Teori Kuantum PlanckCategory: Fisika XII SMA Written by fisikastudycenter

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kuantum Planck, Materi Fisika kelas 3 (XII) SMA, dengan kata kunci daya, intensitas, kuanta energi dan jumlah foton.

Rumus Minimal

Energi FotonE = hfE = h( c/λ )

Energi Foton Sejumlah nE = nhfE = nh( c/λ )

Konversi 1 elektron volt = 1 eV = 1,6 x 10−19 joule1 angstrom = 1 Å = 10−10 meter1 nanometer = 1 nm = 10−9 meterDaya → Energi tiap sekonIntensitas → Energi tiap sekon persatuan luas 

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No. 1Tentukan 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 = h(c/λ)E = (6,6 x 10−34 )( 3 x 108/6600 x 10

−10 ) = 3 x 10−19 joule

Soal No. 2Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatis 100 watt adalah 5,5.10−7 m. Cacah foton (partikel cahaya) per sekon yang dipancarkan sekitar....A. 2,8 x 1022 /sB. 2,0 x 1022 /sC. 2,6 x 1020 /sD. 2,8 x 1020 /sE. 2,0 x 1020 /s(Sumber soal  : UM UGM 2004) 

PembahasanData :P = 100 watt → Energi yang dipancarkan tiap sekon adalah 100 joule.

Energi 1 foton E = h(c/λ)E = (6,6 x 10−34 )( 3 x 108/5,5 x 10

−7 ) joule

Jumlah foton (n) n = 100 joule : [ (6,6 x 10−34 )( 3 x 108/5,5 x 10

−7 ) joule] = 2,8 x 1020 foton. 

Soal No. 3Intensitas radiasi yang diterima pada dinding dari tungku pemanas ruangan adalah 66,3 W.m−2. 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 x 10− 34 J.s, c = 3 x 108 m.s− 1)A. 1 x 1019 fotonB. 2 x 1019 fotonC. 2 x 1020 fotonD. 5 x 1020 fotonE. 5 x 1021 foton(Sumber soal  : UN Fisika SMA 2010) 

PembahasanData :I = 66,3 W.m−2 → Energi yang diterima tiap sekon tiap meter persegi adalah 66,3 joule.

Energi 1 foton E = h(c/λ)E = (6,63 x 10−34 )( 3 x 108/600 x 10

−9 ) joule

Jumlah 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 foton

Soal No. 4Tentukan perbandingan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6000 Å dan sinar dengan panjang gelombang 4000 Å ! 

PembahasanData :λ1 = 6000 Åλ2 = 4000 Å

E = h(c/λ)E1/E2 = λ2 : λ1 = 4000 : 6000 = 2 : 3

Soal No. 5Energi 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! 

PembahasanData : E = 108 eV = 108 x (1,6 x 10−19) joule = 1,6 x 10−11 jouleh = 6,6 x 10−34 Js c = 3 x 108 m/sλ = ...?

λ = hc / E λ = ( 6,6 x 10−34)(3 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 Å 

Soal No. 6Bola 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 =6,6.10−34 J s) (A) 5,33 . 1018 foton.s m−2 (B) 4,33 . 1018 foton.s m−2 (C) 3,33 . 1018 foton.s m−2 (D) 2,33 . 1018 foton.s m−2 (E) 1,33 . 1018 foton.s m−2 (Sumber soal : SIMAK - UI 2009)

PembahasanDaya Lampu yang memiliki spesifikasi 132 W/220 V saat dipasang pada tegangan 110 V dayanya akan turun menjadi :P2 =(V

2/V1)2 x P1 P2 =(110/220)2 x 132 watt = 33 watt

Intensitas (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 r

2)I = (33/4π (2,5)

2) = 0,42 watt/m2 0,42 watt/m2 → Energi tiap sekon persatuan luas adalah 0,42 joule.

Jumlah 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 foton 

(Rintisan)

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-xii-sma/47-teori-kuantum-

planck#ixzz2NoFE3TC3

http://fisikastudycenter.com/fisika-xii-sma/47-teori-kuantum-planck