SOAL DAN PEMBAHASAN KUANTUM (FISIKA) BAGIAN 1

 SOAL 1:  (SIPENMARU 1987)

Kuanta energi yang terkandung di dalam sinar ultra ungu yang panjang gelombang 3300 A. Konstanta Planck 6,6 x 10^-34 J.s dan cepat rambat cahaya 3 x 10^8 m/s… dalam satuan x 10^-19 J. 

1. 2,0 

2. 3,0 

3. 3,3 

4. 6,0

5. 6,6

Kunci : D

Pembahasan : 

Panjang gelombang, λ=3300 A=3300 x 10^-10 meter

SOAL 2 : (SIPENMARU 1984)

Menurut teori kuantum berkas cahaya terdiri atas foton. Intensitas berkas cahaya ini …. 

1. Berbanding lurus dengan energi foton 

2. Berbanding lurus dengan akar energi foton 

3. Berbanding lurus dengan banyaknya foton 

4. Berbanding lurus dengan kuadrat banyaknya foton 

5. Tidak tergantung pada energi dan banyaknya foton 

Kunci : C

Pembahasan : 

Intensitas foton dapat dianggap sama dengan banyaknya foton 

SOAL 3 : (PP I 1981)

Yang fotonnya mempunyai energi terbesar dari yang berikut adalah … 

1. Sinar merah 

2. Sinar ungu 

3. Sinar gamma 

4. Sinar – X 

5. Gelombang radio 

Kunci : C

Pembahasan : 

Urutan foton dari energi terbesar : 

Sinar – λ > sinar – X > sinar ultraviolet > cahaya tampak > inframerah > radar > gelombang TV > gelombang radio. 

Catatan : 

Cahaya tampak : ungu, biru, hijau, kuning, jingga, dan merah 

SOAL 4 :

Seseorang mendeteksi 5 foton pada panjang gelombang 5500 A dalam waktu 90 milidetik. Daya yang diterima mata adalah … ( dalam satuan watt dan h=6,6 x 10^-34 J.s dan c=3 x 10^8 m/s ). 

1. 2 x 10-22 W

2. 2 x 10-20 W

3. 2 x 10-19 W

4. 2 x 10-17 W

5. 2 x 10-15 W

Kunci : D

Pembahasan : 

SOAL 5 : (SPMB 2004 KODE 751)

Permukaan  bumi menerima radiasi Matahari rata – rata 1,2 kW/m2 saat terik. Jika panjang gelombang rata – rata radiasi ini 6620A, maka banyak foton per detik dalam berkas sinar Matahari seluas 1 cm2 secara tegak lurus adalah … x 10 17 foton.

1. 5,0 

2. 4,0

3. 3,0

4. 2,0

5. 1,0

Kunci : B 

Pembahasan : 

Hubungan daya P dengan Itensitas I 

SOAL  6 : (UM UGM 2004 KODE 312)

Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatis 100 watt adalah 5,5 x 10^-7 m. Cacah foton (partikel cahaya) per sekon yang dipancarkannya sekitar … 

1. 2,8 x 10 22 per sekon 

2. 2,0 x 10 22 per sekon 

3. 2,6 x 10 20 per sekon 

4. 2,8 x 10 20 per sekon 

5. 2,0 x 10 20 per sekon 

Kunci : D

Pembahasan : 

SOAL 7 : (UMPTN RAYON C) 

Energi elektron yang dipancarkan oleh permukaan yang sensitif terhadap cahaya akan meningkat jika cahaya datang yang menumbuk permukaan … 

1. Intensitasnya diperbesar 

2. Amplitudonya diperbesar 

3. Panjang gelombangnya diperpendek 

4. Frekuensinya diperkecil 

5. Sudut datangnya diperbesar 

Kunci : C 

Pembahasan : 

Energi kinetik elektron foto pada peristiwa efek fotolistrik akan semakin besar bila, frekuensi cahaya yang menumbuk permukaan semakin besar atau panjang gelombangnya semakin kecil. 

SOAL 8 : (UMPTN 1996 RAYON B) 

Hasil eksperimen efek fotolistrik yang tidak dapat dijelaskan dengan teori klasik adalah … 

1. Adanya panjang gelombang maksimum cahaya penyinaran yang dapat menghasilkan efek tersebut

2. Selang waktu antara penyinaran cahaya dan terjadinya arus fotolistrik tidak bergantung pada intensitas cahaya 

3. Energi kinetik elektron yang keluar dari katode bergantung pada panjang gelombang cahaya yang digunakan. 

4. Elektron memerlukan sejumlah energi tertentu untuk keluar dari permukaan logam (katode). 

Manakah pernyataan yang benar adalah … 

1. Jika (1), (2), dan (3) benar 

2. Jika (1) dan (3) benar 

3. Jika (2) dan (4) benar

4. Jika hanya (4) benar 

5. Jika semuanya benar 

Kunci : A

Pembahasan : - 

SOAL 9 : (UMPTN 1997 RAYON B)

Hasil percobaan fotolistrik yang tak dapat dijelaskan dengan fisika klasik adalah … 

1. Elektron keluar dari katode yang disinari cahaya 

2. Tidak keluarnya elektron dari katode yang terbuat dari logam tertentu bila disinari cahaya merah

3. Makin tinggi itensitas cahaya, makin banyak elektron yang keluar dari katode 

4. Elektron segera keluar dari katode jika disinari cahaya meskipun intensitasnya kecil.

Manakah pernyataan yang benar

1. Jika (1), (2), dan (3) benar 

2. Jika (1) dan (3) benar 

3. Jika (2) dan (4) benar 

4. Jika hanya (4) benar 

5. Jika semuanya benar 

Kunci : C

Pembahasan : - 

SOAL 10 : 

Jumlah elektron yang lepas dari permukaan bahan pada peristiwa fotolistrik dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan. 

1. Frekuensi foton

2. Tebal bahan 

3. Intensitas foton 

4. Bedapotensial antara anode dan katode

Kunci : C 

Pembahasan : -

Link :// Youtube Paruliansimorangkir

Penulis PARULIAN SIMORANGKIR

Guru Fisika SMA XII MIPA 

SMA WR SUPRATMAN 2 MEDAN 

Read More

SERI 3 SOAL DAN PEMBAHASAN RELATIVITAS

Materi ini dikhusususkan untuk latihan atau pembelajaran untuk mempersiapkan diri mengikuti ujian seleksi berstandar Nasional, tepat seleksi masuk ke perguruan tinggi negri pavorit dan dapat juga digunakan untuk berlatih mempersiapkan diri untuk menghadapi ujian kelas di sekolah. 

 SOAL 1 : 

Dua buah pesawat terbang saling mendekati sepanjang garis lurus. Masing – masing pesawat bergerak dengan kelajuan 0,5c relatif terhadap seorang pengamat diam di bumi diantara kedua pesawat. Maka kecepatan relatif salah satu pesawat menurut pengamat pada salah satu pesawat. 

1. 0,25c 

2. 0,50c

3. 0,75c

4. 0,80c

5. 0,9c

Kunci : D 

Pembahasan : 

SOAL 2 : 

Sebuah pesawat terbang bergerak terhadap Bumi dengan laju 600 m/s. Panjang sejati pesawat 50 meter. Berapakah besar penyusutannya menurut pengamat yang diam di Bumi. 

1. Besar penyusutannya 0,1 meter 
2. Besar penyusutannya 0,3 meter 
3. Besar penyusutannya 0,4 meter 
4. Besar penyusutannya 0,5 meter 
5. Tidak ada penyusutanya

Kunci : E 

Laju pesawat v=600 :300 000 000=2 x 10^-6 m/s

Maka perubahan panjang pesawat, 

Kesimpulannya hampir tidak ada perubahan panjang jika pesawat terbang dengan kelajuan 600 m/s. 

SOAL 3 : 

Sepasang anak kembar A dan B, anak A berkelana diantariksa menggunakan pesawat dengan kelajuan tinggi. Setelah 10 tahun berkelana A kembali ke Bumi, tetapi menurut catatan B di bumi, anak A telah berkelana selama 20 tahun. Berapakah kelajuan pesawat antariksa yang ditumpangi anak A dalam perjalanannya. 

Kunci : A

Pembahasan : 

SOAL 4 : (UMPTN 1999 Rayon A)

Periode suatu pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Bila pendulum tersebut diamati oleh seseorang yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,95c (c = cepat rambat cahaya), maka periode pendulum tersebut dalam detik menjadi … 

1. 0,5 

2. 1,5 

3. 9,6

4. 15

5. 300

Kunci : C 

Pembahasan : 

Periode pendulum saat di Bumi, ∆to=3,0 detik

Kecepatan, v=0,95c

SOAL 5 : 

Perbandingan dilatasi waktu untuk sistem yang bergerak pada kecepatan (c/2)√3 (c = cepat rambat cahaya) dengan sistem yang bergerak dengan kecepatan c/2 adalah … 

1. 1 : 2 

2. 1 : √3

3. √3 : 1 

4. 2 : 3 

5. 3 : 2

Kunci : C

Pembahasan : 

SOAL 6 : ( UMPTN 2000 RAYON B)

Perbandingan dilatasi waktu untuk sistem yang bergerak pada kecepatan 0,8c (c = cepat rambat cahaya) dengan sistem yang bergerak dengan kecepatan 0,6c adalah … 

1. 3 : 4 

2. 4 : 3 

3. 9 : 2

4. 9 : 16 

5. 16 : 9 

Kunci : B

Pembahasan : 

SOAL 7 : (UMPTN 2001 RAYON A)

Menurut pengamat di sebuah planet ada dua pesawat antariksa yang mendekatinya dari arah yang berlawanan masing – masing adalah pesawat A yang berkecepatannya 0,50c dan pesawat yang kecepatannya 0,40c ( c = cepat rambat cahaya ). Menurut pilot pesawat A besar kecepatan pesawat B adalah … 

1. 0,10c

2. 0,25c

3. 0,40c

4. 0,75c

5. 0,90c

Kunci : D

Pembahasan : 

SOAL 8 : 

Sebuah roket bergerak dengan kecepatan 0,8c. Apabila dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket itu menyusut sebesar … 

1. 20%

2. 36%

3. 40%

4. 60%

5. 80%

Kunci : C

Pembahasan : 

Kecepatan roket bergerak, v=0,8c

Maka penyusutan panjang, 

Persentase penyusutan panjang, 

SOAL 9 : (SPMB 2004 KODE 150 Nomor 13)

Seorang astronot mengamati sebuah pesawat angkasa yang berada dalam keadaan diam relatif terhadapnya mempunyai penampang berbentuk lingkaran dengan jari – jari R. Apabila kemudian pesawat angkasa tersebut bergerak mendekati astronot dengan kelajuan relatif 0,8c, maka penampang akan tampak berbentuk … 

1. Lingkaran dengan jejari < R 

2. Lingkaran dengan jejari = R

3. Oval dengan diameter kecil < R dan diameter besar = R

4. Oval dengan diameter besar > R dan diameter kecil = R

5. Lingkaran dengan jejari > R

Kunci : B 

Pembahasan : 

Dari kontraksi Lorentz L'< Lo, jejari yang searah dengan kecepatan pesawat akan berubah R'<R sedangkan jejari yang ke arah lain tidak mengalami perubahan sehingga bentuk “lingkaran” akan menjadi berbentuk “oval” dengan diameter kecil > R dan diameter besar = 2R. 

Dan karena arah gerakan pesawat tidak diketahui terhadap jari – jari lingkaran, maka jawaban yang paling mungkin adalah gerak seperti gambar di atas, sehingga jari – jari R tidak berubah. 

SOAL 10 : (UMPTN 1997 RAYON C) 

Besarnya kecepatan gerak sepotong mistar yang panjangnya 2,0 meter agar panjangnya teramati sebesar 1,0 meter dari laboratorium adalah … 

Kunci : B

Pembahasan : 

Panjang ketika diam, Lo=2,0 meter

Panjang saat bergerak, L=1,0 meter

link youtube :// Paruliansimorangkir 

Read More

FENOMENA KUANTUM KELAS XII - MIPA

 Kompeteni Dasar : 

3.1 Menjelaskan secara kualitatif gejala kuantum yang mencakup

        sifat radiasi benda hitam, efek foto listrik, efek compton dan

        sinar – x dalam kehidupan kita sehari – hari 

4.1 Menyajikan laporan tertulis dari berbagai sumber tentang penerapan

        efek foto listrik, efek compton, sinar – x dalam kehidupan sehari – hari. 

Konsep dan Fenomena Kuantum 

1. Radiasi Benda Hitam 

2. Hukum Pergeseran Wien

3. Teori Kuantum Planck 

4. Efek Fotolistrik 

5. Efek Compton 

6. Gelombang De Brogile 

1. Radiasi Benda Hitam 

Teori kuantum diawali oleh “fenomena” radiasi benda

hitam  (Gustav Robert Kirchoff tahun 1862). Benda hitam

(prinsipal) = sebutan untuk benda yang mampu

menyerap kalor radiasi (radiasi termal) dengan baik.

Radiasi termal yang diserap akan dipancarkan kembali

oleh benda hitam dalam bentuk radiasi gelombang

elektromagnetik, seperti gelombang radio ataupun

gelombang cahaya. 

Radiasi benda hitam sama dengan daya total per

satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi oleh

benda hitam sebanding dengan pangkat empat suhu

mutlaknya. 

2. Hukum Pergeseran Wien

Intensitas radiasi sebuah benda hitam berbanding

lurus dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. 

Grafik di atas menggambarkan hubungan

antara panjang gelombang dan radiasi.

Puncak – puncak dari kurva tersebut menunjukkan

intensitas dari masing – masing suhu. Berdasarkan

kurva dapat kita simpulkan T1>T2>T3 dan 1<2<3. 

Terlihat juga, puncak kurva bergeser ke arah gelombang

pendek jika suhu semakin meningkat. Panjang gelombang

pada saat intensitas maksimal disebut maksimum

C.  Teori kuantum Planck

Max Planck mempelajari sifat dasar dari getaran

molekul – molekul pada dinding rongga benda hitam.

Sehingga disimpulkan setiap benda yang mengalami

radiasi akan memancarkan energinya secara diskontinu

berupa paket – paket energi yang disebut kuanta (foton).

D.  Efek Fotolistrik

Efek foto listrik merupakan peristiwa terlepasnya

elektron dari permukaan logam karena energi cahaya.

Elektron akan terlepas dari plat Katode dan bergerak

menuju plat anode jika diberi seberkas cahaya dengan

energi foton  yang lebih besar dari .

 

 

 

  

 

 

Read More