FISIKA. Sesi FENOMENA KUANTUM A. TEORI KUANTUM

Transkripsi

1 FISIKA KLAS XII IPA - KURIKULUM GABUNGAN 13 Sesi NGAN FNOMNA KUANTUM A. TORI KUANTUM Teri uantum diemuaan leh Plan terait dengan cahaya. Cahaya merupaan gelmbang eletrmagneti berupa paet-paet energi yang teruantisasi (disrit) yang ta bermuatan dan disebut dengan ftn. 1. nergi untu satu ftn dirumusan sebagai: hf h c λ untu 1 ftn nhf nh c λ untu n ftn Keterangan: h tetapan Plan 6,63-34 J/s f freuensi cahaya (Hz) λ panjang gelmbang cahaya (m) c cepat rambat gelmbang 3 8 m/s 2. Hubungan antara energi listri dengan energi ftn: W listri ~ nergi Ftn W P t nhf 1

2 n P t h f atau n P t λ h c Keterangan: P daya listri (watt) t watu (s) panjang gelmbang (m) n banyanya ftn h 6,63-34 J/s c cepat rambat gelmbang 3 8 m/s Pada tahun 1924, Bruglie mengajuan suatu hiptesis bahwa setiap partiel yang bergera memilii sifat sebagai gelmbang, dimana panjang gelmbangnya dirumusan sebagai: h h λ P m v P mmentum ftn (N.s) v ecepatan partiel (m/s) Jia terjadi perubahan energi ptensial listri sebesar sehingga mengalami suatu Kecepatan, maa rumusnya menjadi: h λ 2em m massa partiel (g) ptensial pemercepat (vlt) e 1,6-19 C CONTOH SOAL 1. Panjang gelmbang yang dipancaran leh sebuah lampu berdaya 60 watt adalah 3,3-7 m. Cacah ftn per deti yang dipancaran seitar... 2

3 Dietahui: P 60 watt λ 3,3-7 m t 1 s Ditanya: n...? n P t λ h c , n 66, 3 n ftn 2. Lampu dengan spesifiasi 1 W/220 dipasang pada tegangan 220 memancaran cahaya dengan panjang gelmbang 600 nm. Bila energi yang diradiasian hanya 30% dari energi listrinya, maa jumlah ftn yang dihasilannya per sen adalah... Dietahui: P 1 watt λ 600 nm m 6-7 m η 30% t 1 s Ditanya: n...? η W η P t nh c λ 7 031, 16 n , 3 20 n 1 ftn 3

4 B. FK FOTOLISTRIK fe ftlistri adalah gejala terlepasnya eletrn dari permuaan lgam saat dijatuhi gelmbang eletrmagneti. Menurut instein, eletrn-eletrn pada permuaan gelmbang menyerap energi gelmbang eletrmagneti yang memilii energi iat sebesar hf dan eletrn yang eluar berenergi 1 mv 2 2. Ftn, hf W hf Keterangan: f freuensi ftn (Hz) f freuensi ambang (Hz) W fungsi erja/energi iat (J) h etetapan 6,63-34 J/s Syarat agar eletrn terlepas: W atau f f Dirumusan: W+ W h( ff ) Dengan: 1e 16, 19 J 4

5 Grafinya adalah sebagai beriut: (J) W F f f (Hz) Pada efeftlistri, satu eletrn hanya menyerap satu ftn sehingga intensitas (jumlah ftn) aan memperbanya jumlah eletrn yang lepas. Intensitas tida memengaruhi energi ineti tiap eletrn, yang memengaruhi hanya freuensi ftnnya. a. Ptensial Henti (Cut-ff Ptential) Beda ptensial yang diberian pada ft eletrn agar geranya ber, dirumusan sebagaimana beriut: hf W e Dengan e 1,6-19 C b. fe Cmptn Pada percbaan penembaan eletrn yang diam leh ftn, ternyata eletrn tersebut terpental. Ftnnya terhambur dengan energi lebih ecil arena panjang gelmbangnya lebih besar daripada ftn yang datang. Selisih edua panjang gelmbang dirumusan sebagai: h λ λ λ ( cs θ) mc 1 Keterangan: λ' panjang gelmbang ftn terhambur (m) λ panjang gelmbang datang (m) m massa eletrn (9,1-31 g ) θ sudut hamburan 5

6 f ', λ' f, λ θ 1. Perhatian grafi beriut! Jia 1e 1,6-19 J, nilai f adalah... (e) CONTOH SOAL 0,2-3,5 F f f (Hz) Dari grafi tampa: 0,2 e Saat f 0 maa: W W ( 38, ) W 38, e Jadi: W+ f h ( 38, , ), 34 66, 097, 97, Hz Hz 19 6

7 2. Freuensi ambang natrium 4,4 14 Hz. Besarnya ptensial peng dalam satuan lt bagi natrium saat disinari cahaya yang freuensinya 6 14 Hz adalah... Dietahui: e 1,6-19 C f 4,4 14 Hz f 6 14 Hz Ditanya:...?s hf W e hf ( f ) e 66, ( 6 4, 4) 19 16, 1 66, 066, Perhatian grafi beriut! (J) K 3 5 F( 14 Hz) Nilai K pada grafi di atas adalah... (e) Dietahui: f 3 14 Hz f 5 14 Hz Ditanya:...? W hfhf h( f f ) 7

8 h( ff ) 66, ( 5 3) 13, 2 13, 2 16, 825, e J e 4. Ftn dengan panjang gelmbang 0,4 nm menumbu eletrn yang diam. Pada peristiwa itu, dihamburan ftn dengan sudut 120 terhadap arah semula. Tentuanlah panjang gelmbang ftn yang dihamburan! 120 θ Dietahui: λ 0,4 nm 0,4-9 m 4 - m θ Ditanya: λ'...? h λ λ+ ( cs θ) mc , 4 + ( cs θ) 91, , 242 ( 05, ) 4 + 0, , , 0121 m 9 4, 121 nm 0, 401nm 8