Contoh Soal Efek Fotolistrik: Pembahasan Lengkap

2025-02-15 by admin
Contoh Soal Efek Fotolistrik: Pembahasan Lengkap

Contoh Soal Efek Fotolistrik dan Pembahasannya

Artikel ini akan membahas contoh soal efek fotolistrik beserta penyelesaiannya. Efek fotolistrik merupakan fenomena penting dalam fisika modern yang menjelaskan bagaimana cahaya dapat menyebabkan emisi elektron dari permukaan suatu logam. Memahami konsep ini sangat krusial, dan dengan mengerjakan contoh soal efek fotolistrik, pemahaman Anda akan semakin terasah. Mari kita mulai!

H2: Memahami Konsep Dasar Efek Fotolistrik

Sebelum membahas contoh soal efek fotolistrik, mari kita ulas singkat konsep dasarnya. Efek fotolistrik terjadi ketika cahaya dengan frekuensi tertentu (di atas frekuensi ambang) mengenai permukaan logam, menyebabkan elektron terlepas dari permukaan logam tersebut. Energi kinetik maksimum elektron yang terlepas bergantung pada frekuensi cahaya dan fungsi kerja logam. Persamaan yang mendeskripsikan efek fotolistrik adalah:

Ek = hf - Φ

di mana:

    1. Ek = energi kinetik maksimum elektron

    2. h = konstanta Planck (6,63 x 10^-34 Js)

    3. f = frekuensi cahaya

    4. Φ = fungsi kerja logam (energi minimum yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron)

      5. H2: Contoh Soal Efek Fotolistrik dan Penyelesaiannya

      Berikut beberapa contoh soal efek fotolistrik beserta penyelesaiannya:

      Soal 1: Cahaya dengan frekuensi 1,5 x 10^15 Hz mengenai permukaan logam seng yang memiliki fungsi kerja 4,3 eV. Hitung energi kinetik maksimum elektron yang terlepas. (1 eV = 1,6 x 10^-19 J)

      Penyelesaian:

    5. Ubah frekuensi ke satuan Hz dan fungsi kerja ke Joule:

      6. f = 1,5 x 10^15 Hz

      Φ = 4,3 eV * 1,6 x 10^-19 J/eV = 6,88 x 10^-19 J

    6. Gunakan persamaan efek fotolistrik:

      7. Ek = hf - Φ

      Ek = (6,63 x 10^-34 Js)(1,5 x 10^15 Hz) - 6,88 x 10^-19 J

      Ek = 9,945 x 10^-19 J - 6,88 x 10^-19 J

      Ek = 3,065 x 10^-19 J

      Jadi, energi kinetik maksimum elektron yang terlepas adalah 3,065 x 10^-19 J.

      Soal 2: Suatu logam memiliki fungsi kerja 2,0 eV. Cahaya dengan panjang gelombang tertentu mengenai permukaan logam tersebut, menyebabkan elektron terlepas dengan energi kinetik maksimum 1,0 eV. Hitung panjang gelombang cahaya tersebut.

      Penyelesaian:

    7. Ubah energi kinetik dan fungsi kerja ke Joule:

      8. Ek = 1,0 eV * 1,6 x 10^-19 J/eV = 1,6 x 10^-19 J

      Φ = 2,0 eV * 1,6 x 10^-19 J/eV = 3,2 x 10^-19 J

    8. Hitung frekuensi cahaya menggunakan persamaan efek fotolistrik:

      9. Ek = hf - Φ

      f = (Ek + Φ) / h

      f = (1,6 x 10^-19 J + 3,2 x 10^-19 J) / (6,63 x 10^-34 Js)

      f ≈ 7,2 x 10^14 Hz

    9. Hitung panjang gelombang cahaya:

      10. c = λf (c = kecepatan cahaya = 3 x 10^8 m/s)

      λ = c / f

      λ = (3 x 10^8 m/s) / (7,2 x 10^14 Hz)

      λ ≈ 4,17 x 10^-7 m atau 417 nm

      H2: Tips Mengerjakan Soal Efek Fotolistrik

    10. Pastikan Anda memahami persamaan efek fotolistrik dan setiap variabelnya.

    11. Perhatikan satuan yang digunakan dan lakukan konversi jika perlu.

    12. Kerjakan soal secara sistematis dan langkah demi langkah.

    13. Latih diri dengan mengerjakan berbagai contoh soal efek fotolistrik.

Tanya Jawab

Q: Apa perbedaan antara frekuensi ambang dan frekuensi cahaya?

A: Frekuensi ambang adalah frekuensi minimum cahaya yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari permukaan logam. Jika frekuensi cahaya lebih rendah dari frekuensi ambang, tidak akan ada elektron yang terlepas. Frekuensi cahaya adalah frekuensi cahaya yang sebenarnya digunakan dalam percobaan.

Q: Apa pengaruh fungsi kerja logam terhadap efek fotolistrik?

A: Fungsi kerja logam mempengaruhi energi kinetik maksimum elektron yang terlepas. Semakin besar fungsi kerja, semakin kecil energi kinetik maksimum elektron yang terlepas.

Semoga contoh soal efek fotolistrik di atas bermanfaat! Jangan ragu untuk berlatih lebih banyak agar Anda semakin mahir dalam memahami dan menyelesaikan soal-soal fisika terkait efek fotolistrik. Jika ada pertanyaan, silakan tinggalkan komentar di bawah ini.

Related Post