Posted by Soal 1
Permukaan suatu lempeng logam tertentu disinari dengan cahaya monokromatik. Percobaan ini diulang dengan panjang gelombang cahaya yang tidak sama. Ternyata, tidak ada elektron keluar jikalau lempeng disinari dengan panjang gelombang di atas 500 nm. melaluiataubersamaini memakai panjang gelombang tertentu λ, ternyata diharapkan 3,1 volt untuk menghentikan arus fotolistrik yang terpancar dari lempeng. Panjang gelombang λ tersebut yaitu ...
A. 222 nm
B. 273 nm
C. 332 nm
D. 384 nm
E. 442 nm
Pembahasan :
Dik : λo = 500 nm = 5 x 10-7 m, V = 3,1 V
Energi ambang:
⇒ Eo = h.c/λo
Hubungan antara tegangan penghenti dan energi
⇒ Ek max = eV
⇒ h.c/λ - h.c/λo = e.V
⇒ h.c/λ = e.V + h.c/λo
Bagi kedua ruas dengan h.c, sehingga:
⇒ 1/λ = (e.V/h.c) + 1/λo
| ⇒ | 1 | = | (1,6 x 10-19)(3,1) | + | 1 |
| λ | (6,63 x 10-34)(3 x 108) | 5 x 10-7 |
| ⇒ | 1 | = | 4,96 x 107 | + 2 x 106 |
| λ | 19,89 |
⇒ 1/λ = 4,5 x 106
⇒ λ = 1/4,5 x 106
⇒ λ = 2,22 x 10-7
⇒ λ = 222 nm
Jawaban : A
Soal 2
Jika kecepatan partikel A lebih besar dari kecepatan partikel B, maka panjang gelombang de Broglie partikel A niscaya lebih kecil daripada panjang gelombang de Broglie partikel B.
SEBAB
Panjang gelombang de Broglie suatu partikel berbanding terbalik dengan momentum partikel.Pembahasan :
Panjang gelombang de Broglie dari suatu partikel yang bergerak dengan laju v dirumuskan sebagai diberikut:
λ = h/m.v = h/p
melaluiataubersamaini :
λ = panjang gelombang de Broglie
h = tetapan Planck
m = massa patikel
v = laju partikel
p = meomentum partikel
Dari rumus di atas maka sanggup kita lihat bahwa panjang gelombang de Broglie berbanding terbalik dengan hasil kali massa dan laju partikel atau berbanding terbalik dengan momentumnya. Semakin besar hasil kali massa dan laju, maka semakin kecil panjang gelombang de Broglienya.
Kecepatan partikel A lebih besar dari kecepatan partikel B tapi massa partikel A dan massa partikel B belum diketahui. Jadi, belum tentu panjang gelombang de Broglie partikel A lebih besar alasannya panjang gelombang de Broglie juga bergantung pada massa.
Jika massa partikel A juga lebih besar daripada massa partikel B, maka panjang gelombang de Broglie partikel A lebih besar dari partikel B. Tapi jikalau massa partikel B lebih besar dari massa A dan hasil kali massa dan kecepatan (m.v) partikel B juga lebih besar, maka panjang gelombang B lebih besar dari A.
Jadi, pernyataan salah tapi alasan benar.
Jawaban : D
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Medan Listrik dan Gaya Coulomb.
Soal 3
Sebuah elektron melaju di dalam tabung pesawat TV yang bertegangan 500 V. Besarnya momentum elektron tersebut ketika membentur beling TV yaitu ...
A. 1,2 x 10-23 N s
B. 1,5 x 10-23 N s
C. 1,8 x 10-23 N s
D. 2,0 x 10-23 N s
E. 2,4 x 10-23 N s
Pembahasan :
Ketika elektron mencapai layar, maka energi kinetiknya akan sama dengan energi listrik
⇒ Ek = E
⇒ ½m.v2 = e.V
⇒ m2.v2 = 2 m.e.V
⇒ m.v = √2.m.e.V
melaluiataubersamaini demikian momentum elektron :
⇒ p = m.v
⇒ p = √2.e.V
⇒ p = √2.(9,1 x 10-31)(1,6 x 10-19).500
⇒ p = √1,456 x 10-46
⇒ p = 1,2 x 10-23 N s
Jawaban : A
Soal 4
Energi yang diradiasikan per detik oleh benda hitam pada suhu T1 besarnya 16 kali energi yang diradiasikan per detik pada suhu To, maka besar suhu T1 yaitu ...
A. 2 To
B. 2,5 To
C. 3 To
D. 4 To
E. 5 To
Pembahasan :
Dik : P1 = 16 Po
Radiasi benda hitam
E = e.σ.A.T4.t
E/t = e.σ.A.T4
P = e.σ.A.T4
Perbandingan energi per detiknya:
| ⇒ | P1 | = | T14 |
| Po | To4 |
⇒ 24 = T14/To4
⇒ 2 = T1/To
⇒ T1 = 2To
Jawaban : A
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Energi dan Daya Listrik.
Soal 5
Sebuah elektron yang dipercepat melalui beda potensial 100 Volt mempunyai laju v = 5,93 x 106 m/s. Jika massa elektron 9,11 x 10-31 kg dan h = 6,626 x 10-34 J s, maka panjang gelombang de Broglienya sama dengan ...
A. 1,23 x 10-10 m
B. 1,23 x 10-9 m
C. 1,23 x 10-8 m
D. 1,23 x 10-7 m
E. 1,23 x 10-6 m
Pembahasan :
Dik : V = 100 V, v = 5,93 x 106 m/s
Panjang gelombang de Broglie
⇒ λ = h/m.v
| ⇒ λ = | 6,626 x 10-34 |
| (9,11 x 10-31)(5,93 x 106) |
| ⇒ λ = | 6,626 x 10-34 |
| 54,02 x 10-25 |
Jawaban : A
Soal 6
Dalam imbas fotolistrik, energi foto elektron bertambah dengan bertambahnya intensitas cahaya yang hadir.
SEBAB
Berkas cahaya dengan intensitas yang berpengaruh menghasilkan foto elektron lebih banyak daripada berkas yang intensitasnya lemah pada frekuensi sama.Pembahasan :
Intensitas cahaya berafiliasi dekat dengan jumlah foton yang hadir. Semakin banyak foton yang hadir, maka semakin banyak elektron yang keluar.
Dalam imbas fotolistrik, energi elektron spesialuntuk bergantung pada frekuensi cahaya yang hadir. Secara matematis dirumuskan dengan E = h.f - h.fo. Jadi, energi foto elektron tidak bertambah dengan ertambahnya instensitas cahaya hadir.
Jadi, pernyataan salah tapi alasan benar.
Jawaban : D
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Getaran dan Gelombang.
Soal 7
Frekuensi foton yang dihamburkan oleh elektron bebas akan lebih kecil dibanding ketika hadir yaitu hasil dari ...
A. Efek fotolistrik
B. Efek Compton
C. Produksi pasangan
D. Produksi sinar-X
E. Radiasi benda hitam
Pembahasan :
Frekuensi foton yang dihamburkan oleh elektron bebas akan lebih kecil dibanding ketika hadir yaitu hasil dari imbas Compton. Pada imbas Compton, sinar X ditembakkan ke sebuah elektron bebas yang mula-mula dalam keadaan diam.
Saat kedua partikel bertumbukan, elektron menyerap sebagain energi dari foton sinar X sehingga elektron bergerak dengan arah dan kelajuan tertentu.
Foton sinar-X yang terhambur juga mempunyai arah tertentu dengan sudut θ. Panjang gelombang foton sinar-X setelah terhambur lebih besar. Artinya frekuensi foton lebih kecil dari frekuensi mula-mula.
Jawaban : B
Soal 8
Sebuah atom mempunyai tingkat eksitasi 2 eV di atas tingkat dasarnya. Sebuah berkas cahaya yang ditembakkan menuju atom tersebut ternyata diserap. Panjang gelombang berkas cahaya tersebut yaitu ...
A. 540 nm
B. 620 nm
C. 730 nm
D. 840 nm
E. 970 nm
Pembahasan :
Dik : E = 2 eV, h = 6,63 x 10-34 Js, c = 3 x 108 m/s
Panjang gelombang :
| ⇒ λ = | h.c |
| E |
| ⇒ λ = | (6,63 x 10-34)(3 x 108) |
| 2 (1,6 x 10-19) |
⇒ λ = 621 nm
Jawaban : B
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Termodinamika dan Kinetik Gas.
Soal 9
Grafik di bawah ini ialah data imbas fotolistrik.
Pernyataan yang benar yaitu ...
(1) Energi foto-elektron yang terpancar besarnya antara 0 - 4,4 eV
(2) Energi minimal untuk melepaskan elektron 1,6 eV
(3) Panjang gelombang cahaya maksimum yang dipakai sekitar 8 x 10-7 m
(4) Jika intensitas cahaya diperbesar, bentuk grafik tidak berubah
Pembahasan :
Energi minimal atau energi ambang untuk membangkitkan elektron ke tingkat ambang yaitu 1,6 eV. Karena energi ambangnya 1,6 eV, maka panjang cahaya yang dipakai harus menghasilkan energi yang lebih besar.
Panjang gelombang cahaya
Pada pernyataan ketiga, panjang gelombang cahaya maksimum yang dipakai sekitar 8 x 10-7 m. Jika panjang gelombang yang dipakai sebesar itu, maka energi yang dihasilkan adalah:
⇒ E = h.f
⇒ E = h. c/λ
| ⇒ E = | (6,63 x 10-34)(3 x 108) |
| (8 x 10-7) |
| ⇒ λ = | (19,89 x 10-26) |
| (8 x 10-7) |
⇒ E = 2,49 x 10-19 / (1,6 x 10-19)
⇒ E = 1,55 eV
Karena energi yang dihasilkan lebih kecil dari energi ambang (1,55 eV < 1,6 eV), berarti pernyataan (3) salah. Karena pernyataan (3) salah, maka pernyataan (1) juga salah.
Jadi, pernyataan yang benar yaitu 2 dan 4.
Jawaban : C
Soal 10
Diagram di bawah ini mengatakan empat tingkatan energi suatu atom logam.
Dari pengolahan data di atas, dengan mengandaikan transisi ke tingkatan energi yang lebih rendah selalu mungkin, sanggup ditari kesimpulan bahwa ...
(1) Ada 6 garis spektrum yang mungkin terjadi akhir transisi elektron
(2) Panjang gelombang minimum spektrum emisinya 1 x 10-7 m
(3) Panjang gelombang maksimum spektrum emisinya 5 x 10-7 m
(4) Ada komponen spektrum emisi yang ialah sinar tampak
Pembahasan :
Kemungkinan transisi elektron dengan mengandaikan transisi ke tingkatan energi yang lebih rendah selalu mungkin.
Dari gambar di atas sanggup kita lihat ada 6 garis spektrum yang mungkin terjadi akhir transisi elektron secara alamiah. Pernyataan (1) benar.
Panjang gelombang yang dipancarkan:
| ⇒ λ = | h.c |
| ΔE |
| ⇒ λ = | (6,63 x 10-34)(3 x 108) |
| {-5,2 - (-24,6)} 10-19 |
| ⇒ λ = | 1,989 x 10-25 |
| 1,94 x 10-18 |
Pernyataan (2) benar.
Karena pernyataan (1) dan (2) benar, maka pernyataan (3) juga benar. Kaprikornus kita tinggal menyidik pernyataan (4).
Rentang panjang gelombang sinar tampak yaitu 4 x 10-7 m hingga 7 x 10-7 m. Sedangkan rentang panjang gelombang spektrum emisi di atas yaitu 1 x 10-7 m hingga 5 x 10-7 m. Jadi, ada komponen spektrum emisi yag ialah sinar tampak.
melaluiataubersamaini demikian, opsi yang benar yaitu 1, 2, 3, dan 4.
Jawaban : E
Emoticon