombang foton sebelum tumbukan, = panjang gelombang foton setelahtumbukan, h= tetapan Planck, me= massa elektron, c= kecepatan foton, dan = suduthamburan foton.

Energi kinetik elektron dapat ditentukan denganmemesang potensial pada rangkaian. Potensial dinaikansecara terus menerus sehingga pada saat ampermetermenunjukan angka nol, maka energi kinetik elektrondapat dinyatakan;

2

2

1vmVeE eoK ==

e= muatan elektron (1,6 x 10-19C), Vo= potensial penghenti,me = massa elektron, dan v = kecepatan elektron. Padagambar 27.6 merupakan grak hubungan antara enegrifoton, energi kinetik dan fungsi kerja.

Energi

frekuensi

Ef

EK

W

fo f

Foton datang

Foton

terhambur

elektron

terhambur

Pada tahun 1923 Arthur H. Compton melakukanpercobaan dengan menembakan seberkas sinar Xpada pada lempeng grat. Dalam percobaan sinarX mempunyai panjang gelombang , di tembakkanke grat dan diamati sinar hambur memilikipanjang gelombang berubah menjadi . Gambar27.7 digambarkan efek Compton. Compton dapatmenjelaskan bahwa sinar X masuk bukanlah sebuah

gelombang tapi merupakan kumpulan partikel-partikelyang menumbuk elektrson. Dalam tumbukan fotonkehilangan energi karena diambil oleh elektron sebagaienergi kinetik.

Gambar 27.6 Grak energi terhadapfrekuensi, dimana energi berbandinglurus dengan frekuensi.

Gambar 27.7 Efek Compton untuk,cahaya dengan panjang gelombang menumbuk elektron sehingga panjanggelombang berubah menjadi .



5/12

B. Partikel Sebagai Gelombang

1. Hipotensis De Broglie

Pada tahun 1923, Lois De Broglie mengeluarkan suatu hipotensis dalam disertasidoktornya Bagi semua partikel yang bergerak dengan momentum tertentu, berhubungandengan panjang gelombang. Secara matematis hipotensis De Broglie dinyatakan;

vm

h

p

h ==

= panjang gelombang De Broglie, h = tetapan Planck, m = massa partikel, dan v =kecepatan partikel.

2. Difraksi Elektron

Pada tahun 1926, Clinton J. Davisson dan Laser H. Germer, melakukan penelitianpemantulan berkas elektron dari permukaan kristal nikel. Dimana elektron dipercepatdengan potensial tertentu yaitu;

2

21 vmVeE eoK ==

Dengan panjang gelombang elektron;

KeEm

h

p

h

2==

Atau

Vem

h

e2=

Dengan V= potensial pemercepat elektron, EK

= energi kinetik elektron.

3. Persamaan Fungsi Gelombang

Pada tahun 1925 Erwin Schrdingermeformulasi fungsi gelombang dari partikel, dandipublikasikan pada tahun 1926. Secara umum persamaan Schrdinger untuk satudimensi dapat dinyatakan;

= 22

2

k

xd

d

= fungsi gelombang, dan k= bilangan gelombang dengan nilai;

h

Emk

22=

Difraksi sinar X Difraksi elektron

Dari percobaan dengan menggunakan persamaandifraksi Bragg untuk menghitung panjang gelombangelektron pada difraksi maksimum lalu dibandingkandengan hipotensis De Broglie menghasilkan nilaipanjang gelombang yang sama. Di samping padagambar 27.8 ditampilkan hasil difraksi sinar X dandifraksi elektron.

Gambar 27.8 Hasil difraksi sinar-X dandifraksi elektron.

Catatan: Difraksi Bragg dapat dinyatakan;

nd =

sin2



6/12

Radiasi benda hitam tersebut pada suhuT akan menghasilkan daya sebesar..A. 300 mW D. 37,5 mW

B. 150 mW E. 18,75 mWC. 75 mW

6. SPMB 2003 Regional ISebuah kalkulator yang menggunakanpanel surya 4 cm x 1 cm berkerja padategangan 3 volt dan arus 0,2 mA. Jika panelsurya mengubah 20% energi cahaya men-

jadi cahaya listrik maka intensitas cahayaminimal yang harus diterima panel suryaadalah.A. 2,5 W/m2 D. 7,5 W/m2B. 4,0 W/m2 E. 12,5 W/m2

C. 5,0 W/m2

7. Ujian Nasional 2005Radiasi kalor benda hitam mempunyaigrak antara F dan X seperti grak di

bawah ini.

E2

E1

1 2

Pernyataan yang benar adalah.A. E1T1< E1T2 D. 1: 2= E2: E1B. T1< T2 E. 1: 2= E1: E2C. 1: 2= T2: T1

8. Ujian Nasional 2006

Berdasarkan grak intensitas (I) terhadapA. seperti gambar di bawah, maka dapatdisimpulkan....

I

T1T2

T3

m1m2

m3

A. T3> T2> T1 D. T1= T2= T3B. T1> T2> T3 E. T1< T2> T3C. T1> T2, T2> T3

Hukum Stefan-Bolmann dan Hukum Wien1. Ujian Nasional 2002

Sebuah partikel dan foton memiliki energi

yang sama apabila.A. massanya samaB. kecepatannya samaC. momentumnya samaD. arah rambatnya samaE. medium yang dilalui sama

2. Ujian Nasional 2000Jumlah energi yang dipancarkan dalambentuk radiasi per sekon oleh benda hi-tam 16 kali energi yang dipancarkan bendatersebut sebelumnya pada suhu 2.000 K. Be-rarti suhu benda hitam sekarang adalah.A. 4.000 K D. 8.000 KB. 5.000 K E. 10.000 KC. 6.000 K

3. Ujian Nasional 2000Sebuah elektron massanya 9 x 1031 kg

bergerak dengan kelajuan 9 x 107m s1. Bilakonstanta Planck = 6,6 x 1034Js, maka pan-

jang gelombang de Broglie elektron terse-but adalah.A. 8,15 x 1012m D. 1,36 x 103mB. 6,60 x 1010m E. 1,23 x 109mC. 7,43 x 104m

4. Ujian Nasional 2001Diantara pernyataan berikut:1. Dipancarkan dalam bentuk gelombang

elektromagnetik

2. Dipancarkan oleh benda yang suhunyalebih tinggi dibanding suhu lingkun-gannya

3. Dipancarkan oleh bagian permukaanbenda

Pernyataan yang berlaku untuk radiasi ka-lor adalah.A. (1) saja D. (2) dan (3) sajaB. (1) dan (2) saja E. (3) sajaC. (1), (2) dan (3)

5. UM UGM 2009 Kode Soal 921Benda hitam pada suhu T memancarkan ra-diasi dengan daya sebesar 300 mW.


Latihan Soal Bab 27 Dualisme Gelombang dan Partikel


7/12

A. 2 hf D. mc2

B. 2 mc2 E. hfC. hf - 2 mc2

14. UMPTN 1994 Rayon BDalam percobaan interferensi Young digu-

nakan sinar monokromatis yang energi fo-tonnya E. Bila d, h, c, dan Lberturut-turutadalah jarak celah, konstanta Planck, cepatrambat cahaya dalam vakum, dan jarak ce-lah dengan layar maka jarak terdekat antargaris terang adalah.

Gelombang Sebagai Partikel15. Ujian Nasional 2004

Gambar di bawah adalah grak hubunganEk (energi kinetik maksimum) foto elektronterhadap frekuensi sinar yang digunakanpada efek foto listrik. Nilai P pada graktersebut adalah.A. 2,64 x 1023

B. 3,3 x 1023C. 6,6 x 1020

D. 2,64 x 1019

E. 3,3 x 1019

16. Ujian Nasional 2001Perhatikan bebetapa faktor-faktor berikut:1. frekuensi cahaya2. fungsi kerja3. intensitas cahaya

Faktor yang mempengaruhi energi kinetikfoto elektron adalah.A. (1) saja D. (1) dan (2)B. (2) saja E. (2) dan (3)C. (3) saja

17. UMPTN 1997 Rayon CEnergi elektron yang dipancarkan olehpermukaan yang sensitif terhadap cahayaakan meningkat jika cahaya datang yangmenumbuk permukaan.A. intensitasnya diperbesarB. amplitudonya diperbesarC. panjang gelombangnya diperpendek

Teori Planck9. Ujian Nasional 2003

Frekuensi cahaya tampak 6 x 1014Hz. Jikah = 6,625 x 1034Js, maka besar energi foton-nya adalah.A. 1,975 x 1017J D. 4,975 x 1019J

B. 2,975 x 1018

J E. 5,975 x 1019

JC. 3,975 x 1019J

10. Ujian Nasional 2002Energi foton sinar gamma 105 eV (1 eV = 1,6 1019 joule), dan jika tetapan Planck = 6,6 1034 J.s, maka panjang gelombang sinargamma adalah.A. 4,125 x 1015 D. 4,125 x 105B. 1,2375 x 1014 E. 1,2375 x 104C. 7,27 x 106

11. UM-UGM 2004 Kode Soal 312Panjang gelombang cahaya yang dipan-carkan oleh lampu monokromatis 100 waadalah 5,5 x 10-7 m. Cacah foton (partikelcahaya) per sekon yang dipancarkannyasekitar.A. 2,8 x 1022/s D. 2,8 x 1020/sB. 2,0 x1022/s E. 2,0 x 1020/sC. 2,6 x 1020/s

12. UM-UNDIP 2010 Kode Soal 102Sebuah foton dan sebuah elektron mem-punyai panjang gelombang sama, yaknisama dengan 5 nm, maka foton dan elek-tron tersebut akan mempunyai energi sama

besarSEBAB

Energi foton maupun elektron dapat dinya-takan sebagai E = hc/, dengan h tetapan

plank, c laju cahaya dalam hampa dan

adalah panjang gelombang.

13. SPMB 2002 Regional IIIPositron dan elektron dapat dihasilkan darisuatu foton berenergi hf, dengan hadalahtetapan Planck dan f adalah frekuensi fo-ton. Bila positron dan elektron mempun-yai massa yang sama besar (yaitu m) danc kelajuan cahaya dalam vakum, maka

besarnya energi kinetik total positron danelektron pada saat proses pembentukanmereka adalah.

A.Eh

dLc

D. dELch

B.hc

EdL

E. LdchE

C. cLhEd

EK (joule)

(1014

Hz)

P

4 5



8/12

Pada gejala fotolistrik diperoleh grakhubungan I (kuat arus) yang timbul terha-dap V (tegangan listrik) seperti pada gam-

bar. Upaya yang dilakukan agar grak amenjadi grak b.A. mengurangi intensitas sinarnya

B. menambatr intensitas sinarnyaC. menaikkan frekuensi sinarnyaD. menurunkan frekuensi sinarnyaE. mengganti logam yang disinari

22. UMPTN 1995 Rayon BGrak yang menunjukkan hubunganantara energi kinetik fotoelektron (EK) danintensitas I foton pada proses fotolistrikadalah.A. D.

B. E.

C.

23. UMPTN 1999 Rayon BEK (J)

0 f (x 1012 Hz)4 5

p

Gambar di atas adalah grak hubungan EK(energi kinetik maksimum) fotoelektronterhadap f (frekuensi) sinar yang digunakanpada efek fotolistrik. Nilai p pada grak

tersebut adalah.joule.A. 2,64 x 10-33 D. 2,64 x 10-19

B. 3,3 x 10-30 E. 3,3 x 10-l9

C. 6,6 x 10-20

D. frekuensinya diperkecilE. sudut datangnya diperbesar

18. UMPTN 1996 Rayon BHasil eksperimen efek fotolistrik yangtidak dapat dijelaskan dengan teori klasik

adalah.1. adanya panjang gelombang maksimumcahaya penyinaran yang dapatmenghasilkan efek tersebut.

2. selang waktu antara penyinaran cahayadan terjadinya arus fotolistrik tidak

bergantung pada intensitas catraya3. energi kinetik elektron yang keluar

dari katode bergantung pada panjanggelombang cahaya yang digunakan

4. elektron memerlukan sejumlatr energitertentu untuk keluar dari permukaanlogam (katode)

19. UMPTN 1997 Rayon BHasil percobaan fotolistrik yang tak dapatdijelaskan dengan sika klasik adalah.1. elektron keluar dari katode yang disinari

cahaya2. tidak keluamya elektron dari katode

yang terbuat dari logam tertentu bila

disinari cahaya merah3. makin tinggi intensitas cahaya, makin

banyak elektron yang keluar dari katode4. elektron segera keluar dari katode jika

disinari cahaya meskipun intensitasnyakecil

20. UMPTN 1997 Rayon APermukaan logam tertentu mempunyaifungsi kerja W joule. Bila konstanta Planck

h joule sekon, maka energi maksimum fo-toelektron yang dihasilkan oleh cahaya ber-frekuensi v Hz adalah.J.A. W + hv D. hv/WB. W/(hv) E. hv - WC. W - hv

21. UMPTN 1994 Rayon A

I

V

a

b

0

EK

I0

EK

I0

EK

I0

EK

I0

EK

I0



9/12

1. Intensitas cahaya yang datang2. Frekuensi sinar datang3. Sudut yang dibentuk oleh cahaya terha-

dap permukaan logam4. Energi ambang logam

28. SPMB 2004 Regional IIApabila cahaya ultraungu menyinari pota-sium, elektron akan terpancar dari permu-kaan logam tersebut. Dalam peristiwa ini:1. Semua elektron yang terpancar mempu-

nyai energi sama dengan energi partikelcahaya

2. Energi partikel cahaya sebanding den-gan frekuensi cahaya

3. Peristiwa di atas berlaku untuk semuawarna cahaya

4. Energi kinetik maksimum elektron yangterpancar lebih kecil dari energi partikelcahaya

29. UMPTN 2001 Rayon APermukaan suatu lempeng logam tertentudisinari dengan cahaya monokromatik.Percobaan ini diulang dengan panjanggelombang yang berbeda. Ternyata tidakada elektron keluar jika lempeng disinari

dengan panjang gelombang di atas 500 nm.Dengan menggunakan panjang gelombangtertentu , ternyata dibutuhkan tegangan3,1 volt untuk menghentikan arus fotolistrikyang terpancar dari lempeng. Panjanggelombang tersebut dalam nm adalah.A. 223 D. 381B. 273 E. 442C. 332

30. UMPTN 2000 Rayon AGrak di bawah merupakan data efek fotolistrik. Maka:

4,0

-1,6

f(Hz)

Emaks(eV)

1. energi fotoelektron yang terpancarbesarnya antara 0 4,4 eV

2. energi minimal untuk melepaskanelektron 1,6 eV

24. UMPTN 1999 Rayon CFrekuensi ambang natrium adalah 4,4 x 1014Hz. Besarnya potensial penghenti dalamvolt bagi natrium saat disinari dengancahaya yang frekuensinya 6,0 x 1014 Hzadalah..

A. 0,34 D. 0,66B. 0,40 E. 0,99C. 0,44

25. UMPTN 1994 Rayon C

EK (J)

D

f (Hz)

t

fA fB

Hubungan energi kinetik elektron dan frek-uensi penyinaran pada gejala fotolistrik ter-lihat pada grak di atas. Apabila konstantaPlanck = h, besarnya fungsi kerja logamadalah..A. 0,25 hfA D. 0,5 hfBB. 0,5 hfA E. hfBC. hfA

26. UMPTN 1996 Rayon A

EK (eV)

3,7

f (Hz)

0,2

fo f

Grak di atas menunjukkan hubunganantara energi kinetik maksimum elektron(EK) terhadap frekuensi foton (f) pada efekfotolistrik. Jika konstanta Planck 6,6 x 10-34

J s dan 1 eV = 1,6 x 10-19joule, maka besar fadalah.Hz.A. 48 x 1014 D. 9,5 x 1014

B. 2l x 1014 E. 8,9 x 1014

C. 14 x 1014

27. UM-UGM 2010 Kode Soal 731

Pada peristiwa efek fotolistrik, kelajuanmaksimum elektron yang lepas dari logam

bergantung pada



10/12

A. efek fotolistrikB. efek ComptonC. produksi pasanganD. produksi sinar-XE. radiasi benda hitam

35. UMB-PTN 2008 Kode Soal 281Sebuah foton dengan panjang gelombang0,4 nm menumbuk elektron yang diam.Setelah bertumbukan foton dihamburkandengan sudut 1200 terhadap arah semula.Panjang gelombang foton setelah tumbukanadalah.A. 0,4000 nm D. 0,4460 nmB. 0,4036 nm E. 0,7600 nmC. 0,4136 nm

36. UM-UGM 2003 Kode Soal 82Efek Compton menunjukkan bahwa;1. Elektron dapat menerobos inti atom2. Tenaga foton seluruhnya diberikan ke

partikel3. Foton musnah setelah membentuk materi4. Sinar-X dapat beriteraksi dengan elektron

Partikel Sebagai Gelombang37. Ujian Nasional 2002

Sebuah kelereng massanya a bergerakdengan kecepatan b. Jika konstanta Planckadalah h maka panjang gelombang deBroglie dari kelereng itu adalah.

38. UMPTN 1996 Rayon AMassa partikel A 4 x massa partikel Bdan kecepatan A 1/3 x kecepatan B, makaperbandingan panjang gelombang partikelA dan panjang gelombang partikel Badalah.A. 1 : 4 D. 4 : 3B. 4 : 1 E. 1 : 12C. 3 : 4

39. UMPTN 1998 Rayon CBila dari keadaan diamnya elektronpertama dipercepat oleh beda potensial V1dan elektron lain dengan beda potensial V2,

3. panjang gelombang cahaya maksimumyang digunakan sekitar 8 107m

4. jika intensitas cahaya diperbesar, bentukgrak tidak berubah

31. UMPTN 2001 Rayon B

Hal di bawah ini yang merupakan sifat-sifat foton cahaya:1. energi foton tidak bergantung pada

intensitas berkas cahayanya.2. momentum foton memenuhi kaitan p

= h/ dengan h tetapan Planck dan panjang gelombang cahaya.

3. foton tidak dibelokkan oleh medanmagnet maupun listrik.

4. energi yang dibawa oleh tiap fotonbesarnya E= hc/

32. UMPTN 2000 Rayon BKatode pada tabung fotolistrik mempu-nyai frekuensi ambang fo. Bila katode disi-nari dengan cahaya berfrekuensi f, makaelektron yang keluar katode berkecepatanmaksimum vmaks dan potensial penghentiyang diperlukan agar arus listrik menjadinol adalah Vo. Jarak anode-katode d. Massaelektron m. Hubungan antara besaran-be-

saran di atas adalah.1. 2

2

1vmVo =

2. besarnya perlambatan elektrond

vmaks

2

2

3.oo fV

h

ef =

4. Kuat medan listrik yang memperlambat

d

VE o=

33. UM UGM 2009 Kode Soal 731Ion positif dengan massa 1000 kali massaelektron dan dengan muatan 10 kali mua-tan elektron dipercepat oleh beda potensial80 volt. Bila ion itu mula-mula diam, makaenergi kinetik ion tersebut setelah melewati

beda potensial di atas bernilai sekitar.A. 80 keV D. 0,8 keVB. 10 keV E. 0,1 keVC. 8 keV

34. SPMB 2005 Regional IFrekuensi foton yang dihamburkan olehelektron bebas akan lebih kecil dibandingsaat datang adalah hasil dari;

A.h

ba

D. hab

B.ba

h

E. bha

C.b

ha



11/12

43. UM UGM 2009 Kode Soal 731Dua partikel dengan massa sama besartetapi dengan muatan listrik berbeda yaituq2 = 9q1 dilepaskan tampa kelajauan awaldari titik A. Kedua partkel mengalami ger-ak dipercepat menuju titik B oleh beda po-

tensial listrik antara A dan B sebesar 1 kV.Besar perbandingan panjang gelombang deBroglie 2/1kedua partikel itu adalah.A. 3 D. 1/2B. 2 E. 1/3C. 1

44. UM-UGM 2005 Kode Soal 811Ditinjau berkas foton dan elektronmonoenergetik dengan panjang gelombangde Broglie yang sama yaitu 5 . Dapatdisimpulkan bahwa bila Efdan Eeberturut-turut adalah energi kinetik foton danelektron maka Ef/Ee dekat nilainyadengan.A. 6,4 x 104 D. 8,5 x 102

B. 2,3 x 104 E. 4,1 x 102

C. 1,0 x 103

45. UM-UGM 2003 Kode Soal 82Dua partikel A dan B dengan massa berbeda

(MA= 289MB) memilki energi kinetik yangsama. Bila panjang gelombang de Brogliepartikel A bernilai 0,2 nm, maka panjanggelombang de Broglie partikel B adalah.A. 7,8 nm D. 1,6 nmB. 5,6 nm E. 0,1 nmC. 3,4 nm

46. UM-UGM 2004 Kode Soal 312Dua partikel dengan muatan sama besar

dan sama tanda, tetapi dengan massaberbeda (m1= m2/4) dilepas tanpa kecepatanawal dari titik A. Keduanya dipercepatmenuju titik B oleh suatu beda teganganlistrik yang dipasang antara A dan B sebesarV volt. Perbandingan panjang gelombangde Broglie kedua partikel, 1/2adalah.A. 1/2 D. 2B. 1/2 E. 4C. 1

maka perbandingan panjang gelombang deBroglienya untuk beda potensial berordekV adalah.

40. UMPTN 1991 Rayon CSebuah partikel yang bermuatan positif qcoulomb dan massa mkg dilepas tanpa ke-cepatan awal dari titik A. Partikel diperce-pat menuju B karena ada tegangan antaratitik A dan B yaitu V volt. Bila diketahuitetapan Planck hjoule sekon, maka panjanggelombang partikel setelah melewati B ada-lah.A. h(2mqV)12 D. h(2mqV)-12

B. hm-1(2qV)12 E. mh-1(2qV)12

C. mqhV

41. UMPTN 1993 Rayon BSebuah elektron dipercepat oleh beda po-tensial V. Jika m= massa elektron, e= mua-

tan elektron dan hkonstanta Planck, makapanjang gelombang de Broglie untuk elek-tron ini dapat dinyatakan dengan hubun-gan.

42. UMPTN 1996 Rayon CBila dari keadaan diamnya elektron diper-cepat berturut-turut oleh beda potensial V1= 100 volt dan V2= 400 volt, maka perband-ingan panjang gelombang de Broglie-nyaadalah.,A. 1/4 D. 2B. 1/2 E. 4

C. 3/4

A.1

2

V

V

D. 21

V

V

B.2

1

V

V

E.1

2

V

V

C.2

1

2V

V

A.Vem

h

D.

Vem

h

23

B.Vem

h

2 E.

Vem

h

3

C.Vem

h

2



12/12

51. UM-UNDIP 2008 Kode Soal 581Radiasi sinar kosmis bila dilewatkanmelalui suatu ruangan yang mengandungmedan listrik dan medan magnet tidakdibelokan

SEBAB

Sinar kosmik memilki energi yang lebihtinggi dari sinar gamma

52. SPMB 2004 Regional IIPermukaan bumi menerima radiasimatahari rata-rata 1,2 kW/m2saat terik. Jikapanjang gelombang rata-rata radiasi ini6620 , maka banyak foton per detik dalam

berkas sinar matahari seluas 1 cm2 secarategak lurus adalah.A. 5 x 1017 D. 2 x 1017

B. 4 x 1017 E. 1 x 1017C. 3 x 1017

53. SPMB 2004 Regional IIIPanjang gelombang terpendek yangdihasilkan tabung X yang beroperasi padategangan 2 x 106 volt sekitar.A. 0,001 D. 0,008 B. 0,003 E. 0,010 C. 0,006

54. UMPTN 2000 Rayon CElektron di dalam tabung sinar-X diberi

beda potensial 10,0 kilovolt. Jika sebuahelektron menghasilkan satu foton padasaat elektron tersebut menumbuk target,panjang gelombang minimum yangdihasilkan oleh tabung tersebut dalam nmadalah.A. 0,0124 D. 12,4

B. 0,124 E. 124C. 1,24

55. UMPTN 2000 Rayon CSinar yang dipengaruhi oleh medanmagnetik dan medan listrik adalah.1. sinar-X 3. sinar gamma2. sinar laser 4. sinar katoda

47. SPMB 2006 Regional ISebuah elektron mula-mula diamdipercepat oleh beda potensial V sehinggapanjang gelombang de Brglie elektronadalah . Jika elektron mula-mula tersebutdipercepat dengan beda potensial 4 V, maka

panjang gelombang de Broglie electronmenjadi.A. 1/16 D. 2 B. 1/4 E. 4 C. 1/2

48. UMPTN 2001 Rayon AJika kecepatan partikel A lebih besardibanding kecepatan partikel B makapanjang gelombang de Broglie partikelA pasti lebih kecil daripada panjanggelombang de Broglie partikel B

SEBABPanjang gelombang de Broglie suatupartikel berbanding terbalik denganmomentum partikel

49. UM-UGM 2006 Kode Soal 731Sebuah foton membentur sebuah elektron

bermassa m yang awalnya dalam keadaandiam. Proses ini menghasilkan pasangan

elektron-positron, dan fotonnya lenyap.Dua elektron dan satu positron tadi

bergerak dengan kelajuan yang samadengan arah kecepatan yang sama. Energifoton tadi bernilai sekitar.A. mc2 D. 4mc2

B. 2mc2 E. 5mc2

C. 3mc2

50. SPMB 2002 Regional I

Suatu partikel pion (meson

o) dalamkeadaan tertentu dapat musnahmenghasilkan dua foton identik denganpanjang gelombang . Bila massa partikelpion adalah m, h tetapan Planck, dan ckelajuan cahaya dalam vakum, maka dapat dinyatakan dalam m, c, dan hdalam

bentukA.

cm

h

2 D. hcm21

B. 2cmh

E. cmh

C.cm

h2


Documents

Bab 27 Dualisme Gelombang Partikel