);

Contoh soal efek fotolistrik dan efek Compton beserta penyelesaiannya

Postingan ini membahas contoh soal efek fotolistrik dan efek Compton beserta penyelesaiannya atau pembahasannya. Efek fotolistrik adalah keadaan dimana cahaya mampu mengeluarkan elektron dari beberapa permukaan logam. Hasil-hasil eksperimen menunjukkan bahwa suatu jenis logam tertentu bila disinari dengan frekuensi yang lebih besar dari harga tertentu akan melepaskan elektron walaupun intensitas radiasinya sangat kecil. Sebaliknya, seberapa besar intensitas yang dikeluarkan pada jenis logam tertentu, jika intensitasnya lebih kecil dari harga tertentu maka tidak dapat melepaskan elektron dari logam tersebut.

Efek Compton menjelaskan tentang foton sinar X yang ditembakkan pada elektron maka foton sinar X terhambur dengan frekuensi yang menurun. Compton menjelaskan sesaat sesudah tumbukan elektron ikut terpental. Energi elektron yang terpental diperoleh dari foton yang menumbuknya. Akibatnya adalah energi foton yang terhambur menjadi berkurang atau menurun. Berdasarkan rumus Planck, E = h f, jika energi menurun maka frekuensi juga menurun.

Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh soal dan penyelesaiannya dibawah ini.

Contoh soal 1 (UN 2013)

Perhatikan pernyataan berikut:

  1. Lepas tidaknya elektron dari logam ditentukan oleh panjang gelombang cahaya yang datang.
  2. Intensitas cahaya yang datang tidak menjamin keluarnya elektron dari permukaan logam.
  3. Dibawah frekuensi ambang, elektron tetap keluar dari logamnya asal intensitas cahaya yang datang diperbesar.

Pernyataan yang benar berkaitan dengan efek fotolistrik adalah…
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 2
C. 1 dan 3
D. 2 dan 3
E. 3 saja

Penyelesaian soal / pembahasan

Pernyataan nomor 1 benar karena lepas tidaknya elektron dari logam ditentukan oleh frekuensi cahaya. Frekuensi cahaya sendiri dipengaruhi oleh panjang gelombang. Jadi lepas tidaknya elektron tergantung frekuensi atau panjang gelombang.

Pernyataan nomor 2 benar karena yang menentukan lepas tidaknya elektron dari logam adalah frekuensi, bukan intensitas. Pernyataan nomor 3 salah karena karena frekuensi cahaya agar elektron keluar harus lebih besar dari harga tertentu yang dinamakan frekuensi ambang.

Jadi pernyataan yang benar adalah 1 dan 2. Soal ini jawabannya B.


Contoh soal 2 (UN 2013)

Perhatikan pernyataan berikut.

  1. Elektron dapat keluar dari logam saat permukaan logam disinari gelombang elektromagnetik.
  2. Lepas tidaknya elektron dari logam ditentukan oleh frekuensi cahaya yang datang.
  3. Fungsi kerja setiap logam selalu sama.

Pernyataan yang benar berkaitan dengan efek fotolistrik adalah…
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 2
C. 1 dan 3
D. 1 saja
E. 3 saja

Penyelesaian soal / pembahasan

Pernyataan nomor 1 benar karena elektron dapat keluar dari permukaan logam jika disinari cahaya. Cahaya sendiri merupakan gelombang elektromagnetik.

Pernyataan nomor 2 benar karena lepas tidaknya elektron tergantung frekuensi sedangkan pernyataan nomor 3 salah karena fungsi kerja belum tentu sama tergantung jenis logam.

Jadi pernyataan yang benar adalah 1 dan 2. Jawaban soal ini B.


Contoh soal 3 (UN 1998)

Suatu permukaan logam yang fungsi kerjanya 4 . 10-4 joule disinari cahaya yang panjang gelombangnya 3300Å. Tetapan Planck 6,6 . 10-34 J dan cepat rambat cahaya 3 . 108 m/s. Energi kinetik maksimum elektron adalah…
A. 2,4 . 10-21 J
B. 1,2 . 10-20 J
C. 2,0 . 10-19 J
D. 4,6 . 10-19 J
E. 6 . 10-18 J

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • hfo = 4 . 10-4 J
  • λ = 3300 Å = 3300 . 10-10 m
  • h = 6,6 . 10-34 J
  • c = 3 . 108 m/s

Cara menghitung energi kinetik maksimum elektron sebagai berikut:

→ frekuensi (f) =
c
λ
=
3 . 108 m/s
3300 . 10-10 m
=
1
11
. 1016 Hz.
→ Ek = hf – hfo
→ Ek = 6,6 . 10-34 .
1
11
1016 J – 4 . 10-19 J = 2 . 10-19 J

Soal ini jawabannya C.


Contoh soal 4

Frekuensi ambang suatu logam 8 . 1014 Hz dan logam tersebut disinari dengan cahaya yang mempunyai frekuensi 1015 Hz. Jika tetapan Planck 6,6 . 10-34 Js maka energi kinetik elektron yang terlepas dari permukaan logam tersebut adalah…
A. 1,32 . 10-15 J
B. 1,32 . 10-16 J
C. 1,32 . 10-17 J
D. 1,32 . 10-18 J
E. 1,32 . 10-19 J

Penyelesaian soal / pembahasan

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

→ Ek = hf – ho = h (f – fo)
→ Ek = 6,6 . 10-34 (1015 Hz – 8 . 1014 Hz) = 1,32 . 10-19 J

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal 5

Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik …
A. Elektron yang keluar dari permukaan logam dipengaruhi oleh medan magnet
B. Peristiwa efek fotolistrik dapat dijelaskan melalui mekanika klasik
C. peristiwa efek fotolistrik hanya dapat terjadi pada daerah disekitar inframerah
D. Jumlah elektron yang keluar dari permukaan tidak dipengaruhi oleh intensitas cahaya
E. energi elektron yang keluar dari permukaan logam akan bertambah jika frekuensi cahaya diperbesar.

Penyelesaian soal / pembahasan

Jawaban yang tepat dari soal ini adalah E.


Contoh soal 6

Perhatikan pernyataan berikut:

  1. Peristiwa fotolistrik dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya terdiri dari paket-paket energi
  2. Peristiwa efek fotolistrik dapat membuktikan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang
  3. Energi elektron yang keluar dari permukaan logam bergantung pada frekuensi
  4. Peristiwa efek fotolistrik terjadi pada sekitar daerah inframerah.

Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah…
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1 dan 4
D. 2 dan 3
E. 2 dan 4

Penyelesaian soal / pembahasan

Jawaban yang tepat dari soal nomor 6 adalah B.


Contoh soal 7 (UN 2014)

Perhatikan pernyataan berikut:

  1. Frekuensi cahaya yang menyinari katoda harus lebih besar dari frekuensi ambang
  2. Fungsi kerja logam katoda lebih besar dari energi cahaya yang menyinari katoda
  3. Panjang gelombang ambang harus lebih besar daripada panjang gelombang cahaya yang menyinari katoda
  4. Energi kinetik elektron yang terlepas dari katoda harus lebih besar daripada energi ambang.

Agar terjadi foto elektron maka harus memenuhi…
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 3 dan 4

Penyelesaian soal / pembahasan

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal 8 (UN 2016)

Pernyataan-pernyataan berikut ini berkaitan dengan efek fotolistrik.

  1. menggunakan foton dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari panjang gelombang ambang
  2. menggunakan logam dengan nilai energi ambang kecil
  3. penggunaan dengan frekuensi yang lebih besar dapat menyebabkan energi kinetik elektron bertambah besar.
  4. banyaknya elektron lepas dari permukaan logam bergantung pada frekuensi cahayanya.

Pernyataan yang benar adalah…
A. 1, 2, 3, dan 4
B. 1, 2, dan 3
C. 1 dan 3 saja
D. 2 dan 4 saja
E. 3 saja

Penyelesaain soal / pembahasan

Jawaban soal ini adalah A.

(Visited 39 times)

You cannot copy content of this page