of 17/17
Nama : Sunniarti Ariani Nim : E1M 009 031 PRODI : Pendi dikan Kimia SIFAT PARTIKEL DARI GELOMBANG 2. Cari panja ng gelombang dani freku ensi foton 100 Mev Penyelesaian: Diketahui: Efoton = 100 Mev = 100 ! 10 "  ev#1$" ! 10 %1& '(ev# = 1$" ! 10 %11 ' h = "$"2" ! 10 %)* 's + = ) ! 10 , m(s Ditan-a: a. rekuensi foton v)/ b. anjang gelombang foton #/ 'aab: a. 'adi$ frekuensi foton tersebut adalah 2$*1* ! 10 22 34 b. 'adi$ panjang gelombang foton tersebut adalah 1$2* ! 10 %1* m

Soal Dan Jawaban Sifat Partikel Dari Gelombang

  • View
    1.530

  • Download
    264

Embed Size (px)

Text of Soal Dan Jawaban Sifat Partikel Dari Gelombang

Nama: Sunniarti Ariani

Nim: E1M 009 031

PRODI: Pendidikan Kimia

SIFAT PARTIKEL DARI GELOMBANG2. Cari panjang gelombang dani frekuensi foton 100 Mev

Penyelesaian:Diketahui:Efoton = 100 Mev = (100 x 106 ev)(1,6 x 10-19J/ev) = 1,6 x 10-11J

h = 6,626 x 10-34 Js

c = 3 x 108 m/sDitanya:a. Frekuensi foton (v)?

b. Panjang gelombang foton ()?

Jawab:

a.

Jadi, frekuensi foton tersebut adalah 2,414 x 1022 Hzb.

Jadi, panjang gelombang foton tersebut adalah 1,24 x 10-14m3. Pemancaran radio 100 W berkerja pada frekuensi 880 kHz, berapa banyak foton per detik yang dipancarkan.

Penyelesaian :Diketahui :P = 100 W

v = 880 kHz = 880 x 103 Hz

t = 1 sekon

Ditanya: banyak foton yang dipancarkan (n)?

Jawab:

Jadi, banyak foton yang dipancarkan adalah 1,71 x 1029 partikel foton.4. Dalam situasi yang memungkinkan, mata manusia dapat mendeteksi energy elektromagnetik sebesar 10-18 J. berapa banyak foton 6000 yang terdapat?Penyelesaian :

Diketahui :E = 10-18 J

= 6000 = 6 X 10-7 m

h = 6,626 x 10-34 Js

c = 3 x 108 m/sDitanya : Banyak foton (n)?

Jawab:

Jadi, banyak foton tersebut adalah 3 partikel foton.5. Cahaya matahari mencapai bumi setelah menempuh rata-rata 1,5 x 1011m pada laju 1,4 x 103 W/m2 pada permukaan yang tegak lurus arah cahaya. Anggaplah cahaya matahari monokhormatik (ekawarna) dengan frekuensi 5 x 1014 Hz. (a) berapa banyak foton datang per detik pada setiap meter persegi pada permukaan bumi yang langsung menghadap ke matahari? (b) Berapa banyak daya keluarkan matahari, dan berapa banyak foton per detik yang dipancarkannya? (c) Berapa banyak foton per meter kubik dekat permukaan bumi?Penyelesaian::Diketahui :d = 1,5 x 1011m

Laju = 1,4 x 103 W/m2

v = 5 x 1014 Hz

Ditanya : a. n foton/m2 yang langsung menghadap matahari?

b. P, n foton yang dipancarkan?

c. n foton/m3 dekat permukaan bumi?

Jawab:

10. Cahaya dengan panjang gelombang 4200 jatuh pada permukaan cesium dengan laju 5 mW. Bila efisiensi kuantum 10-4 ( ini berarti satu fotoelektron dipancarkan untuk setiap 104 foton dating).Penyelesaian:Diketahui : = 4200 = 4,2 x 10-7m

P = 5 mW = 5 x 103W

Ditanya : I?

Jawab:

Jadi, kuat arus fotolistrik tersebut adalah 1,649

11. Mesin sinar-x yang menghasilkan sinar x 0,1 . Berapa besar tegangan pemercepat yang dipakai?

Penyelesaian :

Diketahui : = 0,1 = 10-11 m

Ditanya : besar tegangan pemercepat yang dipakai (V)?

Jawab:

Jadi, besar tegangan yang dipakai adalah 1,24 x 105 volt12. Jarak antara bidang atomic yang bersebelahan dalalm kalsit ialah 3 x 10-10m. berapa sudut terkecil antara bidang-bidang ini dengan dengan berkas sinar x 0,3 yang datang supaya sinar x yang terhambur dapat dideteksi?

Penyelesaian:Diketahui :d = 3 x 10-10m

= 0,3 = 3 x 10-11m

n = 1 ( karena bidang atom beerseblahan sehingga ordenya 1)

Ditanya : ?

Jawab:

Jadi besar sudutnya adalah 2,866o13. Kalium klorida (KCl) membentuk Kristal kubik seperti NaCl, kerapatannya ialah 1,98 x 103 kg/m3. (a) cari jarak antara atom yang berseblahan dalam kristak KCl. (b) cari sudut terkecil hamburan bragg untuk sinar x 3,00 . Massa rumus KCl ialah 74,55 u.Penyelesaian :

Diketahui : = 1,98 x 103 kg/m3

K = 2 (karena hanya terdapat K + Cl)

= 3,00 = 3 x 10-10m

M= 74,55 u

Ditanya :a.d?

b. ?

Jawab:

a.

Jadi, jarak antar atom yang berseblahan dalma keristal KCl adalah 3,15 b.

Jadi sudut terkecil hamburan bragg pada sinar x tersebut adalah 28,4o14. Berapa besar energi yang harus dimiliki sebuah foton supaya mempunyai momentum 10 MeV?

Penyelesaian :

Diketahui :E = 10MeV = 10 x 106 eV

= 10 x 106 eV x 1,6 x 10-19 J/eV

= 1,6 x 10-12 J

C = 3 x 108 m/s

Ditanya : P?

Jawab:

Jadi, besar momentum foton tersebut adalah 5,3 x 10-21kg m/s15. Berapa frekuensi foton sinar x yang momentumnya 1,1 x 10-23 kgm/s?

Penyelesaian : Diketahui :P = 1,1 x 10-23 kg m/s

c = 3 x 108 m/s

Ditanya: v ?

Jawab :

Jadi frekuensi foton sinar x tersebut adalah 5 x 1018 Hz16. Tunjukkan bahwa tidak mungkin terjadi sebuah foton menyerahkan seluruh energy dan momentumnya pada electron bebas. Hal ini menerangkan mengapa efek fotolistrik hanya dapat terjadi bila foton menumbuk electron terikat.Penyelesaian :

atau Membagi pernyataan energy dengan c menghasilkan

Persamaan diatas bertentangan dengan momentum, sehingga hal ini menerangkan mengepa efek fotolistrik hanya dapat terjadi bila foton menumbuk electron terikat. Dan tidak mungkin terjadi sebuah foton menyerahkan seluruh energy dan momentumnya pada electron bebas.17. Seberkas sinar x terhambur oleh electron bebas. Pada suhu 45o dari arah berkas itu sinar x yang terhambur memiliki panjang gelombang 0,022 . Berapa besar panjang gelombang sinar x datang?Penyelesaian :

Diketahui : = 45o

= 0,022 = 2,2 x 10-12 m

( untuk electron)

Ditanya : o ?

Jawab:

Jadi, panjang gelombang sinar x datang adalah 0,015 18. Sinar X frekuensi awalnya 1,5 x 1019 Hz timbul dari tumbukan dengan sebuah electron dengan frekuensi 1,2 x 1019 Hz. Berapa banyak energy kinetic yang diserahkan pada electron?

Penyelesaian:Diketahui :v o= 1,5 x 1019 Hz

v = 1,2 x 1019 Hz

Ditanya : Ek?Jawab:

Jadi besar enerrgi kinetik yang diserahkan pada elektron adalah 2 x 10-15J19. Foton sinar x yang berfrekueensi awal 3 x 1019 Hz bertumbuk dengan electron dan terhambur dengan sudut 90o. cari frekuensi yang baru.

Penyelesaian :

Diketahui :vo = 3 x 1019 Hz

= 90o

( untuk electron)Ditanya : v?

Jawab :

Jadi, frekuensi yang barunya adalah 2,4 x 1019 Hz20. Cari energy foton sinar x yang dapat menyerahkan energy maksimum 50 Kev pada sebuah electron.

Penyelesaian :

Diketahui :Ek = 50 keV

Eo = 0,511 MeV = 511 keV

Ditanya: Efoton?

Jawab:

Jadi, energy foton sinarx sebuah electron adalah 561 keV21. Berkas sinar x ekawarna yangpanjang gelombangnya 0,558 terhambur dengan sudut 46o. cari panjang gelombang berkas yang terhambur.Diketahui: o = 0,588 = 55,8 x 10-12m

= 46o

( untuk electron)

Ditanya: ?Jawab:

jadi, panjang gelombang berkas yang terhambur adalah 0,565

22. Dalam pasal 2.5 sinar x yang dihambur oleh sebuah Kristal dianggap tidak mengalami perubahan panjang gelombang. Tunjukan bahwa anggapan ini cukup nalar dengan menghitung panjang gelombang Compton ato Na dan membandingkannya denggan panjang gelombang sinar x 1 yang biasa dipakai.

23. Buktikan bahwa sebuah foton berenergi cukup untuk menimbulkan pasangan elektron-positron tidak dapat terjadi jika tidak terdapat interaksi dengan sesuatu, dengan meninjau prosesnya dalam kerangka acuan pusat masa pasangan hipotesis itu.

Penyelesaian:Dalam kerangka ini momentum total electron dan positron ialah nol, sehingga momentum foton dalam kerangka ini harus nol juga, tetapi dari persamaan E = pc, energy foton berbanding lurus dengan momentumnya, sehingga jika p=0 dalalm kerangka ini, maka E = 0 dan foton tidak ada. Dan juga karena Energi dan momentum linear tidak dapat keduanya keal jika produksi pasangan terjadi di ruang hampa( tidak terdapat interaksi dengan sesuatu) sehingga proses pasangan electron-positron tidak dapat terjadi disini.24. Sebuah positron bertumbukan dengan sebuah electron dan keduanya musnah (teranihilasi). Masing-masing partikel mempunyai energy kinetic 1 Mev. Cari panjang gelombang maksimum foton yang ditimblulkannya.

Penyelesaian :

Diketahui :Ek = 1 MeV = 106 eV

Ditanya : ?

Jawab:

Dalam tumbukan tersebut menghasilkan energi

Ek = E - EoE = Ek + EoE = Ek + moc2

E = 1 Mev +( 0,511 MeV/c2 )c2E = 1 MeV + 0,511 MeV

E = 1,511 MeV

hv=1,511 x 106 eV x 1,6 x 10-19 J/eV

= 0,008

Jadi, panjang gelombang maksimum foton yang dihasilkan adalah 0,008 25. Massa mamtahari 2 x 1030 kg dan jari-jarinya 7 x 108m. cari pergeseran merah gravitasi aproksimassi pada panjang gelombang cahaya 5000 yang dipancarkan oleh matahari.Penyelesaian:

Diketahui :M = 2 x 1030 kg

R = 7 x 108m

= 5000

G = 6,67 x 10-11 N m2/kg2

Ditanya: pergeseran merah gravitasi aproksimassi ?Jawab:

Pergeseran merah garavitasional dinyatakan dengan:

Jadi, pergeseran merah gravitasi aproksimassi yang dipancarkan oleh matahari adalah 0,01 26. Cari pergeseran merah gravitasi aproksimasi pada cahaya 5000 yang dipancarkan oleh kerdil putih yang massanya sama dengan massa matahari tetapi jejarinya sama dengan jejari bumi 6,4 x 106 m.Penyelesaian:Diketahui :M = 2 x 1030 kg

R = 6,4 x 106m

= 5000

G = 6,67 x 10-11 N m2/kg2

Ditanya: pergeseran merah gravitasi aproksimassi ?

Jawab:

Pergeseran merah garavitasional dinyatakan dengan:

Jadi, pergeseran merah gravitasi aproksimassi yang dipancarkan oleh kerdil putih adalah 1,15527. Seperti dibahas dalam bab 12 inti atomic tertentu memancarkan foton ketika terjadi transisi dari status energy tereksitasi ke status dasar atau status normal. Foton ini merupakan sinar gamma, jika sebuah inti memancarkan foton, inti itu bergerak kearah berlawanan. (a) inti 57/27 Co mrluruh melalui penangkapan K menjadi 57/26 Fe, kemudian memancarkan foton ketika kehilangan 14,4 eV untuk mencapai status dasar. Massa atom 57/26 Fe ialah 9,5 x 10-26 kg. berapa besar enrgi foton itu tereduks dari energy seluruhna 14,4 ke-V yang terjadi sebagai akibat pembagian energy dengan atom yang terhentak? (b) Dalam keristal tertentu atom-atomnya terikat kokoh sehingga keseluruhan Kristal terhentak bila foton sinar gamma terpancar, sebagai ganti terhentaknya atom individual. Gejala ini dikenal sebagai efek Mossbauer. Berapa besar tereduksinya energy foton dalam keadaan seperti ini jika inti 57/26 Fe yang tereksitasi merupakan bagian dari Kristal 1 gr? (c) Pancaran sinar gamma yang pada pokoknya bebas dari hentakan seperti dalam (b) berarti bahwa kita mungikin untuk membuat sumber yang pada pokonya ekaenergi (monoenergetik) sehingga fotonnya ekawarna (monokhromatik). Sumber semacam itu dipakai dalam eksperimen yang dijelaskan dalam pasal 2.8. berapakah frekuensi semula dan peerubahan frekuensi foton sinar gamma 14.4 keV setelah sinar itu jatuh 20 m dekat permukaan bumi?