Pembahasan Soal Efek Fotolistrik
Soal 1
Energi untuk mengeluarkan elektron dari permukaan sebuah logam adalah 3 eV. Jika
cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 330 nm dijatuhkan pada permukaan
logam tersebut, maka pernyataan berikut yang benar adalah . . . .
A. elektron tidak dapat lepas dari logam karena energi foton lebih kecil dari energi ambang
B. elektron akan terlepas dari logam jika dijatuhi cahaya mono kromatik yang lebih besar dari 330 nm
C. elektron tidak terlepas dari logam jika besarnya potensial henti lebih kecil dari 0,75 volt.
D. elektron terlepas dari logam dan bergerak dengan energi kinetik tertentu
E. elektron dapat lepas dari logam jika dikenai cahaya dengan intenstas yang lebih besar
Jawab: D
Syarat-syarat terjadinya Efek fotolistrik adalah
E = hf = hc/λ = (6,6 x 10-34 Js x 3,0 x 108 m/s)/(3,3 x 10-7 m) = 6,0 x 10-19 J = 3,75 eV
W0 = 3,0 eV
Karena E > W0 (elektron terlepas dari logam)
Soal 2
Jika sebuah foton dengan frekuensi 7,5 x 1014 Hz ditembakkan ke sebuah plat logam dengan
fungsi kerja 5,28 x 10-19 J, dengan h = 6,63 x 10-34 Js maka pernyataan berikut yang benar
adalah ....
A. elektron akan terlepas dari logam jika dijatuhi cahaya mono kromatik yang lebih besar dari 450 nm
B. elektron tidak dapat lepas dari logam karena energi foton lebih kecil dari energi ambang
C. energi foton yang dihasilkan 4,75 x 10-19 J
D. elektron terlepas dari logam dan bergerak dengan energi kinetik yang sama
E. elektron dapat lepas dari logam jika dikenai cahaya dengan intensitas yang lebih besar
Jawab: D
Dari soal di atas, besarnya energi foton,
E = hf = (6,63 x 10-34 Js)(7,5 x 1014 m) = 4,9725 x 10-19 J
Dan energi ambang logam,
W0 = hf0 = (6,63 x 10-34 Js)(5,28 x 1014 m) = 3,5 x 10-19 J
Karena E > W0 (elektron terlepas dari logam)
Soal 3
Cahaya dengan panjang gelombang 500 nm meradiasi permukaan logam yang fungsi kerjanya 1,86 × 10–19 joule. Energi kinetik maksimum foto elektron adalah . . . .
A. 2 × 10–19joule D. 4 × 10–19 joule
B. 5 × 10–19joule E. 6 × 10–19 joule
C. 9 × 10–19joule
Jawab: panjang gelombang cahaya, λ = 500 nm = 500 x 10–9 m = 5 x 10–7 m; fungsi kerja logam, Wo = 1,86 x 10–19 J, maka energi kinetik elektron adalah
E = Ek + W0
hf = Ek + W0
Ek = hc/λ – W0
= (6,6 x 10-34 Js x 3,0 x 108 m/s)/(5 x 10-7 m) – 1,86 x 10-19 J
Ek = 2,1 x 10-19 J
Soal 4
Frekuensi ambang suatu logam sebesar 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 foto elektron yang terlepas dari permukaan logam tersebut adalah . . . .
A. 1,32 × 10–19joule D. 1,32 × 10–19 joule
B. 1,32 × 10–19joule E. 1,32 × 10–19joule
C. 1,32 × 10–19joule
Jawab:
frekuensi ambang f0 = 8 × 1014 Hz dan frekuensi cahaya f = 1015 = 10 × 1014 Hz, maka,
E = Ek + W0
hf = Ek + hf0
Ek = h(f – f0)
Ek = (6,6 × 10–34 Js)(10 × 1014 Hz – 8 × 1014 Hz)
Ek = 1,32 x 10-19 J
Soal 5
Frekuensi ambang natrium adalah 4,4 x 1014 Hz. Besar potensial penghenti dalam volt bagi natrium saat disinari dengan cahaya yang frekuensinya 6,0 x 1014 Hz adalah . . .
A. 0,34 V B. 0,40 V C. 0,44 V D. 0,66 V E. 0,99 V
Jawab:
Frekuensi ambang natrium f0 = 4,4 x 1014 Hz dan frekuensi cahaya f = 6,0 x 1014 Hz, maka potensial penghenti adalah
Ek = h(f – f0)
Eplisterik = qV
dimana muatan elektron adalah 1,6 x 10−19 Coulomb, karena Ek elektron = EP listrik, maka
h(f – f0) = qV (q = muatan elektron)
(6,6 × 10–34 Js)(6 × 1014 Hz – 4,4 × 1014 Hz) = (1,6 x 10-19 C)V
V = 0,66 Volt
Soal 6
Permukaan katode disinari cahaya sampai pada frekuensi tertentu, ternyata tidak terjadi foto elektron. Agar permukaan katode memancarkan foto elektron, usaha yang dapat dilaksanakan adalah . . . .
A. mengurangi tebal katode dan memperbesar intensitas cahaya
B. memperbesar panjang gelombang dan memperbesar intensitasnya
C. mengurangi tebal katode dan memperbesar panjang gelombang
D. memperbesar frekuensi cahaya sampai frekuensi batas dan memperbesar intensitasnya
E. memperbesar frekuensi cahaya sampai di atas frekuensi batas dan memperbesar intensitasnya
Jawab:
Foto elektron tidak terjadi berarti energi cahaya yang disinarkan masih dibawah energi ambang, untuk itu frekuensi cahaya harus diperbesar hingga menghasilkan energi yang melebihi energi ambang. Untuk memperbanyak jumlah foto elektron yang terjadi, maka intensitas cahaya harus dinaikkan.
Soal 7
Grafik hubungan energi kinetik elektron dan frekuensi penyinaran pada gejala foto listrik terlihat pada grafik di bawah ini.
Apabila konstanta Planck h, besarnya fungsi kerja logam adalah . . . .
A. h B. 2h C. 3h D. 4h E. 8h
Jawab:
gambar di atas menunjukkan frekuensi ambang adalah 4 HZ, sehingga nilai fungsi kerja logam adalah W0 = hf0 = h(4) = 4h
Soal 8
Peristiwa berikut yang berkaitan dengan efek foto listrik :
(1) Peristiwa efek fotolistrik dapat dijelaskan dengan fisika klasik.
(2) Jumlah elektron yang keluar dari lempeng akan bertambah banyak jika intensitas diperbesar
(3) Jumlah elektron yang keluar dari lempeng akan bertambah banyak jika frekuensi diperbesar.
(4) Pada efek fotolistrik cahaya berperilaku sebagai gelombang
Pernyataan yang benar adalah . . . .
A. 1 dan 2 D. 2 dan 3
B. 1 dan 3 E. 2 dan 4
C. 1 dan 4
Jawab: D
Soal 9
Syarat terjadinya efek foto listrik adalah ... .
A. energi foton yang datang pada permukaan logam harus lebih besar dari fungsi kerja logam
B. elektron logam menyerap energi foton sebesar 2 kali lipat dari energi ikat atom logamnya
C. frekuensi foton yang datang pada permukaan logam harus di bawah frekuensi ambang
D. memenuhi persamaan Einstein tentang kesetaraan massa dan energi
E. intensitas cahaya yang mengenai permukaan logam harus besar
Jawab: A
Energi untuk mengeluarkan elektron dari permukaan sebuah logam adalah 3 eV. Jika
cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 330 nm dijatuhkan pada permukaan
logam tersebut, maka pernyataan berikut yang benar adalah . . . .
A. elektron tidak dapat lepas dari logam karena energi foton lebih kecil dari energi ambang
B. elektron akan terlepas dari logam jika dijatuhi cahaya mono kromatik yang lebih besar dari 330 nm
C. elektron tidak terlepas dari logam jika besarnya potensial henti lebih kecil dari 0,75 volt.
D. elektron terlepas dari logam dan bergerak dengan energi kinetik tertentu
E. elektron dapat lepas dari logam jika dikenai cahaya dengan intenstas yang lebih besar
Jawab: D
Syarat-syarat terjadinya Efek fotolistrik adalah
- Efek fotolistrik terjadi jika frekuensi cahaya, f yang digunakan lebih besar dari frekuensi ambang suatu logam, f0 (f > f0)
- Frekuensi cahaya yang diberikan haruslah menghasilkan energi foton E, yang besarnya E = hf yang lebih besar daripada energi ambang logam, W0 (hf > W0).
- Energi kinetik maksimum (EKmaks) hanya bergantung pada frekuensi cahaya dan tidak bergantung pada intensitas cahaya.
- Elektron-elektron yang keluar dari permukaan logam hampir tidak ada selang waktu.
E = hf = hc/λ = (6,6 x 10-34 Js x 3,0 x 108 m/s)/(3,3 x 10-7 m) = 6,0 x 10-19 J = 3,75 eV
W0 = 3,0 eV
Karena E > W0 (elektron terlepas dari logam)
Soal 2
Jika sebuah foton dengan frekuensi 7,5 x 1014 Hz ditembakkan ke sebuah plat logam dengan
fungsi kerja 5,28 x 10-19 J, dengan h = 6,63 x 10-34 Js maka pernyataan berikut yang benar
adalah ....
A. elektron akan terlepas dari logam jika dijatuhi cahaya mono kromatik yang lebih besar dari 450 nm
B. elektron tidak dapat lepas dari logam karena energi foton lebih kecil dari energi ambang
C. energi foton yang dihasilkan 4,75 x 10-19 J
D. elektron terlepas dari logam dan bergerak dengan energi kinetik yang sama
E. elektron dapat lepas dari logam jika dikenai cahaya dengan intensitas yang lebih besar
Jawab: D
Dari soal di atas, besarnya energi foton,
E = hf = (6,63 x 10-34 Js)(7,5 x 1014 m) = 4,9725 x 10-19 J
Dan energi ambang logam,
W0 = hf0 = (6,63 x 10-34 Js)(5,28 x 1014 m) = 3,5 x 10-19 J
Karena E > W0 (elektron terlepas dari logam)
Soal 3
Cahaya dengan panjang gelombang 500 nm meradiasi permukaan logam yang fungsi kerjanya 1,86 × 10–19 joule. Energi kinetik maksimum foto elektron adalah . . . .
A. 2 × 10–19joule D. 4 × 10–19 joule
B. 5 × 10–19joule E. 6 × 10–19 joule
C. 9 × 10–19joule
Jawab: panjang gelombang cahaya, λ = 500 nm = 500 x 10–9 m = 5 x 10–7 m; fungsi kerja logam, Wo = 1,86 x 10–19 J, maka energi kinetik elektron adalah
E = Ek + W0
hf = Ek + W0
Ek = hc/λ – W0
= (6,6 x 10-34 Js x 3,0 x 108 m/s)/(5 x 10-7 m) – 1,86 x 10-19 J
Ek = 2,1 x 10-19 J
Soal 4
Frekuensi ambang suatu logam sebesar 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 foto elektron yang terlepas dari permukaan logam tersebut adalah . . . .
A. 1,32 × 10–19joule D. 1,32 × 10–19 joule
B. 1,32 × 10–19joule E. 1,32 × 10–19joule
C. 1,32 × 10–19joule
Jawab:
frekuensi ambang f0 = 8 × 1014 Hz dan frekuensi cahaya f = 1015 = 10 × 1014 Hz, maka,
E = Ek + W0
hf = Ek + hf0
Ek = h(f – f0)
Ek = (6,6 × 10–34 Js)(10 × 1014 Hz – 8 × 1014 Hz)
Ek = 1,32 x 10-19 J
Soal 5
Frekuensi ambang natrium adalah 4,4 x 1014 Hz. Besar potensial penghenti dalam volt bagi natrium saat disinari dengan cahaya yang frekuensinya 6,0 x 1014 Hz adalah . . .
A. 0,34 V B. 0,40 V C. 0,44 V D. 0,66 V E. 0,99 V
Jawab:
Frekuensi ambang natrium f0 = 4,4 x 1014 Hz dan frekuensi cahaya f = 6,0 x 1014 Hz, maka potensial penghenti adalah
Ek = h(f – f0)
Eplisterik = qV
dimana muatan elektron adalah 1,6 x 10−19 Coulomb, karena Ek elektron = EP listrik, maka
h(f – f0) = qV (q = muatan elektron)
(6,6 × 10–34 Js)(6 × 1014 Hz – 4,4 × 1014 Hz) = (1,6 x 10-19 C)V
V = 0,66 Volt
Soal 6
Permukaan katode disinari cahaya sampai pada frekuensi tertentu, ternyata tidak terjadi foto elektron. Agar permukaan katode memancarkan foto elektron, usaha yang dapat dilaksanakan adalah . . . .
A. mengurangi tebal katode dan memperbesar intensitas cahaya
B. memperbesar panjang gelombang dan memperbesar intensitasnya
C. mengurangi tebal katode dan memperbesar panjang gelombang
D. memperbesar frekuensi cahaya sampai frekuensi batas dan memperbesar intensitasnya
E. memperbesar frekuensi cahaya sampai di atas frekuensi batas dan memperbesar intensitasnya
Jawab:
Foto elektron tidak terjadi berarti energi cahaya yang disinarkan masih dibawah energi ambang, untuk itu frekuensi cahaya harus diperbesar hingga menghasilkan energi yang melebihi energi ambang. Untuk memperbanyak jumlah foto elektron yang terjadi, maka intensitas cahaya harus dinaikkan.
Soal 7
Grafik hubungan energi kinetik elektron dan frekuensi penyinaran pada gejala foto listrik terlihat pada grafik di bawah ini.
A. h B. 2h C. 3h D. 4h E. 8h
Jawab:
gambar di atas menunjukkan frekuensi ambang adalah 4 HZ, sehingga nilai fungsi kerja logam adalah W0 = hf0 = h(4) = 4h
Soal 8
Peristiwa berikut yang berkaitan dengan efek foto listrik :
(1) Peristiwa efek fotolistrik dapat dijelaskan dengan fisika klasik.
(2) Jumlah elektron yang keluar dari lempeng akan bertambah banyak jika intensitas diperbesar
(3) Jumlah elektron yang keluar dari lempeng akan bertambah banyak jika frekuensi diperbesar.
(4) Pada efek fotolistrik cahaya berperilaku sebagai gelombang
Pernyataan yang benar adalah . . . .
A. 1 dan 2 D. 2 dan 3
B. 1 dan 3 E. 2 dan 4
C. 1 dan 4
Jawab: D
Soal 9
Syarat terjadinya efek foto listrik adalah ... .
A. energi foton yang datang pada permukaan logam harus lebih besar dari fungsi kerja logam
B. elektron logam menyerap energi foton sebesar 2 kali lipat dari energi ikat atom logamnya
C. frekuensi foton yang datang pada permukaan logam harus di bawah frekuensi ambang
D. memenuhi persamaan Einstein tentang kesetaraan massa dan energi
E. intensitas cahaya yang mengenai permukaan logam harus besar
Jawab: A
Posting Komentar untuk "Pembahasan Soal Efek Fotolistrik"