Panjang Gelombang Cahaya Yang Dipancarkan Oleh Lampu Monokromatis 100 Watt

Alumnice.co – Panjang Gelombang Cahaya Yang Dipancarkan Oleh Lampu Monokromatis 100 Watt

Home » Kongkow » Materi » Contoh Soal dan Pembahasan Teori Kuantum Planck

Contoh Soal dan Pembahasan Teori Kuantum Planck

– Senin, 13 September 2021 | 07:00 WIB


Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kuantum Planck, Materi Fisika kelas 3 (XII) SMA, dengan kata kunci daya, intensitas, kuanta energi dan jumlah foton.



Rumus Minimal



Energi Foton

E = hf
E = h(c/λ )

Energi Foton Sejumlah n

E = nhf
E = nh(c/λ )

Konversi

1 elektron volt = 1 eV = 1,6 x 10−19 joule
1 angstrom = 1 Å = 10−10 meter
1 nanometer = 1 nm = 10−9 meter
Daya → Energi tiap sekon
Intensitas → Energi tiap sekon persatuan luas




Contoh Soal dan Pembahasan



Soal No. 1

Tentukan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6600 Å jika kecepatan cahaya adalah 3 x 108 m/s dan tetapan Planck adalah 6,6 x 10−34 Js !



Pembahasan

E = h(c/λ)
E = (6,6 x 10−34 )(3 x 108
/6600 x 10−10
 ) = 3 x 10−19 joule



Soal No. 2

Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatis 100 watt adalah 5,5.10−7 m. Cacah foton (partikel cahaya) per sekon yang dipancarkan sekitar….
A. 2,8 x 1022 /s
B. 2,0 x 1022 /s
C. 2,6 x 1020 /s
D. 2,8 x 1020 /s
E. 2,0 x 1020 /s
(Sumber soal : UM UGM 2004)

Pembahasan

Data :
P = 100 watt → Energi yang dipancarkan tiap sekon adalah 100 joule.



Energi 1 foton
E = h(c/λ)
E = (6,6 x 10−34 )(3 x 108
/5,5 x 10−7
 ) joule


Jumlah foton (n)
n = 100 joule : [ (6,6 x 10−34 )(3 x 108
/5,5 x 10−7
 ) joule] = 2,8 x 1020 foton.

Baca :   Kolom Informasi Perusahaan Yang Harus Diisi

Soal No. 3

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. 2 x 1020 foton
D. 5 x 1020 foton
E. 5 x 1021 foton
(Sumber soal : UN Fisika SMA 2010)




Baca Juga :




Bilangan Kuantum Spin (s) Beserta Contohnya





Bilangan Kuantum Magnetik (m) Beserta Contohnya




Pembahasan

Data :
I = 66,3 W.m−2 → Energi yang diterima tiap sekon tiap meter persegi adalah 66,3 joule.

Energi 1 foton
E = h(c/λ)
E = (6,63 x 10−34 )(3 x 108
/600 x 10−9
 ) joule

Jumlah foton tiap sekon tiap satuan luas adalah:
n = 66,3 joule : [ (6,63 x 10−34 )(3 x 108
/600 x 10−9
 ) joule] = 2 x 1020 foton




Soal No. 4

Tentukan perbandingan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6000 Å dan sinar dengan panjang gelombang 4000 Å !



Pembahasan

Data :
λ1 = 6000 Å
λ2 = 4000 Å

E = h(c/λ)
E1
/E2
 = λ2 : λ1 = 4000 : 6000 = 2 : 3

Soal No. 5

Energi foton sinar gamma adalah 108 eV. Jika h = 6,6 x 10−34 Js dan c = 3 x 108 m/s, tentukan panjang gelombang sinar gamma tersebut dalam satuan angstrom!

Pembahasan

Data :
E = 108 eV = 108 x (1,6 x 10−19) joule = 1,6 x 10−11 joule
h = 6,6 x 10−34 Js
c = 3 x 108 m/s
λ = …?

λ =hc /E
λ =( 6,6 x 10−34)(3 x 108) /(1,6 x 10−11)
λ = 12,375 x 10−15 meter =12,375 x 10−15 x 1010 Å = 12,375 x 10−5 Å

Baca :   Sikap Yang Mencerminkan Patriotisme Di Lingkungan Masyarakat Adalah

Soal No. 6

Bola lampu mempunyai spesifikasi 132 W/220 V, ketika dinyalakan pada sumber tegangan 110 V memancarkan cahaya dengan panjang gelombang 628 nm. Bila lampu meradiasikan secara seragam ke segala arah, maka jumlah foton yang tiba persatuan waktu persatuan luas di tempat yang berjarak 2,5 m dari lampu adalah … (h =6,6.10−34 J s)
(A) 5,33 . 1018 foton.s m−2
(B) 4,33 . 1018 foton.s m−2
(C) 3,33 . 1018 foton.s m−2
(D) 2,33 . 1018 foton.s m−2
(E) 1,33 . 1018 foton.s m−2
(Sumber soal : SIMAK – UI 2009)

Pembahasan

Daya Lampu yang memiliki spesifikasi 132 W/220 V saat dipasang pada tegangan 110 V dayanya akan turun menjadi :
P2 =(V2
/V1
)2 x P1
P2 =(110/220)2 x 132 watt = 33 watt

Intensitas (daya persatuan luas) pada jarak 2,5 meter :
I = (P/A) dengan A adalah luas permukaan, anggap berbentuk bola (luas bola empat kali luas lingkaran).
I = (P/4π r2
)
I = (33/4π (2,5)2
) = 0,42 watt/m2
0,42 watt/m2 → Energi tiap sekon persatuan luas adalah 0,42 joule.

Jumlah foton (n) :
n = 0,42 : (hc/λ) = [ 0,42 ]: [( 6,6 x 10−34 )( 3 x 108 )/( 628 x 10−9 ) ] = ( 0,42 ): (3,15 x 10−19 )
n = 1,33 x 1018 foton




Cari Artikel Lainnya

Panjang Gelombang Cahaya Yang Dipancarkan Oleh Lampu Monokromatis 100 Watt

Sumber: https://www.utakatikotak.com/Contoh-Soal-dan-Pembahasan-Teori-Kuantum-Planck/kongkow/detail/9888

Check Also

Apa Yang Dimaksud Dengan Gas Inert

Alumnice.co – Apa Yang Dimaksud Dengan Gas Inert Dalam bidang pelayaran, ada banyak jenis kapal …