Bahan Ajar
Fisika
GEJALA KUANTUM
Identitas Mata Pelajaran :
Satuan Pendidikan : MAN 2 Padangsidimpuan
Kelas / Semester : XII / II
Materi Pokok : Gejala Kuantum
Alokasi Waktu : 8 JP (3 x pertemuan)
Membimbing siswa untuk memulai pembelajaran dengan membaca do a Guru mengalokasikan waktu dalam proses pembelajaran
Guru Membantu siswa dalam memahami konsep dan menjawab pertanyaan/kendala proses belajar siswa.
Membimbing siswa dalam melakukan tugas-tugas yang terdapat di dalam bahan ajar
Melaksanakan penilaian, baik penilaian psikomotor, afektif maupun kognitif.
Menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang sulit dipahami
Berdo alah sebelum memulai pembelajaran
Baca dan pahami uraian materi dengan seksama
Kerjakan setiap latihan dan tugas yang diberikan dengan baik Untuk Siswa :
1. KI 3
Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual; konseptual; prosedural dalam ilmu pengetahuan; teknologi; seni; budaya; dan humoniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan; kenegaraan dan peradapan terkait fenomena dan kejadian; serta menerapkan penegtahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
2. KI 4
Mengolah; menalar; dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstark terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan
3.8 Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum yang mencakup sifat radiasi benda hitam, efek fotolistrik,efek compton dan sinar x dalam kehidupan sehari-hari.
3.8.1. Menjelaskan pengertian benda hitam.
3.8.2. Mendiskusikan faktor apa saja yang mempengaruhi radiasi suatu benda. 3.8.3. Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum pada sifat radiasi benda
hitam.
3.8.4. Menjelaskan konsep efek fotolistrik.
3.8.5. Mendiskusikan kaitan teori kuantum dan teori gelombang tentang efek fotolistrik.
3.8.6. Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum yang terjadi pada efek fotolistrik.
3.8.7. Menjelaskan konsep efek Compton dan sinar x.
3.8.8. Mendiskusikan gejala-gejala yang terjadi pada skema percobaan efek Compton.
3.8.9. Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum yang terdapat dalam efek compton dan sinar x.
Benda hitam merupakan istilah untuk suatu benda yang memiliki emisivitas
1. Benda hitam adalah benda yang akan menyerap semua energi yang datang dan akan memancarkan energi dengan baik. Teori Fisika klasik yang menganggap bahwa cahaya merupakan gelombang ternyata tidak dapat menerangkan spektrum radiasi benda hitam. Max Plank, beranggapan bahwa cahaya dapat dianggap sebagai partikel. Teori ini diperkuat dengan adanya fenomena efek fotolistrik dan efek Compton. Sampai saat ini para ilmuwan masih beranggapan bahwa cahaya mempunyai sifat dualisme yaitu sebagai gelombang dan partikel.
Apabila sepotong besi kita panaskan, maka suhu logam tersebut akan mengalami kenaikan. Makin lama dipanaskan, suhunya semakin tinggi. Makin tinggi suhu benda akan menimbulkan ruangan di sekitar benda itu menjadi panas. Hal ini menunjukkan bahwa benda memancarkan energi kalor ke sekitarnya. Energi yang dipancarkan benda ke sekitarnya disebut energi radiasi. Energi radiasi yang dipancarkan sebuah benda dalam bentuk gelombang, yaitu gelombang elektromagnetik.
Faktor apa saja yang memengaruhi radiasi suatu benda? Jika kita berada di dekat benda yang panas, pada tubuh kita akan terasa panas. Tubuh akan terasa semakin panas apabila kita berada di dekat benda yang suhunya lebih tinggi. Serta panas yang kita rasakan akan semakin kuat jika benda yang berada di dekat kita berwarna gelap, di samping itu juga makin luas permukaan benda, semakin terasa panas yang kita rasakan. Di samping benda memancarkan panas, benda pun dapat menyerap panas (energi). Hal ini tergantung pada suhu antara benda dengan ruangan di sekitar benda. Apabila suhu benda lebih tinggi daripada suhu ruangan, benda akan memancarkan panas dan sebaliknya jika suhu benda lebih rendah, maka benda tersebut akan menyerap energi (panas).
Energi yang dipancarkan oleh suatu benda tidak tergantung pada jenis bendanya. Akan tetapi tergantung pada suhu benda itu dan sifat permukaan benda. Benda yang mudah menyerap panas sekaligus merupakan benda yang memancarkan panas dengan baik. Makin tinggi suhu benda semakin besar energi yang dipancarkan. Tabel di bawah ini menunjukkan hubungan antara suhu benda dengan warna benda dari hasil eksperimen.
Tabel 1. Hubungan suhu dengan warna benda
Ekperimen tentang radiasi kalor benda pertama kali dilakukan oleh Joseph Stefan dan Ludwig Boltzmann, diperoleh kesimpulan yang dinyatakan dalam rumus:
dengan:
W= intensitas radiasi kalor yang dipancarkan benda tiap detiknya (watt) e= emisivitas benda
σ = kontante Stefans Boltzmann (5,670 x 10-8Wm-2K-4) A= luas permukaan benda (m2)
T= suhu benda (K)
Untuk benda yang mempunyai emisivitas 1 dinamakan benda hitam, yaitu suatu benda yang mempunyai sifat menyerap semua kalor. Benda hitam diidentikkan dengan benda berongga yang memiliki lubang kecil.
Gambar 1.Model benda hitam sempurna yang menyerap radiasi melalui pemantulan berulang
Apabila dilihat lubang itu berwarna hitam karena jika ada cahaya yang masuk ke lubang tersebut kemungkinan kecil bisa keluar lagi, cahaya itu akan dipantulkan oleh dinding bagian dalam benda berongga sehingga akhirnya energi habis terserap. Sebaliknya jika benda tersebut dipanaskan, maka lubang itu akan menyala lebih terang dibandingkan dengan daerah sekitarnya, yang berarti memancarkan energi lebih besar dibandingkan dengan yang lain.
Efek compton
ditemukan oleh Arthur Holy Compton pada tahun 1923.
Menurut teori kuantum cahaya, foton berlaku sebagai partikel, hanya foton tidak
memiliki massa diam. Jika pendapat ini benar, maka berdasarkan peristiwa efek
fotolistrik yang dikemukakan oleh Einstein, Arthur Holy Compton pada tahun 1923
telah mengamati gejala-gejala tumbukan antara foton yang berasal dari sinar X dengan
elektron. Compton mengamati hamburan foton dari sinar X oleh elektron dapat
diterangkan dengan menganggap bahwa foton seperti partikel dengan energi
hf
dan
momentum
hf/c
cocok seperti yang diusulkan oleh Einstein.
Percobaan Compton cukup sederhana yaitu sinar
X
monokromatik (sinar
X
yang memiliki panjang gelombang tunggal) dikenakan pada keping tipis berilium
sebagai sasarannya. Kemudian untuk mengamati foton dari sinar
X
dan elektron yang
terhambur dipasang detektor. Sinar X yang telah menumbuk elektron akan
kehilangan sebagian energinya yang kemudian terhambur dengan sudut hamburan
sebesar
θterhadap arah semula. Berdasarkan hasil pengamatan ternyata sinar
X
yang
terhambur memiliki panjang gelombang yang lebih besar dari panjang gelombang
sinar
X
semula. Hal ini dikarenakan sebagian energinya terserap oleh elektron. Jika
energi foton sinar
X
mula-mula hf dan energi foton sinar
X
yang terhambur menjadi (
hf
hf
) dalam hal ini
f > f
, sedangkan panjang gelombang yang terhambur menjadi
tambah besar yaitu
λ
>
λ.
[image:9.595.179.443.547.726.2]Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum dan kekekalan energi
Compton berhasil menunjukkan bahwa perubahan panjang gelombang foton
terhambur dengan panjang gelombang semula, yang memenuhi persamaan :
Dengan:
λ
= panjang gelombang sinar X sebelum tumbukan (m)
λ
= panjang gelombang sinar X setelah tumbukan (m)
h
= konstanta Planck (6,625 × 10
-34Js)
m
o= massa diam elektron (9,1 × 10
-31kg)
c
= kecepatan cahaya (3 × 10
8ms
-1)
θ
= sudut hamburan sinar X terhadap arah semula (derajat atau radian)
Besaran
sering disebut dengan panjang gelombang Compton. Jadi jelaslah
sudah bahwa dengan hasil pengamatan Compton tentang hamburan foton dari sinar X
menunjukkan bahwa foton dapat dipandang sebagai partikel, sehingga memperkuat
teori kuantum yang mengatakan bahwa cahaya mempunyai dua sifat, yaitu cahaya
dapat sebagai gelombang dan cahaya dapat bersifat sebagai partikel yang sering
disebut sebagai dualime gelombang cahaya.
Efek fotolistrik
yaitu terlepasnya elektron dari permukaan logam karena logam
tersebut disinari cahaya. Untuk menguji teori kuantum yang dikemukakan oleh Max
Planck, kemudian Albert Einstein mengadakan suatu penelitian yang bertujuan untuk
menyelidiki bahwa cahaya merupakan pancaran paket-paket energi yang kemudian
disebut foton yang memiliki energi sebesar hf. Percobaan yang dilakukan Einstein lebih
dikenal dengan sebutan
efek fotolistrik
.
Efek Fotolistrik
Gambar 3. Skema alat untuk menyelidiki efek fotolistrik
Gambar diatas menggambarkan skema alat yang digunakan Einstein untuk
mengadakan percobaan. Alat tersebut terdiri atas tabung hampa udara yang dilengkapi
dengan dua elektroda A dan B dan dihubungkan dengan sumber tegangan arus searah
(DC). Pada saat alat tersebut dibawa ke dalam ruang gelap, maka amperemeter tidak
menunjukkan adanya arus listrik. Akan tetapi pada saat permukaan Katoda (
A
)
dijatuhkan sinar amperemeter menunjukkan adanya arus listrik. Hal ini menunjukkan
adanya aliran arus listrik. Aliran arus ini terjadi karena adanya elektron yang terlepas
dari permukaan (yang selanjutnya disebut elektron foto)
A
bergerak menuju
B
. Apabila
tegangan baterai diperkecil sedikit demi sedikit, ternyata arus listrik juga semakin
mengecil dan jika tegangan terus diperkecil sampai nilainya negatif, ternyata pada saat
tegangan mencapai nilai tertentu (
-V
o), amperemeter menunjuk angka nol yang berarti
tidak ada arus listrik yang mengalir atau tidak ada elektron yang keluar dari keping
A
.
Potensial
V
oini disebut potensial henti, yang nilainya tidak tergantung pada intensitas
[image:11.595.196.429.538.721.2]dengan :
Ek
= energi kinetik elektron foto (J atau eV)
m
= massa elektron (kg)
v
= kecepatan elektron (m/s)
e
= muatan elektron (C)
V
o= potensial henti (volt)
Berdasarkan hasil percobaan ini ternyata tidak semua cahaya (foton) yang
dijatuhkan pada keping akan menimbulkan efek fotolistrik. Efek fotolistrik akan timbul
jika frekuensinya lebih besar dari frekuensi tertentu. Demikian juga frekuensi minimal
yang mampu menimbulkan efek fotolistrik tergantung pada jenis logam yang dipakai.
Selanjutnya, marilah kita pelajari bagaimana pandangan teori gelombang dan
teori kuantum (foton) untuk menjelaskan peristiwa efek fotolistrik ini. Dalam teori
gelombang ada dua besaran yang sangat penting, yaitu frekuensi (panjang gelombang)
dan intensitas.
Ternyata teori gelombang gagal menjelaskan tentang sifat-sifat penting yang terjadi pada
efek fotolistrik, antara lain :
a. Menurut teori gelombang, energi kinetik elektron foto harus bertambah besar
jika intensitas foton diperbesar. Akan tetapi kenyataan menunjukkan bahwa
energi kinetik elektron foto tidak tergantung pada intensitas foton yang
dijatuhkan.
b. Menurut teori gelombang, efek fotolistrik dapat terjadi pada sembarang
frekuensi, asal intensitasnya memenuhi. Akan tetapi kenyataannya efek fotolistrik
baru akan terjadi jika frekuensi melebihi harga tertentu dan untuk logam
tertentu dibutuhkan frekuensi minimal yang tertentu agar dapat timbul elektron
foto.
c. Menurut teori gelombang diperlukan waktu yang cukup untuk melepaskan
elektron dari permukaan logam. Akan tetapi kenyataannya elektron terlepas dari
permukaan logam dalam waktu singkat (spontan) dalam waktu kurang 10-9
sekon setelah waktu penyinaran.
Teori kuantum mampu menjelaskan peristiwa ini karena menurut teori kuantum
bahwa foton memiliki energi yang sama, yaitu sebesar hf, sehingga menaikkan intensitas
foton berarti hanya menambah banyaknya foton, tidak menambah energi foton selama
frekuensi foton tetap.
Menurut Einstein energi yang dibawa foton adalah dalam bentuk paket, sehingga
energi ini jika diberikan pada elektron akan diberikan seluruhnya, sehingga foton
tersebut lenyap. Oleh karena elektron terikat pada energi ikat tertentu, maka diperlukan
energi minimal sebesar energi ikat elektron tersebut. Besarnya energi minimal yang
diperlukan untuk melepaskan elektron dari energi ikatnya disebut fungsi kerja (
W
o) atau
energi ambang. Besarnya
W
otergantung pada jenis logam yang digunakan. Apabila
energi foton yang diberikan pada elektron lebih besar dari fungsi kerjanya, maka
kelebihan energi tersebut akan berubah menjadi energi kinetik elektron. Akan tetapi
jika energi foton lebih kecil dari energi ambangnya (
h
f< W
o) tidak akan menyebabkan
elektron foto. Frekuensi foton terkecil yang mampu menimbulkan elektron foto disebut
frekuensi ambang. Sebaliknya panjang gelombang terbesar yang mampu menimbulkan
elektron foto disebut panjang gelombang ambang. Sehingga hubungan antara energi
foton, fungsi kerja dan energi kinetik elektron foton dapat dinyatakan dalam
persamaan:
atau
sehingga
dengan :
Ek
= energi kinetik maksimum elektron foto
h
= konstanta Planck
f
= frekuensi foton
Sangat mengherankan jika kita mendengar bahwa aplikasi pertama efek fotolistrik
berada dalam dunia hiburan. Dengan bantuan peralatan elektronika saat itu suara dubbing film
direkam dalam bentuk sinyal optik di sepanjang pinggiran keping film. Pada saat film diputar,
sinyal ini dibaca kembali melalui proses efek fotolistrik dan sinyal listriknya diperkuat dengan
menggunakan amplifier tabung sehingga menghasilkan film bersuara.
Aplikasi paling populer di kalangan akademis adalah tabung foto-pengganda
(photomultiplier tube). Dengan menggunakan tabung ini hampir semua spektrum radiasi
elektromagnetik dapat diamati. Tabung ini memiliki efisiensi yang sangat tinggi, bahkan ia
sanggup mendeteksi foton tunggal sekalipun. Dengan menggunakan tabung ini, kelompok
peneliti Superkamiokande di Jepang berhasil menyelidiki massa neutrino yang akhirnya
dianugrahi hadiah Nobel pada tahun 2002. Di samping itu efek fotolistrik eksternal juga dapat
dimanfaatkan untuk tujuan spektroskopi melalui peralatan yang bernama photoelectron
spectroscopyatau PES.
Efek fotolistrik internal memiliki aplikasi yang lebih menyentuh masyarakat. Ambil
contoh foto-diode atau foto-transistor yang bermanfaat sebagai sensor cahaya berkecepatan
tinggi. Bahkan, dalam komunikasi serat optik transmisi sebesar 40 Gigabit perdetik yang
setara dengan pulsa cahaya sepanjang 10 pikodetik (10-11 detik) masih dapat dibaca oleh
sebuah foto-diode.
Sel surya yang sangat kita kenal manfaatnya dapat mengubah energi matahari menjadi
energi listrik melalui efek fotolistrik internal. Sebuah semikonduktor yang disinari dengan
cahaya tampak akan memisahkan elektron dan hole. Kelebihan elektron di satu sisi yang
disertai dengan kelebihan hole di sisi lain akan menimbulkan beda potensial yang jika
dialirkan menuju beban akan menghasilkan arus listrik.
Akhir-akhir ini kita dibanjiri oleh produk-produk elektronik yang dilengkapi dengan
kamera CCD (charge coupled device). Sebut saja kamera pada ponsel, kamera digital dengan
resolusi hingga 12 Megapiksel, atau pemindai kode-batang (barcode) yang dipakai diseluruh
Sel surya atau sel fotovoltaik adalah memanfaatkan efek fotolistrik untuk
membangkitkan arus listrik dari cahaya matahari. Efek fotolistrik muncul ketika cahaya
tampak atau radiasi ultraviolet jatuh ke permukaan benda tertentu. Cahaya atau radiasi
mendorong elektron keluar dari benda tersebut, yang jumlahnya dapat diukur dengan meteran
listrik.
Keunikan efek fotolistrik adalah ia hanya muncul ketika cahaya yang menerpa
memiliki frekuensi di atas nilai ambang tertentu. Di bawah nilai ambang tersebut, tidak ada
elektron yang terpancar keluar, tidak peduli seberapa banyak cahaya yang menerpa benda.
Frekuensi minimum yang kemunculan efek fotolistrik tergantung pada jenis bahan yang
disinari.
Radiasi sinar-X merupakan suatu gelombang elektromagnetik dengan gelombang
pendek Gelombang elektromagnetik banyak jenisnya antara lain sinar lampu, ultra violet,
infra merah, gelombang radio, dan TV. Sinar-X mempunyai daya tembus yang cukup tinggi
terhadap bahan yang dilaluinya. Dengan demikian sinar-X dapat dimanfaatkan sebagai alat
diagnosis dan terapi di bidang kedokteran nuklir. Perangkat sinar-X untuk diagnosis disebut
dengan photo Rontgen sedangkan yang untuk terapi disebut Linec (Linier Accelerator).
Dengan perkembangan teknologi dewasa ini maka photo Rontgen dapat di tingkatkan
fungsinya lebih luas yaitu melalui alat baru yang disebut dengan CT. Scan (Computed
Tomography Scan). Adanya peralatan peralatan yang menggunakan sinar-X maka akan
membantu dalam mendiagnosis dan pengobatan (terapi) suatu penyakit, sehingga dapat
meningkatkan kesehatan masyarakat. Untuk di tingkat daerah peralatan yang menggunakan
sinar-X masih terbatas hanya pada pesawat Rontgen. Karena pesawat radioterapi
membutuhkan catu daya listrik yang cukup besar, pada hal sumber listrik di daerah relatip
masih rendah. Oleh sebab itu pembahasan disini lebih dititik beratkan pada penggunaan
Teleskop compton nuklir (nct) adalah γ ditanggung balon-ray-lembut (0,215mev)
teleskop dirancang untukm engetahui sumber astrofisika dari garis emisi nuklir dan pola isasi
γ -ray. Nct menggunakan sebuah array dari 12 detekto rpencitraan 3-d germanium
(geds).sebuahprototipe 2-ged tentang dijadwalkan nct akanditerbangkan di musim semi 2004.
Program nct dirancang untuk mengembangkan dan menguji teknologi dan teknik analisis
penting untuk compton advanced hubble, selama belajar radiasi γ -ray dengan resolusi spektral
yang sangat tinggi, resolusi sudut moderat, dan sensitivitas yang tinggi. Nct memiliki sebuah
novel, desain ultra-kompak dioptimalkan untuk mempelajari garis emisi nuklir dalam kisaran
0,5-2 kritis mev,dan polarisasi dalam kisaran 0,2-0,5 mev. Penerbangan prototipe kritis akan
menguji instrumen teknologi novel, teknik analisis, dan prosedur penolakan latarbelakang
kami telah dikembangkan untuk telesko pberesolus itinggi compton. Dalam tulisa nini kami
menyajikan gambara ninstrum enprototipe NCT.
Nuklir Compton Telescope (NCT) adalah eksperimen balloon-borne untuk
mendeteksi sinar gamma dari sumber astrofisika seperti supernova, pulsar, AGN, dan
lain-lain. Teleskop ini diluncurkan dengan balon ketinggian tinggi ke ketinggian mengambang
sekitar 40km.
Teleskop Compton menggunakan sebuah array-12-3D kadar tinggi Germanium
Detektor spektral resolusi untuk mendeteksi sinar gamma. Pada bagian bawahnya setengah
detektor dikelilingi oleh Bismuth germanate sintilator untuk melindungi dari sinar gamma
atmosfer. Teleskop memiliki medan pandang (FOV) dari 25% dari langit.
Dua prototipe detektor berhasil diuji dan diterbangkan pada tanggal 1 Juni 2005 dari
Scientific Balloon Flight Facility, Fort Sumner, New Mexico.
Pada tanggal 19 Mei 2009, instrumen penuh berhasil diluncurkan dari Fort Sumner di New
Mexico dan mampu mengamati kepiting pulsar. Sayangnya itu gagal untuk memulai pada
bulan April 2010 di Alice Springs, Australia, ketika balon pecah menambatkan untuk derek di
1. Apa yang dimaksud dengan benda hitam?
a. Benda yang akan menyerap semua energi yang datang dan akan memancarkan energi dengan baik
b. Benda berwarna hitam.
c. Benda yang mampu menyerap seluruh cahaya.
d. Benda yang mampu memantulkan panjang gelombang.
2. Faktor apa saja yang mempengaruhi radiasi suatu benda ?
a. Warna dan perioda.
b. Suhu dan frekuensi.
c. Suhu dan sifat permukaan benda.
d. Panjang gelombang dan fase.
3. Bagaimana pengaruh suhu dengan energi yang dipancarkan ?
a. Tidak berkaitan.
b. Makin tinggi suhu benda semakin besar energi yang dipancarkan.
c. Berbanding terbalik.
d. Arah pancran energi bergantung pada suhu
4. Bagaimana pengaruh permukaan benda dengan intensitas radiasi ?
a. Jika luas permukaan benda semakin luas, intensitas radiasi bernilai tetap.
b. Jika luas permukaan benda semakin besar, intensitas radiasi juga semakin besar.
c. Tidak berpengaruh
d. Jika luas permukaan benda semakin kecil, intensitas radiasi juga semakin besar.
5. Bagaimana terjadinya radiasi benda hitam?
a. Benda hitam yang menyerap semua energi.
b. Energi radiasi diperoleh melalui benda hitam yang dipanaskan yang memancarkan radiasi.
c. Energi pada benda hitam
d. Radiasi yang diserap benda hitam.
6. Apa yang dimaksud dengan efek fotolistrik?
a. Semuanya tidak benar.
b. Berhentinya aliran elektron karena pengaruh cahaya.
c. Elektron mengalir mengikuti arah cahaya.
d. Terlepasnya elektron dari permukaan logam karena logam tersebut disinari cahaya.
7. Bagaimana konsep efek fotolistrik yang dapat dijawab oleh teori kuantum ?
a. Bahwa energi foton berubah.
b. Bahwa foton memiliki energi yang sama, sehingga menaikkan intensitas foton berarti menambah
energi foton.
c. Energi foton berubah sesuai frekuensinya.
d. Bahwa foton memiliki energi yang sama, sehingga menaikkan intensitas foton berarti hanya
c. Jawaban b dan d benar.
d. efek fotolistrik baru akan terjadi jika frekuensi melebihi harga tertentu dan untuk logam tertentu
dibutuhkan frekuensi minimal yang tertentu agar dapat timbul elektron foton.
9.Cermati gambar percobaan penyinaran suatu lempeng logam dengan cahaya berikut. Jika fungsi kerja
logam adalah 2,2 eV dan cahaya yang disinarkan memiliki panjang gelombang dan frekuensi f tentukan panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan agar elektron lepas dari logam!
a. 2.02 x107m
b. 5,67 x 107m c. 5,03 x 107m d. 5,67 x 106m
10. bagaimana sifat foton berdasarkan teori kuantum ?
a. Menaikkan intensitas foton, hanya menambah energi foton..
b. Menaikkan intensitas foton, hanya menambah banyaknya foton.
c. Menaikkan energi foton, hanya menambah banyaknya foton.
d. Semua salah.
11. dan bagaimana sifat foton menurut Einstein?
a. Energi yang dibawa foton adalah dalam bentuk paket, sehingga energi akan diberikan seluruhnya,
sehingga foton tersebut lenyap.
b. Energi dihasilkan dari gelombang.
c. Foton adalah dalam bentuk paket.
d. Energi tergantung ikatan elektron
12. Apa saja gejala-gejala yang terjadi pada skema percobaan efek Compton ?
a. Percobaan harus menggunakan sinar x.
b. Foton adalah partikel yang terhambur.
c. Sinar X yang telah menumbuk elektron akan kehilangan sebagian energinya yang kemudian terhambur
dengan sudut sebesar θ .
d. Panjang gelombang sinar x tetap.
13. Sebutkan gejala kuantum yang terdapat dalam efek compton dan sinar x!
a. foton dapat dipandang sebagai partikel.
b. foton dapat dipandang sebagai gelombang.
c. foton dapat dipandang sebagai elektron.
d. Semuanya benar.
14.Cermati gambar percobaan penyinaran suatu lempeng logam dengan cahaya berikut. Jika fungsi kerja
a. 3,52 x 10−9joule
b. 2,2 x 10−19joule
c. 3,52 x 10−19joule
d. 1,6 x 10−19joule
1. Bagaimana sifat benda hitam yang sempurna .?
2. Daya radiasi yang dipancarkan suatu benda pada suhu 227oC adalah 1200 J/s. Jika suhu benda naik
hingga menjadi 727oC, tentukan daya radiasi yang dipancarkan sekarang!
3. Bagaimana teori kuantum tentang efek fotolistrik ?
9. Cepat rambat cahaya c = 3 x 108m/s
Tetapan Planck h = 6,6 x 10−34Js
1 eV = 1,6 x 10−19joule
panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan agar elektron lepas dari logam Hubungkan dengan kecepatan cahaya
max=c/fo
max=3 x 108/0,53 x 1015 max= 5,67 x 107m
14. Energi cahaya minimal yang diperlukan agar elektron lepas dari logam
energi cahaya minimal tidak lain adalah energi ambang atau fungsi kerja logam. Sehingga
Wo= 2,2 eV
Wo= 2,2 x (1,6 x 10−19) joule = 3,52 x 10−19joule
2. Data :
T1= 227oC = 500 K
T2= 727oC = 1000 K
P1= 1200 watt
Daya radiasi yang dipancarkan sekarang :
P
2/P1= (T2/T1)4 P
2/P1= (1000/500)4
P2= (1000/500)4x P1
