andaikan 5 5 energi lampu merkuri dipancarkan sebagai sinar uv

SMAN1 MASBAGIK menerbitkan FISIKA XII Sri Handayani pada 2021-03-02. Bacalah versi online FISIKA XII Sri Handayani tersebut. Download semua halaman 101-150. Setelahmemahami tentang konsep dan spektrum dari gelombang elektromagnetik, mari kita mengenal manfaat gelombang elektromagnetik dalam kehidupan kita sehari-hari: 1. Gelombang radio. Mentransmisikan sinyal pada jarak yang sangat jauh. Pencitraan satelit ke bumi dalam pembuatan peta 3 dimensi. 2. Gelombang mikro. 10Bahaya gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik pada dasarnya selalu ada disekitar kita, berputar putar dan merambat menyebar keseluruh penjuru semesta tanpa memerlukan media apapun . Gelombang elektromagnetik bahkan ada yang dapat dirasakan langsung oleh manusia misalnya salah satunya adalah sinar matahari yang dapat berupa MasalahDengan Lampu Fluoresen. Lampu fluorescent memiliki sejumlah keunggulan besar dibandingkan lampu pijar. Mereka jauh lebih efisien, jadi mereka menggunakan lebih sedikit energi. Mereka juga bertahan sekitar tiga belas kali lebih lama, jadi Anda tidak perlu sering mengubahnya. Itu adalah keuntungan ergonomis yang sangat besar . Gambar2.2. Lampu pijar dan Diagram Alir Energi Lampu Pijar (Biro Efisiensi Energi, 2005) b. Lampu Tungsten – Halogen Lampu halogen adalah sejenis lampu pijar. Lampu ini memiliki kawat pijar tungsten seperti lampu pijar biasa yang digunakan di rumah, tetapi bola lampunya diisi dengan gas halogen. Atom tungsten menguap dari kawat pijar Tak Ingin Usai Lirik Chord. Halaman Radiasi Benda Hitam111RADIASI BENDA HI-TAMEnergi yang sangat besar saat ini adalah energi dari cahaya matahari. Cahaya matahari inilah yang merupakan contoh radiasi benda hitam yang dapat memunculkan energi sampai bumi. Mengapa benda bisa mengalami radiasi? Besaran-besaran apa saja yang mempengaruhi radiasi? Bagaimana teori-teori yang mendukung?Pertanyaan-pertanyaan diatas yang dapat kalian pelajari pada bab ini oleh sebab itu setelah belajar bab ini diharapkan kalian dapat 1. menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi radiasi benda,2. menentukan pengaruh suhu benda terhadap intensitas dan daya radiasi,3. menjelaskan pergeseran Wien,4. menentukan energi gelombang elektromagnetikberdasarkan teori kuantum A BB A B7Sumber SMA Kelas XII112A. Radiasi KalorDi kelas X kalian telah belajar 3 cara perambatan kalor yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Pada bab ini akan dibahas lebih dalam bagaimana energi dapat diradia-sikan. Radiasi dapat didefinisikan sebagai pancaran energi tanpa membutuhkan medium atau perantara sebagai aki-bat suhu. Peristiwa radiasi ini telah banyak dipelajari oleh ilmuwan fisika diantaranya seperti di Hukum Stefan-BoltzmannJosef Stefan 1835-1873 seorang ahli fisikaAustria, dapat menunjukkan gejala radiasi benda hitam melalui eksperimen. Hubungannya adalah daya total per satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi oleh benda hitam sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya. Melalui pengukuran langsung juga diketahui bahwa radiasi dipengaruhi oleh sifat warna benda. Besaran ini dinamakan koefisien emisivitas, disimbulkan e. Benda hitam sempurna memiliki e = 1, benda putih sempurna e = 0 dan benda-benda lain memiliki rentang 0 - 1. Penemuan Stefan diperkuat oleh Boltzmann, ke-mudian dikenal sebagai hukum Stefan-Boltzmann. Dan konstanta pembanding universal dinamakan konstanta Stefan-Boltzmann. Persamaannya dapat dituliskan seperti di bawah. I = e T4 P = I . A .................................. E = P . tdengan I = intensitas radiasi watt/m2 P = daya radiasi watt E = energi radiasi joule T = suhu mutlak benda K A = luas penampang m2 t = waktu radiasi s = konstanta Stefan-Boltzmann5, Wm-2 K-4CONTOH benda hitam memiliki suhu 27O C dan mengalami radiasi dengan intensitas 2 watt/m2. Luas penam-pang benda itu m2 Tentukan a. daya radiasinya,b. energi radiasi selama 5 sekon,c. intensitas radiasinya jika benda tersebut dipanasi hingga suhunya mencapai 327O C !PenyelesaianA = m2T1 = 27O C + 273 = 300 KI1 = 2 watt/m2T2 = 327O C + 273 = 600 KRadiasi Benda Hitam113a. daya radiasi memenuhi P = = e T4 .A = . = 0,2 wattb. energi radiasi selama t = 5 s adalah W = P. t = 0,2 . 5 = 1,0 joulec. Intensitas radiasi sebanding dengan suhu mutlak pangkat empat maka dapat diperoleh Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal benda hitam sempurna mempunyai luas per-mukaan 2000 cm2 dan suhu 127O C. Tentukan a. intensitas radiasinya,b. daya radiasinya,c. energi yang diradiasikan dalam sepuluh detik,d. daya radiasi benda jika suhunya diturunkan menjadi -73O C !2. Pergeseran Wien Pada pengukuran intensitas radiasi benda hitam I pada berbagai nilai panjang gelombang λ dapatdigambarkan grafik seperti pada Gambar Perubahan intensitas diukur pada benda hitam yang memiliki suhu tetap T, tetapi λ berbeda-beda. Intensitas tersebut terlihat meningkat seiring dengan peningkatan λhingga mencapai nilai maksimum. Kemudian intensitas menurun kembali seiring penambahan λ. Panjang gelombang energi radiasi pada saat intensitasnya maksimum dinamakan λm pan-jang gelombang pengukuran itu Wilhelm Wien menemukan adanya pergeseran panjang gelombang maksimum saat suhu benda hitam berubah. Kenaikan suhu benda hitam menyebabkan panjang gelombang maksimum yang dipancarkan benda akan mengecil. Hubungan ini dapat dituliskan seperti persamaan T = c ...................................... λm = panjang gelombang intensitas radiasi maksimum m T = suhu mutlak benda K c = tetapan Wien 2, mKλλm1IT3T2T1λm2λm3Gambar = I ~ T4Fisika SMA Kelas XII114intensitas sebesar 90 watt/m2. Luas penampangnya 50 cm2. Berapakah a. daya radiasi,b. intensitas radiasinya jika suhunya dinaikkan hingga menjadi 327O C ?3. Diketahui tetapan Wien = 2,9 x 10-3mK. Berapakah panjang gelombang elektromagnetik yang membawa radiasi kalor maksimum dari sebuah benda yang bersuhu 127OC ?CONTOH benda hitam meradiasikan gelombang elek-tromagnetik dengan panjang gelombang 8700 Å pada saat intensitas radiasinya maksimum. Berapakah suhu permukaan benda yang memancarkan gelombang tersebut?Penyelesaianλm = 8700 Å = 8, mc = 2, mKSuhu benda dapat ditentukan sebagai T = c T = = = 3000 K atau 2727O CLATIHAN Lampu pijar berbentuknya mendekati bola. Jari-jari lampu pijar pertama adalah empat kali jari – jari lampu kedua. Suhu lampu pijar pertama dan kedua masing-masing 27OC dan 127OC. Berapakah perbandingan daya lampu pertama dengan daya lampu kedua ?2. Sebuah benda hitam yang bersuhu 27OC dapat memancarkan radiasi dengan Perkembangan teori tentang radiasi mengalami pe-rubahan besar pada saat Planck menyampaikan teorinya tentang radiasi benda hitam. Planck mulai bekerja pada tahun 1900. Planck mulai mempelajari sifat dasar dari getaran molekul-molekul pada dinding rongga benda hitam. Dari hasil pengamatannya Planck membuat sim-pulan sebagai benda yang mengalami radiasi akan me-mancarkan energinya secara diskontinu diskrit berupa paket-paket energi. Paket-paket energi ini dinamakan kuanta sekarang dikenal sebagai foton. Energi setiap foton sebanding dengan frekuensi gelombang radiasi dan dapat dituliskan E = h f ..................................... E = energi foton joule f = frekuensi foton Hz h = tetapan Planck h = 6, JsB. Teori Kuantum PlanckRadiasi Benda Hitam115Jika suatu gelombang elektromegnetik seperti ca-haya memiliki banyak foton maka energinya memenuhi hubungan berikut. E = nh f ................................... yang sangat berkaitan dengan hubun-gan di atas adalah kecepatan cahaya c = Besarnya c = 3. 108 m/ Planck inilah yang dapat merombak pandangan fisika klasik dan mulai saat itu diakui sebagai batas munculnya teori modern dan dikenal dengan teori kuantum Planck. CONTOH jingga dengan panjang gelombang 6600 Å di-pancarkan dari suatu benda hitam yang mengalami radiasi. Tentukan energi foton yang terkandung pada sinar jingga tersebut?Penyelesaianλ= 6600 Å = 6, mc = m/sh = 6, JsKuanta energi sinar jingga memenuhi E = h f = h = = jouleSetelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal yang dipancarkan melalui radiasi benda hitam memiliki panjang gelombang 330 nm. Tentukan a. energi foton dari cahaya tersebut,b. jumlah foton jika energinya sebesar 12. 10 EnergiSesuai dengan energi lain, energi foton juga me-menuhi kekakalan secara umum. Energi tidak dapat dicip-takan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat berubah ke bentuk lain. Kekekalan energi ini menjelaskan bahwa energi cahaya dapat berubah ke bentuk lain atau cahaya dapat dibentuk dari energi lain. Contoh perubahan energi cahaya adalah pada solar sel yaitu dapat diubah menjadi energi listrik. Apakah kalian memiliki kalkulator dengan sumber energi cahaya ? Contoh lain adalah energi listrik yang dapat berubah menjadi energi gelombang elektro-magnetik yaitu produksi sinar-X. Elektron bergerak cepat dapat menumbuk logam pada anoda dan dapat meradiasi-kan energi. Energi ini yang dikenal sebagai sinar-X. Fisika SMA Kelas XII116Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal Andaikan 5,5% energi lampu pijar dipancarkan sebagai sinar terlihat yang panjang gelombangnya sama dengan 5400 oA. Jika konstanta Planck h = 6,6 x 10-34Js, hitunglah jumlah foton yang dipancarkan lampu pijar 100 W perdetik!CONTOH di dalam tabung sinar-X diberi beda potensial 2000 volt. Pada proses tumbukan, sebuah elektron dapat menghasilkan satu foton. Tentukan panjang gelombang minimum yang dihasilkan oleh tabung sinar-X?PenyelesaianV = 2000 volt = 2000 voltPanjang gelombang terpendek sinar X yang dihasilkan sebesar λ = = = 1, mPada produksi sinar-X, tabung sinar-X diberi beda potensial 4000 volt. Jika sebuah elektron dapat meng-hasilkan satu foton maka tentukan a. panjang gelombang minimum,b. frekensi maksimum yang dihasilkan oleh tabung sinar-X !1. Jika konstanta Planck 6,6x10-34Js dan cepat rambat cahaya c = 3x108m/s, maka sinar Na yang panjang gelombangnya 590 nm. Berapakah energi fotonnya !2. Seberkas sinar X dengan kecepatan 3 x 108 m s-1 memiliki momentum foton sebesar 6,6 x 10-23 Ns. Bila konstanta Planck 6,6 x 10-34 maka tentukan frekuensi sinar X ! LATIHAN eV = h λ = .............................. ini pertama kali ditemukan oleh Wilhelm Roentgen tahun 1895 sehingga dinamakan juga sinar-Roentgen. Hubungan energi foton dan energi listrik elektron ini memenuhi hubungan λ = panjang gelombang foton sinar-X h = tetapan Planck 6, Js c = cepat rambat gelombang elektromagnetik m/s e = muatan elektron 1, C V = beda potensial pemercepat elektron voltRadiasi Benda Hitam1171. Setiap benda yang mengalami suhu bukan OK akan mengalami radiasi dan memenuhi persamaan I = e T4Daya P = I . AEnergi E = P . t2. Pada radiasi benda terjadi pergeseran panjang gelombang maksimum saat suhunya naik. Dan berlaku pergeseran Win dengan persamaan λm T = 2,9 . 10-33. Menurut Planch, cahaya atau gelombang elektromagnetik mengandung paket-paket energi yang disebut foton. Energinya sebesar E = h fContoh bukti energi ini adalah produksi sinar X. Panjang gelombang yang dihasilkan memenuhi λ= Rangkuman Bab 74. Dalam tabung sinar X, berkas elektron dipercepat oleh beda potensial 5x 104V, dihentikan seketika oleh anoda, sehingga semua energi elektron menjadi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam daerah sinar X. Jika konstanta Planck 6,62x10-34Js, c = 3x108 m/s dan muatan elektron 1,6x10-19C, maka berapakah panjang gelombang sinar yang terjadi ?5. Berapakah panjang gelombang terpendek dan frekuensi terbesar sinar–X yang dihasilkan tabung sinar–X melalui beda potensial tegangan 50 kV antara target dan katode ?Pilihlah jawaban yang benar pada soal-soal berikut dan kerjakan di buku tugas Kemampuan sebuah benda untuk melepas radiasi sangat berdekatan dengan kemampuannya untuk menyerap radiasi. Pernyataan tersebut menggambarkan gejala fisis yang cocok dengan salah satu peristiwa berikut yaitu ....A. Efek foto listrikB. Efek ComptonC. Produksi pasanganD. Produksi sinar-XE. Radiasi benda hitam2. Jumlah kalor yang dipancarkan oleh sebuah benda suhunya lebih besar dari 0 K, berbanding lurus dengan ....A. suhunyaB. pangkat dua dari suhunyaC. suhu sekelilingnyaEvaluasi Bab 7D. massa benda ituE. luas permukaan benda3. Energi yang diradiasikan perdetik oleh benda hitam pada suhu T1 besarnya 16 kali energi yang diradiasikan perdetik pada suhu T0; maka T1= ....A. 2 T0D. 4 T0B. 2,5 T0E. 5 T0C. 3 T04. Sebuah benda hitam sempurna mempunyai luas permukaan 1000 cm2 dengan dengan suhu 727oC. Jika konstanta Stefan– Boltzmann s = 5,5. 10-8 watt/ maka besarnya energi yang dipancarkan selama 1 menit ialah ....A. 3,4x103 J D. 3,4x105 J B. 5,6x103 J E. 5,6x105 J C. 1,0x103 JFisika SMA Kelas XII1185. Grafik di bawah adalah grafik antara intensitas radiasi benda hitam dengan suhu mutlak. Berdasarkan grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa ....A. T1λm2>λm1C. T1>T2>T3 dan λm3T2>T3 dan λm3>λm2>λm1E. T1 VB 7. Generator memiliki kumparan 1003 Mengalir arus pada R dari B ke A lilitan berbentuk lingkaran dengan jari-jari 10/√π cm. Kumparan ini4 Mengalir arus pada kumparan dari bersumbu putar tegak lurus medan B ke A magnet sebesar 0,25 weber/m2, danyang mempengaruhi gaya gerak listrik diputar dengan kecepatan sudut 120induksi pada kumparan adalah .... rad/s. Pada ujung kumparan akan timbul GGL bolak-balik maksimumA. 1 saja D. 2 dan 4 sebesar ... 1 dan 2 E. 3 saja A. 5 D. 120C. 2 saja B. 30 E. 220 C. 60110 Fisika SMA Kelas XII8. Agar GGL maksimum yang dihasilkan A. 0,75 D. 1,20 oleh generator menjadi 2 x semula ialah .... B. 0,80 E. 1,33A. frekuensi putarnya dijadikan ½ x C. 1,00 semula 13. Tegangan listrik maksimum dariB. aperiode putaranya dijadikan ½ x PLN 220 2 volt. Bila diukur dengan semula multimeter, tegangan efektifnyaC. jumlah lilitan dijadikan ½ x sebesar …. semula A. 110 volt D. 220 voltD. luas penampang dan jumlah lilitan B. 110 volt E. 240 volt dijadikan 2 x semula C. 220 voltE. kawat kumparan diganti dengan 14. Reaktansi induktif sebuah inductor kawat lain yang tebalnya 2 x semula akan mengecil, bila …. A. frekuensi arusnya diperbesar,9. S e b u a h k u m p a r a n s o l e n o i d induktansi induktor diperbesarmempunyai induktansi 500 mH. Besarggl induksi dari yang dibangkitkan B. frekuensi arusnya diperbesar, induktansi induktor diperkecildalam kumparan itu jika ada perubahanarus listrik dari 100 mA menjadi 40mA dalam waktu 0,01 detik secara C. frekuensi arusnya diperbesar, arus listrik diperkecilberaturan sama dengan ....A. 3 mV D. 30 V D. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktor diperbesarB. 300 mV E. 300 VC. 3 V E. frekuensi arusnya diperkecil, induktansi induktor diperkecil10. Sebuah transformator digunakanuntuk menghubungkan sebuah alat 15. SebuahresistorRdansebuahkumparanlistrik 6 volt AC dan tegangan sumber L dihubungkan seri pada tegangan120 volt AC. Bila kumparan skundertransformator terdiri dari 40 lilitan bolak- balik 100 V. Tegangan antaramaka jumlah lilitan kumparan primer kedua ujung kumparan dan resistortransformator adalah .... sama besar. Tegangan tersebut ... 200 D. 1000 A. 25 D. 60B. 400 E. 1200 B. 50 E. 75C. 800 C. 5011. Perbandingan jumlah lilitan kawat 16. Suatu kumparan bila dihubungkan dengan kutub-kutub sumber aruspada kumparan primer dan skunder searah 20Ö2 volt menghasilkan arus 4 ampere. Bila kumparansebuah transformator adalah 1 4. dihubungkan pada arus bolak balik maka untuk menghasilkan arus yangTegangan dan kuat arus masukannya sama diperlukan tegangan 20Ö6 volt. Jika frekuensi arus bolak balik 50 Hz,masing-masing 10 V dan 2 A. Jika daya maka induktansi kumparan adalah ... yang berubah menjadi kalorpada transformator tersebut adalah 4 Wdan tegangan keluaranya adalah 40 V,maka kuat arus keluaranya bernilai A. 0,1 A D. 0,6 AB. 0,4 A E. 0,8 AC. 0,5 A A. D. 0,412. S e b u a h t r a n s f o r m a t o r y a n g B. 0,2 E. efisiensinya 75% dan dihubungkan dengan tegangan primer 220 volt, C. menghasilkan tegangan skunder 110 volt. Jika arus pada kumparan skunder sebesar 2 A, maka arus pada kumparan primer adalah .... dalam ampereBAB Radiasi Benda Hitam 111BAB RADIASI BENDA HI-7 TAM Sumber Energi yang sangat besar saat ini adalah energi dari cahaya matahari. Cahayamatahari inilah yang merupakan contoh radiasi benda hitam yang dapat memunculkanenergi sampai bumi. Mengapa benda bisa mengalami radiasi? Besaran-besaran apa sajayang mempengaruhi radiasi? Bagaimana teori-teori yang mendukung? Pertanyaan-pertanyaan diatas yang dapat kalian pelajari pada bab ini oleh sebabitu setelah belajar bab ini diharapkan kalian dapat 1. menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi radiasi benda,2. menentukan pengaruh suhu benda terhadap intensitas dan daya radiasi,3. menjelaskan pergeseran Wien,4. menentukan energi gelombang elektromagnetikberdasarkan teori kuantum Fisika SMA Kelas XII A. Radiasi Kalor Di kelas X kalian telah belajar 3 cara perambatan kalor yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Pada bab ini akan dibahas lebih dalam bagaimana energi dapat diradia- sikan. Radiasi dapat didefinisikan sebagai pancaran energi tanpa membutuhkan medium atau perantara sebagai aki- bat suhu. Peristiwa radiasi ini telah banyak dipelajari oleh ilmuwan fisika diantaranya seperti di bawah. 1. Hukum Stefan-Boltzmann Josef Stefan 1835-1873 seorang ahli fisika Austria, dapat menunjukkan gejala radiasi benda hitam melalui eksperimen. Hubungannya adalah daya total per satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi oleh benda hitam sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya. Melalui pengukuran langsung juga diketahui bahwa radiasi dipengaruhi oleh sifat warna benda. Besaran ini dinamakan koefisien emisivitas, disimbulkan e. Benda hitam sempurna memiliki e = 1, benda putih sempurna e = 0 dan benda-benda lain memiliki rentang 0 - 1. Penemuan Stefan diperkuat oleh Boltzmann, ke- mudian dikenal sebagai hukum Stefan-Boltzmann. Dan konstanta pembanding universal dinamakan konstanta Stefan-Boltzmann. Persamaannya dapat dituliskan seperti di bawah. I = e T4 P = .................................. E = dengan I = intensitas radiasi watt/m2 P = daya radiasi watt E = energi radiasi joule T = suhu mutlak benda K A = luas penampang m2 t = waktu radiasi s = konstanta Stefan-Boltzmann 5, Wm-2 K-4 CONTOH Suatu benda hitam memiliki suhu 27OC dan mengalami radiasi dengan intensitas 2 watt/m2. Luas penam- pang benda itu m2 Tentukan a. daya radiasinya, b. energi radiasi selama 5 sekon, c. intensitas radiasinya jika benda tersebut dipanasi hingga suhunya mencapai 327O C ! Penyelesaian A = m2 ITT112=== Benda Hitam 113a. daya radiasi memenuhi P = = e T4 .A = . = 0,2 wattb. energi radiasi selama t = 5 s adalah W = P. t = 0,2 . 5 = 1,0 joulec. Intensitas radiasi sebanding dengan suhu mutlak pangkat empat maka dapat diperoleh I ~ T4 =Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba Isoal berikut. T3Sebuah benda hitam sempurna mempunyai luas per-mukaan 2000 cm2 dan suhu 127O C. Tentukan T2a. intensitas radiasinya, T1b. daya radiasinya,c. energi yang diradiasikan dalam sepuluh detik,d. daya radiasi benda jika suhunya diturunkan menjadi -73O C !2. Pergeseran Wien λ λ λ λ m3 m2 m1 Pada pengukuran intensitas radiasi benda hitamI pada berbagai nilai panjang gelombang λ dapat Gambar grafik seperti pada Gambar Perubahanintensitas diukur pada benda hitam yang memiliki suhutetap T, tetapi λ berbeda-beda. Intensitas tersebut terlihatmeningkat seiring dengan peningkatan λ hingga mencapainilai maksimum. Kemudian intensitas menurun kembaliseiring penambahan λ. Panjang gelombang energi radiasipada saat intensitasnya maksimum dinamakan λm pan-jang gelombang maksimum. Pada pengukuran itu Wilhelm Wien menemukanadanya pergeseran panjang gelombang maksimum saatsuhu benda hitam berubah. Kenaikan suhu benda hitammenyebabkan panjang gelombang maksimum yangdipancarkan benda akan mengecil. Hubungan ini dapatdituliskan seperti persamaan berikut. λ T = c ...................................... mdengan λ = panjang gelombang intensitas radiasi mmaksimum m T = suhu mutlak benda K c = tetapan Wien 2, mK114 Fisika SMA Kelas XII CONTOH Sebuah benda hitam meradiasikan gelombang elek- tromagnetik dengan panjang gelombang 8700 Å pada saat intensitas radiasinya maksimum. Berapakah suhu permukaan benda yang memancarkan gelombang tersebut? Penyelesaian λm = 8700 Å = 8, m c = 2, mK Suhu benda dapat ditentukan sebagai berikut. λ T = c m T= = = 3000 K atau 2727O CLATIHAN Lampu pijar berbentuknya mendekati intensitas sebesar 90 watt/m2. Luas bola. Jari-jari lampu pijar pertama penampangnya 50 cm2. Berapakah adalah empat kali jari – jari lampu kedua. Suhu lampu pijar pertama a. daya radiasi, dan kedua masing-masing 27OC dan 127OC. Berapakah perbandingan daya b. intensitas radiasinya jika suhunya lampu pertama dengan daya lampu dinaikkan hingga menjadi 327O C ? kedua ? 3. Diketahui tetapan Wien = 2,9 x 10-32. Sebuah benda hitam yang bersuhu 27O mK. Berapakah panjang gelombang C dapat memancarkan radiasi dengan elektromagnetik yang membawa radiasi kalor maksimum dari sebuah benda yang bersuhu 127OC ?B. Teori Kuantum Planck Perkembangan teori tentang radiasi mengalami pe-rubahan besar pada saat Planck menyampaikan teorinyatentang radiasi benda hitam. Planck mulai bekerja padatahun 1900. Planck mulai mempelajari sifat dasar darigetaran molekul-molekul pada dinding rongga bendahitam. Dari hasil pengamatannya Planck membuat sim-pulan sebagai berikut. Setiap benda yang mengalami radiasi akan me-mancarkan energinya secara diskontinu diskrit berupapaket-paket energi. Paket-paket energi ini dinamakankuanta sekarang dikenal sebagai foton. Energi setiapfoton sebanding dengan frekuensi gelombang radiasi dandapat dituliskan E=hf ..................................... E = energi foton joule f = frekuensi foton Hz h = tetapan Planck h = 6, JsRadiasi Benda Hitam 115 Jika suatu gelombang elektromegnetik seperti ca-haya memiliki banyak foton maka energinya memenuhihubungan = nh f ................................... Persamaan yang sangat berkaitan dengan hubun-gan di atas adalah kecepatan cahaya c = λ .f. Besarnyac = 3. 108 m/s. Pandangan Planck inilah yang dapat merombakpandangan fisika klasik dan mulai saat itu diakui sebagaibatas munculnya teori modern dan dikenal dengan teorikuantum jingga dengan panjang gelombang 6600 Å di-pancarkan dari suatu benda hitam yang mengalamiradiasi. Tentukan energi foton yang terkandung padasinar jingga tersebut?Penyelesaianλ = 6600 Å = 6, mc = m/sh = 6, JsKuanta energi sinar jingga memenuhi E = hf =h = = joule Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut. Cahaya yang dipancarkan melalui radiasi benda hitam memiliki panjang gelombang 330 nm. Tentukan a. energi foton dari cahaya tersebut, b. jumlah foton jika energinya sebesar 12. 10 -6 Energi Sesuai dengan energi lain, energi foton juga me-menuhi kekakalan secara umum. Energi tidak dapat dicip-takan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat berubahke bentuk lain. Kekekalan energi ini menjelaskan bahwaenergi cahaya dapat berubah ke bentuk lain atau cahayadapat dibentuk dari energi lain. Contoh perubahan energicahaya adalah pada solar sel yaitu dapat diubah menjadienergi listrik. Apakah kalian memiliki kalkulator dengansumber energi cahaya ? Contoh lain adalah energi listrikyang dapat berubah menjadi energi gelombang elektro-magnetik yaitu produksi sinar-X. Elektron bergerak cepatdapat menumbuk logam pada anoda dan dapat meradiasi-kan energi. Energi ini yang dikenal sebagai Fisika SMA Kelas XII Sinar-X ini pertama kali ditemukan oleh Wilhelm Roentgen tahun 1895 sehingga dinamakan juga sinar-Roentgen. Hubungan energi foton dan energi listrik elektron ini memenuhi hubungan berikut. eV = h λ = .............................. λ = panjang gelombang foton sinar-X h = tetapan Planck 6, Js c = cepat rambat gelombang elektromagnetik m/s e = muatan elektron 1, C V = beda potensial pemercepat elektron volt CONTOH Elektron di dalam tabung sinar-X diberi beda potensial 2000 volt. Pada proses tumbukan, sebuah elektron dapat menghasilkan satu foton. Tentukan panjang gelombang minimum yang dihasilkan oleh tabung sinar-X? Penyelesaian V = 2000 volt = 2000 volt Panjang gelombang terpendek sinar X yang dihasilkan sebesar λ= = = 1, mSetelah memahami contoh di atas dapat kalian cobasoal produksi sinar-X, tabung sinar-X diberi bedapotensial 4000 volt. Jika sebuah elektron dapat meng-hasilkan satu foton maka tentukan a. panjang gelombang minimum,b. frekensi maksimum yang dihasilkan oleh tabung sinar-X ! LATIHAN Jika konstanta Planck 6,6x10-34Js 3. Andaikan 5,5% energi lampu pijar dan cepat rambat cahaya c = 3x108m/ dipancarkan sebagai sinar terlihat yang panjang gelombangnya sama dengan s, maka sinar Na yang panjang o gelombangnya 590 nm. Berapakah 5400 A. Jika konstanta Planck h = energi fotonnya ! 6,6 x 10-34Js, hitunglah jumlah foton yang dipancarkan lampu pijar 100 W2. Seberkas sinar X dengan kecepatan perdetik! 3 x 108 m s-1 memiliki momentum foton sebesar 6,6 x 10-23 Ns. Bila konstanta Planck 6,6 x 10-34 maka tentukan frekuensi sinar X !4. Dalam tabung sinar X, berkas elektron Radiasi Benda Hitam 117 dipercepat oleh beda potensial 5x 104 V, dihentikan seketika oleh anoda, elektron 1,6x10-19C, maka berapakah sehingga semua energi elektron panjang gelombang sinar yang terjadi ? menjadi gelombang elektromagnetik 5. Berapakah panjang gelombang dengan panjang gelombang dalam terpendek dan frekuensi terbesar daerah sinar X. Jika konstanta Planck sinar–X yang dihasilkan tabung 6,62x10-34Js, c = 3x108m/s dan muatan sinar–X melalui beda potensial tegangan 50 kV antara target dan katode ? Rangkuman Bab 71. Setiap benda yang mengalami suhu bukan OK akanmengalami radiasi dan memenuhi persamaan I = e T4Daya P = I . AEnergi E = P . t2. Pada radiasi benda terjadi pergeseran panjanggelombang maksimum saat suhunya naik. Dan berlakupergeseran Win dengan persamaan λ T = 2,9 . 10-3 m3. MenurutPlanch,cahayaataugelombangelektromagnetikmengandung paket-paket energi yang disebut sebesar E = h fContoh bukti energi ini adalah produksi sinar X. Panjanggelombang yang dihasilkan memenuhi λ =Evaluasi Bab 7Pilihlah jawaban yang benar pada soal-soal berikut dan kerjakan di buku Kemampuan sebuah benda untuk D. massa benda itu melepas radiasi sangat berdekatan dengan kemampuannya untuk E. luas permukaan benda menyerap radiasi. Pernyataan tersebut menggambarkan gejala fisis yang 3. Energi yang diradiasikan perdetik oleh cocok dengan salah satu peristiwa berikut yaitu .... bkeanlideanheirtgaimyapnagdadisruahduiaTsi1kbaensaprenrydaet1i6k A. Efek foto listrik ASBCpae...dba223us,aTT5uh00hTu0bTe0n; maka T1= .... 4 TT00 B. Efek Compton da hi D. 5 C. Produksi pasangan D. Produksi sinar-X E. E. Radiasi benda hitam 4. tam sempurn a2. Jumlah kalor yang dipancarkan oleh sebuah benda suhunya lebih besar dari mempunyai luas permukaan 1000 0 K, berbanding lurus dengan .... cm2 dengan dengan suhu 727oC. Jika A. suhunya konstanta Stefan– Boltzmann s = 5,5. B. pangkat dua dari suhunya 10-8 watt/ maka besarnya energi C. suhu sekelilingnya yang dipancarkan selama 1 menit ialah .... A. 3,4x103 J D. 3,4x105 J B. 5,6x103 J E. 5,6x105 J C. 1,0x103 J118 Fisika SMA Kelas XII5. Grafik di bawah adalah grafik antara D. berbanding lurus dengan kuadarat intensitas radiasi benda hitam dengan suhu mutlak. Berdasarkan grafik banyaknya foton tersebut dapat disimpulkan bahwa …. E. tidak tergantung pada energi foton 10. Yang fotonnya mempunyai energi terbesar dari yang berikut adalah .... A. sinar merah D. sinar-X B. sinar ungu E. sinar-g C. gelombang radio 11. Jika sebuah pemancar radio berdayaA. T λm2>λm1 energi satu fotonya ….C. T >T >T dan λ T2>T3 dan λm3>λm2>λm1 B. 5 x10-17 jouleE. T1 Energi Listrik > Energi Cahaya. Iklan Iklan Pertanyaan baru di Fisika Jika,mesin brrkapasitas 4 Kj. Berapa,lama menghiduokan lampu 8000 watt hitunglah kalor yang di butuhkan untuk mendidihkan 2 Liter air pada tekanan 1 ATM,jika suhu air semula 20°C diketahui massa jenis air 1,10³ Kg/M³ dan … kalor jenis air 4,2×10³J/ di ingat air mendidih pada suhu 100°C pada tekanan 1 ATMmohon di jawab yh​ . Sebuah benda memiliki gaya sebesar 6,5 N dan berpindah sejauh 5 m. Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah 2. Gambar berikut menunjukkan gelombang longitudinal mom m mmor mm morr ro 100 cm Jika frekuensi gelombang 90 Hz. Maka Cepat rambat gelombang adalah . … ...​ jika massa jenis air 1000 kg/m³ dan gravitasi bumi 10m/s², tekanan hidrotatis yg di terima oleh ikan sebesar?​ Sebelumnya Berikutnya Iklan

andaikan 5 5 energi lampu merkuri dipancarkan sebagai sinar uv