Teori Kuantum umptn

7/31/2019 Teori Kuantum umptn

1/19

Fisika int i dan Radioakti vit as

mhharismansur@gmail .com

289

TEORI KUANTUM

1. PPI 1980Permukaan suatu logam disinari cahaya yang mempunyai frekuensi tertentu.Ternyata bahwa penyinaran tidak menimbulkan fotoelektron pada permukaanlogam tersebut. Agar permukaan logam memancarkan fotoelektron, maka

1. harus digunakan cahaya yang frekuensinya lebih besar2. tebal logam harus dikurangi3. harus digunakan cahaya dengan panjang gelombang yang lebih kecil4. intensitas cahaya yang digunakan harus dinaikkanJawab : B(1 dan 3 benar)

benar)3n(pernyataa,3.


00

00

fcEE

ffEE

Pernyataan 2 dan 4 salah efek fotolistrik tidak tergantung pada tebal permukaan

logam dan intensitas cahaya

2. PPI 1981Yang fotonnya mempunyai energy terbesar dari yang berikut adalah A. sinar merah C. sinar gamma E. gelombang radio

B. sinar ungu D. sinar X Jawab : CUrutan spectrum foton dari energi terbesar adalah : sinar alfa, sinar X, sinar

ultraviolet, cahaya tampak (ungu, hijau, kuning, jingga, merah), inframerah,

radar, TV dan tadio

3. PPI 1982Elektron yang massanya kgx 31100,9 bergerak dengan kelajuan smx /102,2 7 .

Jika konstanta Planck Jsx 34106,6 , maka panjang gelombang electron tersebut

adalah m1110

A. 2,6 B. 3,0 C. 3,3 D. 3,6 E. 4,0

Jawab : C

mxxxx

x

mv

h

Jsxhsmxvkgxm

1110

731

34

34731

103,31033,0)102,2)(100,9(

106,6

?...:106,6:/102,2:100,9

4.

Sipenmaru 1984Sebuah neutron bermassa m bergerak dengan kecepatan v (non relativistic). Bila

adalah panjang gelombang deBroglienya, maka energi neutron tersebut dapat

dituliskan sebagai

A.

hcB.

hvC.

2

hcD.

2

hvE. 2mc

hv


2/19



290

Jawab : E

gelombang)sebagaineutron()(2

hvEk

hppvvmvmvEk

22 :maka,:Einsteinpersamaan mchv

EEkEmcEneutron

5. Sipenmaru 1984Menurut teori kuantum berkas cahaya terdiri atas foton. Intensitas berkas cahayaadalah

A. berbanding lurus dengan energi fotonB. berbanding lurus dengan akar energi fotonC. berbanding lurus dengan banyaknya fotonD. berbanding lurus dengan kuadrat banyaknya fotonE.

tidak tergantung pada energi dan banyaknya fotonJawab : C(Intensitas foton berbanding lurus dengan jumlah foton)

6. Sipenmaru 1985Peristiwa fotolistrik menunjukkan bahwa 1. energi fotoelektron tak tergantung pada intensitas cahaya2. sel fotolistrik menghasilkan arus bila disinari cahaya manapun3. energi fotoelektron tergantung pada frekuensi cahaya yang menyinari sel

fotolistrik4. sel fotolistrik banyak menghasilkan cahaya putihJawab : 1 dan 3 benar (B)

Energi kinetic electron tergantung pada frekuensi cahaya bukan intensitascahaya (pernyataan 1 benar)Syarat terjadinya efekfotolistrik adalah energi cahaya lebih besar dari atau

sama dengan energi foton (fungsi kerja) (pernyataan 2 salah)(Pernyataan 3 benar) lihat pernyataan 1dan (pernyataan 4 salah)

7. Sipenmaru 1985Sebuah partilel yang mempunyai massa m bergerak dengan kecepatan v. Jikatetapanplanckh, maka panjang gelombang partikel ialah

A.hv

mB.

m

hvC.

v

hmD. mhv E.

mv

h

Jawab : E panjang gelombang partikel p momentum partikel

m massa partikel v kecepatan partikel

h tetapan Planckmv

h

p

h


3/19



291

8. Sipenmaru 1985Berkas electron berkecepatan smx /101,1 6 , jika massa electron dan konstanta

Planckmasing-masing kgx31

100,9

dan Jsx34

106,6

, maka panjang gelombangberkas electron tersebut adalah m1010

A. 8,2 B. 6,9 C. 5,2 D. 5,2 E. 4,8

Jawab : B

?...:106,6:/101,1:100,9 34631 Jsxhsmxvkgxm

mxxxx

x

mv

h 109631

34

107,61067,0)101,1)(100,9(

106,6

9. Sipenmaru 1987Kuanta energi yang berkembang di dalam sinar ultraungu yang panjang

gelombang 3300 0A , bila Jsxh 34106,6 , dan smxc /1038

adalah joule

A. 19102 x B. 19103 x C. 19103,3 x D. 19106 x E. 19106,6 x

Jawab : D

m)101:(catatanJ106)10.3,3(

)103)(106,6(

?...:10.3,33300:/103:106,6

100

19

7

834

70

834

Axxxhc

E

EmAsmxcJsxh

10.UMPTN 1991 Rayon CSebuah partikel yang bermuatan positifqcoulomb dan massa m kg dilepas tanpa

kecepatan awal di titikA. Partikel dipercepat menuju B karena ada teganganantara titikA dan B yaitu V volt. Bila diketahui tetapan Planck h Js, maka

panjang gelombang partikel setelah melewatiB adalah

A. 21)2( mqVh C. mqhV E. 211 )2( qVmh

B. 211 )2( qVhm D. 21)2( mqVh Jawab : D

21

21

22

1

)2()2(22

2.

21.

volt?...muatanmassa;muatan

mqVh

mqV

h

mqV

h

m

qVm

h

mv

h

m

qVvmvqVEkEp

VVmqABq

11.UMPTN 1993 Rayon BSebuah electron dipercepat oleh beda potensial V. Jika m = massa electron, e =muatan electron dan h konstanta Planck. Maka panjang gelombang de Broglie

untuk electron ini dapat dinyatakan dengan hubungan


4/19



292

A.meV

hB.

meV

h

2C.

meV

h

2D.

meV

h

23E.

meV

h

3

Jawab : C

meV

h

m

eVm

h

mv

h

m

eVvmveVEkEp

Vmlektrone

222.

21.

?...potensialbedaelektgron;massa;e

22

1

12.UMPTN 1994 Rayon A kode 22pada gejala fotolistrik diperoleh grafik hubungan I (kuat arus) yang timbul

terhadap V (tegangan listrik) seperti pada gambar. Upaya yang dilakukan agargrafika menjadi grafikb

a. mengurangi intensitas sinarnyab. menambah intensitas sinarnyac. menaikkan frekuensi sinarnyad. menurunkan frekuensi sinarnyae. mengganti logam yang disinari

Jawab : BDari grafik di atas kuat arus diperbesar dari a ke b, dibutuhkan foton lebih

banyak, maka intensitas sinarnya harus diperbesar

13.UMPTN 1994 Rayon B kode 25Dalam pecobaan interferensi Young digunakan sinar monokromatis yang energi

fotonnyaE. Bila d, h, c danL berturut-turut adalah jarak celah, konstanta Planck,cepat rambat gelombang dalam vakum dan jarak celah dengan layar, maka jarak

terdekat antar garis terang adalah

A.hE

cLdB.

ch

LdEC.

Lc

dEhD.

Ed

hcLE.

dL

Ehc

Jawab : D

Panjang gelombang pada percobaan Young adalah :L

pd

Untuk teori kuantum bahwa energi foton berbanding terbalik dengan panjanggelombang foton, maka :

hcE , sehingga :

dE

hcLp

L

pd

E

hchcE

.

I

V a

b

0


5/19



293

14.UMPTN 1994 Rayon C kode 23Hubungan energi kinetic electron dan frekuensi penyinaran pada gejala fotolistrik

seperti terlihat pada grafik. Apabila konstanta Planck = h, besarnya fungsi kerja

logam adalah

A. Ahf25,0 C. Ahf E. Bhf

B.A

hf5,0 D.B

hf5,0 Jawab : C

AAhfhfWWff 00 ?...:

15.UMPTN 1995 Rayon B kode 62Grafik yang menunjukkan hubungan antara energi kinetic fotoelektron (Ek) danintensitas foton pada proses fotoelektron adalah

Jawab : D

Pada efek fotolistrik, energi kinetic (Ek) fotoelektron tidak tergantung pada

intensitas (I) foton melainkan bergantung pada frekuensi cahaya, maka energi

kinetic pada grafik bersifat tetap

16.UMPTN 1996 Rayon A kode 25Grafik dibawah ini menunjukkan hubungan antara energi kinetic maksimum

electron (Ek) terhadap frekuensi foton (f) pada efek fotolistrik. Konstanta planck

Jsx 34106,6

dan joulexeV 19106,11

Maka besarfadalah 1410x Hz

A. 48 C. 14 E. 8,9B. 21 D. 9,5

Jawab : D

Hzxx

x

h

WEk

f

eVEkWWEkhff

JxxEk

xeVxcxheVEk

14

34

19

34

2019

19

2019

19834

10.5,9106,6

10.24,6

106,6

102,310.92,5

3.

J10.92,57,3)7,3(002.

102,3J)106,1(2,0

J106,11:m/s103:Js106,6:2,01.

17.UMPTN 1996 Rayon A kode 25Massa partikelA 4 x massa partikelB dan kecepatanA 1/3 x kecepatanB, makaperbandingan panjang gelombang partikel A dan panjang gelombang partikel B

adalah A. 1 : 4 B. 4 : 1 C. 3 : 4 D. 4 : 3 E. 1 : 12

0f

f

)(Hzf

)(eVEk

7,3

0,6

.D Ek

I

.B Ek

I

.C Ek

I

.E Ek

I

.A Ek

I

)(JEk

Hzf

Af Bf D

t


6/19



294

Jawab : C

4:3)4(::::

?...::4

31

31

BBBBAABB

BBAA

BA

BABABA

vmvmvmvmvm

h

vm

h

mv

hvvmm

18.UMPTN 1996 Rayon B kode 52Hasil eksperimen efek foto listrik yang tidakdapat dijelaskan dengan teori klasik

adalah 1. adanya panjang gelombang maksimum cahaya penyinaran yang dapat

menghasilkan efekfotolistrik2. selang waktu antara penyinaran cahaya dan terjadinya arus efekfotolistrik

tidak bergantung pada intensitas cahaya

3. energi kinetic electron yang keluar dari katoda bergantung pada panjanggelombang cahaya yang digunakan4. electron memerlukan sejumlah energi tertentu dari permukaan logam

(katoda)Jawab : 1,2 dan 3(A)

1. menurut teori gelombang (klasik) efek fotolistrik seharusnya terjadi padasetiap frekeunsi atau panjang gelombang cahaya, kenyataannya ternyata ada

frekuensi minimum atau panjang gelombang maksimum yang dibutuhkan

agar efek fotolistrik terjadi.(pernyatan 1 dan 3 benar)

2. menurut teori gelombang, selang waktu antara penyinaran dan terjadinyaefek fotolistrik terhantung pada intensitas cahaya. Semakin lemah intensitas

cahaya akan semakin besar selang waktu yang diperlukan. Kenyataannyadalam pengamatan peristiwa efek fotolistrik keluarnya fotoelektron tidak

tergantung pada intensitas cahaya. (pernyataan 2 benar)

3. walaupun teori gelombang tidak dapat menjelaskan efek fotolistriktergantung pada frekuensi cahaya, namun teori klasik tetap menjelaskan

bahwa electron memerlukan sejumlah energi tertentu untuk keluar dari

permukaan logam (katoda). (pernyataan 4 salah)

19.UMPTN 1996 Rayon C kode 24Bila dari keadaan diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial

voltV 1001 , dan electron lain dengan beda potensial voltV 4002 , maka

perbandingan panjang gelombang deBroglie-nya adalah A. B. C. 3/4 D. 2 E. 4

Jawab : E

2100

400?...volt400:volt100

1

2

2

1

2

121

V

V

VV


7/19



295

20.UMPTN 1997 Rayon A kode 32Permukaan logam tertentu mempunyai fungsi kerja Wjoule. Bila konstanta h

joule sekon, maka energi maksimum fotoelektron yang dihasilkan oleh cahaya

berfrekuensi v Hz adalah jouleA. hvW B. hvW/ C. hvW D. Whv/ E. Whv Jawab : E

WhvWhfWEEk

hvHzf

mak

?...Ek:kerjafungsiW:planckkonstanta: mak

21.UMPTN 1997 Rayon B kode 58Hasil percobaan fotolistrik yang tak dapatdijelaskan dengan fisika klasik adalah1. electron keluar dari katoda yang disinari cahaya2. tidak keluarnya electron dari katoda yang terbuat dari logam bahan tertntu

bila disinari cahaya merah3. makin tinggi intensitas cahya, makin banyak electron yang keluar dari katoda4. electron segera keluar dari katoda dari disinari cahaya meskipun intensitasnya

kecilJawab : 2 dan 4 (benar)[C]

Ada 4 sifat utama peristiwa efek fotolistrik yang tidak dapat diterangkan oleh

teori gelombang (fisika klasik), yaitu :

1. efek fotolistrik tidak terjadi jika frekuensi cahaya yang digunakan lebih kecildari frekuensi ambang

2. energi kinetic foto electron yang dikeluarkan hanya bergantung padafrekuensi cahaya f dan fungsi kerja

0W dan tidak tergantung pada intensitas

cahaya3. energi kinetic menghasilkan fotoelektron bertambah jika frekuensi cahaya

yang digunakan diperbesar

4. electron-elektron dibebaskan dari permukaan logam hampir tidak ada selangwaktu walaupun intensitas cahaya rendah

22.UMPTN 1997 Rayon B kode 58Jika sebuah pemancar radio berdaya 1000wattmemancarkan foton tiap detiknya

sebanyak buah105 20x , maka energi satu fotonnya adalah joule

A. 17102 x B. 17105 x C. 18102 x D. 20102 x E. 20105 x

Jawab : C

joule102105

1000

s1?...:buah105:watt1000

18-

20

20

xxn

PE

t

nEP

tExnP


8/19



296

23.UMPTN 1997 Rayon B kode 58Sebuah electron yang dipercepat pada beda potensial 18kV pada tabung ruang

hampa udara akan menimbulkan panjang gelombang minimum m10 12

A. 4,8 B. 6,6 C. 7,2 D. 8,0 E. 9,1Jawab : E

mxx

x

meV

h

mv

h

m

eVveVmv

xexmxcxhV

12-

1931

34

22

1

1931834

9,1x1018000)106,1)(101,9(2

106,6

2

2?...

C106,1:kg101,9:m/s103:Js106,6:kvolt18

24.UMPTN 1997 Rayon C kode 45Energi electron yang dipancarkan oleh permukaan yang sensitive terhadapcahaya akan meningkat jika cahaya datang yang menumbuk permukaan A. intensitas diperbesar D. frekuensi diperkecil

B. amplitude diperbesar E. sudut datangnya diperbesarC. panjang gelombang diperpendek Jawab : C

Energi kinetic electron pada efek fotolistrik akan semakin besar apabila

frekuensi cahaya yang menumbuk permukaan logam semakin besar atau panjang

gelombang cahaya semakin kecil

25.UMPTN 1998 Rayon B kode 25Radiasi kalor benda hitam mempunyai grafik antara danE seperti pada

gambar. Pernyataan yang benar adalah :1. 2211 TETE 3. 1221 // TT

2. 12 TT 4. 1221 // EE

Jawab : 1,2 dan 3 benar (A)

12212211

22112121

T/T/TT.b

TETETTEEa.

4

1

2

1

2

2

14

E

E

T

TTE.c

26.UMPTN 1998 Rayon C kode 52Bila dari keadaan diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial 1V ,

dan electron lain dengan beda potensial 2V , maka perbandingan panjang

gelombang deBroglie-nya untuk beda potensial berorde kVadalah

A.1

2

V

VB.

2

1

V

VC.

2

1

2V

VD.

2

1

V

VE.

1

2

V

V

1E

2E

1 2

1T

2T


9/19



297

Jawab : E

1V potensial electron (1) 2V potensial electron (2)

1

2

2

1

2

1

2

1

2

1

222

2

12121

/1

/1

2

2sehingga

22

22

)(

2

1

?...;

V

V

V

V

meV

h

meV

h

meV

h

p

hmeVp

m

p

m

mvmveVEk

mmmeee

27.UM UGM 1998 Rayon CDua pertikel dengan muatan sama besar dan sama tanda, tetapi dengan massaberbeda ( 4/21 mm ) dilepas tanda kecepatan awal dari titik A. Keduanya

dipercepat menuju titikB oleh suatu beda tegangan listrik yang dipasang antaraA

danB sebesar V volt. Perbandingan panjang gelombang diBroglie kedua partikel

yaitu2

1

adalah

A. B. C. 1 D. 3 E. 4

Jawab : B

21

2

2

2

1

2

1

2

1

22

121

2

12

1

4/

2

2

22

21.?...

4

m

m

m

m

eVm

h

eVm

h

meV

h

m

eVm

h

mv

h

m

eVvmveVEkEpVVV

mm

28.UMPTN 1999 Rayon A kode 53Sebuah electron melaju dalam tabung pesawat TV yang bertegangan 500volt.

Besarnya momentum electron tersebut saat membentur kaca TV adalah Ns

A. 23102,1 x B. 23105,1 x C. 23108,1 x D. 23100,2 x E. 23104,2 x

Jawab : A

Ns1,2x10)500)(106,1)(101,9(2

222

)(

?...:500:101,9:106,1

23-1931

222

21

3119

xxp

meVpeVEkm

p

m

mvmvEk

pvoltVkgxmCxe


10/19



298

29.UMPTN 1999 Rayon B kode 52Pada gambar dibawah ini adalah grafik hubungan Ek(energi kinetic maksimum)

fotoelektron terhadap frekuensi sinar yang digunakan pada efek fotolistrik. Nilai

P pada grafik tersebut adalah joule

A. 331064,2 x C. 20106,6 x E. 19103,3 x

B. 30103,3 x D. 191064,2 x Jawab : C

JshPPEk

HzfHzf

34

1414

0

10.6,6?...:joule

10.5:10.4

JffhEkP 201414340 10.6,6)10.410.5(10.6,6)(

30.UMPTN 1999 Rayon C kode 25Frekuensi ambang natrium adalah Hzx 14104,4 . Besarnya potensial penghenti

dalam voltbagi natrium saat disinari dengan cahaya yang frekuensinya 14100,6 x

Hz adalah A. 0,34 B. 0,40 C. 0,44 D. 0,66 E. 0,99

Jawab : D

volt66,0106,6

106,1

)104,4100,6(106,6)()(

volt?...:106,11:100,6:104,4

19

1414340

0

191414

0

xV

x

xxx

e

ffhVeVffhEk

VJxeVHzxfHzxf

31.UMPTN 1999 Rayon C kode 25Panjang gelombang terpendek sinar X yang dihasilkan tabung sinar X melaluibenda tegangan 50 kVantara target dan katoda adalah mx 1110

A. 1,5 B. 2,5 C. 5,0 D. 6,0 E. 7,5

Jawab : B

)pembulatan(105,2)50000)(106,1(

)103)(106,6(

?...:50

11

19

834

mxx

xx

eV

hchcEeVEp

kVV

32.UMPTN 2000 Rayon A kode 26Grafik dibawah ini merupakan data efek fotolistrik, maka :1. Grafik disamping merupakan data efek fotolistrik,

maka :energi fotoelektron yang terpancar besarnya 0-

4,4eV2. energi minimal untuk melepaskan electron 1,6eV3. panjang gelombang cahaya maksimum yang

digunakan sekitar mx 7108

4. jika intensitas cahaya diperbesar, bentuk grafik tidak berubah.

6,1

0.4 )(eVEkmaks

fHz

4 5

)Hz10( 14f

P

)J(Ek


11/19



299

Jawab : 1,2,3 dan 4 (E)1. Energi fotoelektron yang dipancarkan adalah :

benar)1n(pernyataa:4,4s/d0 eVEkEk

2. energi minimal atau fungsi kerja pada grafik adalah :benar)2n(pernyataa:6,10 eVWE

3. panjang gelombang cahaya maksimum berbanding terbalik dengan fungsikerja pada grafik

benar)3n(pernyataa:m10.0,8(maks)

m10.73,7).10(1,6)((1,6

))(3.10(6,6.10

W

hc(maks)

7-

7-

19-

8-34

0

4. grafik akan berubah pada variable apabila frekuensi cahaya diperbesar atautidak tergantung pada intensitas cahaya (pernyatan 4 benar)

33.UMPTN 2000 Rayon B/C kode 25/22Katoda pada tabung fotolistrik mempunyai frekuensi f0. Bila katoda disinari

dengan cahaya dengan frekuensi f, maka electron yang keluar katodaberkecepatan maksimum fmaks dan beda potensial penghenti yang diperlukan

menjadi nol adalah V0. Jarak anoda katoda d. Massa electron m. Hubunganantara besaran-besaran di atas adalah .

1. 2210 mvV 2. besarnya pertambahan electron dv 2/maks2 3. ])/[( 00 fVhef 4. kuat medan listrik yang memperlambat dVE /0 Jawab : 2 dan 4 [C]

benar)2n(pernyataa:22

2

0:maka,2:elektronGLBB,pada2.

salah)1n(pernyataa:2

1.

2

maks

2

maks2

maks

2

maks

2

2

maks

0

2

maks21

0maks

d

va

s

vavas

vasvv

e

mvVmveVEkEp

benar)4n(pernyataa:/4.

salah)3n(pernyataa:

WW.3

00

0

000

000maks0maks

dVEEdV

fh

eV

h

hfeVf

hfeVhfEkEEEk

6,1

0.4 )(maks eVEk

fHz


12/19



300

34.UMPTN 2000 Rayon C kode 22Elektron di dalam ruang tabung sinar Xdiberi beda potensial 10,0 kilovolt. Jika

sebuah electron menghasilkan satu foton pada saat electron tersebut menumbuk

target, panjang gelombang minimum yang dihasilkan oleh tabung adalah nmA. 0,0124 B. 0,124 C. 1,24 D. 12,4 E. 124Jawab : B

010

19

834

124,01024,1)10000)(106,1(

)103)(106,6(

?...:10

Amxx

xx

eV

hchcEeVEp

kVV

35.UMPTN 2001 Rayon A/B/C kode 251/150/352Suatu permukaan lempeng logam tertentu disinari dengan sinar monokromatis.Percobaan ini diulang dengan panjang gelombang cahaya yang berbeda. Ternyata

tidak ada electron yang keluar jika lempeng disinari dengan panjang gelombangdiatas 500nm. Dengan menggunakan panjang gelombang tertentu , ternyata

dibutuhkan tegangan 3,1 voltuntuk menghentikan arus fotolistrik yang terpancar

dari lempeng. Panjang gelombang tersebut adalah nm

A. 223 B. 273 C. 332 D. 384 E. 442Jawab : A

nm

hceV

hchceV

hchfeVhf

echVnm

22210.22,2)10.3)(10.6,6()10.5)(1,3)(10.6,1(

)10.5)(10.3)(10.6,6(

?...C;10.6,1:m/s10.3:Js10.6,6:volt1,3:500

7

834719

7834

00

0

0

000

19834

00

36.UMPTN 2001 Rayon B kode 150Hal di bawah ini yang merupakan sifat-sifat foton cahaya 1. energi foton tidak tergantung pada intensitas berkas cahayanya2. momentum foton memenuhi kaitan /hp dengan h tetapanplanckdan

panjang gelombang cahaya

3. foton tidak dibelokan oleh medan magnetic maupun medan listrik4. energi foton yang dibawa oleh tiap foton sebesar /hcE Jawab : 1, 2,3 dan 4 benar (A)

1.

energi foton berbanding lurus dengan frekuensi foton, sedangkan intensitassebanding dengan jumlah foton

A

nhf

A

nPIhfE foton

fotonfotonfoton sedangkan :(pernyataan 1 benar)

2. panjang gelombang foton berbanding terbalik dengan momentum foton

h

pp

h , (pernyataan 2 benar)


13/19



301

3. foton adalah gelombang elektromagnetik, maka foton tidak dapat dibelokkanoleh medan listrik maupun medan magnet. (pernyataan 3 benar)

4. energi foton berbanding dengan frekuensi foton atau berbanding terbalikdengan panjang gelombang foton :

hchfE , (pernyataan 4 benar)

37.SPMB 2002 Regional I kode 121Suatu partikel pion(meson 0 ) dalam keadaan tertentu dapat musnah

menghasilkan dua foton dengan panjang gelombang . Bila partikel pion adalah

m,h adalah tetapan Plankc dan c adalah kelajuan cahaya dalam vakum, maka

dapat dinyatakan dalam m,c, dan h dalam bentuk

A.mc

h

2B.

2mc

hC.

mc

h2D.

mch2

1E.

mc

h

Jawab : C

cc

m

2h)

hc2(mfotonEnergi2pionEnergi

vakumdalamcahayakelajuanc:Plancktetapanh:fotonmassam

...?:foton2mexon

2

0

38.SPMB 2002 Regional II kode 321Pada mikroskop electron, electron bergerak dengan kecepatan m/s107 , Jika

massa electron gx k101,9 31 dan tetapan planck Js106,6 34x , maka panjang

gelombang de Broglie gerak electron tersebut nm

A. 0,07 B. 0,73 C. 1,43 D. 7,33 E. 14,30Jawab : A

nm07,0m7x100,0m7,25x10)10)(101,9(

106,6

...?:m/s10:106,6:k101,9

9-11-

731

34

73431

x

x

mv

h

p

h

vJsxhgxm

39.SPMB 2003 Regional I kode 721Sebuah electron yang dipercepat melalui beda potensial 100 volt mempunyai

laju, massa electron dan tetapan planck berturut-turut adalah m/s1093,5 6xv ,

sxhxm J10626,6kg;1011,9

3431

. Maka panjang gelombang de-Broglie-nyaadalah m

A. 101023,1 x B. 41023,1 x C. 81023,1 x D. 71023,1 x E. 61023,1 x

Jawab : A

m10231102261)1093,5)(101,9(

10626,6

...?:m/s1093,5:J10626,6:kg1011,9

1010

631

34

63431

--x,x,

xx

x

mv

h

xvsxhxm


14/19



302

40.UM UGM 2003 kode 322Efek Compton menunjukkan bahwa

1. electron dapat menerobos inti atom2. tenaga foton seluruhnya diberikan ke partikel3. foton musnah setelah membentur materi4. sinar X dapat berinteraksi dengan electronJawab : D(4 saja benar)Efek Compton adalah peristiwa tumbukan antara foton (sinarX) dengan electron.

Hal ini membuktikan bahwa :

foton (sinar x) berinteraksi dengan electron foton memiliki momentum, jadi bersifat sebagai partikel foton mengalami penurunan energi

41.UM UGM 2003 kode 322Dua partikel A dan B dengan massa berbeda (

BAmm 289 ) memiliki energi

kinetic yang sama. Bila panjang gelombang de Broglie partikel A bernilai 0,2nm,maka panjang gelombang de Broglie partikel B adalah nm

A. 7,8 B. 5,6 C. 3,4 D. 1,6 E. 0,1Jawab : C

nmnmvmvmnm

vmvmvmvmmv

h

vvvvmvmvmvm

EkEknmmm

BBABABB

AABBBA

BB

B

AA

A

AABBBABBBAA

BABABA

3,4289:17:2,0289:17:2,0

::11

17289)289(

?...:2,0:289

2222

42.UM UGM 2004 kode 312 (19)Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatik 100watt

adalah mx 7105,5 . Cacah foton (partikel cahaya) persekon yang dipancarkannya

sekitar /s

A. 22108,2 x B. 22100,2 x C. 30106,2 x D. 20108,2 x E. 20100,2 x

Jawab : E

n)(dibulatka/s10.8,2)103)(106,6(

)100)(10.5,5(

?...:100:10.5,5:m/s103:Js106,6

20

834

7

7834

xxhc

P

n

nhc

PtE

nwattPmxcxh

43.SPMB 2004 kode 650 (15)Apabila cahaya ultraungu menyinari potassium, electron akan terpancar dari

permukaan logam tersebut. Dalam peristiwa ini1. semua electron yang terpancar mempunyai energi sama dengan energi

partikel cahaya


15/19



303

2. energi partikel cahaya sebanding dengan frekuensi cahaya3. peristiwa ini berlaku untuk semua warna cahaya4. energi kinetic maksimum electron yang terpancar lebih kecil dari energi

partikel cahyaJawab : 2 dan 4 benar [C]Syaratnya terjadinya efekfotolistrik adalah :

salah)3n(pernyataamaka1,pernyataanlihat3.


salah)1n(pernyataa,1.000

fEhfE

WhfWEWEkE

benar)4n(pernyataa4.00

EEkEEkWEEkWEkEmaks

44.SPMB 2004 kode 751 (8)Permukaan bumi menerima radiasi matahari rata-rata 1,2

2

/mkW saat terik. Jikapanjang gelombang rata-rata radiasi ini 6620

0

A , maka banyaknya foton perdetik

dalam berkas sinar matahari seluas 21cm secara tegak lurus adalah

A. 17105x B. 17104x C. 17103x D. 17102x E. 17101x

Jawab : B

17

834

473

20

2

10.4)10.3)(10.6,6(

1).10)(10.62,6)(10.2,1(...

?...:1:6620:/2,1

hc

tAIn

At

nhc

A

PI

ncmAAmkwI

45.SPMB 2004 kode 751Panjang gelombang terpendek yang dihasilkan tabung X yang beroperasi padategangan voltx 6102 sekitar angstrom

A. 0,001 B. 0,003 C. 0,006 D. 0,008 E. 0,01Jawab : C

0003

03

13

619

834

619834

006,000618,01018,61018,6

1018,6)102)(106,1(

)103)(106,6()()(

?...:102:106,1:/103:106,6

AAAxAx

mxxx

xx

eV

hchceVfotonEeEp

voltxVCxesmxcJsxh

46.Ganesa OperationSebuah logam tepat akan melepaskan electron (fotoelektron) apabila dikenai

sinar dengan panjang gelombang . Bila sinar yang digunakan mengenai logam

tersebut mempunyai panjang gelombang 2/ , maka energi kinetic maksimum

fotoelektron adalahE. Tentukan energi kinetic maksimum fotoelektron bila sinar

yang digunakan mempunyai panjang gelombang 3/ adalah E

A. 1/3 B. 2/3 C. 4/3 D. 2 E. 3


16/19



304

Jawab : D

EEE-Whc

-Whc

-Whc

EkEk

EWWW-Whc

-Whc

-Whc

Ek

hcWEEkE-WEk

233

3/'?...

3'3.

22

2/'

2'2.

01.

47.Ganesa OperationKurva manakah berikut ini yang menunjukkan hubungan antara energiEdengan

panjang gelombang dari sebuah foton pada radiasi gelombang

elektromagnetik ?

Jawab : Eenergi foton berbanding lurus dengan

frekuensi foton dan berbanding

terbalik dengan panjang gelombang

foton, maka :

xky

xyEkEhcE

hcEhfE

11;

11

48.Ganesa OperationBila dari keadaan diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial 1V

dan electron lain dengan beda potensial 2V , maka panjang gelombang deBroglie

electron kedua sama dengan setengah kali panjang gelombang de Broglie

pertama. Berapa besar 2V ?

A. 14V B. 12V C. 12

1V D. 1

4

1V E. 1

8

1V

Jawab : A

1

2

121

11

2

2

112

1

2

2

2

1

21

2

112

12

4

?...

V

V

VV

V

V

mmmV

V

E.D

E.B

E.E

E.C

E.A


17/19



305

49.Ganesa OperationPercobaan yang dilakukan oleh Compton membuktikan bahwa :

1. gelombang elektromangetik mempunyai momentum2. energi gelombang elektromagnetik terkuantisasi3. efek yang terjadi pada percobaan memenuhi hukum kekekalan momentum4. panjang gelombang sinar yang dihamburkan menjadi lebih kecilJawab : 1 dan 3 benar (B)1. foton termasuk gelombang elektromagnetik, maka terjadi pesitiwa momentum

(pernyataan 1 benar)2. energi gelombang EM berbanding lurus dengan frekuensinya atau

terkuantisasi, tetapi bukan peristiwa Compton (pernyataan 2 salah)3. efek Compton berlaku hukum kekekalan momentum karena foton bersifat

partikel (pernyataan 3 benar)

4. )cos1(' 20 cmh

, bukti bahwa panjang gelombang terhambur lebih

besar dari panjang gelombang semula (pernyataan 4 salah)

50.Ganesa OperationPada efek Compton, foton yang menumbuk electron mengalami perubahan

panjang gelombang sebesar2

02 cm

h, dengan h = tetapan Planck,

0m = massa

diam electron, dan c = kecepatan foton. Besar sudut hamburan yang dialami

foton tersebut adalah 0

A. 30 B. 60 C. 90 D. 120 E. 180

Jawab : B

02

12

12

12

0

2

0

2

0

2

0

2

0

601coscos1)cos1(2

)cos1()cos1('?...:2

cm

h

cm

h

cm

h

cm

h

cm

h

51.Ganesa OperationDalam tabung sinar Xberkas electron dipercepat oleh beda potensial voltx 4105

dihentikan seketika oleh anoda sehingga semua energi electron berubah menjadigelombang elektromangetik dengan panjang gelombang yang berada didaerah

sinar X. Jika konstanta Planck Jsxh 34106,6 , smxc /103 8 dan muatan

electron Cx 19106,1 , maka panjang gelombang sinar yang terjadi adalah nm

A. 0,15 B. 0,15 C. 0,1 D. 0,05 E. 0,025Jawab : E

?...:105:106,1:/103:106,6 419834 voltxVCxesmxcJsxh


18/19



306

nmmx

mxxx

xx

eV

hchceVfotonEeEp

025,01002475,0

10475,2)105)(106,1(

)103)(106,6()()(

9

11

419

834

52.Ganesa OperationFungsi kerja almunium 2,3 eV. Cahaya dengan panjang gelombang 660 nm akanmengeluarkan fotoelektron dengan energi kinetic eV

( )106,11;106,6 1934 JxeVJsxh

A. 0,5 B. 0,6 C. 1,8 D. 2,9E. negatif (tidak mampu mengeluarkan fotoelektron)

Jawab : E

425,03,2875,13,2)106,1)(106,6(

)103)(106,6()106,1(

)(

?...:106,11:106,6:660:3,2

197

834

19

1934

xxxxW

xhceVEk

eVEkJxeVJsxhnmeVW

Energi kinetic (-0,425eV) tidak memenuhi efek fotolistrik

53.Seseorang mendeteksi 5 foton pada panjang gelombang 5500 0A dalam waktu90millidetik, daya yang diterima mata adalah watt. Jsxh 34106,6 , dan

smxc /103 8

A. 22102 x B. 20102 x C. 19102 x D. 17102 x E. 15102 x

Jawab : D

watt102)109)(105,5(

)103)(106,6)(5(

90?...:5:5500:m/s103:Js106,6

17

27

834

0

834

xxx

xx

t

nhc

t

nEP

millisekontPnAxcxh

54.Jumlah electron yang terlepas dari permukaan bahan pada peristiwa fotolistrikdapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan

A. frekuensi logam D. beda potensial antara anoda dan katodaB. tebal bahan E.C. intensitas bahan Jawab : CJumlah electron yang dapat terlepas dari permukaan bahan sebanding dengan

intensitas cahaya yang dijatuhkan (syarat energi foton > energi gelombang)

55.Percobaan yang dilakukan Compton membuktikan bahwa 1. foton memiliki momentum2. panjang gelombang foton yang dihamburkan menjadi lebih besar3. foton bersifat sebagai partikel4. energi foton terkuantisasi


19/19



307

Jawab : 1,2 dan 3 benar (A)

benar(3)pernyataanbenar,(1)pernyataan3.

benar)2(,')cos1('2.1.

0

cm

h

hp

p

h

mv

h

Meskipun energi foton terkuantisasi, tetapi bukan merupakan pembuktian dari

Compton (pernyataan 4 salah)

56.Suatu logam kalium disinari cahaya ultraviolet dengan panjang gelombang2500

0

A . Jika fungsi kerja kalium 2,21eV, konstanta planck Jsx 34106,6 ,

kecepatan cahaya smx /103 8 dan J106,11 19 xeV , maka energi kinetic electron

yang dipancarkan adalah eV

A. 3,6 B. 2,76 C. 0,276 D. 0,3 E. 0,4

Jawab : B

eVeVeVeVx

eVxxEk

eVWx

hcEk

xeVxc

xheVWA

74,221,295,421,2)106,1)(10.5,2(

)103)(106,6(

)106,1(....eVEk:J106,11:m/s103

Js106,6:21,2:2500

197

834

19198

340

57.Panjang gelombang deBroglie neutron yang dalam kesetimbangan termal dalammateri bertemperatur 300 Ksekitar angstrom( kgxm

n

271067,1 )

A. 9,2 B. 7,4 C. 5,4 D. 3,2 E. 1,5

Jawab : E

angstrom12,11012,1)300)(1038,1)(1067,1(3

106,6

3

3:gaskinetikTeori

1038,1?...:300:1067,1

10

2327

34

2327

mxxx

x

mKT

h

mv

h

m

KTv

xkKTkgxmn

58.Sebuah elektron dan sebuah proton memiliki panjang gelombang yang sama,maka

a. momentum electron lebih kecil daripada momentum fotonb. momentum electron sama dengan momentum fotonc. momentum electron lebih besar daripada momentum fotond. energi electron lebih kecil dari energi fotone. energi electron lebih besar dari energi fotonJawab : B( tetap/ hpph )

Teori Kuantum umptn

Documents

Transcript of Teori Kuantum umptn