Soal Dan Pembahasan : Teori Kuantum Planck Posted on December 15, 2010. Filed under: contoh soal |
Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kuantum Planck, Materi Fisika Fis ika kelas 3 (XII) SMA, dengan kata kunci daya, intensitas, kuanta energi dan jumlah foton. Rumus Minimal Energi Foton
E = hf c E = h( / λ ) Energi Foton Sejumlah n
E = nhf c E = nh( / λ ) Konversi
1 elektron volt = 1 eV = 1,6 x 10−19 joule 1 angstrom = 1 Å = 10−10 meter 1 nanometer = 1 nm = 10 −9 meter Daya Energi tiap sekon Intensitas Energi tiap sekon persatuan luas →
→
Contoh Soal dan Pembahasan Soal No. 1
Tentukan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6600 Å jika kecepatan cahaya adalah 3 x 108 m/s dan tetapan Planck adalah 6,6 x 10−34 Js ! Pembahasan c E = h( / λ) E = (6,6 x 10−34 )( 3 x 108 /6600 x 10 −10 ) = 3 x 10−19 joule
Soal No. 2
Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatis 100 watt adalah 5,5.10−7 m. Cacah foton (partikel cahaya) per sekon yang dipancarkan sekitar….
A. 2,8 x 1022 /s B. 2,0 x 1022 /s C. 2,6 x 1020 /s D. 2,8 x 1020 /s E. 2,0 x 1020 /s (Sumber soal : UM UGM 2004) Pembahasan
Data : P = 100 watt
→
Energi yang dipancarkan tiap sekon adalah 100 joule.
The world's largest digital library
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
The world's largest digital library
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Energi 1 foton c E = h( / λ) E = (6,6 x 10−34 )( 3 x 108 /5,5 x 10−7 ) joule Jumlah foton (n) n = 100 joule : [ (6,6 x 10 −34 )( 3 x 108 /5,5 x 10 −7 ) joule] = 2,8 x 10 20foton. Soal No. 3
Intensitas radiasi yang diterima pada dinding dari tungku pemanas ruangan adalah 66,3 W.m−2. Jika tungku ruangan dianggap benda hitam dan radiasi radias i gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang 600 nm, maka jumlah foton yang mengenai dinding persatuan luas persatuan waktu adalah ….(h = 6,63 x 10− 34 J.s, c = 3 x 108 m.s− 1) A. 1 x 1019 foton B. 2 x 1019 foton C. 2 x 1020 foton D. 5 x 1020 foton E. 5 x 1021 foton (Sumber soal : UN Fisika SMA 2010) Pembahasan
Data : I = 66,3 W.m−2 Energi yang diterima tiap sekon tiap meter persegi adalah 66,3 joule. Energi 1 foton c E = h( / λ) E = (6,63 x 10−34 )( 3 x 108 /600 x 10 −9 ) joule Jumlah foton tiap sekon tiap satuan luas adalah: n = 66,3 joule : [ (6,63 (6, 63 x 10−34 )( 3 x 108 /600 x 10 −9 ) joule] = 2 x 10 20foton →
Soal No. 4
Tentukan perbandingan kuanta energi yang terkandung dalam sinar s inar dengan panjang gelombang 6000 Å dan sinar dengan panjang gelombang 4000 Å ! Pembahasan
Data : λ1 = 6000 Å λ2 = 4000 Å c E = h( / λ) E /E2 = λ2 : λ1 = 4000 : 6000 = 2 : 3 1 / Soal No. 5
Energi foton sinar gamma adalah 108 eV. Jika h = 6,6 x 10−34 Js dan c = 3 x 108 m/s, tentukan panjang gelombang sinar gamma tersebut dalam satuan angstrom!
The world's largest digital library
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
c = 3 x 108 m/s λ = …? λ=
hc
/E
λ = ( 6,6 x 10−34)(3 x 108) / (1,6 x 10−11) λ = 12,375 x 10 −15 meter =12,375
x 10−15 x 1010 Å = 12,375 x 10−5 Å
Soal No. 6
Bola lampu mempunyai spesifikasi 132 W/220 V, ketika dinyalakan pada sumber tegangan 110 V memancarkan cahaya dengan panjang gelombang 628 nm. Bila lampu meradiasikan secara seragam ke segala arah, maka jumlah foton yang tiba persatuan waktu persatuan luas di tempat yang berjarak 2,5 m dari lampu adalah … (h =6,6. 10−34 J s) (A) 5,33 . 1018 foton.s m−2 (B) 4,33 . 1018 foton.s m−2 (C) 3,33 . 1018 foton.s m−2 (D) 2,33 . 1018 foton.s m−2 (E) 1,33 . 1018 foton.s m−2 (Sumber soal : SIMAK – UI 2009) Pembahasan
Daya Lampu yang memiliki spesifikasi 132 W/220 V saat dipasang pada tegangan 110 V dayanya akan turun menjadi : P2 =(V2 / /V1)2 x P1 P2 =(110 /220)2 x 132 watt = 33 watt Intensitas (daya persatuan luas) pada jarak 2,5 meter : I = (P /A) dengan A adalah luas permukaan, anggap berbentuk bola (luas bola empat kali luas lingkaran). I = (P /4π r2) I = (33 /4π (2,5)2) = 0,42 watt/m2 0,42 watt/m2 Energi tiap sekon persatuan luas adalah 0,42 joule. Jumlah foton (n) : ) −9 n = 0,42 : (hc /λ) = [ 0,42 ] : [ ( 6,6 x 10−34 )( 3 x 108 / ( 628 x 10 ) ] = ( 0,42 ) : (3,15 x 10−19 ) n = 1,33 x 1018 foton →
