Soal Pembahasan Efek Fotolistrik

Soal Pembahasan Efek Fotolistrik

1. Foton dapat serap atau dipancarkan dari atom Hidrogen jika elektron pada atom Hidrogen tersebut bertransisi dari suatu keadaan yang dinyatakan dalam bilangan kuantum n₁ ke keadaaan kuatum lain yang dinyatakan dalam bilangan kuantum n₂. Diantara daftar di bawah ini transisi dalam atom hidrogen yang memancarkan foton dengan energi yang paling rendah adalah ….

a. dari n₁ = 1 ke n₂ = 2

b. dari n₁ = 2 ke n₂ = 1

c. dari n₁ = 2 ke n₂ = 6

d. dari n₁ = 6 ke n₂ = 2

e. dari n₁ = 1 ke n₂ = 2

Jawaban : D

Bahasan : Memancarkan foton jika n₁ > n₂ energi total elektron pada lintasan ke-n

Energi yang paling rendah :

DE = E₆ – E₁

Efek Fotolistrik

2. Sebuah elektron yang mula-mula diam dipercepat oleh beda potensial sebesar V sehingga panjang gelombang de Broglie elektron adalah A. Jika elektreon yang mula-mula diam tersebut dipercepat dengan beda potensial 4V, maka panjang gelombang de Broglie elektron menjadi ….

a. 1/16 l

b. 1/4 l

c. ½ l

d. 2 l

e. 4 l

Jawaban : C

Bahasan : panjang gelombang de Broglie

3. Energi ikat minimum elektron pada permukaan bahan tergantung pada jenis bahan. Pernyataan tersebut sesuai dengan salah satu peristiwa fisika berikut ….

a. efek compton

b. produksi pasangan

c. radiasi benda hitam

d. pembentukan sinar-X

e. efek fotolistrik

Jawaban : E

Bahasan : Pada peristiwa efek fotolistrik terlepasnya elktron dari permukaan bahan tergantung pada pada jenis bahan.

4. Sebuah atom memiliki tingkat tenaga eksitasi 2 eV di atas tingkat dasarnya. Sebuah berkas cahaya yang ditembakan menuju atom tersebut ternyata diserap. Panjang gelombang berkas cahaya adalah ….

a. 540 nm

b. 620 nm

c. 730 nm

d. 840 nm

e. 970 nm

Jawaban : B

Bahasan :         E = 2 eV

= 2 . 1,6 . 10^-19

= 3,2 x 10^-19 Joule

5. Perhatikan pernyataan berikut!
1) Elektron dapat keluar dari logam saat permukaan logam disinari gelombang elektromagnetik
2) Lepas tidaknya elektron dari logam ditentukan oleh frekuensi cahaya yang datang
3) Fungsi kerja untuk setiap logam selalu sama
Pernyataan yang benar berkaitan dengan efek fotolistrik adalah ….
a. 1),2),3)
b. 1) dan 2)
c. 1) dan 3)
d. 1)
e. 3)
Pembahasan
1) Elektron dapat keluar dari logam saat permukaan logam disinari gelombang elektromagnetik
2) Lepas tidaknya elektron dari logam ditentukan oleh frekuensi cahaya yang datang
3) Fungsi kerja untuk setiap logam tidak selalu sama

6. Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah ….
a. Elektron yang keluar dari permukaan logam
b. Peristowa efek fotolistrik dapat dijelaskan menggunakan mekanika klasik
c. Peristiwa efek fotolistrik hanya dapat terjadi pada daerah disekitar inframerah
d. Jumlah elektron yang dikeluarkan dari permukaan tidak dipengaruhi oleh intensitas cahaya
e. Energi elektron yang keluar dari permukaan akan bertambah jika frekuensi cahaya diperbesar
Pembahasan
Pada peristiwa efek fotolistrik, intensitas cahaya tidak mempengaruhi energi elektron yang keluar, tetapi yang mempengaruhi adalah frekuensi cahaya. Jadi, energi elektron yang keluar dari permukaan akan bertambah jika frekuensi cahaya diperbesar
7. Pada peristiwa epek fotolistrik kelajuan maksimum elektron dari logam tergantung pada:
1) Intensitas caha datang
2) Frekuensi sinar datang
3) Sudut yang dibentuk oleh cahaya terhadap permukaan logam
4) Energi ambang logam
Pernyataan yang benar adalah ….
a. 1, 2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4 saja
e. Semua benar
Pembahasan
Energi kinetik pada fotolistrik dinyatakan oleh: Ek = hf – hfo. Dari rumus tersebut, energi kinetik atau kelajuan elektron bergantung pada: frekuensi sinar datang yang mengenai logam (f), dan energi ambang logam (W=hfo)

soal :
pada efek compton,foton yang menumbuk elektron mengalami perubahan panjang gelombang sebesar h/2mc,dengan h = tetapan planck, m = massa diam elektron , dan c = kecepatan foton . besar sudut hamburan yang di alami foton tersebut adalah
a. 30°
b. 60°
c. 90°
d. 120°
e. 180°

Jawaban
pergeseran Compton

Δλ = h/m₀c (1 - cos θ)
h/2m₀c = h/m₀c (1 - cos θ)
(1 - cos θ) = h/2m₀c / h/m₀c
(1 - cos θ) = h/2m₀c x m₀c/h
(1 - cos θ) = 1/2
cos θ = 1/2
θ = 60º..<-- jawaban [b]

Contoh Soal 2 :

Jika h = 6,6 × 10^-34 Js, c = 3,0 × 10⁸ m/s, dan m = 9,0 × 10^-31 kg, tentukan perubahan panjang gelombang Compton! 

Penyelesaian:

Diketahui: 

h = 6,6 × 10^-34 Js

c = 3,0 × 10⁸ m/s

m = 9,0 × 10^-31 kg

Ditanya: Δλ = ... ?

Pembahasan :

Contoh Soal 3 :

Sebuah foton dengan panjang gelombang 0,4 nm menabrak sebuah elektron yang diam dan memantul kembali dengan sudut 150o ke arah asalnya. Tentukan kecepatan dan panjang gelombang dari foton setelah tumbukan!

Penyelesaian:

                                                                                                   

a. Laju foton selalu merupakan laju cahaya dalam vakum, c yaitu 3 × 108 m/s.

b. Untuk mendapatkan panjang gelombang setelah tumbukan, dengan menggunakan persamaan efek compton:

Pembahasan :