Latihan Fisika Kelas XII Dualisme Cahaya
Admin Cube
Soal
10
Kesulitan
Reguler
Waktu
∞
Mata Pelajaran
Fisika
Selesai
∞
Benar
0
Salah
0
Dilewati
10

Komposisi Skor

Peringkat

 
1. 0
  • # 1
    Pilgan

    Perhatikan pernyataan berikut.

    1. Memiliki massa
    2. Memiliki momentum
    3. Memiliki kecepatan
    4. Memiliki panjang gelombang

    Yang merupakan sifat yang dimiliki sebuah bola yang sedang ditendang adalah ....

    A

    (4) saja

    B

    (2) dan (4)

    C

    (1), (2), dan (3)

    D

    semua benar

    E

    (1) dan (3)

    Pembahasan:

    De Broglie mengemukakan bahwa setiap obyek, mikroskopis maupun makroskopis, memiliki sifat partikel dan gelombang. Sifat partikel representasikan dengan momentum sementara sifat gelombang direpresentasikan dengan panjang gelombang.

    Untuk benda yang memiliki momentum pp (massa mm dan kecepatan vv), panjang gelombangnya adalah λ=hp=hmv\lambda=\frac{h}{p}=\frac{h}{mv} di mana hh adalah konstanta Planck.

    Pada benda makroskopis di kehidupan sehari-hari, sifat gelombang tidak terlihat sama sekali karena panjang gelombang yang sangat kecil. Misalnya sebuah bola bermassa 1 kg, memiliki panjang gelombang pada orde 10-34 meter. Sekitar 1015 atau 1.000 triliun kali lebih kecil dipendek dibanding panjang gelombang gamma.

    Sementara pada benda yang mikroskopis di skala subatomik seperti cahaya dan elektron, sifat dualisme gelombang dan partikel dapat dilihat seperti pada efek fotolistrik, interferensi, dan difraksi.

    Jadi, yang merupakan sifat yang dimiliki sebuah bola yang sedang ditendang adalah semua benar.

  • # 2
    Pilgan

    Fenomena yang membuktikan bahwa cahaya merupakan partikel adalah ....

    A

    efek doppler

    B

    difraksi

    C

    pemantulan

    D

    interferensi

    E

    efek fotolistrik

    Pembahasan:

    Cahaya (dan semua obyek di alam semesta) memiliki sifat dualisme antara partikel dan gelombang. Pada benda-benda sangat kecil, seperti foton cahaya, elektron, dan partikel-partikel subatomik, sifat dualisme partikel dan gelombang sangat mudah diobservasi. Sementara pada benda-benda berukuran besar, sifat partikel jauh lebih dominan sehingga sifat gelombangnya hampir sama sekali tidak terobservasi.

    Pada cahaya, sifat yang membuktikan bahwa cahaya merupakan sebuah partikel adalah fenomena efek fotolistrik di mana paket-paket energi cahaya (foton) mampu membuat elektron terpental dari sebuah logam. Fenomena ini membuktikan bahwa foto dari cahaya memiliki sebuah "momentum".

    Sementara pada cahaya juga, sifat yang membuktikan bahwa cahaya merupakan sebuah gelombang adalah fenomena interferensi dan difraksi.

    Jadi, fenomena yang membuktikan bahwa cahaya merupakan partikel adalah efek fotolistrik.

  • # 3
    Pilgan

    Perhatikan grafik fungsi kerja sebuah logam berikut.

    Besarnya energi ambang dari logam tersebut adalah ... Joule. (h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s)

    A

    9,945×10−199,945\times10^{-19}

    B

    6,633×10−196,633\times10^{-19}

    C

    1,421×10−191,421\times10^{-19}

    D

    1,326×10−191,326\times10^{-19}

    E

    6,628×10−206,628\times10^{-20}

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Grafik fungsi kerja logam.

    Konstanta Planck h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s

    Ditanya:

    Energi ambang logam Wo=W_{\text{o}}= ?

    Dijawab:

    Elektron-elektron pada permukaan logam terikat erat secara listrik dengan ion-ion positif. Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan ikatan tersebut dinamakan energi ambang. Energi kinetik elektron yang keluar dari suatu logam disebut dengan energi kinetik maksimum. Einstein mengatakan bahwa energi kinetk maksimum ini merupakan selisih antara energi foton dengan energi ambang. Dengan demikian energi kinetik maksimum dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

    EKmaks=E−WoEK_{\text{maks}}=E-W_{\text{o}}

    EE merupakan energi radiasi dan WoW_{\text{o}} merupakan energi ambang logam.

    Berdasarkan teori kuantum Planck bahwa energi yang bawa oleh gelombang elektromagnetik merupakan paket-paket foton yang diskret, maka persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

    EKmaks=h(f−fo)EK_{\text{maks}}=h\left(f-f_{\text{o}}\right)

    hh merupakan konstanta Planck, ff merupakan frekuensi radiasi, dan fof_{\text{o}} merupakan frekuensi ambang.

    Dari grafik fungsi kerja diketahui bahwa frekuensi ambang dari logam tersebut adalah 10×101410\times10^{14} Hz. Besar energi ambangnya adalah

    Wo=hfoW_{\text{o}}=hf_{\text{o}}

    Wo=(6,63×10−34)(10×1014)W_{\text{o}}=\left(6,63\times10^{-34}\right)\left(10\times10^{14}\right)

    Wo=6,633×10−19W_{\text{o}}=6,633\times10^{-19} J

    Jadi, besarnya energi ambang logam tersebut adalah 6,633×10−196,633\times10^{-19} Joule.

  • # 4
    Pilgan

    Sebuah sinar cahaya tampak memiliki panjang gelombang sebesar 663 nm. Momentum sinar cahaya tampak tersebut sebesar .... (h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s, c=3×108c=3\times10^8 m/s)

    A

    10−3410^{-34} kg m/s

    B

    10−4210^{-42} kg m/s

    C

    104210^{42} kg m/s

    D

    102710^{27} kg m/s

    E

    10−2710^{-27} kg m/s

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Panjang gelombang sinar λ=663\lambda=663 nm =663×10−9=663\times10^{-9} m

    Tetapan Planck h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s

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

    Ditanya:

    Momentum relativistik p=?p=?

    Dijawab:

    Momentum relativistik adalah momentum suatu benda yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Momentum relativistik dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

    p=hλp=\frac{h}{\lambda}

    p=6,63×10−34663×10−19p=\frac{6,63\times10^{-34}}{663\times10^{-19}}

    p=10−27p=10^{-27} kg m/s

    Jadi, momentum sinar cahaya tampak tersebut sebesar 10−2710^{-27} kg m/s.

  • # 5
    Pilgan

    Sebuah logam memiliki frekuensi ambang sebesar 480 THz. Energi ambang logam tersebut adalah .... (h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s, 11 eV =1,6×10−19=1,6\times10^{-19} J)

    A

    1,9891,989 eV

    B

    3.182,43.182,4 eV

    C

    480480 eV

    D

    508,6508,6 eV

    E

    3.182,4×10−223.182,4\times10^{-22} eV

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Frekuensi ambang fo=480f_{\text{o}}=480 THz =480×1012=480\times10^{12} Hz

    Konstanta Planck h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s

    Konversi eV ke J 1 eV=1,6×10−19 J1\ \text{eV}=1,6\times10^{-19}\ \text{J}

    Ditanya:

    Energi ambang Wo=?W_{\text{o}}=?

    Dijawab:

    Elektron-elektron pada permukaan logam terikat erat secara listrik dengan ion-ion positif. Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan ikatan tersebut dinamakan energi ambang. Energi ambang dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

    Wo=hfoW_{\text{o}}=hf_{\text{o}}

    Wo=(6,63×10−34)(480×1012)W_{\text{o}}=\left(6,63\times10^{-34}\right)\left(480\times10^{12}\right)

    Wo=3.182,4×10−22W_{\text{o}}=3.182,4\times10^{-22} Joule

    Kemudian kita ubah ke bentuk eV.

    Wo=3.182,4×10−221,6×10−19W_{\text{o}}=\frac{3.182,4\times10^{-22}}{1,6\times10^{-19}} eV

    Wo=1.989×10−3W_{\text{o}}=1.989\times10^{-3} eV

    Wo=1,989W_{\text{o}}=1,989 eV

    Jadi, energi ambang logam tersebut adalah 1,9891,989 eV.

  • # 6
    Pilgan

    Sebuah elektron memiliki massa 9,1×10−319,1\times10^{-31} kg. Jika elektron tersebut memiliki kecepatan 100 m/s, maka panjang gelombang yang terasosiasi dengan elektron tersebut adalah .... (h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s)

    A

    6.811 nm

    B

    7.028 nm

    C

    8.311 nm

    D

    7.286 nm

    E

    9.267 nm

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Massa m=9,1×10−31m=9,1\times10^{-31} kg

    Kecepatan v=v= 100 m/s

    Konstanta Planck h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s

    Ditanya:

    Panjang gelombang λ=\lambda= ?

    Jawab:

    De Broglie mengemukakan bahwa setiap obyek, mikroskopis maupun makroskopis, memiliki sifat partikel dan gelombang. Sifat partikel representasikan dengan momentum sementara sifat gelombang direpresentasikan dengan panjang gelombang.

    Untuk benda yang memiliki momentum pp (massa mm dan kecepatan vv), panjang gelombangnya adalah λ=hp=hmv\lambda=\frac{h}{p}=\frac{h}{mv} di mana hh adalah konstanta Planck.

    λ=hmv\lambda=\frac{h}{mv}

    λ=6,63×10−34(9,1×10−31)(100)\lambda=\frac{6,63\times10^{-34}}{\left(9,1\times10^{-31}\right)\left(100\right)}

    λ=6,63×10−349,1×10−29\lambda=\frac{6,63\times10^{-34}}{9,1\times10^{-29}}

    λ=7,286×10−6\lambda=7,286\times10^{-6} m

    λ=7.286\lambda=7.286 nm

    Jadi, panjang gelombang yang terasosiasi dengan elektron tersebut adalah 7.286 nm.

  • # 7
    Pilgan

    Perhatikan grafik fungsi kerja sebuah logam berikut.

    Potensial henti yang harus diberikan pada elektron saat logam disinari gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 5×10145\times10^{14} Hz adalah .... (h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s, e=1,6×10−19e=1,6\times10^{-19} C)

    A

    1,0 V

    B

    1,8 V

    C

    1,6 V

    D

    1,4 V

    E

    1,2 V

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Grafik fungsi kerja logam.

    Konstanta Planck h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s

    Muatan elektron e=1,6×10−19e=1,6\times10^{-19} C

    Ditanya:

    Potensial henti V0=V_0= ?

    Dijawab:

    Elektron-elektron pada permukaan logam terikat erat secara listrik dengan ion-ion positif. Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan ikatan tersebut dinamakan energi ambang. Energi kinetik elektron yang keluar dari suatu logam disebut dengan energi kinetik maksimum. Einstein mengatakan bahwa energi kinetk maksimum ini merupakan selisih antara energi foton dengan energi ambang. Dengan demikian energi kinetik maksimum dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

    EKmaks=E−WoEK_{\text{maks}}=E-W_{\text{o}}

    EE merupakan energi radiasi dan WoW_{\text{o}} merupakan energi ambang logam.

    Berdasarkan teori kuantum Planck bahwa energi yang bawa oleh gelombang elektromagnetik merupakan paket-paket foton yang diskret, maka persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

    EKmaks=h(f−fo)EK_{\text{maks}}=h\left(f-f_{\text{o}}\right)

    hh merupakan konstanta Planck, ff merupakan frekuensi radiasi, dan fof_{\text{o}} merupakan frekuensi ambang.

    Lalu, potensial henti adalah besarnya tegangan listrik yang diperlukan untuk menghentikan laju elektron. Besar potensial henti adalah sebagai berikut.

    EKmaks=eV0EK_{\text{maks}}=eV_0

    ee merupakan besar muatan elektron dan V0V_0 merupakan potensial henti.

    Dari grafik fungsi kerja diketahui bahwa frekuensi ambang dari logam tersebut adalah 3×10143\times10^{14} Hz. Cari energi kinetik maksimum dari elektron terlebih dahulu.

    EKmaks=h(f−fo)EK_{\text{maks}}=h\left(f-f_{\text{o}}\right)

    EKmaks=(6,63×10−34)((5−3)×1014)EK_{\text{maks}}=\left(6,63\times10^{-34}\right)\left(\left(5-3\right)\times10^{14}\right)

    EKmaks=(6,63×10−34)(2×1014)EK_{\text{maks}}=\left(6,63\times10^{-34}\right)\left(2\times10^{14}\right)

    EKmaks=1,326×10−19EK_{\text{maks}}=1,326\times10^{-19} J

    Kemudian, cari besarnya potensial henti.

    EKmaks=eV0EK_{\text{maks}}=eV_0

    1,326×10−19=(1,6×10−19)V01,326\times10^{-19}=\left(1,6\times10^{-19}\right)V_0

    V0=1,6×10−191,326×10−19V_0=\frac{1,6\times10^{-19}}{1,326\times10^{-19}}

    V0=1,2V_0=1,2 V

    Jadi, potensial henti yang harus diberikan pada elektron adalah 1,2 V.

  • # 8
    Pilgan

    Perhatikan grafik fungsi kerja sebuah logam berikut.

    Potensial henti yang harus diberikan pada elektron saat logam disinari gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 15×101415\times10^{14} Hz adalah .... (h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s)

    A

    0,603 V

    B

    0,512 V

    C

    0,483 V

    D

    0,501 V

    E

    0,558 V

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Grafik fungsi kerja logam.

    Konstanta Planck h=6,63×10−34h=6,63\times10^{-34} J s

    Ditanya:

    Energi kinetik maksimum EKmaks=EK_{\text{maks}}= ?

    Dijawab:

    Elektron-elektron pada permukaan logam terikat erat secara listrik dengan ion-ion positif. Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan ikatan tersebut dinamakan energi ambang. Energi kinetik elektron yang keluar dari suatu logam disebut dengan energi kinetik maksimum. Einstein mengatakan bahwa energi kinetk maksimum ini merupakan selisih antara energi foton dengan energi ambang. Dengan demikian energi kinetik maksimum dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

    EKmaks=E−WoEK_{\text{maks}}=E-W_{\text{o}}

    EE merupakan energi radiasi dan WoW_{\text{o}} merupakan energi ambang logam.

    Berdasarkan teori kuantum Planck bahwa energi yang bawa oleh gelombang elektromagnetik merupakan paket-paket foton yang diskret, maka persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

    EKmaks=h(f−fo)EK_{\text{maks}}=h\left(f-f_{\text{o}}\right)

    hh merupakan konstanta Planck, ff merupakan frekuensi radiasi, dan fof_{\text{o}} merupakan frekuensi ambang.

    Lalu, potensial henti adalah besarnya tegangan listrik yang diperlukan untuk menghentikan laju elektron. Besar potensial henti adalah sebagai berikut.

    EKmaks=eV0EK_{\text{maks}}=eV_0

    ee merupakan besar muatan elektron dan V0V_0 merupakan potensial henti.

    Dari grafik fungsi kerja diketahui bahwa frekuensi ambang dari logam tersebut adalah 10×101410\times10^{14} Hz. Cari energi kinetik maksimum dari elektron terlebih dahulu.

    EKmaks=h(f−fo)EK_{\text{maks}}=h\left(f-f_{\text{o}}\right)

    EKmaks=(6,63×10−34)((15−10)×1014)EK_{\text{maks}}=\left(6,63\times10^{-34}\right)\left(\left(15-10\right)\times10^{14}\right)

    EKmaks=(6,63×10−34)(5×1014)EK_{\text{maks}}=\left(6,63\times10^{-34}\right)\left(5\times10^{14}\right)

    EKmaks=3,315×10−19EK_{\text{maks}}=3,315\times10^{-19} J

    Kemudian, cari besarnya potensial henti.

    EKmaks=eV0EK_{\text{maks}}=eV_0

    3,315×10−19=(1,6×10−19)V03,315\times10^{-19}=\left(1,6\times10^{-19}\right)V_0

    V0=1,6×10−193,315×10−19V_0=\frac{1,6\times10^{-19}}{3,315\times10^{-19}}

    V0=0,483V_0=0,483 V

    Jadi, potensial henti yang harus diberikan pada elektron adalah 0,483 V.

  • # 9
    Pilgan

    Sebuah logam sedang diuji coba di sebuah laboratorium. Logam tersebut memiliki frekuensi ambang sebesar ff. Kemudian logam tersebut disinari oleh dua sinar dengan frekuensi berbeda. Frekuensi sinar pertama adalah 2f2f dan panjang gelombang sinar kedua adalah 6f6f. Perbandingan energi kinetik elektron yang keluar saat logam diberikan sinar pertama dan kedua adalah ....

    A

    1:91:9

    B

    1:51:5

    C

    3:13:1

    D

    9:19:1

    E

    1:31:3

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Frekuensi ambang fo=ff_{\text{o}}=f

    Frekuensi sinar 1 f1=2ff_1=2f

    Frekuensi sinar 2 f2=6ff_2=6f

    Ditanya:

    Perbandingan energi kinetik EKmaks1EKmaks2=?\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=?

    Dijawab:

    Elektron-elektron pada permukaan logam terikat erat secara listrik dengan ion-ion positif. Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan ikatan tersebut dinamakan energi ambang. Energi kinetik elektron yang keluar dari suatu logam disebut dengan energi kinetik maksimum. Einstein mengatakan bahwa energi kinetk maksimum ini merupakan selisih antara energi foton dengan energi ambang. Dengan demikian energi kinetik maksimum dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

    EKmaks=E−WoEK_{\text{maks}}=E-W_{\text{o}}

    Kemudian kita gunakan perbandingan.

    EKmaks1EKmaks2=E−Wo1E−Wo2\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{E-W_{\text{o}_1}}{E-W_{\text{o}_2}}

    EKmaks1EKmaks2=hf1−hfohf2−hfo\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{hf_1-hf_{\text{o}}}{hf_2-hf_{\text{o}}}

    EKmaks1EKmaks2=h(f1−fo)h(f2−fo)\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{h\left(f_1-f_{\text{o}}\right)}{h\left(f_2-f_{\text{o}}\right)}

    EKmaks1EKmaks2=(2f−f)(6f−f)\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{\left(2f-f\right)}{\left(6f-f\right)}

    EKmaks1EKmaks2=f5f\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{f}{5f}

    EKmaks1EKmaks2=15\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{1}{5}

    Jadi, perbandingan energi kinetik elektron yang keluar saat logam diberikan sinar pertama dan kedua adalah 1:51:5.

  • # 10
    Pilgan

    Dua buah logam diuji coba oleh seorang peneliti di sebuah laboratorium. Logam pertama memiliki panjang gelombang ambang sebesar 2λ2\lambda. Logam kedua memiliki panjang gelombang ambang sebesar 5λ5\lambda. Kemudian logam tersebut disinari oleh sinar dengan panjang gelombang λ\lambda. Perbandingan energi kinetik elektron yang keluar dari logam pertama dan kedua adalah ....

    A

    2:12:1

    B

    2:52:5

    C

    5:85:8

    D

    5:25:2

    E

    1:21:2

    Pembahasan:

    Diketahui:

    Panjang gelombang sinar λ=λ\lambda=\lambda

    Panjang gelombang ambang logam 1 λo1=2λ\lambda_{\text{o}_1}=2\lambda

    Panjang gelombang ambang logam 2 λo2=5λ\lambda_{\text{o}_2}=5\lambda

    Ditanya:

    Perbandingan energi kinetik EKmaks1EKmaks2=?\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=?

    Dijawab:

    Elektron-elektron pada permukaan logam terikat erat secara listrik dengan ion-ion positif. Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan ikatan tersebut dinamakan energi ambang. Energi kinetik elektron yang keluar dari suatu logam disebut dengan energi kinetik maksimum. Einstein mengatakan bahwa energi kinetik maksimum ini merupakan selisih antara energi foton dengan energi ambang. Dengan demikian energi kinetik maksimum dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

    EKmaks=E−WoEK_{\text{maks}}=E-W_{\text{o}}

    Kemudian kita gunakan perbandingan.

    EKmaks1EKmaks2=E−Wo1E−Wo2\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{E-W_{\text{o}_1}}{E-W_{\text{o}_2}}

    EKmaks1EKmaks2=hcλ−hcλo1hcλ−hcλo2\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{\frac{hc}{\lambda}-\frac{hc}{\lambda_{\text{o}_1}}}{\frac{hc}{\lambda}-\frac{hc}{\lambda_{\text{o}_2}}}

    EKmaks1EKmaks2=(1λ−12λ)(1λ−15λ)\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{\left(\frac{1}{\lambda}-\frac{1}{2\lambda}\right)}{\left(\frac{1}{\lambda}-\frac{1}{5\lambda}\right)}

    EKmaks1EKmaks2=(22λ−12λ)(55λ−15λ)\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{\left(\frac{2}{2\lambda}-\frac{1}{2\lambda}\right)}{\left(\frac{5}{5\lambda}-\frac{1}{5\lambda}\right)}

    EKmaks1EKmaks2=(12λ)(45λ)\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{\left(\frac{1}{2\lambda}\right)}{\left(\frac{4}{5\lambda}\right)}

    EKmaks1EKmaks2=(12λ)(5λ4)\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\left(\frac{1}{2\lambda}\right)\left(\frac{5\lambda}{4}\right)

    EKmaks1EKmaks2=58\frac{EK_{\text{maks}_1}}{EK_{\text{maks}_2}}=\frac{5}{8}

    Jadi, perbandingan energi kinetik elektron yang keluar dari logam pertama dan kedua adalah 5:85:8.

Materi Terkait ➤
Tidak Ada Komentar
Ayo Daftar Sekarang!

Dan dapatkan akses ke seluruh 157.055 soal dengan berbagai tingkat kesulitan!

Daftar

Masih ada yang belum ngerti juga? Tanya ke kak tutor aja! Caranya, daftar layanan premium dan pilih paketnya.