A Latar Belakang Masalah. Seiring perkembangan teknologi masa kini dengan adanya radioaktif membawa perkembangan di dalam berbagai aspek kehidupan. Perlu kita ketahui bawasannya dengan berkembangnya teknologi membawa perubahan yang sangat signifikan akan tetapi semua itu selain memberikan pengaruh yang positif juga menimbulkan lajuneutron diperlambat dengan limbah radioaktif yang sedikit. Dan apabila menggunakan medium yang bersifat mesin reaksi fusi dimatikan, mesin ini akan moderator. Sebuah reaktor fisi berantai benar-benar mati dalam sekejap tanpa adalah suatu reaktor air bertekanan. Energi bahaya dan meleleh. yang dihasilkan dari reaksi fisi ini digunakan FUN Pilihanganda soal dan jawaban relativitas khusus 20 butir. 10 uraian soal dan jawaban relativitas khusus. 1. Periode suatu pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Jika pendulum tersebut diamati oleh seseorang yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,95c (c = kecepatan cahaya). Maka, periode pendulum tersebut dalam detik menjadi Aruspada kumparan kawat berubah berubah dengan waktu menurut I(t)= 4+2t² dengan I dalam ampere dan t dalam detik hitung muatan yang melalui penampang kawat antara t-5 detik dan t = 89 detik ? Vira menggunakan sebuah kamera pinhole untuk mengambil gambar suatu objek. Jarak Vira dan objek tersebut 4 meter dan tinggi objek tersebut 1,5 meter Padamasa Robet Boyle, yakni pada abad ke 17, para ahli fisika mengembangkan sebuah teori baru tentang struktur materi, yakni teori molekul.Menurut pendapat ini partikel terkecil zat disebut molekul dan molekul-molekul zat yang sama akan sama semua sifatnya. Teori ini dapat menerangkan antara lain peristiwa diferensiasi zat, perubahan wujud gas dan A Pengertian Gerak Harmonik sederhana. Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Tidaksemua fotoelektron mempunyai energi yang sama sekalipun frekuensi cahaya yang digunakan sama. Tidak semua energi foton (hv) bisa diberikan pada sebuah elektron. Suatu elektron mungkin akan hilang dari energi awalnya dalam interaksinya dengan elektron lainnya di dalam logam sebelum ia lenyap dari permukaan. G9jE0. Rangkuman Materi Fisika Modern Kelas XII/12Relativitas KhususRelativitas NewtonRelativitas EinsteinPostulat EinsteinDilatasi WaktuKontraksi PanjangMassa dan Energi RelativitasFisika AtomTeori Atom DemokritusTeori Atom DaltonTeori Atom ThomsonTeori Atom RutherfordTeori Atom BohrFisika Inti dan RadioaktivitasInti AtomDefek MassaEnergi Ikat Inti AtomRadioaktivitas IntiReaksi Inti Atom BuatanEnergi Reaksi Inti AtomJenis Ikatan Inti AtomContoh Soal Fisika Modern Pembahasan & Jawabanya Kelas XII/12Rangkuman Materi Fisika Modern Kelas XII/12Relativitas KhususTeori relativitas menyelidiki bagaimana pengukuran suatu besaran fisika bergantung pada pengamat seperti halnya dengan peristiwa yang NewtonTeori relativitas Newton digunakan untuk benda-benda yang memiliki kecepatan lebih rendah daripada kecepatan EinsteinTeori relativitas Einstein berlaku umum, berbeda dengan teori relativitas Newton yang hanya berlaku untuk benda-benda yang bergerak dengan kecepatan jauh lebih kecil daripada kecepatan cahaya. Einstein memperkenalkan teori relativitas khusus dengan merevisi teori relativitas Newton. Persamaan relativitas kecepatan menurut Einstein adalahPostulat EinsteinEinstein mengemukakan dua postulat dalam teori relativitas khusus, yaituPostulat Pertama Hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama pada setiap kerangka acuan inersia. Postulat ini dikemukakan karena tidak adanya kerangka acuan yang berlaku umum sebagai acuan mutlak dan merupakan perluasan dari teori relativitas Kedua Kecepatan cahaya di ruang hampa ke segala arah adalah selalu sama untuk semua pengamatan dan tidak bergantung pada kecepatan sumber cahaya atau pengamat. c =3 x 108 m/s Postulat ini memiliki implikasi yang sangat luas terhadap kecepatan, panjang, waktu, dan massa benda semuanya bersifat relatif dan tidak berlaku pada relativitas WaktuKeteranganΔt = selang waktu menurut pengamat yang bergerak terhadap kejadianΔto = selang waktu menurut pengamat yang diam terhadap kejadian sKontraksi Panjangket L = panjang benda saat bergerak relatif terhadap kerangka diam L0 = panjang benda yang diam pada suatu kerangka acuan v = kecepatan benda relatif terhadap kerangka diamMassa dan Energi RelativitasMassa Relativitas keterangan m0 = massa diam v = kecepatan relatif terhadap pengamatEnergi Relativitas E = Energi Kinetik Ek = E – E0Fisika AtomTeori Atom DemokritusMenurut teori atom Demokritus, atom berasal dari kata atomos bahasa Yunani yaitu tidak dapat dibagi-bagi Atom DaltonSeorang ahli kimia bernama John Dalton mendukung pemikiran Demokritus dengan melakukan eksperimen kimia dan menemukan beberapa ciri-ciri atom, yaituAtom tersusun dari partikel-partikel yang sangat kecil yang tidak dapat dibagi dari unsur-unsur yang atom-atomnya sama dan tidak dapat berubah menjadi atom unsurMolekul adalah bagian dari senyawa yang terkecil. Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsur yang berlainan dapat membentuk suatu dipisahkan oleh reaksi kimia, kemudian bergabung lagi dengan susunan yang berbeda dari semula dengan massa keseluruhan dari teori atom Dalton adanya tidak menjelaskan tentang adanya muatan listrik dalam Atom ThomsonPada tahun 1856-1940 JJ. Thomson mengubah pandangan tentang atom, yaitu ditemukannya muatan negatif pada atom yang disebut dengan elektron. Berdasarkan penemuannya Thomson menemukan ciri-ciri atom antara lainAtom berbentuk bola pejal dan memiliki muatan positif dan muatan negatif yang tersebar merata di seluruh bagian merupakan partikel yang dapat pembentuk atom tersebar merata, sehingga atom bersifat bersifat netral karena jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatiMassa elektron jauh lebih kecil dari massa teori atom Thomson adalahMassa atom tersebar ditemukannya besar massa muatan elekTeori Atom RutherfordPada 1871-1937 Ernest Rutherford berhasil memecahkan kelemahan teori atom Thompson dengan eksperimen menggunakan berkas partikel alfa yang ditambahkan ke lempeng tipis emas. Dari penelitiannya, terlihat sebagian besar partikel alfa dapat dengan mudah menembus lempeng, tetapi ada sebagian partikel alfa yang di hamburkan kembali. Partikel alfa yang dihamburkan kembali oleh inti atom merupakan muatan positif sejenis dengan muatan yang di tembakkan oleh partikel Rutherford ada beberapa yang dikemukakan, antara lainInti atom bermuatan positif mengandung hampir seluruh massa atom selalu dikelilingi oleh elektron bermuatan muatan inti = jumlah muatan elektron yang mengelilingi inti, gaya sentripetal elektron dibentuk oleh gaya tarik elektrostatis gaya coulomb inti atom dan dari atom Rutherford adalahTidak dapat menjelaskan kestabilan inti atomTidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hiElektron yang mengelilingi inti akan terus memancarkan energi berupa gelombang elekromagnet sehingga lintasannya berbentuk spiral dan suatu saat akan jatuh ke dalam Atom BohrPada tahun 1885-1962 Niels Bohr menyempurnakan kelemahan teori atom Rutherford. Postulat-postulat yang diajukan Bohr adalah sebagai berikutElektron mengelilingi inti atom hanya dalam lintasan lingkaran memiliki energi tertentu pada setiap orbit. Orbit ini disebut orbit stasioner. Orbit ini bergerak tanpa meradiasikan radiasi yang di pancarkan atom berupa foron tunggal berenergi. Energi radiasi terjadi hanya ketika elektron berpindah dari orbit stasioner satu ke orbit stasioner lainnya yang lebih rendah. E = hf = Et – Er Keterangan Et = energi orbit yang lebih tinggi Er = energi orbit yang lebih rendah. Energi dasar pada atom hidrogen E1 bernilai -13,6 eV, sedangkan untuk atom berelektron n dapat dinyatakan dalam persamaan berikutMomentum sudut yang memenuhi keadaan kuantum Keterangan L = momentum sudut Nsm = massa elektron = 9,1 x 10-31 kgrn = jari-jari orbit ke-nh = konstanta planck = 6,63 x 10-34 Jsn = bilangan kuantum 1, 2, 3, …DenganBilangan kuantum berkaitan dengan kulit atom K, L, M, N, …Jari-jari atom hidrogen menurut Bohr bernilai r1 = 0,53 ASehingga, jari-jari atom berelektron n dapat dirumuskan sebagai berikutrn = n2 r1Keterangan rn = Jari-jari atom berelektron n n = bilangan kuantum/kulit atomKelemahan dari teori atom Bohr adalah lintasan elektron tidak sesederhana seperti yang dinyatakan Bohr. Selain itu, teori atom Bohr tidak dapat menjelaskan kejadian dalam ikatan kimia, pengaruh medan magnet terhadap atom Efek Zeernam, dan tidak bisa menjelaskan spektrum atom berelektron atom hidrogen sebagai berikutDeret Balmer nr = 1 dan nt = 2, 3, 4, … dstDeret Lyman nr = 2 dan nt = 3, 4, 5, … dstDeret Paschen nr = 3 dan nt = 4, 5, 6, … dstDeret Brachet nr = 4 dan nt = 5, 6, 7, … dstDeret Pfund nr = 5 dan nt = 6, 7, 8, … dstKeterangan λ = panjang gelombang m R = konstanta Rydberg = 1,0074 x 107 m-1Fisika Inti dan RadioaktivitasInti AtomBerdasarkan sistem periodik unsur, atom dapat dituliskan sebagai berikutKeterangan A = nomor massa atom yang menunjukan jumlah proton dan neutron pada inti Z = nomor atom yang menunjukkan jumlah proton X = nama unsur atomSehingga secara matematis jumlah neutron dapat dituliskan sebagai berikut N = A- ZKeterangan N = jumlah neutron A = jumlah proton dan neutron Z = jumlah protonBeberapa contoh lambang unsur dan partikel, lihat tabel di bawah iniDefek MassaSelisih antara massa nukleon dan massa inti disebut defek massa. Inti atom tersusun oleh proton dan neutron, sedangkan jumlah massa proton dan massa neutron massa nukleon selalu memiliki massa inti lebih kecil daripada massa matematis dapat dinyatakan sebagai berikutΔm = Zmp + N mn – mintiKeterangan Δm = defek massa mp = massa proton mn = massa neutron minti = massa inti atomDenganDefek inti atom dapat disetarakan dengan satuan energi dalam eV elektron volt yakni 1 sma = 931 MeV mega elektron volt.Beberapa partikel dan massanya dalam sma maupun kg, perhatikan tabel di bawah iniEnergi Ikat Inti AtomEnergi ikat inti adalah massa defek yang berubah menjadi energi yang mengikat inti. Jika m dalam kg, makaEikat = Δmc2 JouleSedangkan m dalam sma adalahEikat = Δm 931 MeVKeterangan Eikat = energi ikat inti atom c = 3 x 108 m/sEnergi ikat rata-rata tiap nukleon/inti atom dapat dirumuskan dalam persamaan berikutKeterangan Enukleon = energi ikat rata-rata tiap nukleon/inti atom A = jumlah nukleon proton dan elektronRadioaktivitas IntiPemancaran Partikel RadioaktifRadioaktivitas adalah peristiwa pemancaran sinar radioaktif secara spontan. Pemancaran partikel-partikel tersebut diakibatkan karena ketidakstabilan inti atom. Beberapa contoh pemancaran partikel-partikel radioaktif adalah sebagai berikutPemancaran partikel αPemancaran partikel βPemancaran partikel γ Keterangan X = Inti atom awal Y = Inti atom hasil E = Energi yang dihasilkanPeluruhan Inti AtomPeluruhan inti atom terjadi apabila inti atom memancarkan radioaktif secara terus-menerus yang berakibat jumlah inti atom berkurang/mengalami peluruhan. Jumlah inti yang mengalami peluruhan radioaktif secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikutKeterangan Nt = jumlah inti pada keadaan akhir NO = jumlah inti pada keadaan mula-mula t = waktu peluruhan T = waktu parohKonstanta peluruhan λ dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikutReaksi Inti Atom BuatanReaksi inti atom, selain dapat melalui pemancaran radioaktif, dapat terjadi juga secara buatan. Adapun reaksi yang dilakukan secara buatan antara lainReaksi FisiReaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti berat menjadi inti-inti yang lebih ringan. Contoh reaksi + 92235U → 56141Ba + 3692Kr + 3 01n + Q01n + 92235U → 54140Xe + 3894Sr + 2 01n + QReaksi FusiReaksi fusi adalah penggabungan inti-inti yang ringan menjadi inti yang lebih berat. Contoh reaksi energi matahari11H + 11H → 12H + 10e + 0,42 MeV12H + 11H → 23H + 00 + 5,49 MeV23He + 23He → 24He +2 11H + 12,86 MeVEnergi Reaksi Inti AtomPersamaan untuk energi yang dihasilkan oleh reaksi fusi maupun fisi adalah sebagai berikutE = makhir – mawal931 MeVKeterangan mawal = jumlah massa inti sebelum reaksi makhir = jumlah massa inti setelah reaksiJenis Ikatan Inti AtomJenis ikatan inti atom ada tiga, yaituIsotopisotop merupakan unsur yang mengandung nomor atom sama akan tetapi mempunyai massa 714N dan 715N, 614C dan 615CIsotonisoton merupakan unsur yang memiliki jumlah neutron 1531P dan 1632S, 2040Ca dan 1939KIsobarisobar merupakan unsur yang memiliki nomor massa sama, tetapi nomor atom 614C dan 714N, 1224Mg dan 1124NaContoh Soal Fisika Modern Pembahasan & Jawabanya Kelas XII/12Soal SBMPTN 2018Dalam peluruhan sebuah inti 238U92 hingga stabil menjadi sebuah inti 206Pb82 dihasilkan sejumlah partikel alfa dan beta elektron. Jumlah partikel alfa dan beta yang dihasilkan adalah….8 alfa dan 6 beta6 alfa dan 8 beta8 alfa dan 4 beta6 alfa dan 4 beta6 alfa dan 6 betaPEMBAHASAN Dari persamaan di atas 238 = 206 + 4x + 0 238 – 206 = 4x 32 = 4x x = 8 Nilai y = x = 8 92 = 82+ + m -1 92 = 82 + 16 – m m = 98 – 92 m = 6 nilai z = m = 6 Dengan demikian Jumlah partikel alfa dan beta yang dihasilkan adalah 8 alfa dan 6 beta Jawaban ASoal UMPTN 1990Menurut Einsten, sebuah benda dengan massa diam setara dengan dengan c adalah kecepatan rambat cahaya di dalam hampa. Apabila benda bergerak dengan kecepatan v maka energi total benda setara dengan …½ mov2m0 c² + v²½ m0 2c² + v² PEMBAHASAN Apabila m0 = m0 c2 .Maka, energi total benda setara dengan Jawaban DSoal UN 2002Pada pemetaan lahan kompleks persegi sama dengan 4,0 km dan lebar sama dengan 2,5 km, luas lahan bila di ukur dari udara dengan kecepatan pesawat pengukur 0,6 c searah panjang lahan adalah …8,0 km212,5 km215 km216,6 km217,5 km2PEMBAHASAN Diketahui I = 2,5 km v = 0,6 c searah panjang lahan Menggunakan rumusan kontraksi panjang pada luas lahan, sebagai berikut Jawaban ASoal UMPTN 2000Perbandingan dilatasi waktu untuk sistem yang begerak pada kecepatan 0,8 c dengan sistem yang bergerak dengan kecepatan 0,6 c adalah …3 44 39 29 1616 9PEMBAHASAN Diketahui v1 = 0,8 c v2 = 0,6 c Perbandingan dilatasi waktu pada soal di atas Jawaban ASoal UN 2002Sebuah partikel dan foton memiliki energi yang sama apabila …Massanya samaKecepatannya samaMomentumnya samaArah rambatnya samaMedium yang melalui samaPEMBAHASAN Partikel dan foton memiliki energi yang sama ketika momentumnya sama, sesuai rumusan E = hf = hC/A = pc Jawaban CSoal UM UGM 2005Sebuah partikel yang bergerak dengan kelajuan 0,3 C terhadap kerangka acuan laboratorium memancarkan sebuah elektron searah dengan kecepatan 0,3 C relatif terhadap partikel. Laju elektron tersebut menurut kerangka acuan laboratorium paling mendekati niainya dengan …0,32 c0,51 c0,66 c0,76 c0,90 cPEMBAHASAN Diketahui v1 = 0,3 c v2 = 0,3 c Maka laju elektron diperoleh Jawaban BSoal UN 2004Jarak dua kota di bumi adalah 800 km. Berapa jarak kedua kota tersebut bila di ukur dari sebuah pesawat antariksa yang terbang dengan kecepatan 0,6 c searah kedua kota?640 km650 km660 km670 km680 kmPEMBAHASAN Diketahui L0 = 800 km v = 0,6 c Dengan konsep rumusan kontraksi panjang, jarak kedua kota Jawaban DSoal UM UGM 2004Energi total benda bermassa m sama dengan lima kali energi rehatnya. Jika benda tersebut mempunyai momentum linear sebesar …2 √3 mc4 √2 mc6 mc2 √6 mc2 mcPEMBAHASAN Jawaban DSoal UN 2014Sebuah pesawat memiliki panjang 95 m saat di bumi. Ketika pesawat bergerak dengan kecepatan v, menurut pengamat di bumi panjang pesawat adalah 76 m. Besar kecepatan v adalah …0,25 c0,50 c0,60 c0,75 c0,80 cPEMBAHASAN Diketahui L1 = 76 m L0 = 95 m Menggunakan persamaan dilatasi panjang, besarnya kecepatan Jawaban CSoal UM UGM 2008Bila k adalah energi kinetik relativistik dari sebuah partikel dan v adalah kecepatannya maka massa diam partikel tersebut diberikan oleh …PEMBAHASAN Jawaban BSoal UN 2013Kelemahan teori atom Rutherford adalah …Elektron yang mengelilingi inti atom akan menyerap energiElektron menyebar merata di permukaan bola atomElektron berputar mengelilingi inti seperti tata suryaElektron mengelilingi inti memancarkan gelombang elektromagnetikAtom terdiri dari muatan positif dan muatan negatifPEMBAHASAN Tidak dapat menjelaskan kestabilan inti dapat menjelaskan spektrum garis atom yang mengelilingi inti akan terus memancarkan energi berupa gelombang elekromagnet sehingga lintasannya berbentuk spiral dan suatu saat akan jatuh ke dalam DSoal UMPTN 1991Dalam postulat Bohr tentang momentum sudut, tersirat sifat gelombang elektron. Panjang gelombang λ, elektron yang bergerak dalam suatu orbit berjari – jari r memenuhi … n adalah bilangan bulat r = nλ2r = n2λ2r = nλ2πr = nλr = λ/nPEMBAHASAN Berdasarkan postulat Bohr persamaan yang memenuhi adalah 2πr = nλ Jawaban ESoal UN 2013Pada model atom Bohr , energi elektron atom hidrogen pada keadaan dasar -13,6 eV. Jika elektron mengalami eksitasi dari kulit M ke kulit L maka besar perubahan energi elektron adalah …1,89 eV2,27 eV3,4 eV13,6 eV68 eVPEMBAHASAN Kulit atom dimulai dari K, L, M, N, … .Dari urutannya kulit L merupakan kulit ke – 2 sedangkan kulit M merupakan kulit ke – 3. Sehingga di peroleh besarnya energi elektron yang tereksitasi dari kulit M ke kulit L, yaitu Jawaban ASoal UM UGM 2005Dalam spektrum pancaran atom Hidrogen, rasio antara panjang gelombang untuk radiasi n = 2 ke n = 1 terhadap radiasi Balmer n = 3 ke n = 2 adalah …5/275/241/3327/5PEMBAHASAN Diketahui Panjang gelombang L, n = 2 ke n = 1 Panjang gelombang B, n = 3 ke n = 2 Jawaban ASoal UN 2008Bola bekel bermasa 200 gram dijatuhkan dari ketinggian 80 cm tanpa kecepatan awal. Setelah menumbuk lantai bola bekel memantul kembali dengan kecepatan 1 m/s. Besar impuls pada bola saat mengenai lantai adalah… NsPEMBAHASAN Perhatikan gambar pada pilihan jawaban pada soal, gambar yang sesuai adalah gambar B. Karena atom karbon memiliki nomor masa Z = 6 dengan konfigurasi 2, 4 sehingga memiliki 2 elektron pada kulit pertama dan 4 elektron pada kulit ke – 2. Jawaban BSoal SBMPTN 2014Sebuah granat yang diam tiba – tiba meledak dan pecah menjadi 2 bagian yang bergerak dalam arah berlawanan. Perbandingan massa kedua bagian itu adalah m1 m2 = 1 2. Bila energi yang dibebaskan adalah 3 x 105 joule maka perbandingan energi kinetik pecahan granat pertama dan kedua adalah ….4,34 x 10-1 Å4,34 x 100 Å4,34 x 101 Å4,34 x 102 Å4,34 x 103 ÅPEMBAHASAN Jawaban ESoal UN 2013Kelemahan teori atom Rutherford adalah …elekron yang mengililingi inti atom akan menyerap energielektron menyebar merata di permukaan bola atomelektron berputar mengelilingi inti seperti tata suryaelektron mengelilingi inti memancarkan gelombang terdiri dari muatan positif dan Kelemahan dari teori atom Rutherford adalah elektron yang mengelingi inti akan terus memancarkan energi berupa gelombang elektromagnet sehingga lintasannya berbentuk spiral dan suatu saat akan jatuh ke dalam inti. Jawaban DSoal UMB UI 2008Dalam eksperimen Rutherford, sejumlah partikel alfa yang mulanya ditembakkan ke lempeng tipis emas ternyata dapat diamati bahwa sebagian kecil diantaranya dihamburkan pada sudut besar. Hamburan ini terjadi karena …Partikel alfa menumbuk partikel berat bermuatan negatif yang tersebar pada seluruh lenpeng emasPartikel alfa ditolak oleh partikel berat bermuatan positif yang tersebar pada seluruh lempeng emasPartikel alfa menumbuk partikel berat bermuatan negatif yang berkonsentrasi pada daerah kecil lempeng emasPartikel alfa ditolak oleh partikel berat bermuatan positif berkonsentrasi pada daerah kecil lempeng emasPartikel alfa bertumbukan dengan partikel alfa yang lainPEMBAHASAN Hamburannya terjadi karena partikel alfa menumbuk partikel berat bermuatan negatif yang tersebar pada seluruh lempeng emas. Jawaban ASoal UN 2014Perbedaan model atom Rutherford dan Bohr adalah …PEMBAHASAN Adanya perbedaan yang mencolok antara teori atom menurut Rutherford dan Bohr. Perbedaan itu adalah terkait gerak elektron dalam mengelilingi inti atom. Teori atom Rutherford belum mengenal adanya perpindahan lintasan. Jawaban DSoal UM UGM 2008Momentum sudut orbital yang tidak mungkin dimiliki oleh elektron dalam suatu atom adalah …0√2 h√6 h√10 h2√14 hPEMBAHASAN Momentum sudut orbital yang tidak mungkin dimiliki elektron adalah 0. Karena momentum sudut orbital sebanding dengan jari-jarinya. Jawaban ASoal UN 2005Untuk bilangan kuantum utama n = 2, akan mempunyai bilangan kuantum orbital I yang bernilai …0 dan 11 dan 22 dan 33 dan 44 dan 5PEMBAHASAN Dari soal, untuk bilangan kuantum utama dengan n = 2 memiliki dua bilangan kuantum orbital yaitu 0 dan 1 Jawaban ASoal SPMB 2007Pada suatu unsur radioaktif, jumlah yang meluruh tinggal 25% dari jumlah semula dalam waktu 20 menit. Bila mula-mula ada 1 kg unsur radioaktif tersebut, setelah jam massa radioaktif yang belum meluruh tinggal …50 g62,5 g125 g250 g500 gPEMBAHASAN Tentukan waktu paroh T = 10 menit Apabila t = 30 menit dan = 1 kg =1000 gram Maka massa radioaktif yang belum meluruh adalah N = 125 gram Jawaban CSoal UN 2014Perhatikan reaksi inti fusi berikut ini 1H₂ + 1H³ → ₂H⁴ + ₀n¹ + E Jika massa ₁H² = 2,014 sma, massa 1H³ = 3,016 sma, massa partikel α = 4,0026 dan massa neutron = 1,0084 sma, maka energi yang dihasilkan adalah … 1 sma setara dengan 931 MeV 18,62 MeV17,69 MeV16,76 MeV15,73 MeV14,89 MeVPEMBAHASAN Diketahui massa ₁H² = 2,014 sma massa 1H³ = 3,016 sma massa 2H4 = 4,0026 sma massa 0n1 = 1,0084 sma Maka besar energi yang dihasilkan E = Δm. 931 MeV E = [m 1H2 + m 1H3 – m 2H4 + m 0n1]. 931 MeV E = [2,104 +3,016 – 4,0026 + 1,0084]. 931 MeV E = 0,019. 931 MeV = 17,689 MeV ≈ 17,69 Jawaban BSoal UM UGM 2008PEMBAHASAN Diketahui s = 60 m t0 = 10-7 detik Kecepatan dari partikel tersebut Jawaban DSoal UN 2008Massa unsur radioaktif P mula mula X gram dengan waktu paroh 2 hari. Setelah 8 hari unsur yang tersisa Y gram . perbandingan antara X Y = …16 18 14 11 81 16PEMBAHASAN Diketahui t = 8 hari T = 2 hari Untuk menghitung perbandingan X Y dengan menggunakan rumus waktu paroh sebagai berikut Jawaban ASoal UMPTN 1996Suatu proses fisi mengikuti persamaan Jika pada proses fisi ini dibebaskan energi 200 MeV, massa neutron = 1,009 sma, massa inti = 235,04 sma dan 1 sma = 931 MeV maka massa inti Ba + Kr adalah … dalam sma231,80232,80233,89234,03234,89PEMBAHASAN Massa inti Ba + Kr adalah Dengan persamaan Defek Massa m = makhir – mawal m = mn + mu – mBa+Kr + 3mn m = 1,009 + 235,04 – Dengan E = MeV 200 = 233,80 – x. 931 x = 232,80 sma Jawaban BSoal UN 2014Zat radiosotop C-14 dapat digunakan untuk …Mendeteksi fungsi kelenjar gondokMengetahui efektivitas kerja jantungMembunuh sel kankerMendeteksi pemalsuan keramikMenentukan usia fosilPEMBAHASAN Beberapa kegunaan radioisotop diantaranyaMendeteksi fungsi kelenjar gondok menggunakan radioisotop efektivitas kerja jantung menggunakan radioisotop sel kanker menggunakan radioisotop pemalsuan keramik menggunakan radioisotop usia fosil menggunakan radioisotop C-14Jadi, radioisotop C-14 memiliki kegunaan untuk menentukan usia fosil. Jawaban ESoal SBMPTN 2014Ketika suatu inti mengalami peluruhan radioaktif nomor massa inti yang baru adalah …selalu lebih besar dari nomor massa yang awalselalu lebih kecil dari nomor massa yang awalselalu sama dengan nomor massa yang awaltidak pernah lebih besar dari massa yang awaltidak pernah lebih kecil dari nomor massa yang awalPEMBAHASAN Inti atom baru akan selalu lebih kecil dari nomor massa yang awal, karena peluruhan akan terjadi pada inti atom berat dengan memancarkan radioaktif agar inti lebih stabil. Jawaban BSoal UN 2004Grafik di bawah menunjukkan hubungan jumlah zat N terhadap waktu t pada peluruhan suatu unsur radioaktif. Waktu yang diperlukan sehingga unsur tersebut tinggal 1 mol adalah …10 hari20 hari30 hari40 hari50 hariPEMBAHASAN Diketahui N0 = 16 mol N = 1 mol T = 10 hari Maka, waktu yang diperlukan sehingga unsur tersebut tinggal 1 mol adalah Jawaban DSoal UM UGM 2013Umur paroh dari radium adalah 1600 tahun. Bila dalam sebongkah batu mengandung 0,2 gr Radium maka jumlah Radium dalam batu tersebut tahun yang lalu adalah …31,2 gram41,2 gram51,2 gram61,2 gram71,2 gramPEMBAHASAN Diketahui N = 0,2 gram t = tahun T = tahun Maka jumlah Radium N0 pada tahun yang lalu adalah Jawaban CSoal UN 2009Pernyataan yang terkait dengan penerapan radioisotop dalam bidang hidrologi 1 mengukur tinggi permukaan cairan dalam wadah tertutup 2 mengukur endapan lumpur di pelabuhan 3 menentukan letak kebocoran bendungan 4 menentukan penyempitan pada pembuluh darah Pernyataan yang benar adalah …1, 2, 3, dan 42, 3, dan 4 saja1, 3, dan 4 saja1, dan 4 saja2 dan 3 sajaPEMBAHASAN Jawaban yang sesuai dengan pilihan adalah pernyataan nomor 2 dan 3 saja. Karena pernyataan nomor 4 bukan merupakan penerapan radioisotop dalam bidang hidrologi, melainkan dalam bidang kesehatan. Jawaban E Pengertian FotonFoton adalah kuanta cahaya, atau partikel dasar yang mentransmisikan gelombang elektromagnetik cahaya. Cahaya yang terlihat merupakan contoh foton yang sangat bagus. Beberapa nilai fisik, termasuk panjang gelombang dan frekuensi diukur dalam hertz, atau Hz, yang menandai foton dianggap sebagai pembawa radiasi elektromagnetik, seperti cahaya, gelombang radio, dan Sinar-X. Foton berbeda dengan partikel elementer lain seperti elektron dan quark, karena ia tidak bermassa dan dalam ruang vakum foton selalu bergerak dengan kecepatan cahaya, c. Foton memiliki baik sifat gelombang maupun partikel “dualisme gelombang-partikel“.Sebagai gelombang, satu foton tunggal tersebar di seluruh ruang dan menunjukkan fenomena gelombang seperti pembiasan oleh lensa dan interferensi destruktif ketika gelombang terpantulkan saling memusnahkan satu sama FotonSebagai partikel, foton hanya dapat berinteraksi dengan materi dengan memindahkan energi sejumlah,di mana adalah konstanta Planck, adalah laju cahaya, dan adalah panjang energi partikel foton juga membawa momentum dan memiliki polarisasi. Foton mematuhi hukum mekanika kuantum, yang berarti kerap kali besaran-besaran tersebut tidak dapat diukur dengan cermat. Biasanya besaran-besaran tersebut didefinisikan sebagai probabilitas mengukur polarisasi, posisi, atau momentum contoh, meskipun sebuah foton dapat mengeksitasi satu molekul tertentu, sering tidak mungkin meramalkan sebelumnya molekul yang mana yang akan foton sebagai pembawa radiasi elektromagnetik biasa digunakan oleh para fisikawan. Namun dalam fisika teoretis sebuah foton dapat dianggap sebagai mediator buat segala jenis interaksi elektromagnetik, seperti medan magnet dan gaya tolak-menolak antara muatan Menghitung Energi FotonAnda dapat menghitung energi foton, berdasarkan frekuensi atau panjang gelombang, dengan bantuan konstanta fisik mendasar tertentu. Catat nilai konstanta fisik yang diperlukan untuk perhitungan perhitungan energi. Dalam hal ini, mereka adalahKecepatan cahaya c = 299,792,458 m / sKonstanta planck h = 4,13566766225×10−15 atau 4,13566766225 E-15Perhatikan bahwa elektron volt eV adalah satuan yang biasa digunakan untuk mengekspresikan energi kecepatan cahaya dan konstanta Planck, dan bagi hasil kalinya dengan panjang gelombang untuk menghitung energi foton. Misalnya, foton cahaya tampak kuning memiliki panjang gelombang sekitar 580 nm atau 5,8E-7 m. Dengan demikian, energinya adalah m / s x eV s / m = bahwa awalan “nano” n menunjukkan 10 pangkat lain adalah dengan mengalikan frekuensi foton dan konstanta Planck untuk menghitung energi foton. Misalnya, frekuensi foton yang sesuai dengan sinar ultraviolet UV adalah Hz atau 780 Thz; energi foton adalah Hz x eV s = 3,23 bahwa awalan “tera” T berarti 10 pangkat 12 ayau energi dalam eV dengan faktor untuk menghitungnya dalam joule J, jika perlu. Misalnya, energi 3,23 eV akan dikonversi menjadi yang dipancarkan dalam berkas koheren laser. Sumber foto Wikimedia CommonsKonsep Modern FotonKonsep modern foton dikembangkan secara berangsur-angsur antara 1905-1917 oleh Albert Einstein untuk menjelaskan pengamatan eksperimental yang tidak memenuhi model klasik untuk cahaya. Model foton khususnya memperhitungkan ketergantungan energi cahaya terhadap frekuensi; dan menjelaskan kemampuan materi dan radiasi elektromagnetik untuk berada dalam kesetimbangan lain mencoba menjelaskan anomali pengamatan ini dengan model semiklasik, yang masih menggunakan persamaan Maxwell untuk mendeskripsikan cahaya. Namun dalam model ini objek material yang mengemisi dan menyerap cahaya dikuantisasi. Meskipun model-model semiklasik ini ikut menyumbang dalam pengembangan mekanika kuantum, percobaan-percobaan lebih lanjut membuktikan hipotesis Einstein bahwa cahaya itu sendirilah yang terkuantisasi. Kuantum cahaya adalah foton telah membawa kemajuan berarti dalam fisika teoretis dan eksperimental, seperti laser, kondensasi Bose-Einstein, teori medan kuantum dan interpretasi probabilistik dari mekanika kuantum. Menurut model standar fisika partikel, foton bertanggung jawab dalam memproduksi semua medan listrik dan medan magnet dan foton sendiri merupakan hasil persyaratan bahwa hukum-hukum fisika memiliki kesetangkupan pada tiap titik pada ruang-waktu. Sifat-sifat intrinsik foton seperti muatan listrik, massa dan spin ditentukan dari kesetangkupan gauge foton diterapkan dalam banyak area seperti fotokimia, mikroskopi resolusi tinggi dan pengukuran jarak molekuler. Baru-baru ini foton dipelajari sebagai unsur komputer kuantum dan untuk aplikasi canggih dalam komunikasi optik seperti kriptografi awalnya dinamakan sebagai kuantum cahaya das Lichtquant oleh Albert Einstein. Nama modern “photon” berasal dari kata Bahasa Yunani untuk cahaya φ, ditransliterasi sebagai phôs, dan ditelurkan oleh kimiawan fisik Gilbert N. Lewis, yang menerbitkan teori spekulatif yang menyebutkan foton sebagai “tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan”. Meskipun teori Lewis ini tidak dapat diterima karena bertentangan dengan hasil banyak percobaan, nama barunya ini, photon, segera diadopsi oleh kebanyakan fisikawan. Isaac Asimov menyebut Arthur Compton sebagai orang yang pertama kali mendefinisikan kuantum cahaya sebagai foton pada tahun fisika, foton biasanya dilambangkan oleh simbol γ abjad Yunani gamma. Simbol ini kemungkinan berasal dari sinar gamma, yang ditemukan dan dinamakan oleh Villard, dan dibuktikan sebagai salah satu bentuk radiasi elektromagnetik pada 1914 oleh Ernest Rutherford dan Edward kimia dan rekayasa optik, foton biasanya dilambangkan oleh , energi foton, adalah konstanta Planck dan abjad Yunani adalah frekuensi foton. Agak jarang ditemukan adalah foton disimbolkan sebagai hf, fdi sini melambangkan Fisik FotonFoton tidak bermassa, tidak memiliki muatan listrik, dan tidak meluruh secara spontan di ruang hampa. Sebuah foton memiliki dua keadaan polarisasi yang dimungkinkan, dan dapat dideskripsikan dengn tiga parameter kontinu komponen-komponen vektor gelombang, yang menentukan panjang gelombangnya dan arah perambatannya. Foton adalah boson gauge untuk elektromagnetisme, dan sebab itu semua bilangan kuantum lainnya seperti bilangan lepton, bilangan baryon atau strangeness bernilai persis diemisikan dalam banyak proses alamiah, contohnya ketika muatan dipercepat, saat transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang lebih rendah, atau ketika sebuah partikel dan antipartikel bertumbukan dan saling memusnahkan. Foton diserap dalam proses dengan waktu mundur time-reversed yang berkaitan dengan yang sudah disebut di atas contohnya dalam produksi pasangan partikel-antipartikel, atau dalam transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang lebih ruang hampa foton bergerak dengan laju laju cahaya. Energinya dan momentum dihubungkan dalam persamaan , di mana merupakan nilai momentum. Sebagai perbandingan, persamaan terkait untuk partikel dengan massa adalah , sesuai dengan teori relativitas Soal dan Jawaban FotonSoal Fisika Teori Kuantum Planck SMA XII. Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kuantum Planck, Materi Fisika kelas 3 XII SMA, dengan kata kunci daya, intensitas, kuanta energi dan jumlah foton. Selihakan dipelajari dan selamat MinimalEnergi Foton E = hf E = h c/λ Energi Foton Sejumlah n E = nhf E = nh c/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 Teori Kuantum Plank1. 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 !PembahasanE = hc/λ E = 6,6 x 10−34 3 x 108/6600 x 10−10 = 3 x 10−19 joule2. 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, J s A 5,33 . 1018 m−2 B 4,33 . 1018 m−2 C 3,33 . 1018 m−2 D 2,33 . 1018 m−2 E 1,33 . 1018 m−2Pembahasan Daya Lampu yang memiliki spesifikasi 132 W/220 V saat dipasang pada tegangan 110 V dayanya akan turun menjadi P2 =V2/V12 x P1 P2 =110/2202 x 132 watt = 33 wattIntensitas 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 2,52 = 0,42 watt/m2 0,42 watt/m2 → Energi tiap sekon persatuan luas adalah 0,42 foton n n = 0,42 hc/λ = [ 0,42 ] [ 6,6 x 10−34 3 x 108 / 628 x 10−9 ] = 0,42 3,15 x 10−19 n = 1,33 x 1018 foton3. Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatis 100 watt adalah 5, 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 /sPembahasan Data P = 100 watt → Energi yang dipancarkan tiap sekon adalah 100 1 foton E = hc/λ E = 6,6 x 10−34 3 x 108/5,5 x 10−7 jouleJumlah foton n n = 100 joule [ 6,6 x 10−34 3 x 108/5,5 x 10−7 joule] = 2,8 x 1020 Intensitas radiasi yang diterima pada dinding dari tungku pemanas ruangan adalah 66,3 Jika tungku ruangan dianggap benda hitam dan radiasi gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang 600 nm, maka jumlah foton yang mengenai dinding persatuan luas persatuan waktu adalah ….h = 6,63 x10− 34 c = 3 x 108 1A. 1 x 1019 foton B. 2 x 1019 foton C. 2 x 1020 foton D. 5 x 1020 foton E. 5 x 1021 fotonPembahasan Data I = 66,3 → Energi yang diterima tiap sekon tiap meter persegi adalah 66,3 1 foton E = hc/λ E = 6,63 x 10−34 3 x 108/600 x 10−9 jouleJumlah foton tiap sekon tiap satuan luas adalah n = 66,3 joule [ 6,63 x 10−34 3 x 108/600 x 10−9 joule] = 2 x 1020 foton5. Tentukan perbandingan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6000 Å dan sinar dengan panjang gelombang 4000 Å !PemnahasanData λ1 = 6000 Å λ2 = 4000 ÅE = hc/λ E1/E2 = λ2 λ1 = 4000 6000 = 2 36. 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!PemhasanData E = 108 eV = 108 x 1,6 x 10−19 joule = 1,6 x 10−11 joule h = 6,6 x 10−34 Js c = 3 x 108 m/s λ = …?λ = hc / E λ = 6,6 x 10−343 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 ÅBacaan LainnyaRumus Gerak Fisika – Gerak Lurus Beraturan, Gerak Lurus Berubah Beraturan, Melingkar, Parabola – Beserta Soal dan JawabanJenis, Kelas, Klasifikasi – Panjang Gelombang Sinar LaserCara Buat Jeans Belel – 10 Cara Mudah Pasti BerhasilKutipan Quote Terkenal – Kata Bijak, Kata MutiaraCara Menganalisa Saham Seperti Ahli Pasar Saham ProfesionalPasar Keuangan – Definisi, Pengertian, Jenis dan ContohUang Rupiah Negara Indonesia – Sejarah Nilai Tukar Rupiah Terhadap USDTempat Wisata Yang Harus Dikunjungi Di Tokyo – Top 10 Obyek Wisata Yang Harus Anda KunjungiCara Membeli Tiket Pesawat Murah Secara Online Untuk Liburan Atau BisnisTibet Adalah Provinsi Cina – Sejarah Dan BudayaPuncak Gunung Tertinggi Di Dunia dimana?TOP 10 Gempa Bumi Terdahsyat Di DuniaApakah Matahari Berputar Mengelilingi Pada Dirinya Sendiri?Test IPA Planet Apa Yang Terdekat Dengan Matahari?10 Cara Belajar Pintar, Efektif, Cepat Dan Mudah Di Ingat – Untuk Ulangan & Ujian Pasti Sukses!TOP 10 Virus Paling Mematikan ManusiaUnduh / Download Aplikasi HP Pinter PandaiRespons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!HP AndroidHP iOS AppleSumber bacaan StudyPinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu” Quiz Matematika IPA Geografi & Sejarah Info Unik Lainnya Business & Marketing Sebuah foton dapat dikarakterisasikan oleh panjang gelombang, dinyatakan dengan λ atau dapat juga dikarakterisasikan oleh energi, dinyatakan dengan E. Energi sebuah foton E. dan panjang gelombang cahaya λ memiliki hubungan berbanding terbalik yang diberikan oleh persamaan Photon Energy Read more about Photon Energy dimana h adalah konstanta Planck dan c adalah kecepatan cahaya. Nilai dari konstanta-konstanta ini serta konstanta lainnya yang banyak digunakan diberikan di halaman konstanta. h = × 10 -34 joules c = × 108 m/s bila keduanya dikalikan kita mendapat hc = × 10-25 joule-m Hubungan berbanding terbalik seperti dideskripsikan di atas berarti bahwa cahaya yang terdiri dari foton berenergi tinggi seperti cahaya "biru" akan memiliki panjang gelombang yang pendek, sedangkan cahaya yang terdiri dari foton berenergi rendah seperti cahaya "merah" memiliki panjang gelombang yang panjang. Untuk "partikel" seperti foton dan elektron, satuan yang biasa digunakan adalah elektron-volt eV bukan joule J. Satu elektron-volt adalah energi yang dibutuhkan untuk menaikan satu electron melalui satu volt, sehingga energi dari sebuah foton yang memiliki energi 1 eV = × 10-19 J. Jadi, konstanta hc di atas dapat juga ditulis dalam satuan eV hc = × 10-25 joules-m × 1ev/ × 10-19 joules = × 10-6 eV-m Kemudian kita butuh mengubah satuannya menjadi µm satuan dari λ hc = × 10-6 eV-m × 106 µm/ m = eV-µm Ketika persamaan untuk energi foton dinyatakan dalam satuan eV dan µm kita mendapatkan persamaan yang biasa digunakan untuk menghubungkan energi dan panjang gelombang dari sebuah foton, sebagaimana ditunjukkan di persamaan di bawah Photon Energy Electron-Volt Read more about Photon Energy Electron-Volt Nilai sebenarnya dari 1 × 106hc/qadalah namun dalam kebanyakan penggunaan, nilai dirasa sudah cukup. Untuk mengetahui energi sebuah foton pada sebuah panjang gelombang tertentu, klik pada gambar di atas. Photon Energy Español Diketahui Ditanyakan Panjang gelombang berkas cahaya .... ? Pembahasan Pada percobaan hamburan Compton, elektron ditembakkan oleh sinar dengan frekuensi yang memiliki energi foton . Setelah menumbuk elektron, sebagian energi sinar tersebut diambil untuk menghamburkan partikel elektron, sehingga elektron punya kecepatan dan energi kinetik. Konsekuensinya adalah foton yang terhambur memiliki energi yang lebih kecil dari dan karena itu frekuensi foton menjadi berkurang dan panjang gelombang setelah hamburan bertambah. Lihatlah gambar berikut! Tetapi pada kasus ini semua energi cahaya diserap menjadi foton yang sama, sehingga panjang gelombangnya sama. Dapat ditulis Maka jawaban yang benar adalah B. A. Efek Fotolistrik Efek fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan logam karena logam tersebut disinari cahaya dengan frekuensi tertentu. Elektron yang terlepas dari permukaan logam tersebut disebut dengan elektron foto photoelectrons. Gambar dibawah ini menggambarkan skema alat yang digunakan untuk mengadakan percobaan Efek fotolistrik Alat tersebut terdiri atas tabung hampa udara yang dilengkapi dengan dua elektroda A dan B dan dihubungkan dengan sumber tegangan arus searah DC. Pada saat alat tersebut dibawa ke dalam ruang gelap, maka amperemeter tidak menunjukkan adanya arus listrik. Akan tetapi pada saat permukaan Katoda A dijatuhkan sinar amperemeter menunjukkan adanya arus listrik. Hal ini menunjukkan adanya aliran arus listrik. Aliran arus ini terjadi karena adanya elektron yang terlepas dari permukaan A bergerak menuju B. Apabila tegangan baterai diperkecil sedikit demi sedikit, ternyata arus listrik juga semakin mengecil dan jika tegangan terus diperkecil sampai nilainya negatif, ternyata pada saat tegangan mencapai nilai tertentu -Vo, amperemeter menunjuk angka nol yang berarti tidak ada arus listrik yang mengalir atau tidak ada elektron yang keluar dari keping A. Potensial Vo ini disebut potensial henti, yang nilainya tidak tergantung pada intensitas cahaya yang dijatuhkan. Hal ini menunjukkan bahwa energi kinetik maksimum elektron yang keluar dari permukaan adalah sebesar dengan Ek = energi kinetik elektron foto J atau eV m = massa elektron kg v = kecepatan elektron m/s e = muatan elektron C Vo = potensial henti volt Berdasarkan hasil percobaan tersebut ternyata tidak semua cahaya foton yang dijatuhkan pada keping akan menimbulkan efek fotolistrik. Efek fotolistrik akan timbul jika frekuensinya lebih besar dari frekuensi tertentu. Demikian juga frekuensi minimal yang mampu menimbulkan efek fotolistrik tergantung pada jenis logam yang dipakai. Teori gelombang belum dapat menjelaskan tentang sifat-sifat penting yang terjadi pada efek fotolistrik,yaitu a. Menurut teori gelombang, energi kinetik elektron foto harus bertambah besar jika intensitas foton diperbesar. Akan tetapi kenyataan menunjukkan bahwa energi kinetik elektron foto tidak tergantung pada intensitas foton yang dijatuhkan. b. Menurut teori gelombang, efek fotolistrik dapat terjadi pada sembarang frekuensi, asal intensitasnya memenuhi. Akan tetapi kenyataannya efek fotolistrik baru akan terjadi jika frekuensi melebihi harga tertentu dan untuk logam tertentu dibutuhkan frekuensi minimal yang tertentu agar dapat timbul elektron foto. c. Menurut teori gelombang diperlukan waktu yang cukup untuk melepaskan elektron dari permukaan logam. Akan tetapi kenyataannya elektron terlepas dari permukaan logam dalam waktu singkat spontan dalam waktu kurang 10-9 sekon setelah waktu penyinaran. d. Teori gelombang tidak dapat menjelaskan mengapa energi kinetik maksimum elektron foto bertambah jika frekuensi foton yang dijatuhkan diperbesar. Teori kuantum mampu menjelaskan peristiwa ini karena menurut teori kuantum bahwa foton memiliki energi yang sama, yaitu sebesar hf, sehingga menaikkan intensitas foton berarti hanya menambah banyaknya foton, tidak menambah energi foton selama frekuensi foton tetap. Menurut Einstein energi yang dibawa foton adalah dalam bentuk paket, sehingga energi ini jika diberikan pada elektron akan diberikan seluruhnya, sehingga foton tersebut lenyap. Oleh karena elektron terikat pada energi ikat tertentu, maka diperlukan energi minimal sebesar energi ikat elektron tersebut. Besarnya energi minimal yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari energi ikatnya disebut fungsi kerja Wo atau energi ambang. Besarnya Wo tergantung pada jenis logam yang digunakan. Apabila energi foton yang diberikan pada elektron lebih besar dari fungsi kerjanya, maka kelebihan energi tersebut akan berubah menjadi energi kinetik elektron. Akan tetapi jika energi foton lebih kecil dari energi ambangnya hf f’, sedangkan panjang gelombang yang terhambur menjadi tambah besar yaitu l > l ’. Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum dan kekekalan energi Compton berhasil menunjukkan bahwa perubahan panjang gelombang foton terhambur dengan panjang gelombang semula, yang memenuhi persamaan dengan l = panjang gelombang sinar X sebelum tumbukan m l ’= panjang gelombang sinar X setelah tumbukan m h = konstanta Planck 6,625 × 10-34 Js mO = massa diam elektron 9,1 × 10-31 kg c = kecepatan cahaya 3 × 108 ms-1 q = sudut hamburan sinar X terhadap arah semula Besaran sering disebut dengan panjang gelombang Compton. Jadi dengan hasil pengamatan Compton tentang hamburan foton dari sinar X menunjukkan bahwa foton dapat dipandang sebagai partikel, sehingga memperkuat teori kuantum yang mengatakan bahwa cahaya mempunyai dua sifat, yaitu cahaya dapat sebagai gelombang dan cahaya dapat bersifat sebagai partikel yang sering disebut sebagai dualisme gelombang cahaya. Soal latihan Soal Fisika Kelas 12 Tentang Dualisme Gelombang Partikel

sebuah partikel dan foton memiliki energi yang sama apabila