Teoti Kuantum
/
De Broglie dan Efek Compton 1. Hipote Hipotesa sa de Brog Broglie lie meny menyatak atakan an bahwa bahwa : A. energi energi gelombang gelombang elektromagn elektromagnetik etik dipancarkan dipancarkan dan diserap diserap dalam bentuk bentuk paket-paket energi foton B. Paket Paket energi energi gelomban gelombang g elektrom elektromagn agneti etik k dapat dapat bersifa bersifatt sebaga sebagaii partik partikel el karena mempunyai momentum C. Caha Cahay ya memp mempun unya yaii sifat sifat sebag sebagai ai part partik ikel el disam disampi ping ng memp mempun uny yai sifat sifat gelombang . !ate !ateri ri yang ang berg berger erak ak mempu empuny nyai ai sifa sifatt gelo gelom mbang bang disa disam mping ping sifa sifatt partikelnya ". #oton #oton gelom gelomban bang g eletkr eletkroma omagne gnetik tik peramb perambatan atanny nyaa hanya hanya dapat dapat bersifa bersifatt sebagai gelombang $awab : C hf = pc % artiny artinyaa cahaya dapat sebagai pertikel dengan momentumnya dan sebagai cahaya sebanding dengan dengan frekuensinya &. PP' 1()& *1 "lektron yang massanya (%+ x1+ kg berg berger erak ak deng dengan an kela kela,u ,uan an */ &%& x1+ m - s . $ika konstanta Planck 0%0 x1+ Js % maka pan,an ,ang 11 gelombang electron tersebut adalah 1+ m A. &%0 B. *%+ C. *%* . *%0 ". /%+ $awab : C −
−
−
m = (%+ x1+ −*1 kg : v = &%& x1+ m s : h = 0%0 x1+ −*/ Js : λ = ... 4 λ =
h
=
mv
0%0 x1+ −*/ 3(%+ x1+
−*1
23&%& x1+ 2
= +%** x1+ −1+ = *%* x1+ −11 m
*. 5ip 5ipenma enmaru ru 1() 1()6 6 Berk Berkas as elec electr tron on berk berkec ecep epat atan an 1%1 x1+ 0 m - s % ,ika ,ika massa assa elec electr tron on dan *1 */ kons konstan tanta ta Planck masin masing-m g-masin asing g (%+ x1+ kg da dan 0%0 x1+ Js % maka maka pan,ang gelombang berkas electron tersebut adalah 1+ −1+ m A. )%& B. 0%( C. 6%& . 6%& ". /%) $awab : B −
−
m = (%+ x1+ −*1 kg : v = 1%1 x1+ 0 m s : h = 0%0 x1+ −*/ Js : λ = ... 4 λ
=
h
=
mv
0%0 x1+ −*/ 3(%+ x1+
− *1
0
231%1 x1+ 2
= +%0 x1+ − ( = 0% x1+ −1+ m
/. "lek "lekro ron n yang ang mass massan any ya (71+ (71+-*1 kg berger bergerak ak dengan dengan kecepa kecepatan tan *%*71+ *%*71+0 ms3h80%071+-*/ ,s2. !aka pan,ang gelombang gerak elekron adalah m A. 1%171+ -1+ B. &%&71+ -1+ C. *%*71+-1+ . /%/71+-1+ ". 6%671+-1+ $awab : B h = 0%0 x1+ −*/ Js ⇑ m = ( x1+ −*1 kg ⇑ v = *%* x1+ 0 m s ⇑ λ = .... 4 λ
=
h mv
=
0%0 x1+ −*/ 3( x1+
−*1
0
23*%* x1+ 2
= &%& x1+ −1+ m
6. 5ebuah 5ebuah keleren kelereng g massany massanyaa a berger bergerak ak dengan dengan kecepatan kecepatan b. $ika konstan konstanta ta Planck h maka pan,ang gelombang de Broglie dari kelereng tersebut adalah www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
A.
/)
ab
B.
h
h
C.
ab
ah
.
b
b
".
ah
a bh
$awab : B m = a.kg 9 v = b3 m s29 λ = .... 4 λ =
h
h
=
p
h
=
mv
ab
0. $ika $ika kela, kela,ua uan n caha cahay ya diud diudar araa *71+ *71+) ms dan h 8 0%071+ -*/ $s% maka foton +
cahaya yang pan,ang gelombangnya 1++ A mempunyai momentum kgms A. 1%&71+ -*0 $awab : C
B. 1%671+ -**
C. 0%071+-&0
. 1%671+&6
". 0%071+&0
o
λ
p
= 1++ A = 1+ −) m9 h = 0%0 x1+ −*/ Js9 p = ... 4 =
h λ
=
0%0 x1+ −*/ 1+
−)
= 0%0 x1+ −&0 kgm - s
. 5ebe 5eberk rkas as sinar sinar deng dengan an kecep kecepat atan an *71+ *71+ ) ms% memiliki momentum foton sebesar 0%071+-&* ;s. Bila konstanta Planck 0%071+ -*/ $s% maka frekuensi sinar !H< A. 0.1+ 11 B. (.1+ 11 C. *.1+1* . 0.1+1* ". *.1+1( $awab : C c = * x1+) m s ⇑ h = 0%0 x1+ f =
pc
=
0%0 x1+
h
− &*
x* x1+
0%0 x1+
−*/
Js ⇑ p = 0%0 x1+
−&*
kgm s ⇑ f = ... 4
)
−*/
= * x1+1* MHz
). !oment !omentum um linier linier foton foton ultra=i ultra=iole olett yang yang frekuens frekuensiny inyaa 1671+ 1671+ 1/ H<. >ecepatan cahaya *71+) ms dan tetapan planck 0%071+ -*/ $s adalah ;s A. 1* x1+ &/ B. ** x1+ & C. 1* x1+ &+ . ** x1+ *6 ". 1* x1+ */ $awab : B −
−
−
−
−
f = 16 x1+16 Hz ⇑ c = * x1+ ) m s ⇑ h = 0%0 x1+ −*/ Js ⇑ p = .... 4 p =
h λ
=
hf c
=
0%0 x1+ −*/ x16 x1+16 * x1+
)
= ** x1+ − & Ns
(. 5ebuah 5ebuah electron electron dan sebuah sebuah foton foton memiliki memiliki pan,ang pan,ang gelomb gelombang ang yg sama sama maka A. momentum momentum electron electron lebih lebih kecil kecil dari dari pada pada moment momentum um foton foton B. momentu momentum m electro electron n sama denga dengan n moment momentum um foton foton C. momentum momentum electron electron lebih lebih besar besar daripad daripadaa momentum momentum foton . energi energi electron electron lebih kecil daripada daripada energi energi foton ". energi energi electron electron lebih besar daripada daripada energ energii foton foton = ↔ = = h p p h tetap λ λ $awab : B3 2
1+. "lectron "lectron yang yang massanya massanya ( x1+ *1 kg bergerak dengan kela,uan &%& x1+ m s . $ika konstanta Planck 0%0 x1+ */ Js % maka pan,ang gelombang electron m 11 11 11 A. &%0 x1+ C. *%* x1+ ". /%+ x1+ −
−
−
−
−
www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
B. *%+ x1+ $awab : C
/(
11
.
−
*%0 x1+
11
−
h = 0%0 x1+ −*/ Js ⇑ v = &%& x1+ m s ⇑ m = ( x1+ −*1 kg ⇑ λ = ... 4 λ =
h
=
mv
0%0 x1+ −
*/
+
( x1+ −*1 3 &%& x1+ 2
= *%* x1+ −11 m = +%** A
11. 11. 5ebuah 5ebuah electron mempunyai mempunyai kela,uan kela,uan 1+ 0 m - s . "lectron ini akan mempunyai +
pan,ang gelombang sebesar A A. +%** B. +%**.nm $awab : B
C. +%**.1+ . +%**.1+
1+
−
(
−
". +%**. µ m
m
nm
v = 1+ 0 m s ⇑ λ = ... 4 λ =
h
0%0.1+ −*/
=
(%1.1+
mv
−*1
0
31+ 2
= +%&6.1+ −( mλ = +%&6.nm +
1&. 5inar gamma gamma mempunyai mempunyai pan,ang gelomban gelombang g +%1 A % maka massa fotonnya kg *1 *1 *1 A. 1%&.1+ − B. &%&.1+ C. *%&.1+ . /%&.1+ *1 ". 6%&.1+ *1 $awab : B −
−
−
−
+
λ
= +%1 A = 1+ −11 m ⇑ m = ... 4
m
=
h λ c
=
0%0.1+ − 1+
−11
*/ )
3*.1+ 2
= &%&.1+ −*1 kg
1*. Pan,ang Pan,ang gelombang gelombang de Broglie partikel partikel A. seban sebandi ding ng deng dengan an mom moment entum um B. berban berbandin ding g terbal terbalik ik denga dengan n momentu momentum m C. tidak tidak tergan tergantun tung g pada pada konstan konstanta ta Planck Planck . seband sebanding ing deng dengan an konst konstant antaa ?ydbr ?ydbreg eg ". tidak tidak tergan tergantun tung g pada pada energ energii partik partikel el $awab : B@ λ =
h mv
=
h p
1/. 5P!B &++& &++& ?egional ?egional '' kode *&1 Pada mikroskop mikroskop electron% electron% electron electron bergerak bergerak dengan kecepatan 1+ ms % $ika massa assa elec electr tron on (%1 x1+ *1 k g dan dan teta tetap pan plan planck ck 0%0 x1+ */ $s % maka aka pan,ang gelombang de Broglie gerak electron tersebut nm A. +%+ B. +%* C. 1%/* . %** ". 1/%*+ $awab : A −
−
www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
6+
− − m = (%1 x1+ *1 k g : h = 0%0 x1+ */ Js : v = 1+ ms : λ = ...4
λ =
h
h
=
p
mv
0%0 x1+ −*/
=
3(%1 x1+
−*1
231+ 2
= %&671+-11 m ≈ +%+71+ -( m = +%+nm
16. 5P!B &++* &++* ?egional ?egional ' kode &1 5ebuah electron yang dipercepat melalui beda potensial 1++ =olt mempunyai la,u a,u% massa electron ron dan tetapan planck bert erturut rut-tu -turut adalah 0 −*1 −*/ kg9 h 0%0&0 x1+ $ s . !aka v 6%(* x1+ m-s % m (%11 x1+ !aka pan, pan,an ang g gelombang de-Broglie-nya adalah m A. 1%&* x1+ −1+ B. 1%&* x1+ −/ C. 1%&* x1+ −) . 1%&* x1+ − ". 1%&* x1+ −0 $awab : A =
=
=
m = (%11 x1+ −*1 kg : h = 0%0&0 x1+ −*/ $ s : v = 6%(* x1+ 0 ms : λ = ...4 λ
=
h
=
mv
0%0&0 x1+ −*/ 3(%1 x1+
−*1
0
236%(* x1+ 2
= 1 &&0 x1+ -1+ ≈ 1 &* x1+ -1+ m
10. 10. Pan, Pan,an ang g gelom gelomba bang ng de !roglie neutron neutron yang dalam kesetimbang kesetimbangan an termal −& dalam materi bertemperatur *++ " *++ " sekitar sekitar angstrom angstrom33 mn = 1%0 x1+ kg 2 A. (%& B. %/ C. 6%/ . *%& ". 1%6 $awab : " m n = 1%0 x1+ −& kg : # = *++ " : λ = ... 4 k = 1%*) x1+ −&*
Beori kinetik gas : v = λ
=
0%0 x1+
* "# ↑ m
λ
=
h ↑ λ = mv
− */
*31%0 x1+ − & 231%*) x1+ − &* 23*++ 2
h
*m"#
= 1%1& x1+ −1+ m = 1%1& angstrom
1. Pan,ang Pan,ang gelombang gelombang de Broglie neutron yang kesetimbangan kesetimbangan termal dengan +
materi bertemperatur *++ > sekitar .. A 3massa neutron 1%0 x1+ A. (%& $awab : "
B. %/
C. 6%/
. *%&
&
−
kg 2
". 1%6
m n = 1%0 x1+ −& kg 9 h = 0%0 x1+ −*/ Js9 # = *++ " k = 1%*) x1+ − &* J mol" λ
λ
= =
h ↔v= mv
* "# ↑ m
λ λ
=
= ... 4 h m" # *m"#
0%0 x1+ − */ *31%0 x1+ − & 231%*) x1+ − &* 2*++
maka : +
= 1% /6 x1+ −1+ m = 1% /6 A
1). !P; !P; 1((* ?ayon ?ayon B 5ebuah electron dipercepat oleh beda potensial $ . $ika m 8 massa electron% e 8 muatan electron dan h konstanta Planck konstanta Planck . !aka pan,ang gelombang de !roglie de !roglie untuk electron ini dapat dinyatakan dengan hubungan www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
A.
61
h
B.
me$ h
h
h
C.
& me$
.
&me$
h
".
* &me$
*me$
$awab : C e = elektron 9 m = massa elektgron9$ = beda potensial ↑ λ = ... 4 1. &p = &k ↑ e$ = h
&. % =
1(. 1(.
h
=
mv
m
h
=
&e$
m
&e$
mv ↑∴ v = &
&
&me$
m
Besar Besar pan,an pan,ang g gelo gelomb mban ang g sebua sebuah h elect electro ron n berm bermas assa sa m% ,ika energ energin iny ya " maka h
=
A.
λ
B.
λ =
&m& &m& h
& =
&+.
1
1 &
mv
&
& &
⇒v=
m
=
C.
λ
.
λ =
h
".
&mh &mh
h m
h
=
&m'
$awab : A
h
% maka : λ =
λ
& &
=
h &m&
m
!P; !P; 1((1 1((1 ?ayon ayon C 5ebuah 5ebuah partikel partikel yang bermuatan bermuatan positif positif ' coulomb dan coulomb dan massa m kg dilepas tanpa tanpa kecepatan kecepatan awal di titik titik A. A. Partik Partikel el diperce dipercepat pat menu,u menu,u ! ! karena ada tegangan antara titik A titik A dan dan ! ! yaitu yaitu D volt . Bila diketahui tetapan Planck tetapan Planck h h $s% maka pan,ang gelombang partikel setelah melewati ! melewati ! adalah adalah 1 & A. h3&m'$ 2 C. m'h$ ". mh 1 3&'$ 21 & 1& B. hm 1 3&'$ 21 & . h3&m'$ 2 $awab : −
−
'
= muatan 9 m = massa muatan ↑ λ ' = ... 4$ A! = $ =olt
1. &p &. %
&1.
−
=
= &k ↔ '$ = 1 & mv & ↑∴ v = h mv
h
= m
&'$
=
h &m'$
=
&'$ m h 3&m'$ 2
1
↑∴ % = h3&m'$ 2 −
1
&
&
m
5ipenmaru 1( 1()6 5ebuah partilel yang mempunyai massa m bergerak dengan kecepatan v. $ika tetapan planck tetapan planck h h% maka pan,ang gelombang partikel ialah hm m hv A. B. C. . mhv ". hv m v
h mv www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
6&
$awab : " λ = pan,ang gelombang partikel m = massa partikel
>>> λ =
h = tetapan Planck tetapan Planck
&&.
p = momentum partikel v = kecepatan partikel h p
=
h mv
5ipenmaru 1( 1()/ 5ebuah 5ebuah neutron neutron bermassa bermassa m bergerak bergerak dengan kecepatan kecepatan v 3non relati=istic2. Bila λ adalah adalah pan,ang pan,ang gelom gelomban bang g de !roglieny !roglienya% a% maka maka energ energii neutro neutron n tersebut dapat dituliskan sebagai A.
hc
".
B.
λ
hv λ
hv λ
C.
hc
.
&λ
hv &λ
+ mc&
$awab : " &k = mv&
= 3mv2v = pv ↑ p =
h λ
hv
↑ &k =
λ
3neutron sebagai gelombang2
persamaan persamaan "instein : & = mc & % maka : & neutron
&*. &*.
= &k + & =
hv λ
+ mc &
!P !P; ; 1(( 1((/ / ?ay ?ayon on B kode kode &6 alam alam pecoba pecobaan an interfe interferen rensi si (oung digunakan digunakan sinar monokromat monokromatis is yang yang energi energi fotonny fotonnyaa & . Bil Bila d h h c dan ) berturut-tu berturut-turut rut adalah ,arak celah% konstanta Planck% cepat rambat gelombang dalam =akum dan ,arak celah dengan layar% maka ,arak terdekat antar garis terang adalah c)d )d& hc) d&h &hc A. B. C. . ". h& ch &d )c d) $awab : Pan,ang gelombang pada percobaan (oung adalah adalah : λ =
∆ pd )
ntu ntuk k teor teorii kuan kuantu tum m bahw bahwaa ener energi gi foto foton n berb berban andi ding ng terba terbali lik k deng dengan an
= pan,ang gelombang foton% maka maka : & = & =
&/. &/.
hc λ
↔ λ =
hc &
=
∆ pd )
↑∴ ∆ p =
hc λ
% sehingga :
hc) & .d
!P !P; ; 1(( 1((0 0 ?ay ?ayon on A kode kode &6 !assa partikel A partikel A / / 7 massa partikel ! partikel ! dan dan kecepatan A kecepatan A 1* 1* 7 kecepatan ! kecepatan !%% maka perbandingan perbandingan pan,ang gelombang gelombang partikel A dan A dan pan,ang gelombang partikel ! partikel ! adalah adalah A. 1 : / B. / : 1 C. * : / . / : * ". 1 : 1& $awab : C
www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
λ A : λ !
=
h m A v A
:
h m ! v !
mv
= m ! v ! : m A v A = m ! v ! : 3/m !
1
*
v ! 2 = * : /
!P !P; ; 1(( 1((0 0 ?ay ?ayon on C kode kode &/ Bila dari keadaan keadaan diamnya diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial potensial $ 1 = 1++volt % dan electron lain dengan beda potensial $ & = /++volt % maka perbandingan pan,ang gelombang gelombang de !roglie de !roglie-nya -nya adalah A. E B. F C. */ . & ". / $awab : " $ 1
&0. &0.
h
= /m ! : v A = 1* v ! ↔ λ A : λ ! = ...4 % =
m A
&6. &6.
6*
= 1++ 1++ =olt :$ & = /++ /++ =olt ↑
λ 1 λ &
= ...4∴
%1 %&
$ &
=
$ 1
=
/++ /++ 1++
=&
!P !P; ; 1(( 1(( ?ay ?ayon on B kode kode 6) 5ebuah 5ebuah electron electron yang yang dipercepat dipercepat pada beda potensial potensial 1)kD pada tabung ruang hampa udara akan menimbulkan pan,ang gelombang minimum 1+ −1& m A. /%) B. 0%0 C. %& . )%+ ". (%1 $awab : " − − − $ = 1)k=olt : h = 0%0 x1+ */ $s : c = * x1+ ) ms : m = (%1 x1+ *1 kg : e = 1%0 x1+ 1( C
λ
λ
= ... 4 ↑
1
&
mv & = e$
v=
&e$
− *1
231%0 x1+
−1(
h
↔ λ =
m
0%0 x1+ −*/
= &3(%1 x1+
&. &.
h
↑∴ λ =
mv
&me$
= (%171+ -1& m 21)+++
!P !P; ; 1(( 1(() ) ?ay ?ayon on C kode kode 6& Bila dari keadaan keadaan diamnya diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial potensial $ dan elect electro ron n lain lain deng dengan an beda beda pote potens nsial ial $ & % maka perbandingan perbandingan 1 % dan pan,ang gelombang de !roglie-nya !roglie-nya untuk beda potensial berorde k$ adalah adalah A.
$ & $ 1
B.
$ 1 $ &
C.
$ 1 &$ &
.
$ 1 $ &
".
$ & $ 1 $awab : " $ 1 potensial electron 312 =
$ & = potensial electron 3&2
www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
e1
6/
= e& = e9 m1 = m& = m ↑ 1
&k = e$ =
&
mv
&
=
3mv2
λ 1 λ &
&
&m
=
= ...4
p
&
&m
↑ p =
&me$ ↔ % =
h
↑∴ % =
p
h &me$
h sehingga ∴
%1 %&
&me$ 1
=
h
=
1 - $ 1 1 - $ &
∴
%1 %&
$ &
=
$ 1
&me$ &
&).
! G! G! 1(( 1(() ?ay ?ayon on C ua pertikel pertikel dengan dengan muatan muatan sama sama besar besar dan sama tanda% tanda% tetapi dengan dengan massa massa berbed berbedaa 3 m1 = m& - / 2 dile dilepa pass tand tandaa kecep kecepat atan an awal awal dari dari titi titik k A. A. >eduanya >eduanya dipercepat dipercepat menu,u menu,u titik ! oleh ! oleh suatu beda tegangan listrik yang dipasang antara A antara A dan dan ! ! sebesar sebesar D volt* Perbandingan volt* Perbandingan pan,ang gelombang di !roglie kedua !roglie kedua partikel yaitu A. E $awab : B m1
=
m& /
λ 1
B. F
↑
λ 1 λ &
adalah
λ &
C. 1
. *
". /
= ...4$ 1 = $ & = $ ↑ 1. &p = &k ↔ e$ = 1& mv & ↑∴ v =
&e$ m
h %
&(. &(.
=
h mv
h
= m
&e$
=
h &me$
m
↑
%1 %&
=
&m1e$ h
=
m1 m&
=
m& - / m&
= 1&
&m& e$
5P!B 5P!B &++& &++& ?egi ?egion onal al ' kode kode 1&1 1&1 5uat 5uatu u part partik ikel el pion pion3m 3meso eson n π + 2 dalam dalam kead keadaa aan n terte tertent ntu u dapa dapatt musn musnah ah menghasilka menghasilkan n dua foton dengan dengan pan,ang pan,ang gelombang gelombang λ . Bila partikel pion adal adalah ah m h adal adalah ah tetapa tetapan n Plankc Plankc da dan c adalah kela,uan cahaya dalam =akum% maka λ dapat dinyatakan dalam m c% dan h dalam bentuk h &h h h 1 A. B. C. . ". & mc mc &mc & mch mc $awab : C me7on π +
&foton : λ = ...4
m = massa foton : h = tetapan Planck : c = kela,uan cahaya dalam =akum "nergi pion = & "nergi foton ↑ mc & = &3
*+.
hc λ
2 ↑∴ λ =
&h mc
! G! G! &++ &++* kod kodee *& *&& ua partikel A dan B dengan massa berbeda 3 m A = &)(m ! 2 memiliki energi kinetic yang sama. Bila pan,ang gelombang de Broglie partikel A bernilai +%&nm% maka pan,ang gelombang de Broglie partikel B adalah nm www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
66
A. %) $awab : C
B. 6%0
C. *%/
. 1%0
= &)(m ! : λ A = +%&nm : λ ! = ...4 &k A = &k ! & & & & m A v A = m ! v ! ↑ 3&)(m ! 2v A = m ! v ! ↑ v ! = v A
". +%1
m A
h
λ =
mv
+%&nm : λ !
*1.
λ A
≈
1 m A v A
↔ λ ! ≈
1 m ! v !
&)(
= 1v A
↑ λ A : λ ! = m ! v ! : m A v A
= 1m ! v A : &)(m ! v A ↑ +%&nm : λ ! = 1 : &)(∴ λ ! = *%/nm
Ganes anesaa per perat atio ion n Bila dari keadaan keadaan diamnya diamnya electron pertama dipercepat oleh beda potensial potensial $ & % maka pan,ang gelombang $ 1 dan electron lain dengan beda potensial de !roglie de !roglie electron electron kedua sama dengan setengah kali pan,ang gelombang de !roglie pertama. !roglie pertama. Berapa besar $ & 4 A.
B. &$ 1
/$ 1
".
1 )
C.
1 &
$ 1
.
1 /
$ 1
$ 1
$awab : A
λ &
= 1& λ 1 ↑ &
$ 1 $ &
= ...4 m1 = m& = m
%1 $ & = $ ↑ $ & = $ 1 % & 1 *&.
&
%1 = $ 1 % &
&
%1 1 = /$ 1 λ & 1
5etia etiap p deti detik k% seki sekita tarr / x1+ ( kg
**.
Permu Permukaa kaan n bumi bumi mener menerima ima radia radiasi si matah matahari ari ratarata-rata rata1%& k, m & saat terik. +
$ika pan,ang gelomban gelombang g rata-rata radiasi ini 00&+ A 00&+ A % maka banyak foton per detik dalam berkas sinar matahari seluas 1cm & secara secara tegak tegak lurus adalah A. 6 x1+1 B. / x1+1 C. * x1+1 . & x1+1 ". 1 x1+ 1 $awab : B
www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
60
+
= 00&+ A = 0%0&.1+ − m ⇑ t = 1 sekon ⇑ h = 0%0.1+ −*/ Js −/ & ) * & & c = *.1+ m - s P = 1%&.1+ , - m ⇑ A = 1cm = 1+ m
λ
P = - . A% P = n
=
λ .t . - . A
hc
=
nhc λ t
n
= .... 4
. >>> maka : −
0%0&.1+ .1.1%&.1+ *.1+ 0%0.1+
−*/
.*.1+
)
−/
= /.1+1
*/.
! G! G! &++ &++* kod kodee *& *&& "fek Compton menun,ukkan bahwa 1. electro electron n dapat dapat menero menerobos bos inti inti atom atom &. tenaga tenaga foton foton selur seluruhn uhnya ya diberik diberikan an ke partik partikel el *. foton foton musn musnah ah setel setelah ah memb membent entur ur mater materii /. sinar sinar dapat dapat berin berintera teraksi ksi deng dengan an electr electron on $awab : 3/ sa,a benar2 "fek "fek Compto Compton n adalah adalah perist peristiwa iwa tumbuk tumbukan an antara antara foton foton 3sinar 3sinar2 2 dengan dengan electron. Hal ini membuktikan bahwa : foton .sinar x/ berinteraksi dengan electron • foton memiliki momentum 0adi bersifat sebagai partikel partikel • foton mengalami penurunan penurunan energi •
*6.
Ganes anesaa per perat atio ion n Percobaan yang dilakukan oleh 1ompton membuktikan bahwa : 1. gelombang gelombang elektromang elektromangetik etik mempunyai mempunyai momentum momentum &. energi energi gelombang gelombang elektromagn elektromagnetik etik terkuantisas terkuantisasii *. efek efek yang ang ter, ter,ad adii pada ada perc perco obaan aan memen emenu uhi huku ukum kekek ekekal alan an momentum /. pan,ang pan,ang gelomban gelombang g sinar yang yang dihambu dihamburkan rkan men,adi men,adi lebih lebih kecil kecil $awab : 1 dan * benar 3B2 1. foton termasuk gelombang elektromagnetik maka ter0adi pesiti+a momentum 3pernyataan 1 benar2 &. energ energii gelomb gelombang ang &M berban berbandin ding g lurus lurus dengan dengan frekue frekuensi nsinya nya atau atau terkuantisasi tetapi bukan peristi+a 1ompton 3pernyataan & salah2 *. efek 1ompton berlaku hukum kekekalan k ekekalan momentum karena foton bersifat partikel 3pernyataan * benar2 h 31 − cosθ 2 % bukti bah+a pan0ang gelombang terhambur /. λ I−λ = m+ c & lebih besar dari pan0ang gelombang semula 3pernyataan / salah2
*0.
Ganes anesaa per perat atio ion n Pada efek 1ompton% 1ompton% foton yang menumbuk electron mengalami perubahan perubahan h pan,ang gelombang sebesar % deng dengan an h 8 teta tetapa pan n Planck % m+ 8 &m+c &
www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
6
massa diam electron% dan c 8 kecepatan kecepatan foton. Besar sudut sudut hamburan hamburan yang + dialami foton tersebut adalah A. *+ B. 0+ C. (+ . 1&+ ". 1)+ $awab : B
∆λ =
h &m+ c &
h &m+ c
*. *.
&
=
: θ = ...4 ↑ λ I−λ =
h m+ c
&
31 − cosθ 2 ↑
1
&
h m+ c &
31 − cosθ 2 ↑ ∆λ =
h m+ c &
31 − cosθ 2
= 1 − cosθ ↑ cosθ = 1 − 1& = 1& ∴θ = 0++
Perco Percoba baan an yang yang dila dilaku kuka kan n 1ompton membuktikan 1ompton membuktikan bahwa 1. foto foton n memi memili liki ki mom momen entu tum m &. pan,ang pan,ang gelomban gelombang g foton yang dihamb dihamburkan urkan men,adi men,adi lebih lebih besar besar *. foton foton bersifa bersifatt seba sebagai gai partik partikel el /. ener energi gi foto foton n terku terkuan anti tisas sasii $awab : 1%& dan * benar 3A2 1. % =
h
↔ % =
mv
h p
↑ p =
h %
↑ &. %I− % =
h m+ c
31 − cos θ 2 ↑ % I > %% 3 & benar2
*. pernyataan pernyataan 312 benar% pernyataan pernyataan 3*2 benar
Meskipun energi foton terkuantisasi tetapi bukan merupakan pembuktian dari 1ompton 3pernyataan / salah2 *).
Pernyataan Pernyataan berikut berikut ini ini yang yang menun, menun,ukkan ukkan ge,ala Compton Compton adalah A. Perm Permuk ukaa aan n loga logam m yang ang disi disina nari ri mengh enghas asil ilka kan n foto foto elec electr tron on dan dan menghasilkan arus listrik B. $umlah $umlah foto electron electron yang dihasilkan dihasilkan permuk permukaan aan logam berband berbanding ing lurus lurus dengan intensitas cahaya yang menyinarinya C. Partik Partikel el alfa yang ditembak ditembakkan kan ke permukaan permukaan logam logam emas tipis tipis akan akan dihamburkan . Hamb Hambur uran an sinar sinar oleh oleh elect electro ron n dima dimana na pan, pan,an ang g gelo gelomb mban ang g yang yang dihamburkan men,adi lebih besar ". Permukaan aan logam yang ang ditemb embaki electron berene energi tinggi menghasilkan gelombang elektromagnetik $awab : 3"fek Compton memiliki syarat λ > λ 2 I
*(.
Celah elah tung tungal al sele seleb bar +%1 mm disi disina nari ri berk erkas caha cahay ya se,a se,a,a ,arr den dengan gan +
λ = )+++ A )+++ A . Pola difraksi yang ter,adi ditangkap layer pada ,arak 1 meter dari celah. $arak antara garis gelap kedua dari garis terang pusat adalah mm A. &+ B. 1) C. 10 . 1& ". 1+ $awab : C +
λ = )+++ A = ) x1+
∆ y =
nλ ) d
=
−/
& x) x1+
mm9 n = &9 d = +%1mm9 ) = 1m = 1+++mm9 ∆ y = ... 4 −/
x1+++
+%1
= 10mm www.mhharismansur.com
Teoti Kuantum
/+.
6) +
5inar inar deng engan pan pan,an ,ang gelo gelom mbang bang / A dihamburkan dari suatu balok karbon dengan membentuk sudut (+ + % maka perubahan pan,ang gelombang foton adalah A. 0J B. +%0J C. 1&J . 1%&J ". +%/J $awab : B +
λ = / A = /.1+−1+ m ⇑ θ = (++
∆λ = /1.
h m+ c
→ cosθ = + ⇑ λ I = ...4 −1& ∆λ &%/.1+ −1& = &%/.1+ ↑ η = x1++J = x1++ 1++J = +%0.J −1+ λ
$ika λ da dan λ I masing-masi masing-masing ng pan,ang pan,ang gelombang gelombang foton sebelum sebelum dan sesudah sesudah tumbukan% tumbukan% maka menurut Compton Compton hubungan hubungan λ da dan λ I dapat dituliskan . A.
λ I−λ
= hm + c 31 − cos θ 2
B. λ − λ I = C. /&. /&.
/.1+
λ − λ I =
m+ c h h m+ c
.
λ − λ I =
31 − cosθ 2
".
3cosθ − 12
$awab: "
h m+ c
31 − cosθ 2
λ I−λ =
h m+ c
31 − cos θ 2
+
5ebu 5ebuah ah foto foton n memp mempun uny yai pan, pan,an ang g gelo gelomb mban ang g /+ A /+ A menumbuk electron yang berada di udara% dan arah foton menyimpang 0+ + dari arah semula% semula% +
maka pan,ang gelombang foton setelah tumbukan adalah A A. &)%+1& $awab : "
B. &(%+1&
+
λ = /+ A = /.1+−( m ⇑ θ = 0++ λ I−λ =
h m+ c
λ I = 1%&.1+
C. *+%+1&
−(
". /+%+1&
1
→ cosθ = ⇑ λ I = ...4 &
31 − cosθ 2 ⇑ λ I−λ = &%/.1+−1& 31 −
−1&
. *)%+1&
+ /.1+ = /+%+&/.1+
−1+
1 &
2 +
= /+%+&/ A
www.mhharismansur.com
