Efek foto listrik dan efek Compton, pembahasan contoh soal

Pembahasan soal Efek foto listrik

Nomor 1
Perhatikan pernyataan berikut:
1) Elektron yang terpancar pada peristiwa efek fotolistrik disebut elektron foton.
2) Laju elektron yang terpancar tidak tergantung pada intensitas cahaya yang mengenai permukaan logam.
3) Energi kinetik elektron yang terpancar tergantung pada energi gelombang cahaya yang mengenai permukaan logam.
4) Untuk mengeluarkan elektron dari permukaan logam tidak bergantung pada frekuensi ambang (f0).
Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah...
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 3 dan 4

Jawaban: B

Nomor 2
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 dari pada 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

Pembahasan:
Syarat elektron terlepas dari permukaan logam adalah frekuensi cahaya yang mengenai logam lebih besar dari frekuensi ambang atau panjang gelombang ambang lebih besar daripada panjang gelombang cahaya yang mengenai logam.
Jawaban: B

Nomor 3
Dalam foto listrik, energi foto elektron bertambah dengan bertambahnya intensits cahaya yang datang.
SEBAB
Berkas cahaya  dengan intensitas yang kuat menghasilkan fotoelektron lebih banyak dari pada berkas yang intensitasnya lemah pada frekuensi yang sama.

Pembahasan
Efek fotolistrik tidak dipengaruhi intensitas cahaya yang datang. (pernyataan salah).
Berkas cahaya dengan intensitas yang kuat menghasilkan fotoelektron lebih banyak dari pada berkas yang intensitasnya lemah pada frekuensi sama. (alasan benar)

Nomor 4
Apabila sinar ultra ungu menyinari potasium, elektron akan terpancar dari permukaan logam tersebut. Dalam peristiwa ini:

1. Semua elektron yang terpancar mempunyai energi yang sama dengan energi partikel cahaya.
2. Energi partikel cahaya sebanding dengan frekuensi cahaya.
3. Perilaku di atas berlaku untuk semua warna cahaya.
4. Energi kinetik maksimum elektron yang terpancar lebih kecil dari energi partikel cahaya.

Pembahasan
Apabila cahaya ultra ungu menyinari potasium, elektron akan terpencar dari permukaan logam tersebut. Dalam peristiwa ini:

1. Semua elektron yang terpencar mempunyai energi sama dengan energi partikel cahaya.
2. Energi partikel cahaya sebanding dengan frekuensi cahaya.
3. Peristiwa tersebut berlaku untuk semua warna cahaya
4. Energi kinetik maksimum elektron yang terpancar lebih kecil dari energi partikel cahaya.

Yang benar 4 saja.

Nomor 5
Saat terjadi efek fotolistrik jumlah elektron yang lepas dapat diperbanyak dngan menaikkan intensitas cahaya yang digunakan.
SEBAB
Semakin tinggi intensitas suatu cahaya yang digunakan pada efek fotolistrik semain besar pula energi kinetik elektron foto yang dihasilkan

Pembahasan
Pada efek fotolistrik jumlah elektron yang lepas dapat diperbanyak dengan menaikkan intensitasnya. (Pernyataan benar).
Intensitas suatu cahaya tidak mempengaruhi energi kinetik elektron foto yang dihasilkan. (salah)

Nomor 6
Energi ikat minimum elektron pada permukaan bahan tergantung pada jenis bahan. Peristiwa tersebut sesuai dengan salah satu peristiwa:
A. efek Compton
B. produksi pasangan
C. radiasi benda hitam
D. produksi sinar X
E. efek fotolistrik

Pembahasan
Peristiwa tersebut adalah efek fotolistrik
Jawaban E

Nomor 7
Berkas cahaya berwarna kuning ditembakkan pada logam menimbulkan lompatan elektron dengan energi kinetik meksimal tertentu. Lompatan elektron dengn energi kinetik maksimal yang lebih besar akan didapatkan dengan menembakkan berkas cahaya:

1. Berwarna hijau dengan intensitas sama
2. Berwarna merah dengan intensitas yang lebih besar
3. Berwarna ungu dengan intensitas yang lebih besar
4. Berwarna kuning dengan intensitas yang lebih besar

Pembahasan 
EKmaks dapat diperbesar dengan menembakkan cahaya yang memiliki frekuensi lebih besar tanpa melihat besar kecilnya intensitas. Urutan cahaya dari frekuensi rendah ke tinggi adalah Me - Ji - Ku - Hi - Bi - U.
Pilihan yang benar elektron memiliki EKmaks lebih besar adalah cahaya hijau dan ungu.
Jawaban B (1 dan 3)

Nomor 8
Cahaya hijau memiliki panjang gelombang lebih pendek daripada cahaya merah. Intensitas yang sama dari kedua cahaya itu ditembakkan pada dua logam identik sehingga mampu melepaskan sejumlah elektron dari permukaan logam tersebut. Pernyataan berikut yang benar adalah...
A. Sinar hijau melepaskan elektron dengan jumlah lebih besar.
B. Sinar merah melepaskan elektron dengan jumlah lebih besar.
C. Kedua sinar melepaskan elektron dengan jumlah sama.
D. Sinar merah melepaskan elektron dengan kecepatan maksimum lebih besar.
E. Kedua sinar melepaskan elektron dengan kecepatan maksimum sama.

Pembahasan
Dari hasil percobaan efek fotolistrik, disimpulkan bahwa banyak sedikitnya elektron yang keluar dari permukaan logam tergantung pada intensitas cahaya yang diberikan. Jika intensitasnya besar maka elektron yang keluar banyak dan sebaliknya. Pada soal diatas, intensitas cahaya yang diberikan sama sehingga elektron yang dilepaskan akan sama pula.
Jawaban: C

Nomor 9
Cahaya dengan frekuensi tertentu dijatuhkan pada permukaan suatu logam sehingga fotoelektron dengan energi maksimum sebesar 10^-19 J terlepas darinya. Bila diketahui konstanta Planck 6,63 x 10^-34 Js dan fungsi kerja logam adalah 3,7 x 10^-19 J, frekuensi cahaya yang jatuh pada logam tersebut sekitar...
A.  0,8 x 10^14 Hz
B. 2,0 x 10^14 Hz
C. 4,0 x 10^14 Hz
D. 6,0 x 10^14 Hz
E. 8,0 x 10^14 Hz

Pembahasan

Jawaban: E

Nomor 10
Permukaan lempeng logam natrium disinari dengan seberkas foton berenergi 4,43 eV. Jika fungsi kerja natrium 2,28 eV, maka energi kinetik maksimum elektron yang dihasilkan adalah...
A. 2,15 eV
B. 2,28 eV
C. 4,56 eV
D. 6,71 eV
E. 8,86 eV

Pembahasan

Jawaban: A

Pembahasan soal Efek Compton

Nomor 1
Frekuensi foton yang dihamburkan oleh elektron bebas akan lebih kecil dibanding saat datang adalah hasil dari...
A. efek fotolistrik
B. efek Compton
C. produksi pasangan
D. produksi sinar X
E. radiasi benda hitam

Pembahasan
Peristiwa tersebut adalah hasil dari efek Compton
Jawaban: B

Nomor 2
Jika foton sinar X bertumbukan dengan elektron bebas yang mula-mula diam maka setelah tumbukan elektron akan bergerak dengan kelajuan dan arah tertentu dan foton akan dihamburkan dengan sudut tertentu. Pernyataan berikut yang benar adalah...

1. Peristiwa ini disebut hamburan Compton
2. Foton tidak dapat menyerahkan seluruh energinya kepada elektron
3. Panjang gelombang foton yang dihamburkan lebih besar dibandingkan panjang gelombang foton mula-mula.
4. Selisih panjang gelombang maksimum adalah Δλ = 2h / mc, dengan h = konstanta Planck, m = massa diam elektron dan c adalah kelajuan cahaya.

Pembahasan

1. Efek Compton atau hamburan Compton adalah peristiwa tumbukan antara sinar X dengan elektron bebas yang mula-mula diam dan setelah tumbukan elektron akan bergerak dengan kelajuan dan arah tertentu dan foton akan dihamburkan dengan sudut tertentu.(benar)
2. Hanya sebagian energi foton yang diserahkan ke elektron. (benar)
3. Benar
4. Benar

Lainnya:
Cerita seekor tikus
Kesan dari seorang anak kaya
Cinta adalah segalanya