SOAL DAN PEMBAHASAN RADIASI BENDA HITAM

Nomor 1 (UN 2008)

Permukaan benda pada suhu 37oC meradiasikan gelombang elektromagnetik . Bila nilai konstanta Wien = 2,898 x 10 −3 m.K, maka panjang gelombang maksimum radiasi permukaaan adalah....

A. 8,898 x 10−6 m

B. 9,348 x 10−6 m

C. 9,752 x 10−6 m

D. 10,222 x 10−6 m

E.  1,212 x 10−6 m 

Nomor 2 (UN 2011)
Perhatikan diagram pergeseran Wien berikut ini!

Jika suhu benda dinaikkan, maka yang terjadi adalah …

A. Panjang gelombang tetap

B. Panjang gelombang bertambah

C. Panjang gelombang berkurang

D. Frekuensi tetap

E. frekuensi berkurang 

Pembahasan:

Dari persamaan hukum pergeseran wien, diperoleh hubungan panjang gelombang dengan suhu yaitu berbanding terbalik. Ini artinya jika suhu naik berarti panjang gelombang berkurang.

Jawaban: C

Nomor 3 (UN 2003)

Frekuensi cahaya tampak 6 . 1014 Hz. Jika h = 6,625 . 10-34 J.s, maka besar energi fotonnya adalah...

A. 1,975 . 10-17 Joule

B.  2,975 . 10-18 Joule

C. 3,975 . 10-19 Joule

D. 4,975 . 10-19 Joule

E. 5,975 . 10-19 Joule

Pembahasan:

Diketahui:

f = 6 . 1014 Hz

h = 6,625 . 10-34 J.s

n = 1

Ditanya: E

Jawab:

E = n . h . f = 1 . 6,625 . 10-34 J.s . 6 . 1014 Hz

E = 3,975 . 10-19 joule

Jawaban: C

Nomor 4 (UN 2010)

Intensitas radiasi yang diterima pada dinding dari tungku pemanas ruangan adalah 66,3 W.m−2 . Jika tungku ruangan dianggap benda hitam dan radiasi gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang 600 nm, maka jumlah foton yang mengenai dinding persatuan luas persatuan waktu adalah…( h = 6,63 x 10− 34 J.s, c = 3 x 108 m.s−1)

A. 1 x 1019 foton

B. 2 x 1019 foton

C. 2x 1020 foton

D. 5x 1020 foton

E. 5 x 1021 foton

Pembahasan:

Diketahui:

I = 66,3 W/m2

λ = 600 nm = 6 . 10-7 m

h = 6,63 x 10− 34 J.s

c = 3 x 108 m/s

Ditanya: n / A.t = ...


Nomor 5 (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 yang 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

Pembahasan:

Keluar tidaknya elektron dari logam tergantung frekuensi cahaya yang datang.

Jawaban: B

Nomor 6 (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

Pembahasan:

Keluar tidaknya elektron dari logam tergantung frekuensi cahaya yang datang. Fungsi kerja tergantung jenis logamnya.

Jawaban: B

Nomor 7 (UN 2013)

Suatu permukaan logam yang fungsi kerjanya 4 . 10-19 joule disinari cahaya yang panjang gelombangnya 3300 Ǻ. Tetapan Planck = 6,6 . 10-34 J.s dan cepat rambat cahaya = 3 . 108 m/s, energi kinetik maksimum elektron adalah...

A. 2,4 . 10-21 joule

B. 1,2 . 10-20 joule

C. 2,0 . 10-19 joule

D. 4,6 . 10-19 joule

E. 6. 10-18 joule

Pembahasan:

Diketahui:

hf0 = 4 . 10-19 joule

λ = 3300 Ǻ = 33 . 10-8 m

h = 6,6 . 10-34 J.s

c = 3 . 108 m/s

Nomor 8 (UN 2010)

Elektron bermassa 9,0 x 10−31 kilogram bergerak dengan kecepatan 2,2 x 107ms−1 (Tetapan Planck = 6,6 x 10−34 Js) memiliki panjang gelombang de Broglie sebesar.....

A. 3,3 x 10−11 m

B. 4,5 x 10−11 m

C. 5,2 x 10−11 m

D. 6,7 x 10−11 m

E. 8,0 x 10−11 m

Nomor 9 (UN 2012)
Perhatikan pernyataan berikut:

1) Peristiwa fotolistrik dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya terdiri dari paket-paket energi

2) Peristiwa efek fotolistrik dapat embuktikan 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

Jawaban: B

Nomor 10 (UN 2009)

Grafik menyatakan hubungan intensitas gelombang (I) terhadap panjang gelombang, pada saat intensitas maksimum dari radiasi suatu benda hitam sempurna.

Jika konstanta Wien = 2,9 x 10−3 m.K maka panjang gelombang radiasi maksimum pada T1 adalah...

A. 5000 Å

B. 10.000 Å

C. 14.500 Å

D. 20.000 Å

E. 25.000 Å

Pembahasan;

λm = 2,9 x 10−3 m.K / (1727 + 273)

λm = 2,9 x 10−3 m.K / 2000

λm = 14.500 Å

Jawaban: C

Nomor 11 (UN 2012)

Pernyataan yang benar tentang efek fotolistik adalah...

A. Peristiwa dapat dijelaskan dengan menganggap cahaya sebagai gelombang

B. Elektron yang keluar dari permukaan logam akan berkurang jika frekuensi cahayanya diperbesar

C. Intensitas cahaya tidak mempengaruhi energi elektron yang keluar dari permukaan logam

D. Efek fotolistrik terjadi pada daerah inframerah

E. Efek fotolistrik akan terjadi asalka intensitas cahaya yang mengenai logam cukup besar

Jawaban: C