teori kuantum

Fisika inti dan Radioaktivitas
TEORI KUANTUM
1. PPI 1980
Permukaan suatu logam disinari cahaya yang mempunyai frekuensi tertentu.
Ternyata bahwa penyinaran tidak menimbulkan fotoelektron pada permukaan
logam tersebut. Agar permukaan logam memancarkan fotoelektron, maka …
1. harus digunakan cahaya yang frekuensinya lebih besar
2. tebal logam harus dikurangi
3. harus digunakan cahaya dengan panjang gelombang yang lebih kecil
4. intensitas cahaya yang digunakan harus dinaikkan
Jawab : B(1 dan 3 benar)
benar)3n(pernyataa,3.
00
00
λλλ <↑=↔>
>↔>
fcEE
ffEE
Pernyataan 2 dan 4 salah efek fotolistrik tidak tergantung pada tebal permukaan
logam dan intensitas cahaya
2. PPI 1981
Yang fotonnya mempunyai energy terbesar dari yang berikut adalah …
A. sinar merah C. sinar gamma E. gelombang radio
B. sinar ungu D. sinar X Jawab : C
Urutan 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 1982
Elektron yang massanya kgx 31
100,9 −
bergerak dengan kelajuan smx /102,2 7
. Jika konstanta Planck Jsx 34
106,6 −
, maka panjang gelombang electron
tersebut adalah … m11
10−
A. 2,6 B. 3,0 C. 3,3 D. 3,6 E. 4,0
Jawab : C
mxx
xx
x
mv
h
Jsxhsmxvkgxm
1110
731
34
34731
103,31033,0
)102,2)(100,9(
106,6
?...:106,6:/102,2:100,9
−−
−
−
−−
====
====
λ
λ
4. Sipenmaru 1984
Sebuah neutron bermassa m bergerak dengan kecepatan v (non relativistic). Bila
λ adalah panjang gelombang de Broglienya, maka energi neutron tersebut dapat
dituliskan sebagai …
A.
λ
hc
B.
λ
hv
C.
λ2
hc
D.
λ2
hv
E.
2
mc
hv
+
λ
UMPTN. www.mhharismansur.com
39

Jawab : E
gelombang)sebagaineutron()(2
λλ
hv
Ek
h
ppvvmvmvEk =↑=↑===
22
:maka,:Einsteinpersamaan mc
hv
EEkEmcE neutron +=+==
λ
5. Sipenmaru 1984
Menurut teori kuantum berkas cahaya terdiri atas foton. Intensitas berkas cahaya
adalah …
A. berbanding lurus dengan energi foton
B. berbanding lurus dengan akar energi foton
C. berbanding lurus dengan banyaknya foton
D. berbanding lurus dengan kuadrat banyaknya foton
E. tidak tergantung pada energi dan banyaknya foton
Jawab : C(Intensitas foton berbanding lurus dengan jumlah foton)
6. Sipenmaru 1985
Peristiwa fotolistrik menunjukkan bahwa …
1. energi fotoelektron tak tergantung pada intensitas cahaya
2. sel fotolistrik menghasilkan arus bila disinari cahaya manapun
3. energi fotoelektron tergantung pada frekuensi cahaya yang menyinari sel
fotolistrik
4. sel fotolistrik banyak menghasilkan cahaya putih
Jawab : 1 dan 3 benar (B)
Energi kinetic electron tergantung pada frekuensi cahaya bukan intensitas
cahaya (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 1 dan (pernyataan 4 salah)
7. Sipenmaru 1985
Sebuah partilel yang mempunyai massa m bergerak dengan kecepatan v. Jika
tetapan planck h, maka panjang gelombang partikel ialah …
A.
hv
m
B.
m
hv
C.
v
hm
D. mhv E.
mv
h
Jawab : E
=λ panjang gelombang partikel =p momentum partikel
=m massa partikel =v kecepatan partikel
=h tetapan Planck mv
h
p
h
==>>> λ
40

8. Sipenmaru 1985
Berkas electron berkecepatan smx /101,1 6
, jika massa electron dan konstanta
Planck masing-masing kgx 31
100,9 −
dan Jsx 34
106,6 −
, maka panjang
gelombang berkas electron tersebut adalah … m10
10−
A. 8,2 B. 6,9 C. 5,2 D. 5,2 E. 4,8
Jawab : B
?...:106,6:/101,1:100,9 34631
==== −−
λJsxhsmxvkgxm
mxx
xx
x
mv
h 109
631
34
107,61067,0
)101,1)(100,9(
106,6 −−
−
−
====λ
9. Sipenmaru 1987
Kuanta energi yang berkembang di dalam sinar ultraungu yang panjang
gelombang 3300
0
A , bila Jsxh 34
106,6 −
= , dan smxc /103 8
= adalah …joule
A. 19
102 −
x B. 19
103 −
x C. 19
103,3 −
x D. 19
106 −
x E.
19
106,6 −
x
Jawab : D
m)101:(catatanJ106
)10.3,3(
)103)(106,6(
?...:10.3,33300:/103:106,6
10
0
19
7
834
7
0
834
−−
−
−
−−
====
=====
Ax
xxhc
E
EmAsmxcJsxh
λ
λ
10. UMPTN 1991 Rayon C
Sebuah partikel yang bermuatan positif q coulomb dan massa m kg dilepas tanpa
kecepatan awal di titik A. Partikel dipercepat menuju B karena ada tegangan
antara titik A dan B yaitu V volt. Bila diketahui tetapan Planck h Js, maka
panjang gelombang partikel setelah melewati B adalah …
A. 21
)2( mqVh C. mqhV E. 211
)2( qVmh−
B. 211
)2( qVhm−
D. 21
)2( −
mqVh Jawab : D
2
1
2
1
2
2
1
)2(
)2(22
2.
2
1.
volt?...muatanmassa;muatan
−
=↑∴====
=↑∴=↔=
==↑==
mqVhλ
mqV
h
mqV
h
m
qV
m
h
mv
h
λ
m
qV
vmvqVEkEp
VVmq ABqλ
11. UMPTN 1993 Rayon B
41

Sebuah 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 …
A.
meV
h
B.
meV
h
2
C.
meV
h
2
D.
meV
h
23
E.
meV
h
3
Jawab : C
meV
h
m
eV
m
h
mv
h
λ
m
eV
vmveVEkEp
Vmlektrone
22
2.
2
1.
?...potensialbedaelektgron;massa;e
2
2
1
===
=↑∴=↑=
=↑=== λ
12. UMPTN 1994 Rayon A kode 22
pada gejala fotolistrik diperoleh grafik hubungan I (kuat arus) yang timbul
terhadap V (tegangan listrik) seperti pada gambar. Upaya yang dilakukan agar
grafik a menjadi grafik b
a. mengurangi intensitas sinarnya
b. menambah intensitas sinarnya
c. menaikkan frekuensi sinarnya
d. menurunkan frekuensi sinarnya
e. mengganti logam yang disinari
Jawab : B
Dari 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 25
Dalam pecobaan interferensi Young digunakan sinar monokromatis yang energi
fotonnya E. Bila d, h, c dan L 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
cLd
B.
ch
LdE
C.
Lc
dEh
D.
Ed
hcL
E.
dL
Ehc
Jawab : D
I
Va
b
0
42

Panjang gelombang pada percobaan Young adalah :
L
pd∆
=λ
Untuk teori kuantum bahwa energi foton berbanding terbalik dengan panjang
gelombang foton, maka :
λ
hc
E = , sehingga :
dE
hcL
p
L
pd
E
hchc
E
.
=∆↑∴
∆
==↔= λ
λ
14. UMPTN 1994 Rayon C kode 23
Hubungan 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. Ahf5,0 D. Bhf5,0 Jawab : C
AA hfhfWWff ==↑∴== 00 ?...:
Grafik yang menunjukkan hubungan antara energi kinetic fotoelektron (Ek) dan
intensitas 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
Grafik dibawah ini menunjukkan hubungan antara energi kinetic maksimum
electron (Ek) terhadap frekuensi foton (f) pada efek fotolistrik. Konstanta planck
Jsx 34
106,6 −
dan joulexeV 19
106,11 −
=
Maka besar f adalah … 14
10x Hz
A. 48 C. 14 E. 8,9
B. 21 D. 9,5
Jawab : D
)(JEk
Hzf
Af Bf
D
t
.A Ek
I
.B Ek
I
.CEk
I
.DEk
I
.EEk
I
0f
f
)(Hzf
)(eVEk
7,3
0,6
43

Hz
xx
x
h
WEk
f
eVEkWWEkhff
JxxEk
xeVxcxheVEk
14
34
19
34
2019
19
2019
19834
10.5,9
106,6
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.
==
+
=
+
=
==−−=−=↑+==↑=
==
====
−
−
−
−−
−
−−
−−
Massa partikel A 4 x massa partikel B dan kecepatan A 1/3 x kecepatan B, maka
perbandingan 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
Jawab : C
4:3)4(::::
?...::4
3
1
3
1
====
==↔==
BBBBAABB
BBAA
BA
BABABA
vmvmvmvm
vm
h
vm
h
mv
h
λvvmm
λλ
λλ
Hasil eksperimen efek foto listrik yang tidak dapat dijelaskan dengan teori klasik
adalah …
1. adanya panjang gelombang maksimum cahaya penyinaran yang dapat
menghasilkan efekfotolistrik
2. selang waktu antara penyinaran cahaya dan terjadinya arus efekfotolistrik
tidak bergantung pada intensitas cahaya
3. energi kinetic electron yang keluar dari katoda bergantung pada panjang
gelombang cahaya yang digunakan
4. electron memerlukan sejumlah energi tertentu dari permukaan logam
(katoda)
Jawab : 1,2 dan 3(A)
1. menurut teori gelombang (klasik) efek fotolistrik seharusnya terjadi pada
setiap 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 terjadinya
efek fotolistrik terhantung pada intensitas cahaya. Semakin lemah intensitas
cahaya akan semakin besar selang waktu yang diperlukan. Kenyataannya
dalam pengamatan peristiwa efek fotolistrik keluarnya fotoelektron tidak
tergantung pada intensitas cahaya. (pernyataan 2 benar)
3. walaupun teori gelombang tidak dapat menjelaskan efek fotolistrik
tergantung pada frekuensi cahaya, namun teori klasik tetap menjelaskan
44

bahwa electron memerlukan sejumlah energi tertentu untuk keluar dari
permukaan logam (katoda). (pernyataan 4 salah)
Bila dari keadaan diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial
voltV 1001 = , dan electron lain dengan beda potensial voltV 4002 = , maka
perbandingan panjang gelombang de Broglie-nya adalah …
A. ¼ B. ½ C. 3/4 D. 2 E. 4
Jawab : E
2
100
400
?...volt400:volt100
1
2
2
1
2
1
21 ===∴=↑==
V
V
λ
λ
VV
λ
λ
Permukaan logam tertentu mempunyai fungsi kerja W joule. Bila konstanta h
joule sekon, maka energi maksimum fotoelektron yang dihasilkan oleh cahaya
berfrekuensi v Hz adalah …joule
A. hvW + B. hvW / C. hvW − D. Whv / E. Whv −
Jawab : E
WhvWhfWEEk
hvHzf
mak −=−=−=
==== ?...Ek:kerjafungsiW:planckkonstanta: mak
Hasil percobaan fotolistrik yang tak dapat dijelaskan dengan fisika klasik adalah
1. electron keluar dari katoda yang disinari cahaya
2. tidak keluarnya electron dari katoda yang terbuat dari logam bahan tertntu
bila disinari cahaya merah
3. makin tinggi intensitas cahya, makin banyak electron yang keluar dari katoda
4. electron segera keluar dari katoda dari disinari cahaya meskipun intensitasnya
kecil
Jawab : 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 kecil
dari frekuensi ambang
2. energi kinetic foto electron yang dikeluarkan hanya bergantung pada
frekuensi cahaya f dan fungsi kerja 0W dan tidak tergantung pada intensitas
cahaya
3. energi kinetic menghasilkan fotoelektron bertambah jika frekuensi cahaya
yang digunakan diperbesar
4. electron-elektron dibebaskan dari permukaan logam hampir tidak ada selang
waktu walaupun intensitas cahaya rendah
45

Jika sebuah pemancar radio berdaya 1000watt memancarkan foton tiap detiknya
sebanyak buah105 20
x , maka energi satu fotonnya adalah …joule
A. 17
102 −
x B. 17
105 −
x C. 18
102 −
x D. 20
102 −
x E.
20
105 −
x
Jawab : C
joule102
105
1000
s1?...:buah105:watt1000
18-
20
20
x
xn
P
E
t
nE
P
tExnP
====
====

Sebuah 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. 9,1
Jawab : E
m
xx
x
meV
h
mv
h
m
eV
veVmv
xexmxcxhV
12-
1931
34
2
2
1
1931834
9,1x10
18000)106,1)(101,9(2
106,6
2
2
?...
C106,1:kg101,9:m/s103:Js106,6:kvolt18
==
=↑∴=↔==↑=
=====
−−
−
−−−
λ
λλλ 
Energi electron yang dipancarkan oleh permukaan yang sensitive terhadap
cahaya akan meningkat jika cahaya datang yang menumbuk permukaan …
A. intensitas diperbesar D. frekuensi diperkecil
B. amplitude diperbesar E. sudut datangnya diperbesar
C. 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
Radiasi kalor benda hitam mempunyai grafik antara λdanE seperti pada
gambar. Pernyataan yang benar adalah :
46

1. 2211 TETE > 3. 1221 // TT>λλ
2. 12 TT > 4. 1221 // EE>λλ
Jawab : 1,2 dan 3 benar (A)
12212211
22112121
T/T/TT.b
TETETTEEa.
=∴=
>∴>↑>
λλλλ
4
1
2
1
2
2
14
E
E
T
T
TE.c ==∴↑≈
λ
λ
Bila dari keadaan diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial 1V ,
dan electron lain dengan beda potensial 2V , maka perbandingan panjang
gelombang de Broglie-nya untuk beda potensial berorde kV adalah …
A.
1
2
V
V
B.
2
1
V
V
C.
2
1
2V
V
D. 





2
1
V
V
E.






1
2
V
V
Jawab : E
=1V potensial electron (1) =2V potensial electron (2)
1
2
2
1
2
1
2
1
2
1
22
2
2
1
2121
/1
/1
2
2
sehingga
2
2
22
)(
2
1
?...;
V
V
λ
λ
V
V
meV
h
meV
h
λ
λ
meV
h
λ
p
h
λmeVp
m
p
m
mv
mveVEk
mmmeee
=∴==∴
=↑∴=↔=↑====
=↑====
λ
λ
27. UM UGM 1998 Rayon C
Dua pertikel dengan muatan sama besar dan sama tanda, tetapi dengan massa
berbeda ( 4/21 mm = ) dilepas tanda kecepatan awal dari titik A. Keduanya
dipercepat menuju titik B oleh suatu beda tegangan listrik yang dipasang antara A
dan B sebesar V volt. Perbandingan panjang gelombang di Broglie kedua partikel
yaitu
2
1
λ
λ
adalah …
A. ¼ B. ½ C. 1 D. 3 E. 4
Jawab : B
1E
2E
1λ 2λ
1T
2T
λ
47

2
1
2
2
2
1
2
1
2
1
2
2
1
21
2
12
1
4/
2
2
22
2
1.?...
4
====↑===
=↑∴=↔=↑===↑=
m
m
m
m
eVm
h
eVm
h
λ
λ
meV
h
m
eV
m
h
mv
h
λ
m
eV
vmveVEkEpVVV
m
m
λ
λ
Sebuah electron melaju dalam tabung pesawat TV yang bertegangan 500volt.
Besarnya momentum electron tersebut saat membentur kaca TV adalah …Ns
A. 23
102,1 −
x B. 23
105,1 −
x C. 23
108,1 −
x D. 23
100,2 −
x E. 23
104,2 −
x
Jawab : A
Ns1,2x10)500)(106,1)(101,9(2
2
22
)(
?...:500:101,9:106,1
23-1931
22
2
2
1
3119
==
=↑=↔===
====
−−
−−
xxp
meVpeVEk
m
p
m
mv
mvEk
pvoltVkgxmCxe
Pada 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. 33
1064,2 −
x C. 20
106,6 −
x E.
19
103,3 −
x
B. 30
103,3 −
x D. 19
1064,2 −
x Jawab : C
JshPPEk
HzfHzf
34
1414
0
10.6,6?...:joule
10.5:10.4
−
===
==
JffhEkP 20141434
0 10.6,6)10.410.5(10.6,6)( −−
=−=−==
Frekuensi ambang natrium adalah Hzx 14
104,4 . Besarnya potensial penghenti
dalam volt bagi natrium saat disinari dengan cahaya yang frekuensinya
14
100,6 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
141434
0
0
191414
0
==
−
=
−
=↑=−=
====
−
−
−
xV
x
xxx
e
ffh
VeVffhEk
VJxeVHzxfHzxf
4 5
)Hz10( 14
f
P
)J(Ek
48

Panjang gelombang terpendek sinar X yang dihasilkan tabung sinar X melalui
benda tegangan 50 kV antara target dan katoda adalah … mx 11
10−
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
mx
x
xx
eV
hchc
EeVEp
kVV
−
−
−
===↑=↔=
==
λ
λ
λ
Grafik dibawah ini merupakan data efek fotolistrik, maka :
1. Grafik disamping merupakan data efek fotolistrik,
maka :energi fotoelektron yang terpancar besarnya 0-
4,4eV
2. energi minimal untuk melepaskan electron 1,6eV
3. panjang gelombang cahaya maksimum yang
digunakan sekitar mx 7
108 −
4. jika intensitas cahaya diperbesar, bentuk grafik tidak berubah.
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 fungsi
kerja 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
≈
===
λ
λ
4. grafik akan berubah pada variable apabila frekuensi cahaya diperbesar atau
tidak tergantung pada intensitas cahaya (pernyatan 4 benar)
33. UMPTN 2000 Rayon B/C kode 25/22
Katoda pada tabung fotolistrik mempunyai frekuensi f0. Bila katoda disinari
dengan cahaya dengan frekuensi f, maka electron yang keluar katoda
berkecepatan maksimum fmaks dan beda potensial penghenti yang diperlukan
menjadi nol adalah V0. Jarak anoda – katoda d. Massa electron m. Hubungan
antara besaran-besaran di atas adalah ….
1.
2
2
1
0 mvV =
6,1−
0.4 )(eVEkmaks
fHz
6,1
0.4 )(maks eVEk
fHz
49

2. besarnya pertambahan electron dv 2/maks
2
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
maks2
1
0maks
d
v
a
s
v
avas
vasvv
e
mv
VmveVEkEp
=↑∴=∴=
=−=
=∴=↑=
benar)4n(pernyataa:/4.
salah)3n(pernyataa:
WW.3
00
0
000
000maks0maks
dVEEdV
f
h
eV
h
hfeV
f
hfeVhfEkEEEk
=↔=
+=
+
=∴
+=↑+=↑−=
Elektron di dalam ruang tabung sinar X diberi 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 …nm
A. 0,0124 B. 0,124 C. 1,24 D. 12,4 E. 124
Jawab : B
0
10
19
834
124,01024,1
)10000)(106,1(
)103)(106,6(
?...:10
Amx
x
xx
eV
hchc
EeVEp
kVV
====↑=↔=
==
−
−
−
λ
λ
λ
35. UMPTN 2001 Rayon A/B/C kode 251/150/352
Suatu 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 gelombang
diatas 500nm. Dengan menggunakan panjang gelombang tertentu λ, ternyata
dibutuhkan tegangan 3,1 volt untuk menghentikan arus fotolistrik yang terpancar
dari lempeng. Panjang gelombang λ tersebut adalah …nm
A. 223 B. 273 C. 332 D. 384 E. 442
Jawab : A
nm
hceV
hchc
eV
hc
hfeVhf
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
==
+
=
+
=↑+=↑+=
======
−
−−−
−−
−−
λ
λ
λ
λ
λλ
λλ
50

Hal di bawah ini yang merupakan sifat-sifat foton cahaya …
1. energi foton tidak tergantung pada intensitas berkas cahayanya
2. momentum foton memenuhi kaitan λ/hp = dengan h tetapan planck dan λ
panjang gelombang cahaya
3. foton tidak dibelokan oleh medan magnetic maupun medan listrik
4. energi foton yang dibawa oleh tiap foton sebesar λ/hcE =
Jawab : 1, 2,3 dan 4 benar (A)
1. energi foton berbanding lurus dengan frekuensi foton, sedangkan intensitas
sebanding dengan jumlah foton
A
nhf
A
nP
IhfE foton
fotonfotonfoton sedangkan === :(pernyataan 1 benar)
2. panjang gelombang foton berbanding terbalik dengan momentum foton
λ
λ
h
p
p
h
=↔= , (pernyataan 2 benar)
3. foton adalah gelombang elektromagnetik, maka foton tidak dapat dibelokkan
oleh medan listrik maupun medan magnet. (pernyataan 3 benar)
4. energi foton berbanding dengan frekuensi foton atau berbanding terbalik
dengan panjang gelombang foton :
λ
hc
hfE == , (pernyataan 4 benar)
37. SPMB 2002 Regional I kode 121
Suatu partikel pion(meson 0
π ) dalam keadaan tertentu dapat musnah
menghasilkan dua foton dengan panjang gelombang λ. Bila partikel pion adalah
m, h adalah tetapan Plankc dan c adalah kelajuan cahaya dalam vakum, maka λ
dapat dinyatakan dalam m, c, dan h dalam bentuk …
A.
mc
h
2
B. 2
mc
h
C.
mc
h2
D.
mch2
1
E.
mc
h
Jawab : C
c
c
m
2h
)
hc
2(mfotonEnergi2pionEnergi
vakumdalamcahayakelajuanc:Plancktetapanh:fotonmassam
...?:foton2mexon
2
0
=↑∴=↑=
===
=
λ
λ
λπ 
38. SPMB 2002 Regional II kode 321
Pada mikroskop electron, electron bergerak dengan kecepatan m/s107
, Jika
massa electron gx k101,9 31−
dan tetapan planck Js106,6 34−
x , maka panjang
gelombang de Broglie gerak electron tersebut …nm
A. 0,07 B. 0,73 C. 1,43 D. 7,33 E. 14,30
Jawab : 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
λ
λ
51

39. SPMB 2003 Regional I kode 721
Sebuah electron yang dipercepat melalui beda potensial 100 volt mempunyai
laju, massa electron dan tetapan planck berturut-turut adalah m/s1093,5 6
xv = ,
sxhxm J10626,6kg;1011,9 3431 −−
== . Maka panjang gelombang de-Broglie-
nya adalah …m
A. 10
1023,1 −
x B. 4
1023,1 −
x C. 8
1023,1 −
x D. 7
1023,1 −
x
E. 6
1023,1 −
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
≈===
====
−
−
−−
λ
λ
40. UM UGM 2003 kode 322
Efek Compton menunjukkan bahwa
1. electron dapat menerobos inti atom
2. tenaga foton seluruhnya diberikan ke partikel
3. foton musnah setelah membentur materi
4. sinar X dapat berinteraksi dengan electron
Jawab : 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 322
Dua partikel A dan B dengan massa berbeda ( BA mm 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. 0,1
Jawab : C
nmnmvmvmnm
vmvm
vmvmmv
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
=∴=↑=
=↑≈↔≈=
==↑=↑=
====
λλλ
λλλλλ
λλ

42. UM UGM 2004 kode 312 (19)
Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatik 100watt
adalah mx 7
105,5 −
. Cacah foton (partikel cahaya) persekon yang
dipancarkannya sekitar …/s
52

A. 22
108,2 x B. 22
100,2 x C. 30
106,2 x D. 20
108,2 x E. 20
100,2 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
λ
λ
λ
43. SPMB 2004 kode 650 (15)
Apabila cahaya ultraungu menyinari potassium, electron akan terpancar dari
permukaan logam tersebut. Dalam peristiwa ini
1. semua electron yang terpancar mempunyai energi sama dengan energi
partikel cahaya
2. energi partikel cahaya sebanding dengan frekuensi cahaya
3. peristiwa ini berlaku untuk semua warna cahaya
4. energi kinetic maksimum electron yang terpancar lebih kecil dari energi
partikel cahya
Jawab : 2 dan 4 benar [C]
Syaratnya terjadinya efekfotolistrik adalah :
salah)3n(pernyataamaka1,pernyataanlihat3.
salah)1n(pernyataa,1. 000
fEhfE
WhfWEWEkE
≈↔=
>↑>↔+=
benar)4n(pernyataa4. 00 EEkEEkWEEkWEkE maks <↑<∴−=↔+=
44. SPMB 2004 kode 751 (8)
Permukaan bumi menerima radiasi matahari rata-rata 1,2 2
/ mkW saat terik. Jika
panjang gelombang rata-rata radiasi ini 6620
0
A , maka banyaknya foton perdetik
dalam berkas sinar matahari seluas 2
1cm secara tegak lurus adalah …
A. 17
105x B. 17
104x C. 17
103x D. 17
102x E.
17
101x
Jawab : B
17
834
473
2
0
2
10.4
)10.3)(10.6,6(
1).10)(10.62,6)(10.2,1(...
?...:1:6620:/2,1
===↔∴==
====
−
−−
hc
tAI
n
At
nhc
A
P
I
ncmAAmkwI
λ
λ
λ
45. SPMB 2004 kode 751
Panjang gelombang terpendek yang dihasilkan tabung X yang beroperasi pada
tegangan voltx 6
102 sekitar …angstrom
A. 0,001 B. 0,003 C. 0,006 D. 0,008 E. 0,01
Jawab : C
53

000
3
0
3
13
619
834
619834
006,000618,01018,61018,6
1018,6
)102)(106,1(
)103)(106,6(
)()(
?...:102:106,1:/103:106,6
AAAxAx
mx
xx
xx
eV
hchc
eVfotonEeEp
voltxVCxesmxcJsxh
≈===
===↑=↑=
=====
−−
−
−
−
−−
λ
λ
λ
λ
46. Ganesa Operation
Sebuah logam tepat akan melepaskan electron (fotoelektron) apabila dikenai
sinar dengan panjang gelombang λ. Bila sinar yang digunakan mengenai logam
tersebut mempunyai panjang gelombang 2/λ , maka energi kinetic maksimum
fotoelektron adalah E. Tentukan energi kinetic maksimum fotoelektron bila sinar
yang digunakan mempunyai panjang gelombang 3/λ adalah …E
A. 1/3 B. 2/3 C. 4/3 D. 2 E. 3
Jawab : D
EEE-W
hc
-W
hc
-W
hc
EkEk
EWWW-W
hc
-W
hc
-W
hc
Ek
hc
WEEkE-WEk
23
3
3/'
?...
3
'3.
2
2
2/'2
'2.
01.
=−====↑=↑=
==−====↑=
==↑=↑=
λλλ
λ
λ
λλλ
λ
λ
λ
Kurva manakah berikut ini yang menunjukkan hubungan antara energi E dengan
panjang gelombang λ dari sebuah foton pada radiasi gelombang
elektromagnetik ?
Jawab : E
energi foton berbanding lurus dengan
frekuensi foton dan berbanding
E.A
λ
E.C
λ
.E
λ
E.B
λ
E.D
λ
54

terbalik dengan panjang gelombang
foton, maka :
x
ky
x
yEkEhcE
hc
EhfE
11
;
11
=↑∴==↔=↑=↑=↑= λ
λλλ
Bila dari keadaan diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial 1V
dan electron lain dengan beda potensial 2V , maka panjang gelombang de
Broglie electron kedua sama dengan setengah kali panjang gelombang de Broglie
pertama. Berapa besar 2V ?
A. 14V B. 12V C. 1
2
1
V D. 1
4
1
V
E. 1
8
1
V
Jawab : A
1
2
12
1
1
1
2
2
1
12
1
2
2
2
1
21
2
1
12
1
2
4
?...
V
λ
V
λ
λ
VV
V
V
λ
λ
mmm
V
V
=





=





=↑=





===↑=
λ
λλ
Percobaan yang dilakukan oleh Compton membuktikan bahwa :
1. gelombang elektromangetik mempunyai momentum
2. energi gelombang elektromagnetik terkuantisasi
3. efek yang terjadi pada percobaan memenuhi hukum kekekalan momentum
4. panjang gelombang sinar yang dihamburkan menjadi lebih kecil
Jawab : 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(' 2
0
θλλ −=−
cm
h
, bukti bahwa panjang gelombang terhambur lebih
besar dari panjang gelombang semula (pernyataan 4 salah)
Pada efek Compton, foton yang menumbuk electron mengalami perubahan
panjang gelombang sebesar 2
02 cm
h
, dengan h = tetapan Planck, 0m = massa
55

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
0
2
1
2
1
2
1
2
0
2
0
2
0
2
0
2
0
601coscos1)cos1(
2
)cos1()cos1('?...:
2
=∴=−=↑−=↑−=
−=∆↑−=−↑==∆
θθθθ
θλθλλθλ
cm
h
cm
h
cm
h
cm
h
cm
h
Dalam tabung sinar X berkas electron dipercepat oleh beda potensial voltx 4
105
dihentikan seketika oleh anoda sehingga semua energi electron berubah menjadi
gelombang elektromangetik dengan panjang gelombang yang berada didaerah
sinar X. Jika konstanta Planck Jsxh 34
106,6 −
= , smxc /103 8
= dan muatan
electron Cx 19
106,1 −
, maka panjang gelombang sinar yang terjadi adalah …nm
A. 0,15 B. 0,15 C. 0,1 D. 0,05 E. 0,025
Jawab : E
?...:105:106,1:/103:106,6 419834
===== −−
λvoltxVCxesmxcJsxh
nmmx
mx
xx
xx
eV
hchc
eVfotonEeEp
025,01002475,0
10475,2
)105)(106,1(
)103)(106,6(
)()(
9
11
419
834
==
===↑=↑=
−
−
−
−
λ
λ
λ
Fungsi kerja almunium 2,3 eV. Cahaya dengan panjang gelombang 660 nm akan
mengeluarkan fotoelektron dengan energi kinetic …eV
( )106,11;106,6 1934
JxeVJsxh −−
==
A. 0,5 B. 0,6 C. 1,8 D. 2,9
E. 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
−=−=−=−=
=====
−−
−
−
−−
xx
xx
W
x
hc
eVEk
eVEkJxeVJsxhnmeVW
λ
λ
Energi kinetic (-0,425eV) tidak memenuhi efek fotolistrik
53. Seseorang mendeteksi 5 foton pada panjang gelombang 5500
0
A dalam waktu
90millidetik, daya yang diterima mata adalah …watt. Jsxh 34
106,6 −
= , dan
smxc /103 8
=
A. 22
102 −
x B. 20
102 −
x C. 19
102 −
x D. 17
102 −
x E.
15
102 −
x
Jawab : D
56

watt102
)109)(105,5(
)103)(106,6)(5(
90?...:5:5500:m/s103:Js106,6
17
27
834
0
834
−
−−
−
−
====
======
x
xx
xx
t
nhc
t
nE
P
millisekontPnAxcxh
λ
λ
54. Jumlah electron yang terlepas dari permukaan bahan pada peristiwa fotolistrik
dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan …
A. frekuensi logam D. beda potensial antara anoda dan katoda
B. tebal bahan E.
C. intensitas bahan Jawab : C
Jumlah 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 momentum
2. panjang gelombang foton yang dihamburkan menjadi lebih besar
3. foton bersifat sebagai partikel
4. energi foton terkuantisasi
Jawab : 1,2 dan 3 benar (A)
benar(3)pernyataanbenar,(1)pernyataan3.
benar)2(,')cos1('2.1.
0
λλ
cm
h
λλ
λ
h
p
p
h
λ
mv
h
λ >↑−=−↑=↑=↔= θ
Meskipun energi foton terkuantisasi, tetapi bukan merupakan pembuktian dari
Compton (pernyataan 4 salah)
56. Suatu logam kalium disinari cahaya ultraviolet dengan panjang gelombang 2500
0
A . Jika fungsi kerja kalium 2,21eV, konstanta planck Jsx 34
106,6 −
, 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
57

eVeVeVeV
x
eVxx
Ek
eVW
x
hc
Ek
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
19
198
34
0
=−=−=






−=




===
===
−−
−
−
−
−
λ
λ
57. Panjang gelombang de Broglie neutron yang dalam kesetimbangan termal dalam
materi bertemperatur 300 K sekitar …angstrom( kgxmn
27
1067,1 −
= )
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
===
=↑=↑=
====
−
−−
−
−−
mx
xx
x
mKT
h
mv
h
m
KT
v
xkKTkgxmn
λ
λλ
λ
58. Sebuah elektron dan sebuah proton memiliki panjang gelombang yang sama,
maka …
a. momentum electron lebih kecil daripada momentum foton
b. momentum electron sama dengan momentum foton
c. momentum electron lebih besar daripada momentum foton
d. energi electron lebih kecil dari energi foton
e. energi electron lebih besar dari energi foton
Jawab : B( tetap/ ==↔= hpph λλ )
58

teori kuantum

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to teori kuantum

Similar to teori kuantum (20)

More from SMA Negeri 9 KERINCI

More from SMA Negeri 9 KERINCI (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

teori kuantum