24+ Contoh Soal: Rumus Energi Kinetik – Frekuensi – Panjang Gelombang Ambang Foton- Beda Potensial Henti Elektron – Radiasi Benda Hitam

Berikut contoh contoh soal dan pembahasan Rumus Perhitungan Energi Kinetik, Frekuensi, Panjang Gelombang Ambang, Beda Potensial Henti Foton Elektron,  Radiasi Benda Hitam, sebagai latihan.

Soal merupakan modifikasi dari bentuk soal soal ujian agar lebih mudah dipahami dan tentu mudah untuk dihafalkan.

1). Contoh Soal Pembahasan: Rumus Efek Fotolistrik – Menentukan Energi Kinetik Maksimum Foto Elektron,

Pada percobaan efek fotolistrik digunakan logam target yang memiliki fungsi kerja 3,76 x 10-19 J.  Jika pada logam target dikenai foton dengan Panjang gelombang 4000 Angstrom, maka electron foto yang terlepas memiliki energi kinetic maksimum sebesar…

Diketahui


λ = 4000 Angstrom = 4 x 10-7 m

h = 6,6 x 10-34 Js

Fungsi kerja W = 3,76 x 10-19 J

Menentukan Energi Kinetik Maksimum Foto Elektron Dikenai Foton,

Energi kinetic maksimum electron ketika ditembak foton dapat dinyatakan dengan persamaan berikut…

 

EK = hf – W atau

EK = (hc/ λ) – W

EK = [(6,6 x 10-34 x 3 x108)/( 4 x 10-7)] – (3,76 x 10-19)

EK  = (4,95 x 10-19 ) – (3,76 x 10-19)

EK  = 1,19 x 10-19 J

Jadi, energi maksimum foto electron adalah 1,19 x 10-19 J

2). Contoh Soal Pembahasan: Teori Foton – Menentukan Panjang Gelombang Sinar Gamma Dari Energinya,

Hitunglah Panjang gelombang sinar gamma, jika sinar gamma tersebut memiliki Energi sebesar 108 eV dengan tetapan Planck sebesar 6,6 x 10-34 Js.

Diketahui.

h = 6,6 x 10-34 Js.

E = 108 eV atau

E = 1,6 x 10-11 J

c = 3 x 108 m/detik

Menentukan Panjang Gelombang Sinar Gamma Dari Energinya,

Panjang gelombang sinar gamma dapat dinyatakan dengan rumus teori foton sebagai berikut…

E = h.f atau

E = h . c/λ atau

λ = h . c/E

λ = (6,6 x 10-34 x 3 x 108)/(1,6 x 10-11)

λ = 1,2375 x 10-14 m

Jadi, Panjang gelombang sinar gamma adalah 1,2375 x 10-14 m

3). Contoh Soal Pembahasan: Rumus Teori Kuantum Planck Menentukan Energi Sinar Ungu,

Tentukanlah Kuanta energi sinar ungu yang memiliki Panjang gelombang 3300 Angstrom, jika konstanta Planck 6,6 x 10-34 Js dan kecepatan cahaya 3 x 108 m/detik.

Diketahui

h = 6,6 x 10-34 Js

c = 3 x 108 m/detik

λ = 3300 Angstrom atau

λ = 3,3 x 10-7 m

Rumus Menghitung Energi Kuanta Sinar Ungu,

Energi kuanta sinar ungu dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut…

E = h . c/ λ

E = (6,6 x 10-34 x 3 x 108)/(3,3 x 10-7)

E = 6 x 10-19 J

Jadi, energi kuanta sinar ungu adalah 6 x 10-19 J

4). Contoh Soal Pembahasan: Energi Kinetik Elektron Yang Lepas Dari Permukaan Logam,

Frekuensi ambang suatu logam sebesar 4,0 x 1014 Hz dan logam tersebut disinari dengan cahaya yang memiliki frekuensi 2 x 1015 Hz. Jika tetapan Planck 6,6 x 10-34 Js, tentukan energi kinetik elektron yang terlepas dari permukaan logam tersebut…

Diketahui:

f0 = 4,0 x 1014 Hz

f = 2 x 1015 Hz

h = 6,6 × 10-34 Js

Menentukan Energi Kinetik Elektron – Efek Fotolistrik,

Energi kinetic electron yang terlepas dari permukaan dapat ditentukan dengan persamaan berikut…

EK= h.f – h.f0

EK = 6,6 x 10-34 x (2 x 1015 –  0,4 × 1015)

EK  = 1,065 x 10-18 J

Jadi, energi kinetic elektronnya adalah 1,065 x 10-18 J

5). Contoh Soal Pembahasan: Frekuensi Ambang Sinar Violet Untuk Membebaskan Elektron Permukaan Tembaga,

Sinar ultra violet yang memiliki frekuensi 1,5 x 1015 Hz ditembakan pada permukaan logam tembaga dan menghasilkan energy kinetic sebesar 1,65 eV. Tentukan frekuensi ambang foton sinar violet agar dapat melepaskan electron electron pada permukaan logam tersebut…

Diketahui

EK = 1,65 eV atau

EK = 2,64 x 10-19 J

f = 1,5 x 1015 Hz

h = 6,6 x 10-34 Js

Menentukan Frekuensi Ambang Sinar Ulatra Violet,

Frekuensi ambang foton dapat dinyatakan dengan rumus berikut…

EK = E – W

EK = h.f – h f0

f0 = (h.f –EK)/ h

f0 = f – (EK/h)

f0 = (1,5 x 1015) – (2,64 x 10-19/6,6 x 10-34)

f0 = (1,5 x 1015) – (0,4 x 1015)

f0 = 1,1 x 10-15 Hz

Jadi, frekuensi ambang foton adalah 1,1 x 10-15 Hz

6). Contoh Soal Pembahasan: Menentukan Potensial Penghenti Cahaya,

Tentukanlah potensial penghenti untuk cahaya yang memiliki Panjang gelombang sebesar 3000 Angstrom, jika fungsi kerja untuk sebuah logam adalah 2 eV.

Diketahui

W = 2 eV atau

W = 2 x 1,6 x 10-19 J

W = 3,2 x 10-19 J

h = 6,6 x 10-34 Js

c = 3 x 108 m/detik

λ = 3000 Angstrom atau

λ = 3 x 10-7 m

Rumus Potensial Penghenti Foton – Cahaya,

Potensial penghenti dapat dirumuskan sebegai berikut…

e.V0 = EK dan

EK = E – W sehingga

e.V0 = E – W

Menghitung Energi Kinetik Maksimum Fotoelektron,

Energi kinetic maksimum dapat dihitung dengan rumus berikut…

EK = (h.c/ λ) – W

EK = (6,6 x 10-34 x 3 x 108)/(3 x 10-7) – (3,2 x 10-19)

EK = (6,6  x 10-19) – (3,2 x 10-19)

EK =3,4 x 10-19 J

Menghitung Potensial Penghenti Cahaya – Fotoelektron,

EK = e V0

V0 = EK/e

V0 = (3,4 x 10-19)/(1,6 x 10-19)

V0 = 2,125 volt

Jadi, potensial penghenti cahaya adalah 2,125 volt.

7). Contoh Soal Pembahasan: Frekuensi Ambang Foton Energi Kinetik Beda Potensial Henti Elektron,

Seberkas sinar dengan frekuensi 2 x 1015 Hz ditembakan pada permukaan suatu logam yang memiliki fungsi kerja 3,3 x 10-19 dengan konstanta Planck 6,6 x 10-34 Js. Tentukanlah frekuensi ambang foton, energi konetik maksimm fotoelektron dan beda potensial henti electron.

Diketahui

W = 3,3 x 10-19 J

f = 2 x 1015 Hz

h = 6,6 x 10-34 Js

Menentukan Frekuensi Ambang Foton,

Frekuensi ambang foton dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut…

W = h f0 atau

f0 = W/h

f0 = (3,3 x 10-19)/(6,6 x 10-34)

f0 = 5 x 1014 Hz

Jadi, Frekuensi ambangnya adalah 5 x 1014 Hz

Menentukan Energi Foton Berkas Cahaya,

Energi foton berkas cahaya dapat dirumuskan sebagai berikut…

E = h f

E = (6,6 x 10-34) x (2 x 1015)

E = 13,2 x 10-19 J

Jadi, Energi fotonnya adalah 13,2 x 10-19 J

Menentukan Energi Kinetik Maksimum Fotoelektron – Efek Fotolistrik,

Energi kinetic maksimum fotoelektron dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut…

EK = E – W

EK = 13,2 x 10-19 – 3,3 x 10-19

EK = 9,9 x 10-19 J

Jadi, energi kinetic foto electron adalah 9,9 x 10-19 J

Menentukan Beda Potensial Henti Elektron,

Beda potensial henti electron dapat dirumuskan dengan peramaan berikut…

e.V = EK

V = EK /e

V = 9,9 x 10-19/1,6 x 10-19

V= 6,19 volt

Jadi, beda potensial henti electron adalah 6,19 volt

8). Contoh Soal Pembahasan: Panjang Gelombang Pada Rapat Energi Maksimum Benda Hitam,

Sebuah benda hitam bersuhu 725 K dengan konstanta Wien C = 2,9 x 10-3 mK, maka rapat energi maksimum yang dipancarkan benda itu terletak pada Panjang gelombang …

T = 725 K

C = = 2,9 x 10-3 mK

Menghitung Panjang Gelombang Pada Rapat Energi Maksimum Benda Hitam,

Panjang gelombang ketika rapat energi maksimum dapat dirumuskan sebagai berikut…

λ T = C atau

λ = C/ T

λ = 2,9 x 10-3/725

λ = 4 x 10-6 m

Jadi, Panjang gelombang adalah 4 x 10-6 m,

9). Contoh Soal Pembahasan: Panjang Gelombang Mengandung Energi Radiasi Maksimum Benda Hitam,

Sebuah benda dipanaskan sampai 1227 0C, jika konstanta Wien 3,0 x 10-3 mK, maka Panjang gelombang yang membawa energi terbanyak adalah…

T = 1227 + 273 + 1500 K

C = = 3 x 10-3 mK

Menghitung Panjang Gelombang Pada Rapat Energi Maksimum Benda Hitam,

Panjang gelombang ketika rapat energi maksimum dapat dirumuskan sebagai berikut…

λ T = C atau

λ = C/ T

λ = 3 x 10-3/1500

λ = 2 x 10-6 m

Jadi, Panjang gelombang adalah 2 x 10-6 m

10). Contoh Soal Pembahasan: Temperatur Menghasilkan Energi Radiasi Maksimum Benda Hitam,

Suatu benda panas memancarkan radiasi dengan panjang gelombang 4 x 10-6 m dan menghasilkan energi radiasi maksimum. Jika C = 2,89 x 10-3 mK. Berapakah suhu benda tersebut…

Diketahui.

C = 2,89 x10-3 mK

λ = 4 x 10-6 m

Menentukan Suhu Benda Hitam Memancarkan Radiasi Maksimum,

Menghitung suhu benda hitam yang memancarkan energi radiasi maksimum dapat dirumuskan dengan persamaan berikut…

λ T = C atau

T = C/λ

T = (2,89 x 10-3)/(4 x 10-6)

T = 722,5 K

Jadi, suhu benda yang memancarkan energi radiasi maksimum adalah 722,5 K

11). Contoh Soal Pembahasan: Suhu Radiasi Benda Hitam Dari Grafik Intensitas Panjang Gelombang,

Pada gambar diperlihatkan hubungan intersitas radiasi (I) dengan Panjang gelombang suatu benda panas. Jika konstanta Wien C = 2,898 x 10-3 mK, maka berapa suhu benda tersebut…

11). Contoh Soal Pembahasan: Suhu Radiasi Benda Hitam Dari Grafik Intensitas Panjang Gelombang,
Grafik Intensitas I Panjang Gelombang λ,

Menentukan Suhu Benda Panas  Dari Grafik Intensitas Panjang Gelombang Radiasi Benda Hitam,

Pada gambar dapat diketahui bahwa Panjang gelombang yang menghasilkan intensitas tertinggi adalah λ = 2 x 10-6 m, sehingga suhunya dapat dirumuskan dengan persamaan berikut…

λ T = C atau

T = C/λ

T = 2,898 x 10-3/(2 x 10-6)

T = 1449 K

Jadi, suhu benda hitam adalah 1449 K.

12). Contoh Soal Pembahasan: Menentukan Panjang Gelombang Menghasilkan Energi Radiasi Maksimum Pada Grafik,

Grafik berikut menunjukkan hubungan intensitas I dengan Panjang gelombang dari suatu benda hitam sempurna dan pengaruh suhu terhadap intensitas,

12). Contoh Soal Pembahasan: Menentukan Panjang Gelombang Menghasilkan Energi Radiasi Maksimum Pada Grafik,
Grafik Panjang Gelombang Menghasilkan Energi Radiasi Maksimum Pada Suhu,

Jika konstanta Wien C = 3,0 x 10-3 mK, maka berapa Panjang gelombang maksimum yang dipancarkan benda ketika suhunya mencapai T1

Diketahui

T1 = 1227 + 273 = 1500 0C

C = 3,0 x 10-3 mK

Menentukan Panjang Gelombang Maksimum Radiasi Dari Grafik Benda Hitam Panas,

Panjang gelombang maksimum yang diradiasikan benda hitam panas dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut…

λ T = C atau

λ = C/ T

λ = (3,0 x 10-3)/(1500)

λ = 2,0 x 10-6  m atau

λ = 20.000 Angstrom

Jadi, Panjang gelombang maksimum yang diradiasikan benda panas adalah 2,0 x 10-6  m

13). Contoh Soal Pembahasan: Energi Radiasi Emisivitas Benda Hitam,

Sebuah benda memiliki luas 200 cm2 dan suhunya 227 oC, jika diketahui emisivitas benda tersebut  0,45.Tentukan energi radiasi yang dipancarkan oleh benda tersebut…

Diketahui :

A = 200 cm2 = 2 x10-2 m2

T = 273 + 227 K = 500 K

e = 0,5

σ = 5,67 x 10-8 W m-2K-4

Menghitung Energi Radiasi Benda Panas Yang Mempunyai Luas Dan Emisivitas,

Energi radiasi benda bertempratur dengan luas dan emisivitas dapat dinyatakan dengan rumus berikut…

P = e σ AT4

P = 0,5 x 5,67 x 10-8 x 2 x 10-2 x (500)4

P = 35,44 W

Jadi, energi radiasi benda adalah 35,44 W

14). Contoh Soal Pembahasan: Daya Radiasi Benda Hitam Dengan Luas Penampang,

Suatu benda hitam memiliki suhu 27 0C dan mengalami radiasi dengan intensitas 8 x 102 watt/m2 untuk luas penampang benda itu 1 x 10-3 m2. Tentukan daya radiasi dan energi radiasinya selama 10 detik…

Diketahui

T = 27 0C + 273 = 300 K

A = 1 x 10-3 m2

I = 8 x 102 watt/m2

Menghitung Daya Radiasi Benda Hitam Pada Luas Penampang,

Daya radiasi benda hitam dapat ditentukan dengan persamaan berikut…

P = I.A

P = (8 x 102 ) x (1 x 10-3)

P = 0,8 watt

Jadi daya radiasi benda hitam adalah 0,8 watt

Menentukan Energi Radiasi Selama Waktu Tertentu,

Energi radiasi selama 10 detik dapat dinyatakan dengan rumus berikut…

E = P. t

E = 0,8 x 10 = 8 joule

Jadi, energi radiasi yang dihasilkan adalah 8 joule.

15). Contoh Soal Pemahasan: Jumlah Foton Pemancar Radio,

Sebuah pemancar radio berdaya 3 kW memancarkan gelombang elektromagnetik yang energi tiap fotonnya 3 x 10-18 Joule. Berapa jumlah foton yang dipancarkan setiap detiknya…

Diketahui.

P = 3 kW = 3000 watt

E = 3 x 10-18 J

t = 1 detik

Menentukan Jumlah Foton Per Detik Pemancar Radio,

Jumlah foton yang dipancarkan pemancar radio persatuan waktu dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut…

P = nE/t  atau

n = P t/E

n = (3000 x 1)/ 3 x 10-18

n = 1 x 1021 foton

jadi, jumlah foton yang dipancarkan setiap satu detiknya adalah 1 x 1021 foton.

16). Contoh Soal Pembahasan: Energi Foton Pemancar Radio,

Sebuah pemancar radio berdaya 2 kW memancarkan foton setiap detiknya sebanyak 1 x 1021 buah. Jika h = 6,6 x 10-34 Js, maka energi yang dimiliki oleh tiap foton adalah…

Diketahui..

P = 2 kW = 2000 watt

h = 6,6 x 10-34 Js

n = 1 x 1021

t = 1 detik

Menghitung Energi Foton Pemancar Radio,

Energi foton yang dipancarkan dapat dihitung dengan rumus berikut…

P = nE/t atau

E = Pt/n

E = (2000 x 1)/ 1 x 1021

E = 2 x 10-18 J

Jadi, energi foton yang dipancarkan pemancar radio adalah 2 x 10-18 J

17). Contoh Soal Pembahasan: Panjang Gelombang Momentum Foton Efek Compton,

Sebuah foton memiliki Panjang gelombang 330 nm dengan konstanta Planck 6,6 x 10-34 Js,  tentukan momentum foton tersebut…

Diketahui

λ = 330 nm = 3,3 x 10-7 m

h = 6,6 x 10-34 Js

Rumus Menentukan Momentum Foton Dengan Panjang Gelombang Konstanta Planck,

Mementum sebuah foton dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut…

p = h/ λ

p = 6,6 x 10-34/3,3 x 10-7

p = 2,0 x 10-27 Ns

Jadi, momentum foton adalah 2,0 x 10-27 Ns

18). Contoh Soal Pembahasan:  Momentum Elektron Dengan Panjang Gelombang Efek Compton,

Jika konstanta Planck 6,6 x 10-34 Js dan Panjang gelombang sebuah electron adalah 2 x 10-10, berapa momentum dari electron tersebut…

Dikehtaui.

λ = 2 x 10-10 m

h = 6,6 x 10-34 Js

Menghitung Momentum Elektron Dengan Panjang Gelombang – Efek Compton,

Besar momentum electron dengan Panjang gelombang tertentu dapat dirumuskan dengan persamaan berikut…

p = h/ λ

p = 6,6 x 10-34/2 x 10-10

p = 3,3 x 10-24 Ns

Jadi, momentum electron adalah 3,3 x 10-24 Ns

19). Contoh Soal Pembahasan: Panjang Gelombang De Broglie Elektron Bergerak,

Elektron yang massanya 9 x 10-31 kg bergerak dengan kecepatan 2,2 x 107 m/s/ Jika konstanta Planck 6,6 x 10-34 Js, maka Panjang gelombang de Broglie electron yang bergerak tersebut adalah…

Diketahui.

m = 9 x 10-31 kg

v = 2,2 x 107 m/s

h =  6,6 x 10-34 Js

Rumus Panjang Gelombang De Broglie Elektron Bergerak,

Panjang gelombang de Braglie electron dapat dirumuskan dengan persamaan berikut…

λ = h/mv

λ = (6,6 x 10-34)/(9 x 10-31 x 2,2 x 107)

λ = 3,33 x 10-11 m

Jadi, Panjang gelombang de Broglie electron adalah 3,33 x 10-11 m

20). Contoh Soal Pembahasan: Panjang Gelombang de Broglie Elektron Pada Mikroskop Elektron,

Pada mikroskop electron, electron bergerak dengan kecepatan 3,0 x 107 m/s, Jika massa electron  9 x 10-31 kg dan konstanta Planck 6,6 x 10-34 Js, maka Panjang gelombang de Broglie gerak electron tersebut adalah…

Diketahui.

m = 9 x 10-31 kg

v = 3,0 x 107 m/s

h =  6,6 x 10-34 Js

Rumus Panjang Gelombang De Broglie Elektron Bergerak,

Panjang gelombang de Braglie electron dapat dirumuskan dengan persamaan berikut…

λ = h/mv

λ = (6,6 x 10-34)/(9 x 10-31 x 3,0 x 107)

λ = 2,44 x 10-11 m

Jadi, Panjang gelombang de Broglie electron yang bergerak dalam mikroskop electron adalah 2,44 x 10-11 m

21). Contoh Soal Pembahasan: Kecepatan Elektron Dengan Panjang Gelombang De Broglie,

Sebuah electron bermassa 9 x 10-31 kg sedang bergerak dengan Panjang gelombang de Broglie 3,3 x 10-11 m, jika konstanta Planck 6,6 x 10-34 Js, tentukanlah kecepatan gerak electron tersebut…

m = 9 x 10-31 kg

λ = 3,3 x 10-11 m

h =  6,6 x 10-34 Js

Menentukan Kecepatan Gerak Elektron Dengan Panjang Gelombang De Broglie,

Kecepatan gerak electron yang memiliki Panjang gelombang de Broglie dapat dihitung dengan rumus berikut…

λ = h/mv atau

v = h/mλ

v = (6,6 x 10-34)/(9 x 10-31 x 3,3 x 10-11)

v = 2,22 x 107 m/s

Jadi, electron bergerak dengan kecepatan 2,22 x 107 m/s

22). Contoh Soal Pembahasan: Energi Total Dipancarkan Baja Dengan Konstanta Stefan Boltzmann,

Sebuah plat baja dengan Panjang 1 m lebar 0,5 m dipanaskan mencapai suhu 327 0C. Bila konstanta Stefan – Boltzmann 5,67 x 10-8 Wm-2K-4 dan plat baja diasumsikan sebagai benda hitam sempurna, maka energi total yang dipancarkan plat baja setiap detiknya adalah….

Diketahui.

T = 327 + 273 = 600 K

σ = 5,67 x 10-8 W m-2K-4

A = 2 x (1 x 0,5) (dua permuakaan)

A = 1 m

t = 1 detik

e = 1 benda hitam sempurna

Menghitung Energi Total Dipancarkan Dari Luas Permukaan Plat Baja Panas

Energi radiasi benda bertempratur dengan luas dan emisivitas dapat dinyatakan dengan rumus berikut…

E = e σ AT4 t

E = (1) x 5,67 x 10-8 x (600)4 x (1)

E = 7348 Joule

Jadi, energi total yang dipancarkan plat baja adalah 7348 Joule

23). Contoh Soal Pembahasan: Energi Radiasi Dipancarkan Setelah Suhu Dinaikkan,

Suatu benda hitam pada suhu 127 Celcius memancarkan energi 200 J/s. Benda hitam tersebut dipanaskan lagi sehingga mencapai 527 Celcius, Berapa Energi yang dipancarakan pada temperature 527 Celcius…

Diketahui

T1 = 127 + 273 = 400 K

P1 = 200 j/s

T2 = 527 + 273 = 800 K

P2 = …
Rumus Menentukan Kenaikkan Energi Radiasi Benda Hitam Dipancarkan Setelah Temperatur Dinaikkan,

Kenaikkan energi yang dipancarkan akibat temperature benda dinaikkan dapat dihitung dengan rumus berikut

P = E/t = e σ AT4

kondisi awal

P1 = E1/t = e σ A1 (T1)4

kondisi setelah suhu T1 dinaikkan menjadi T2

P2 = E2/t = e σ A2 (T2)4

A1 = A2  maka

P1/P2 = (T1/T2)4 atau

P2 = P1 (T2/T1)4

P2 = 200 (800/400)4

P2 = 1600 J/s

Jadi energi yang dipancarkan setelah suhu dinaikkan adalah 1600 J/s

24). Contoh Soal Pembahasan: Rumus Mengukur Suhu Matahari – Hukum Pergeseran Wien,

Hubungan intensitas dan Panjang gelombang spektrum radiasi Matahari yang diukur di luar angkasa ditunjukkan pada grafik di bawah.

24). Contoh Soal Pembahasan: Rumus Mengukur Suhu Matahari – Hukum Pergeseran Wien,
Rumus Mengukur Suhu Matahari – Hukum Pergeseran Wien,

Grafik tersebut sangat mirip dengan grafik intensitas radiasi benda hitam, sehingga bisa diasumsikan bahwa Matahari sebagai benda hitam dengan spektrum berada pada daerah Panjang gelombang sinar tampak.

Berdasarkan pada grafik di atas, tentukanlah suhu permukaan Matahari tersebut…

Diketahui

λ = 5 x 10-7 m

C = 2,898 x 10-3 mK

Menentukan Suhu Permukaan Matahari – Hukum Pergeseran Wien,

Suhu permukaan Matahari dapat diperkirakan dengan menggunakan asumsi bahwa Matahari sebagai benda hitam sehingga dapat memenuhi hukum Pergeseran Wien.

Rumus Hukum Pergeseran Wien

λ T = C atau

T = C/ λ

T = 2,898 x 10-3/5 x 10-7

T = 5796 K

Jadi, suhu permukaan Matahari adalah 5796 K

Ringkasan Materi Radiasi Benda Hitam,

Benda Hitam,

Benda hitam adalah benda yang akan menyerap semua energi yang datang dan akan memancarkan energi dengan baik.

Benda yang mempunyai sifat menyerap semua energi yang mengenainya disebut benda hitam.

Radiasi Benda Hitam

Benda hitam jika dipanaskan akan memancarkan energi radiasi. Energi radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam disebut radiasi benda hitam.

Radiasi yang dihasilkan benda hitan sempurna disebut radiasi benda hitam

Energi Radiasi,

Energi yang dipancarkan benda ke sekitarnya disebut energi radiasi.

Energi radiasi yang dipancarkan sebuah benda dalam bentuk gelombang, yaitu gelombang elektromagnetik.

Rumus Energi Radiasi Benda Hitam

E = e σ AT4 t

A = luas yang disinari cahaya

T = suhu mutlak Kelvin

e =  emisitas 0 ≤ e ≤ 1

σ = konstanta Stefan Boltzmann = 5,67 x 10-8 W m-2K-4

t = waktu penyinaran detik

Emisivitas,

Kemamouan meradiasikan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik disebut emisivitas.

Benda yang menyerap semua radiasi yang diterimanya disebut benda hitam sempurna dengan emisivitaa e = 1,

Rumus Daya Radiasi Benda Hitam

P = E/t

E = energi radiasi J

t = waktu detik

P = daya watt

Rumus Intensitas Radiasi

Intensitas Radiasi

I = P/A

I = intensitas

P = daya radiasi

A = luas yang disinari cahaya

Teori Kuantum Planck

Planck membuat toeri kuantum yang dapat disimpulan sebagai berikut.

Setiap benda yang mengalami radiasi akan memancarkan energinya secara diskontinu (diskrit) berupa paket-paket energi. Paket-paket energi ini dinamakan kuanta (sekarang dikenal sebagai foton).

Rumus Hukum Kuantum Planck

E = h f

E = energi foton (joule)

f = frekuensi foton (Hz)

h = tetapan Planck (h = 6,6 x 10-34 Js)

Efek Fotolistrik

Gejala terlepasnya electron electron dari permukaan plat logam ketika disinari dengan frekuensi tertentu disebut efek fotolistrik

Rumus Energi Kinetik Elektron Efek Fotolistrik,

EK = E – W

EK = h.f – h f0

EK = energi kinetic lectron

W = fungsi kerja

f0 = frekuensi ambang

Elektron Foto – Foton Elektron

Elektron yang terlepas dari permukaan plat logam akibat disinari dengan frekuensi tertentu disebut foton elekron.

Beda Potensial Henti.

Beda potensial henti adalah potensial ketika energi potensial sama dengan besar energi kinetic yang dimiliki electron.

Rumus Beda Potensial Henti,

EK = e.V

e = muatan electron

V = beda potensial henti

Fungsi Kerja – Energi Ambang,

Besarnya energi minimal yang diperlukan untuk melepaskan lectron dari energi ikatnya disebut fungsi kerja (W) atau energi ambang.

Rumus Fungsi Kerja,

W = h.f0

Fungsi kerja ( energi ambang ) yaitu energi terendah dari foton agar mampu menimbulkan efek fotolistrik

Frekuensi Ambang,

Frekuensi foton terkecil yang mampu menimbulkan lectron foto disebut frekuensi ambang.

Frekuensi ambang yaitu frekuensi foton terendah yang mampu menimbulkan efek fotolistrik

Panjang Gelombang Ambang,

Panjang gelombang terbesar yang mampu menimbulkan lectron foto disebut Panjang gelombang ambang.

Efek Compton

Efek Compton adalah peristiwa terhamburnya sinar-X akibat tumbukan dengan electron. Panjang gelombang sinar-X menjadi lebih besar dari sebelumnya dan frekuensi menjadi lebih kecil dari sebelumnya.

Rumus Momemtum Elektron Ketika Tumbukan Akibat Efek Compton.

p = h/ λ

p = momentum elekron

λ = Panjang gelombang

h = tetapan Planck

Rumus Panjang Gelombang Hamburan Efek Compton

λ –  λ = (h/m0c) x (1 – cos θ)

λ = Panjang gelombang sebelum tumbukan, m

λ = Panjang gelombang setelah tumbukan, m

m0 = massa diam electron, kg

θ = sudut hamburan

Hukum Pergeseran Wien

Jika suatu benda dinaikkan suhunya, maka Panjang gelombang yang menghasilkan intensitas pancaran maksimum bergeser semakin ke kiri.

Rumus Pergeseran Wien

λmaks T = C

T = suhu K

λmaks = Panjang gelombang pada intensitas maksimum, m

C = konstanta Wien = 2,989 x 10-3 mK

Teori de Broglie

Panjang gelombang de Broglie

λ = h/p

λ = h/m.v

λ = h/ √(2.m.e. ΔV)

λ = h/ √(2.m.EK)

p = momentum

e = muatan electron (coulomb)

m= massa partikel

ΔV = beda potensial (volt)

v = kecepatan partikel m/s