Contoh Soal 1 :

Frekuensi ambang suatu logam sebesar 8,0 × 1014 Hz dan logam tersebut disinari dengan cahaya

yang memiliki frekuensi 1015 Hz. Jika tetapan Planck 6,6 × 1014 Js, tentukan energi kinetik elekton

yang terlepas dari permukaan logam tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui: 

f0 = 8,0 × 1014 Hz

f = 1015 Hz

h = 6,6 × 10-34 Js

Ditanya: Ek = ...?

Pembahasan :

Ek = h.f – h.f0

Ek = 6,6 × 10-34 (1014 – (8,0 × 1014))

Ek = 1,32 × 10-19 J

Contoh Soal 2 :

Jika h = 6,6 × 10-34 Js, c = 3,0 × 108 m/s, dan m = 9,0 × 10-31 kg, tentukan perubahan panjang

gelombang Compton! 

Penyelesaian:

Diketahui: 

h = 6,6 × 10-34 Js

c = 3,0 × 108 m/sm = 9,0 × 10-31 kg

Ditanya: Δλ = ... ?

Pembahasan :

Contoh Soal 3 :

Sebuah foton dengan panjang gelombang 0,4 nm menabrak sebuah elektron yang diam dan

memantul kembali dengan sudut 150o ke arah asalnya. Tentukan kecepatan dan panjang gelombang

dari foton setelah tumbukan!

Penyelesaian:

a. Laju foton selalu merupakan laju cahaya dalam vakum, c yaitu 3 × 108 m/s.

b. Untuk mendapatkan panjang gelombang setelah tumbukan, dengan menggunakan persamaan

efek compton:

Pembahasan :

Sinar X dengan panjang gelombang 22 pm dan energi foton 56 keV dihamburkan dari target karbon.

Sinar yang terhambur terdeteksi 60o terhadap sinar datang. Tentukan berapa pergeseran Compton

dari sinar X tersebut ?

Pembahasan

Diketahui:

λ = 22 pm = 22 x 10-12 m

E = 56 keV

α = 60o

Ditanyakan: ∆ λ ?

Jawab:

Jadi, nilai pergeseran Comptonnya adalah 1,2 x 10-12 m.

Cermati gambar percobaan penyinaran suatu lempeng logam dengan cahaya berikut. Jika fungsi kerja logam adalah 2,2 eV dan cahaya yang disinarkan memiliki panjang gelombang λ dan frekuensi f tentukan:

a) energi cahaya minimal yang diperlukan agar elektron lepas dari logamb) frekuensi cahaya minimal yang diperlukan agar elektron lepas dari logamc) panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan agar elektron lepas dari logamGunakan data berikut :Cepat rambat cahaya c = 3 x 108 m/sTetapan Planck h = 6,6 x 10−34 Js 1 eV = 1,6 x 10−19 joule

Pembahasana) energi cahaya minimal yang diperlukan agar elektron lepas dari logamenergi cahaya minimal tidak lain adalah energi ambang atau fungsi kerja logam. Sehingga Wo = 2,2 eV Wo = 2,2 x (1,6 x 10−19 ) joule = 3,52 x 10−19 joule 

b) frekuensi cahaya minimal yang diperlukan agar elektron lepas dari logamIngat energi foton atau cahaya adalah E = hf, E disini dilambangkan sebagai Wo sehinggaWo = h fo

3,52 x 10−19 = 6,6 x 10−34 x fo

fo = 0,53 x 1015 joule

c) panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan agar elektron lepas dari logamHubungkan dengan kecepatan cahayaλmax = c / fo

λmax = 3 x 108 / 0,53 x 1015

λmax = 5,67 x 10−7 m 

Soal No. 2Cermati gambar percobaan penyinaran suatu lempeng logam dengan cahaya berikut: 

 

Jika fungsi kerja logam adalah 2,1 eV dan cahaya yang disinarkan memiliki panjang gelombang 2500 Å dengan konstanta Planck 6,6 x 10−34 Js dan 1 eV = 1,6 x 10−19 joule, tentukana) energi ambang logam dalam satuan jouleb) frekuensi ambangc) panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logamd) panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam metere) frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hzf) energi foton cahaya yang disinarkang) energi kinetik dari elektron yang lepas dari logam

PembahasanSkemanya seperti ini 

 

Logam yang di dalamnya terdapat elektron-elektron disinari oleh cahaya yang memiliki energi E. Jika energi cahaya ini cukup besar, maka energi ini akan dapat melepaskan elektron dari logam, dengan syarat, energi cahayanya lebih besar dari energi ambang bahan. Elektron yang lepas dari logam atau istilahnya fotoelektron akan bergerak dan memiliki energi kinetik sebesar Ek

Hubungan energi cahaya yang disinarkan E, energi ambang bahan Wo dan energi kinetik fotoelektron Ek adalahE = Wo + Ekatauhf = hfo + Ek

a) energi ambang logam dalam satuan jouleWo = 2,1 x (1,6 x 10−19 ) joule = 3,36 x 10−19 joule 

b) frekuensi ambangWo = h fo

3,36 x 10−19 = 6,6 x 10−34 x fo

fo = 0,51 x 1015

c) panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logamλmax = c / fo

λmax = 3 x 108 / 0,51 x 1015

λmax = 5,88 x 10−7 m d) panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam meterλ = 2500 Å = 2500 x 10−10 m = 2,5 x 10−7 m

e) frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hzf = c/λ f = 3 x 10 8/2,5 x 10

−7 

f = 1,2 x 10 15 Hz

f) energi cahaya yang disinarkanE = hfE = (6,6 x 10−34) x 1,2 x 10 15 = 7,92 x 10 −19 joule

g) energi kinetik dari elektron yang lepas dari logamE = Wo + Ek 7,92 x 10 −19 = 3,36 x 10−19 + EkEk = 7,92 x 10 −19 − 3,36 x 10−19 = 4,56 x 10−19 joule 

Soal No. 3Sebuah keping logam yang mempunyai energi ambang 2 ev disinari dengan cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 6000 Å hingga elektron meninggalkan permukaan logam. Jika h = 6,6 × 10−34 Js dan kecepatan cahaya 3 × 108 m/detik, maka energi kinetik elektron yang lepas....A. 0,1 × 10–19 jouleB. 0,16 × 10–19 jouleC. 1,6 × 10–19 jouleD. 3,2 × 10–19 jouleE. 19,8 × 10–19 jouleSumber soal : Ebtanas tahun 1986

PembahasanData dari soal:Energi ambang Wo = 2 eV = 2 x (1,6 x 10−19 ) = 3,2 x 10−19joulePanjang gelombang λ = 6000 Å = 6000 x 10−10 = 6 x 10−7 m

Menentukan energi kinetik foto elektron: