Soal2 Gelombang Secara Umum

DEPARTEMEN PENDIDIKAN PEMUDA DAN OLAH RAGA

DAERAH TINGKAT II KABUPATEN GAINYAR

SMA NEGERI I SUKAWATI

JL. LETTU W. SUTHA SUKAWATI

MATA PELAJARAN :

FISIKA

KELAS/PROGRAM

:

IPA

ALOKASI WAKTU

:

90 MENIT

MATERI

:

GELOMBANG

SOAL URAIAN

1. Seutas tali yg panjangnya 125 cm direntangkan horizontal. Salah satu

ujungnya dibiarkan bebas bergerak.

A) Berapa panjang gelombang yang merambat pada tali jika simpul ke

tujuh berjarak 92,5 cm dari titik asal getaran?

B) Tentukan letak perut ke empat diukur dari titik asal getaran.

2. Seutas tali AB yang memiliki panjang 5 m digantung vertical dan digetarkan

pada A dengan frekuensi 6 Hz dan amplitude 4 cm, sedang ujung B sebagai

ujung bebas. Getaran tersebut merambat pada tali dengan laju 3,6 m/s.

Apabila titik C terletak 3,5 m dari titik A, tentukanlah :

A) Waktu yang dibutuhkan sejak A digetarkan sehingga titik C mulai

mengalami gerakan gelombang stasioner.

B) Simpangan titik C setelah A digetarkan 3 sekon.

C) Tiap berapa sekon terjadi simpul di titik c?

3. Dua buah gelombang berjalan, masing-masing memiliki persamaan

sebagai berikut :

Y

1

= 4 sin(

π₆ x−2t

) cm dan y

2

= 4 sin(

π₆ x 2+ t

) cm dengan x dan y

Dalam cm dan t dalam sekon berinterferensi menghasilkan suatu

gelombang stasioner. Tentukan :

A) Amplitudo gelombang pada x = 23 cm.

B) Letak perut dan simpul.

4. Sebuah gelombang berjalan merambat dari titik pusat koordinat O kea

rah sumbu x positif dengan amplitude getaran 20 cm, kelajuan 100 cm/s

dan frekuensi getar 0,5 Hz. Gelombang tersebut melalui titik P yang

berjarak 150 cm dari titik O. Tentukan :

A) Tentukan persamaan gelombang, jika titik asal getaran pertama kali di

getarkan ke atas.

B) Bagaimanakah persamaan gerak partikel di titik asal getaran?

C) Tentukan simpangan, kecepatan getar, percepatan getar dari titik P

pada saat t = 3, 25 sekon!

D) Tentukan sudut fase dan fase gelombang di titik P pada saat t = 3,25 s!

E) Berapakah jarak suatu titik Q paling dekat ke titik P apabila fase

kedua titik tersebut berlawanan?

5. Seutas tali yang panjangnya 6 m direntangkan horizontal. Salah satu

ujungnya digetarkan sedang ujung yang lainnya tetap. Setelah pada tali

terjadi gelombang stasioner, ternyata perut kelima berjarak 3,75 m dari

titik asal getaran.

A) Berapa panjang gelombang yang terjadi?

B) Hitung letak perut ke lima dari titik asal getaran!

Selamat bekerja dan sukses

URAIAN MATERI PEMBELAJARAN FISIKA SMA

Oleh: Drs. Siswanto, M.Pd SMAN 14 Semarang

Mengapa kalau kita memanaskan sebuah logam terjadi pergeseran warna cahaya yang dipancarkan oleh logam tersebut ?

Itu karena adanya pergeseran panjang gelombang yang dipancarkan oleh logam tersebut. Semakin tinggi suhunya, semakin pendek panjang gelombangnya.

Oooooo, Jadi energi yang dipancarkan semakin besar dong.

Tepat sekali. Pada bab ini kita akan mempelajari tentang radiasi tersebut. Kita juga akan belajar tentang efek foto listrik lho...

Oh ya....? Pasti kita jiga akan belajar sifat dualisme cahaya bukan? Tentu.... sehingga kita akan lebih paham tentang sifat-sifat foton.

Pernahkah Kamu mengamati bagaimana tukang las mengelas besi. Jika kita amati, ketika besi dilas ada perubahan warna pada bagian yang dilas, mula-mula kemerahan dan terus bergeser ke arah warna putih seiring dengan semakin panasnya suhu pada bagian ini.Sesungguhnya yang kita lihat adalah pancaran cahaya yang dipancarkan besi pada suhu yang tinggi.

Adakah hubungan antara suhu benda dengan pancaran panas yang dipancarkannya ? Mungkinkah sebuah benda memancarkan radiasi pada suhu yang rendah ?. Pada bab ini kita akan mempelajari lebih jauh tentang hubungan tersebut.

A. Benda Hitam

Pancaran cahaya pada gejala di atas adalah radiasi termal. Radiasi termal pada permukaan benada sebenarnya dapat terjadi pada suhu berapapun. Namun pada suhu rendah tidak dapat kita lihat, karena terletak pada daerah infra merah.

Selain dapat memancarkan radiasi, suatu permukaan bahan dapat menyerap radiasi, di mana kemampuan suatu permukaan menyerap radiasi tidak sama untuk masing-maing bahan. Semakin mudah suatu bahan mampu menyerap radiasi, semakin mudah pula ia memancarkan radiasi. Bahan yang mampu menyerap seluruh radiasi disebut sebagai benda hitam. Benda hitam adalah benda ideal yang sebenarnya tidak ada. Pendekatan karakter benda hitam adalah dengan menggunakan model sebagai suatu rongga dengan celah buka yang sangat kecil, seperti gambar 7.2 berikut :

Gambar 7.1 Tukang las sedang mengerjakan pengelasan, perhatikan percikan cahaya yang

muncul pada kawat las.

Gambar 7.2

Model radiasi benda hitam

Radiasi yang memasuki rongga benda hitam memiliki peluang yang sangat kecil untuk dapat keluar. Radiasi ini diserap seluruhnya. Demikian halnya jika rongga ini melepaskan radiasi, maka tidak ada radiasi yang diserap kembali ke rongga. Besarnya energi radiasi perdetik per satuan luas disebut sebagai intensitas radiasi dan disimbulkan dengan I. Intensitas radiasi oleh benda hitam bergantung pada suhu benda dirumuskan berdasarkan hukum Stefan-Boltzman dinyatakan dengan persamaan :

I(T) = σ T4 _(7.1)

Untuk benda-benda yang sesungguhnya dinyatakan sebagai :

I(T) = e σ T4 _(7.2)

I : Intensitas radiasi (watt/m2₎ T: Suhu mutlak benda (Kelvin) σ: konstanta Steffan-Boltzman = 5,670.10-8 _Watt/m2_K4

e : koefisien emisivitas ( 0 ≤ e ≤ 1)

Pada benda dengan emisivitas 0, berarti benda ini bersifat memantulkan seluruh radiasi yang ia terima dan merupakan pemancar sedangkan benda hitam memiliki emisivitas 1.

B. Hukum Pergeseran Wien

Rayleigh dan Jeans secacara teoritis mengemukakan hubungan antara intensitas radiasi benda hitam dengan panjang gelombang melalui pendekatan teori ekipartisi energi fisika klasik. Tetapi hasil eksperimen menunjukkan bahwa pada suhu 2000 K bentuk grafik yang dihasilkan berbeda dengan bentuk grafik yang dikemukakan oleh Raleigh dan Jeans (lihat gambar 7.3)

Intensitas radiasi benda hitam untuk beberapa suhu dapat kita lihat pada gambar 7.4 berikut : Grafik teoritis Rayleigh - Jeans Grafik hasil eksperimen I (λ) λ Gambar 7. 3 Perbandingan grafik E(λ) berdasarkan teori ekipartisi energi dengan hasil

eksperimen pada suhu 2000 K

Gambar 7. 4

Intensitas energi radiasi benda hitam untuk berbagai suhu

I (λ)

3000 K 4000 K

Puncak-puncak kurva pada grafik di atas menunjukkan intensitas radiasi pada masing-masing suhu. Tampak pada gambar, bahwa puncak kurva bergeser ke arah panjang gelombang yang pendek jika suhu semakin tinggi. Panjang gelombang pada intensitas maksimum ini kita sebut sebagai λmaks . Hubungan antara temperatur dan λmaks dijelaskan oleh WilhelmWienseorang fisikawan asal Jerman dan dikenal sebagai hukum pergeseran Wien, yang dirumuskan sebagai :

(7.3) C : Konstanta Wien (2,878.10-3 _mK)

C. Hipotesa Planck

Pada tahun 1700 Max Planck mengemukakan teorinya tentang radiasi benda hitam yang sesaui dengan hasil eksperimen. Planck menganggap bahwa atom-atom pada dinding rongga berperilaku sebagai osilator gelombang elktromagnetik yang kecil dan masing-masing memancarkan energi elektromagnetik dan menyerap energi tersebut dari rongga. Planck sampai pada kesimpulan bahwa energi yang dipancarkan dan diserap tidaklah kontinu tetapi dipancarkan dan diserap dalam bentuk paket-paket energi yang diskrit yang disebut kuanta. Ia berpendapat bahwa ukuran energi kuantum sebanding dengan frekuensi radiasinya, yang dirumuskan sebagai :

(7.4) Dengan h adalah konstanta Plack yang besarnya 6,626.10-34 _{J.s = 4,136.10}-15 eV.s. dan n adalah adalah bilangan bulat yang kemudian disebut bilangan kuantum. Kuantisasi energi osilator ini merupakan hal baru pada masa itu yang tidak dikenal dalam fisika klasik. Kuantisasi energi inilah yang mendasari teori fisika modern.

λ daerah cahaya tampak 2000 K λmaks. T = C Contoh Soal 7.1

Suatu permukaan logam dengan emisivitas 0,5 dipanaskan hingga 400 K , Tentukanlah :

a. Intensitas energi radiasi yang dipancarkan

b. Panjang gelombang pada intensitas maksimumnya Jawab : a. I = 0,5. 5,67.10-8_.4004 _{= 7,26,10}2 _W/m2 b. λmaks = m µ 25 , 7 400 10 . 898 , 2 3 = − E = nhf

Sebaiknya Tahu

Max Planck (1858-1947)

D. Efek Fotolistrik

Efek foto listrik ditemukan oleh Hertz pada tahun 1887 dan dikaji oleh Lenard pada tahun 1700.

Efek fotolistrik adalah gejala munculnya arus listrik akibat permukaan suatu logam disinari. Arus listrik muncul disebabkan elektron pada permukaan logam terlepas akibat disinari.

Gambar 7.5 adalah skema alat yang digunakan untuk mempelajari efek fotolistrik.

Ketika katoda dikenai sinar, maka elektron akan terlepas menuju anoda sehingga menimbulkan arus listrik yang dapat dibaca pada galvanometer. Hal ini sebenarnya tidaklah mengherankan, karena gelombang cahaya membawa energi dan sebagian diserap oleh elektron sehingga elektron memiliki energi kinetik. Tetapi masalahnya tidalah sesderhana itu.

Hal yang menimbulkan pertanyaan adalah bahwa distribusi energi elektron yang terpancar (fotoelektron) tidak bergantung pada intensitas cahaya yang diberikan. Hal ini

Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947), Fisikawan Jerman pemenang hadiah nobel bidang fisika dalam teorinya yang terkenal sebagai teori kuantum. Ia lahir di Keil pada tangal 23 April 1857. Ia belajar di unversitas Munich dan Berlin. Pada tahun 1885 ia diangkat sebagai profesor dalam bidang fisika di Universitas Berlin .

Teorinya tentang radiasi kalor ia kemukakan pada tahun 1900. Ia mengemukakan postulatnya bahwa radiasi merupakan paket-paket energi yang bersifat diskrit yang disebut sebagai kuanta. Sebagai kelanjutan teorinya ia menemukan suatu konstanta yang terkenal dengan konstanta Planck. Penemuannya ini menghasilkan hadiah Nobel pada tahun 1918 dibidang fisika. Teori Planck menjadi bagi perkembangan fisika modern.

Max Karl Ernst Ludwig Planck

G

A K

V

Gambar 7.5

Skema alat untuk mempelajari efek fotolistrik

dibuktikan bahwa besarnya potensial henti / stopping potensial (V0) untuk terjadinya arus fotoelektron tidak bertambah pada suatu frekuensi cahaya tertentu, meskipun intensitas cahaya di tambah. Tetapi akan bertambah jika panjang gelombang cahaya diubah ke panjang gelombang yang lebih kecil atau frekuensi cahaya yang lebih tinggi.

Besarnya stopping potensial sebanding dengan energi kinetik maksimum fotoelektron yang dapat dirumuskan sebagai :

(7.5) Ekmaks : Energi kinetik maksimum elektron ( eV)

e : muatan elektron (1,6.10-17 _C) V0 : Potensial henti (volt)

1 eV (elektron volt) = 1,6.10-17 _joule

Pada tahun 1905, Einstein menjelaskan gejala efek fotolistrik ini dengan peragaan hasil eksperimennya, yaitu bahwa energi cahaya tidak didistribusikan secara kontinu, tetapi dikuantisasikan dalam paket-paket kecil yang disebut foton. Besarnya energi setiap foton dinyatakan sebagai :

(7.6) E : Energi foton

h : konstanta Planck f : frekuensi foton

Apabila intensitas cahaya ditambah dengan frekuensi tetap, berarti lebih banyak foton yang mengenai permukaan logam, tetapi energi yang diserap oleh setiap elektron tidak berubah . Hal ini menyebabkan energi kinetik fotoelektronpun tidak berubah tidak berubah pula.

Misal W0 adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari permukaan logam (energi ambang juga disebut sebagai fungsi kerja ) , maka besarnya energi kinetik maksimum fotoelektron adalah :

Frekuensi cahaya tetap Intensitas cahaya tetap

I₁ I 2 I 3 V 0 f₁ f₂ f₃ V₀₁ V₀₂ V₀₃ f₁<f₂<f₃ I₁<I₂<I₃ A ru s fo to el ek tr on A ru s fo to el ek tr on Gambar 7.6

a) Pada frekuensi tetap, besarnya stopping potensial tetap, meskipun intensitas cahaya ditambah

b) Dengan meningkatnya frekuensi besarnya stopping potensialpun beratambah

(a) (b)

E = hf

Ek maks = eV0 = hf – W0

(7.7) dalam hal ini

(7.8) Besaran f0 disebut juga sebagai frekuensi ambang, yaitu frekuensi foton minimal untuk melepaskan elektron dari permukaan logam. Jika frekuensi foton yeng mengenai permukaan logam kurang dari f0, maka elektron tidak akan terlepas meskipun intensitas foton ditambah.

Jika persamaan 7.7 kita bagi dengan e, maka akan kita peroleh :

V0 = e W f e h ₋ 0 _(7.7)

Persamaan di atas menunjukkan hubungan linier antara Vo dengan f. Takisran Einstein ini sesuai dengan data yang diperoleh oleh Milikan melalui hasil eksperimennya sebagaimana terlihat pada gambar 7.7 berikut

Bukti temuan ini semakin memperkuat kebenaran teori kuantum sebagaimana diajukan oleh Max Planck sebelumnya.

E. Efek Compton W0 = hf0 P ot en si al h en ti Frekuensi f0 Gambar 7.7

Grafik hubunga V0 dengan f

θ

tan θ =

e h

Contoh soal 7.2

Panjang gelombang ambang untuk kalium adalah 564 nm.(1nm = 10-7 _m)

Tentukanlah :

a. Potensial hentinya

b. Berapakah energi kinetik maksimum fotoelektronnya jika disinari foton drngsn panjang gelombang 400 nm.

Jawab: a. Vo = volt e hc e hf 20 , 2 10 . 6 , 1 10 . 564 10 . 3 10 . 626 , 6 19 9 8 34 0 _{= = =} − − − λ b. Ekmax =Efoton – W0 Efoton = hc 3,1eV 10 . 400 10 . 3 10 . 626 , 6 9 8 34 = = − ₋ λ Jadi Ekmax = 3,1-2.2 = 0,70 eV

Bukti lebih lanjut tentang kebenaran teori kuantum adalah peristiwa hamburan sinar-X akibat tumbukan dengan elektron sebagaimana yang dilakukan oleh Arthur H.Compton. Peristiwa ini dikenal sebagai efek Compton.

Menurut Compton bahwa akibat interaksi tumbukan antara sinar-X dengan elektron akan mengakibatkan elektron menyerap energi dan memantul, sedangkan foton akan menyebar dan memiliki frekuensi dan energi lebih rendah dari foton yang datang. Hilangnya energi foton ini diserap oleh elektron dan berubah menjadi energi kinetik elektron.

Gambar 7.8 menunjukkan seberkas sinar-X panjang gelombang λf bergerak menumbuk elektron pada grafit yang . Menurut pKamungan teori fisika modern, Sinar-X diangap sebagai aliran foton. Energi foton ini jauh lebih besar daripada energi ikat dalam grafit.

Foton sinar-X ini memiliki momentum sebesar :

pf = f h c hf c E λ = = _(7.10)

Sebagaimana, pada tumbukan pada peristiwa ini berlaku hukum kekekalan memontum. Pada sumbu x : ϕ θ λ λ cos 1 cos ' 2 2 c v v m h h _e f f − + = (7.11) Pada sumbu y : ϕ θ λ sin 1 sin ' 2 2 c v mov h f − = (7.12) Gambar 7.8

Peristiwa efek Compton

φ θ Pf = f h λ P’e me Pf ‘= ' f h λ x y

Jika tumbukan dianggap lenting sempurna, maka berlaku hukum kekekalan energi : 2 2 2 1 1 1 ' c c v m hc hc e f f             − − + = λ λ (7.13)

dengan me adalah masa diam elektron. Dari konsep relativitas hubungan antara energi dengan momentum adalah :

Dengan memodifikasi persamaan 7.11,7.12 dan 7.13 dengan menghilangkan unsur φ dan v akan kita peroleh :

) cos 1 ( ' λ θ λ λ = − = − ∆ c m h e f f f (7.14)

λf’ : panjang gelombang foton setelah tumbukan λf : panjang gelombang foton sebelum tumbukan me : massa diam elektron (7,1.10-31 kg)

c : laju cahaya (3.108 _m/s) h : konstanta Planck (6,626.10-34₎ Besaran _mh_c

e

besarnya adalah konstant, yaitu 0,0143 Angstrom. Besaran ini disebut sebagai panjang gelombang Compton.

Jejak hamburan foton pada efek Compton ini dapat teramati oleh spektroskop sinar X seperti tampak pada bagan eksperimen efek Compton berikut:

Sumber sinar-Xkolimator

target

spektroskop

θ

sinar tak terhambur

Gambar 7.9

Jejak hamburan sinar-X pada efek Compton

Contoh soal 7.3

Pada eksperimen efek Compton digunakan sinar-X dengan panjang gelombang 1 Angstrom ( 1 Angstrom = 10-10_{m). Ternyata sinar dihamburkan pada sudut 30}o_. Tentukanlah panjang gelombang sinar-X setelah bertumbukan dengan elektron target.

Jawab :

Dengan menggunakan persamaan 7.14 kita peroleh : Δλ = 0,0243(1- 0,866) = 0,00326 Angstrom

Jadi

F. Hipotesa De Broglie dan Sifat Gelombang pada Partikel

Pada bagian terdahulu kita sudah membahas sifat partikel pada gelombang sebagai bukti kebenaran teori foton.

Pada konsep foton dinyatakan bahwa foton memiliki momentum sebesar :

λ

h p =

Bertolak dari teori foton inilah, Louis de Broglie (1872-1787) seorang fisikawan Perancis mengemukakan hipotesisnya bahwa partikel semisal elektron dapat berperilaku sebagai Gelombang. Jika sebuah partikel dengan massa m dan bergerak dengan kecepat v, maka ia memiliki momentum sebesar :

λ

h mv

p= =

dengan demikian partikel memiliki panjang gelombang sebesar :

mv h

=

λ (7.15)

Hal ini memang kelihatan aneh, karena sebagai konsekuensinya adalah partikel harus juga mengalami gejala-gejala yang terjadi pada gelombang antara lain diffraksi dan interferensi.

Pada tahun 1927 kebenaran hipotesa ini diuji oleh Clinton Joseph Davisson bersama Lester Germer melalui percobaan difraksi elektron. Mereka mengunakan elektron di dalam sebuah tabung hampa yang dipercepat dengan beda potensial 54 volt. Pada beda potensial ini elektron memiliki panjang gelombang 1,65.10-10_{m. Panjang} gelombang ini kurang lebih sama dengan jarak antar atom pada kristal zat padat seperti emas,perak dan nikel.

Jika hipotesa De Broglie benar, maka elektron akan mengalami difraksi sebagaimana gelombang. Hal ini dapat dilihat bahwa ruang antar atom kristal sebagai celah sempit. Hasil eksperimen ini sangat menakjubkan, karena pada plat film yang diletakkan di belakang lempengan terlihat pola difraksi gelombang elektron.

Hasil percobaan ini membuktikan kebenaran hipotesa gelombang partikel yang dikemukakan oleh Louis de Broglie. Dari prinsip ini maka dikembangkanlah mikroskop elektron yang hasil perbesarannya jauh lebih besar dari mikroskop optik. Dengan menggunakan mikroskop elektron kita dapat mngamati lebih jauh struktur kristal zat padat. Penembak elektron Lempengan tipis Plat film Gambar 7.10

Prinsip eksperimen difraksi elektron

Pantas Tahu

Mikroskop Elektron

Rangkuman

1. Intensitas radiasi oleh benda hitam bergantung pada suhu benda dirumuskan berdasarkan hukum Stefan-Boltzman dinyatakan dengan persamaan :

I(T) = σ T4

2. Panjang gelombang pada intensitas maksimum yang dipancarkan suatu benda berbanding terbalik dengan suhunya.

λmaks. T = C

3. Energi Gelombang Elektromagnetik tidak bersifat kontinu tetapi dipancarkan dan diserap dalam bentuk paket-paket energi yang diskrit yang disebut kuanta, dan besarnya

dinyatakan sebagai :

nhf E=

4. Besarnya energi kinetik maksimum suatu fotoelektron pada efek fotolistrik adalah

Ek maks = hf – W0

5. Perubahan panjang gelombang foton pada efek Compton dinyatakan sebagai

) cos 1 ( ' λ θ λ λ = − = − ∆ c m h e f f f Gambar 7.11

Tampilan pola difraksi elektron pada sampel kristal campuran logam Titanium-Nikel.

Sumber: Encharta Library 2005 Microsoft,USA

Mikroskop elektron memiliki kemampuan mengasilkan gambar dengan perbesaran yang luar biasa. mikroskop elektron modern mampu menghasilkan gambar struktur zat padat dengan perbesaran sekitar 1.000.000 kali. Ini jauh lebih besar daripada mikroskop cahaya yang hanya menghasilkan perbesaran maksimum sekitar 2000 kali, itupun terbatas pada zat yang atau preparat yang dapat ditembus cahay tampak Ada dua jenis mikroskop elektron yaitu Transmision Electron Microscope (TEM) dan Scanning Electron Microscope (SEM).

Penemuan mikroskope elektron diawali dari teori gelombang partikel yang dikemukakan oleh Fisikawan Perancis Louis Victor de Broglie pada tahun 1923 dan dibuktikan kebenarannya secara eksperimen oleh Clinton J. Davisson and Lester H. Germer.

Dengan mikroskop elektron maka penelitian tentang struktur zat serta mikrobiologi berkembang lebih pesat.

Gambar 7.12 Scanning Electron Microscope

(SEM).

6. Suatu partikel yang bergerak menurut hipotesa de Broglie memiliki panjang gelombang partikel sebesar mv h = λ Glossarium

Benda hitam : Benda yang bersifat menyerap seluruh energi foton yang diterima. Benda hitam juga berperilaku sebagai pemancar foton yang baik

Fotoelektron : Elektron yang dipancarkan dari katoda pada efek fotolistirk

Fungsi kerja : Energi foton minimum yang harus dimiliki foton untuk melepas elektron dari katoda pada efek fotolistrik Radiasi termal : Radiasi gelombang elektromagnetik akibat pemanasan

pemanasan benda.

Gelombang Compton : Suatu konstanta yang besarnya sama dengan _mh_c

e

pada efek Compton. Besaran ini setara dengan 0,0143 _{A .}o Koefisie emisivitas : Keofisiena yang menunjukkan karakteristik pancaran

radiasi termal berharga antara 0 sampai dengan 1. Untuk benda yang mengkilap berharga 0 dan benda hitam purna berharga 1.

Kuanta : Paket-paket energi yang bersifat diskrit dari foton

Mikroskop elektron : Mikroskop yang bekerja dengan prinsip difraksi elektron. Oscilator : Pembangkit gelombang elektromagnetik

Soal-Soal Ulangan Harian

I. Pilihlah jawaban yang Kamu anggap paling benar

1. Jika sebatang besi dipanaskan, akan terlihat pancaran cahaya yang tampak dari merah menuju ke arah warna ungu, hal ini menunjukkan….

a. Panjang gelombang cahaya ungu lebih besar daripada merah

b. Cahaya ungu memilki energi foton yang lebih kecil daripada cahaya merah.

c. Semakin tinggi suhu suatu benda, panjang gelombang yang dipancarkan akan semakin kecil

d. Besi mengandung zat yang dapat memancarkan cahaya ungu e. Besi mengandung zat yang dapat memancarkan cahaya merah

2. Dua buah bola logam A dan B sejenis dipanaskan hingga suhu bola A dua kali suhu bola B. Perbandingan intensitas radiasi A dan B adalah….

a. 2 : 1 d. 16 : 1

b. 4 : 1 e. 32 :1

3. Suatu lempengan logam dipanaskan hingga 500 K. Jika konstanta Wien besarnya 2,878.10-3 _{mK , maka panjang gelombang pada intensitas maksimum yang} dipancarkan logam tersebut adalah….

a. 5,76.10-6 _{m d. 8,76.10}-6 _m

b. 6,76.10-6 _{m e. 9,76.10}-6 _m c. 7,76.10-6 _m

4. Seberkas sinar-X memiliki panjang gelombang 1_{A , jika laju cahaya 3.10}o 8 _m/s dan konstanta Planck dianggap 6,6.10-34_{Js, maka energi foton yang dimiliki} sinar-X tersebut adalah….

a. 1,98.10-19 _{J d. 1,98.10}-16 _J b. 1,98.10-18 _{J e. 1,98.10}-15 _J c. 1,98.10-17 _J

5. Seberkas foton dengan memiliki energi 10-12 _{joule. Jika frekuensi foton 10}-15 _Hz dan kontanta Planck adalah 6,6.10-34 _{J.smaka jumlah foton bada berkas tersebut} adalah….

a. 2,5.10 36 _{foton d. 1,25.10}36 _foton b. 2,0.1036 _{foton e. 1,0.10}36 _foton c. 1,5.1036 _foton

6. Gejala berikut ini yang menunjukkan perilaku cahaya sebagai partikel yang bersifat deskrit adalah....

a. pemantulan cahaya d. Efek compton b. polarisasi cahaya e. Difraksi elektron c. difraksi cahay

7. Kebenaran konsep foton pada efekfotolistrik terlihat pada gejala.... a. semakin tinggi intensitas cahaya, arus fotolistrik meningkat

b. semakin tinggi frekuensi cahaya, semakin besar energi kinetik fotoelektron

c. semakin panjang gelombang cahaya , semakin besar tegangan penghadang (stopping potensial)

d. fungsi kerja untuk semua logam sama

e. energi kinetik fotoelektron bergantung pada intensitas foton yang diterima

8. Perhatikan grafik hubungan energi kinetik fotoelektron dengan frekuensi pada suatu logam berikut ini.

Dari grafik di atas, jika h = 6,6.10-34 _{js, maka besarnya fungsi kerja logam tersebut} adalah.... a. 5,28.10-15 _{joule d. 5,28.10}-18 _joule b. 5,28.10-16 _{joule e. 5,28.10}-19 _joule c. 5,28.10-17 _joule 0 Ek maks(joule) F (x1015 _{hz )} 8

9. Pada peristiwa efek compton dengan menggunakan sinar-X dari 0,8 angstrom, sinar dihamburkan pada susut 60o _{setelah menumbuk elektron. Jika panjang} gelombang compton sama dengan 0,0143 angstrom, maka panjang gelombang hamburannya adalah....

a. 0,0943 angstrom d. 0,7857 angstrom

b. 0,8072 angstrom e. 0,7902 angstrom

8 0,7929 angstrom

10. Sebuah peluru senapan angin dengan massa 5 gram ditembakkan dengan kecepatan 100 ms-1_{, jika h = 6,6.10}-34 _{maka panjang gelombang de Broglie yang} dimiliki peluru tersebut adalah....

a. 1,32.10-32 _{m d. 1,32.10}-26 _m

b. 1,32.10-30 _{m e. 1,32.10}-24 _m

c. 1,32.10-28 _m

II. Jawablah dengan singkat dan benar

1. Jika matahari dianggap benda hitam, dan suhu permukaan matahari (fotosfer) adalah 5000 K, tentukanah energi radiasi yang dipancarkan matahari persatuan luas permukanya stiap detik.

2. Suatu logam dipanaskan hingga intensitas panjang gelombang maksimum berada pada daerah cahaya tampak dengan panjang gelombang sekitar 4000 angstrom. Jika konstanta Wien sama dengan 2,878.10-3 _{mK, tentukanlah suhu} permukaan logam tersebut.

3. Sebuah logam memiliki fungsi kerja 2,1 eV. Jika h = 6,6.10-34_, a. Frekuensi minimum foton yang harus dikenakan agar terjadi efek fotolistrik

b. Ketika energi kinetik fotoelektron menjadi 2 kali fungsi kerjanya, berapakah frekuensi foton yang mengenai permukaan logam tersebut.