Latihan Fisika Kelas XII Dualisme Cahaya
# 4
Pilgan

Sinar-X awalnya memiliki panjang gelombang sebesar 0,4 nm mengalami hamburan Compton dan dibelokkan dengan sudut 60o. Massa elektron sebesar 9,1×\times10-31 kg. Panjang gelombang sinar-X setelah dihamburkan adalah .... (h=6,63×1034h=6,63\times10^{-34} J s, c=3×108c=3\times10^8 m/s)

A

40,12×101140,12\times10^{-11} m

B

40,24×101140,24\times10^{-11} m

C

40,21×101140,21\times10^{-11} m

D

40,42×101140,42\times10^{-11} m

E

421×1011421\times10^{-11} m

Pembahasan:

Diketahui:

Panjang gelombang sebelum dihamburkan λ=0,4\lambda=0,4 nm =0,4×109=0,4\times10^{-9} m

Sudut θ=60o\theta=60^{\text{o}}

Massa m=9,1×1031\text{m}=9,1\times10^{-31} kg

Konstanta Planck h=6,63×1034h=6,63\times10^{-34} J s

Cepat rambat cahaya c=3×108c=3\times10^8 m/s

Ditanya:

Panjang gelombang setelah dihamburkan λ=?\lambda'=?

Dijawab:

Tumbukan antara foton dan sinar-X dan elektron merupakan tumbukan elastis. Compton berhasil menemukan rumus selisih panjang gelombang sebelum dan sesudah bertumbukan sebesar persamaan berikut.

Δλ=λλ=hmc(1cosθ)\Delta\lambda=\lambda'-\lambda=\frac{h}{mc}\left(1-\cos\theta\right)

Maka kita bisa kerjakan terlebih dahulu persamaan berikut.

Δλ=hmc(1cosθ)\Delta\lambda=\frac{h}{mc}\left(1-\cos\theta\right)

Δλ=6,63×1034(9,1×1031)(3×108)(1cos60o)\Delta\lambda=\frac{6,63\times10^{-34}}{\left(9,1\times10^{-31}\right)\left(3\times10^8\right)}\left(1-\cos60^{\text{o}}\right)

Δλ=0,24×1011(112)\Delta\lambda=0,24\times10^{-11}\left(1-\frac{1}{2}\right)

Δλ=0,24×1011(12)\Delta\lambda=0,24\times10^{-11}\left(\frac{1}{2}\right)

Δλ=0,12×1011\Delta\lambda=0,12\times10^{-11} m

Kemudian kita gunakan persamaan berikut.

Δλ=λλ\Delta\lambda=\lambda'-\lambda

0,12×1011=λ0,4×1090,12\times10^{-11}=\lambda'-0,4\times10^{-9}

0,12×1011+0,4×109=λ0,12\times10^{-11}+0,4\times10^{-9}=\lambda'

λ=0,12×1011+40×1011\lambda'=0,12\times10^{-11}+40\times10^{-11}

λ=40,12×1011\lambda'=40,12\times10^{-11} m

Jadi, panjang gelombang sinar-X setelah dihamburkan adalah 40,12×101140,12\times10^{-11} m.