Contoh Soal Fisika Kuantum RADIASI BENDA HITAM 1.
Sebuahbendadenganl uasper mukaan100cm2 ber suhu727oC.Ji kakoefisi enSt ef anBol t zma man 5, 67x10−8 W/ W/ mK4 danemi si vi t asbendaadal ah0, 6t ent ukanl aj ur at ar at aener gir adi asibenda tersebut! P e mb mb a h a s a n
Dat a: σ=5, 67x10−8W/ mK4 T=727oC=1000K e=0, 6 A=100cm2 =100x10−4 =10−2 Laj uener gir at ar at a: P=eσT4A P=( 0, 6) ( 5, 67x10−8 ) ( 1000)4( 10−2) P=340, 2j oul e/ s yar adi asiyangdi pancar kansuat ubendapadasuhu227oCadal ah1200J/ s.Ji kasuhubenda 2. Da nai khi nggamenj adi727oC,t ent ukandayar adi asiyangdi pancar kansekar ang! P e mb mb a h a s a n
Dat a: T1 =227oC=500K T2 =727oC=1000K P1 =1200wat t Dayar adi asiyangdi pancar kansekar ang: P T 4 / / ( P = T) P 1000 4 / / P =( 500) 1000 4 P2 =( / 500)xP 1 4 P2 =( 2) x1200=16x1200=19200wat t 2
1
2
1
2
1
GEJAA F!T!ISTRIK
ngl ogam yangme memp mpunyaiener giamb mbang2evdi si nar idengancahaya 1. Sebuahkepi monokr oma mat i sdenganpanj anggel omb mbang6000Åhi nggael ekt r onmeni nggal kanper mukaan l ogam. m.Ji kah=6, 6×10−34 Jsdankecepat ancahaya3×108 m/ m/ det i k,makaener giki net i kel ekt r on yangl epas. . . . A.0, 1×10–19 j oul e
B.0, 16×10–19 j oul e C.1, 6×10–19 j oul e D.3, 2×10–19 j oul e E.19, 8×10–19 j oul e Sumbersoal:Ebt anast ahun1986
P e mb a h a s a n
Dat adar isoal : −19 Ener giambangWo=2eV=2x( 1, 6x10−19 )=3, 2x10 j oul e Panj anggel ombangλ=6000Å=6000x10−10 =6x10−7 m Menent ukanener giki net i kf ot oel ekt r on:
mukaankat odedi si nar icahayasampaipadaf r ekuensit er t ent u,t er nyat at i dakt er j adif ot o 2. Per el ekt r on.Agarper mukaankat odememancar kanf ot oel ekt r on,usahayangdapatdi l aksanakan adal ah… A.mengur angit ebalkat odedanmemper besari nt ensi t ascahaya B.memper besarpanj anggel ombangdanmemper besari nt ensi t asnya C.mengur angit ebalkat odedanmemper besarpanj anggel ombang D.memper besarf r ekuensicahayasampaif r ekuensibat asdanmemper besari nt ensi t asnya E.memper besarf r ekuensicahayasampaidiat asf r ekuensibat asdanmemper besar intensitasnya Sumbersoal:Ebt anas1987 P e mb a h a s a n
Fot oel ekt r ont i dakt er j adiber ar t iener gicahayayangdi si nar kanmasi hdi bawahener giambang, unt uki t uf r ekuensicahayahar usdi per besarhi nggamenghasi l kanener giyangmel ebi hiener gi
ambang.Unt ukmemper banyakj uml ahf ot oel ekt r onyangt er j adi ,makai nt ensi t ascahayahar us dinaikkan. GEJAA C!M"T!N 1. Jika h = 6,6 × 10-34 Js, c = 3,0 × 108 m/s, dan m = 9,0 × 10-31 kg, tentukan perubahan panang ge!"mbang #"mpt"n$ %en&e!esaian' (iketahui' h = 6,6 × 10 -34 Js c = 3,0 × 10 8 m/s
m = 9,0 × 10-31 kg (itan&a' )* = ... + %embahasan '
.
entukan m"mentum "t"n &ang panang ge!"mbangn&a 600 nm. Jaaban ' (iketahui '
λ
=600nm =600x10-9m. −34 Js
h 6,63 x 10 −27 p = = =1,11 x 10 Ns 9 − Penyel esai an: λ 600 x 10 m
MODELATOM HI DROGENDARIBOHR 1. elemahan model atom Bohr adalah tidak dapat menjelaskan spektrum warna atom
berelektron banyak. Jawaban: A
a!ah satu pern&ataan tentang m"de! at"m h"ms"n ada!ah...
A. El#kt$on %a&at m#n'#$a& #n#$(i. B. El#kt$on )#$kum&ul m#m)#ntuk inti atom. C. Atom m#$u&akan )a(ian t#$k#*il. D. Atom m#miliki muatan +,- %an +- 'an( t#$s#)a$ m#$ata. E. El#kt$on )#$a%a %is#kita$ inti atoam. 2. (a!am m"de! at"m 2"hr, ketika e!ektr"n at"m hidr"gen berpindah dari "rbit dengan bi!angan kuantum n = 1, ke n = 3, maka e!ektr"n tersebut akan....n = 5 7. men&erap energi sebesar 1,0 e 2. memancarkan energi sebesar 1,0 e #. men&erap energi sebesar ,3 e (. memancarkan energi sebesar 1,09 e
/n .
13,6
. men&erap energi sebesar 1,09 e Pembahasan
(iketahui' n1 = 1 n = 3 (itan&a' ) Jaab' ) = - 13,6 e 1/n - 1/n1 ) = - 13,6 e - 0,888 = 1,09 :
REASI DE BR!GIE 1. Jika sebuah e!ektr"n massan&a 9,1 ; 10-31 kg bergerak dengan kecepatan 6 ; 1 06 m/s, maka tentukan panang ge!"mbang de 2r"g!ie e!ektr"n tersebut$ Penyelesaian
(iketahui' m = 9,1 ; 10-31 kg v = 6 ; 106 m/s
(itan&akan' λ + Jaab'
2. ebuah partike! &ang bermuatan p"diti # dan massa m kg di!epas tanpa kecepatan aa! dari titk 7. %artike! dipercepat menuu 2 karena ada tegangan antara titik 7 dan 2 &aitu :"!t. 2i!a diketahui tetapan %!anck h "u!e sek"n, maka panang ge!"mbang partike! sete!ah me!eati 2 ada!ah > Penyelesaian
"an/an( (#lom)an( %# B$o(li# 0
λ =
h m.v
ntuk #l#*t$on 'an( %i&#$*#&at ol#h &ot#nsial Ek =e . V
1 2
2
m. v = e . V
V =
√
2 eV
m
Su)titusi h
λ = m
λ =
√
2 eV m
h √ 2 meV
KETIDAK"ASTIAN HEISENBERG
1.
-1
7nggap anda ingin menentukan p"sisi e!ektr"n sampai ni!ai sekitar ; 10
m. %erkirakan ketidakpastian
kecepatan pada k"ndisi ini. Jawab: etidakpastian m"mentum diperkirakan dengan persamaan .13. -34
10
J s/ ; 10
-1
kecepatann&a 1
m = 1,33 ; 10
-
-1
p = h/
J s m . arena massa e!ektr"n 9,106 ; 10
: akan beni!ai'
: = 1,33 ; 10
-
-1
J s m / 9,10938 ; 10
; = 6,66 ;
-31
kg, ketidakpastian
-31
8
. 8
-1
%erkiraan ketidakpastian kecepatann&a hampir setengah kecepatan caha&a ,998 ;10 m s mengindikasikan baha e!as tidak mungkin menentukan dengan tepat p"sisi e!ektr"n. Jadi menggambarkan "rbit me!ingkar untuk e!ektr"n e!as tidak mungkin.
.
ebuah e!ektr"n mempun&ai !au 300 m/s,&ang akurat sampai 0.01?. akurasi dasar &ang mana kita dapat da!am me!"ka!isasikan p"sisi e!ektr"n+
Penyelesaian :
Δ v =0,01 =300 x
0.01 100
−2
= 3 × 10
m/s
!elasi ketidakpastian adalah "
Δ x . Δ p x ≥ h #ntuk ketidapastian kelajuan, ketidakpastian minimum posisi
Δ x =
¿
ħ ħ h = = Δ p x mΔv 2 πmΔv
−34
6,63 × 10
−31
2 × 3,14 × 9,11 × 10
−2
× 3 × 10
-
kg = 1,46 ; 10 m s
−1
¿
6,63 × 10
2 × 3,14 × 9,11 × 3 −3
¿ 3,86 × 10
m
−3
=
663 × 10 171,6
