Pengertian dan Contoh Soal Efek Compton dan Jawaban – Ada banyak penerapan efek compton dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya ketika membiaskan sebuah cahaya yang menghasilkan warna seperti pelangi.
Meski begitu, masih banyak yang tidak menyadari hal itu. Itu menjadi salah satu contoh penerapan efek compton.
Pengertian Efek Compton
Apa itu efek compton? Efek compton merupakan sebuah efek yang terjadi saat adanya gelombang cahaya bernama foton yang menabrak elektron.
Bentuk foton ini berupa cahaya, sedangkan elektron berupa partikel atau zat. Efek compton ini pertama kali ditemukan oleh Arthur H. Compton, yang merupakan ilmuan asal Amerika Serikat.
Contoh Soal Efek Compton dan Jawaban
Berikut ini beberapa contoh soal efek compton yang bisa kamu pelajari.
1. Seberkas sinar X yang memiliki frekuensi sebesar 3 x 1019 Hz ditembakkan menuju elektron diam pada eksperimen efek Compton. Ketika seberkas sinar X tersebut menumbuk elektron diam, elektron pun terhambur dengan sudut sebesar 60⁰.
Jika diketahui bahwa besar massa diam elektron mo sebesar 9,1 x 10-31 kg, dengan kecepatan cahaya (c) sebesar 3 x 10⁸ m/s dan h = 6,62 x 10-34 Js. Tentukan frekuensi sinar X yang terhambur.
Pembahasan:
Diketahui:
ƒ = 3 x 101⁹ Hz
h = 6,625 x 10-34 Js
mo = 9,1 x 10-31 kg
c = 3 x 10⁸ m/s
ө = 60⁰
Ditanya:
ƒ’?
Jawab:
λ’ – λ = [h/(mo.c)] x (1 – cos ө)
λ’ – λ = [6,625 x 10-34/(9,1 x 10-31 x 3 x 10⁸)] x (1 – cos 60⁰)
λ’ – λ = [6,62 x 10-34/27,3 x 10-23) x (1 – 0,5)
λ’ – λ = [3,31 x 10-34/27,3 x 10-23)
λ’ – λ = 0,1212 x 10-11 m
λ = c/ƒ
λ = 3 x 10⁸ m/s : 3 x 101⁹ Hz
λ = 1 x 10-11 m
λ’ – λ = 0,1212 x 10-11 m
λ’ = λ + 0,1212 x 10-11 m
λ’ = 1 x 10-11 m + 0,1212 x 10-11 m
λ’ = 1,1212 x 10-11 m
ƒ’ = c/ λ’
ƒ’ = 3 x 10⁸ m/s : 1,1212 x 10-11 m
ƒ’ = 2,676 x 101⁹ Hz
Sehingga frekuensi foton dari sinar X yang terhambur setelah menumbuk elektron diam sebesar 2,676 x 101⁹ Hz
2. Elektron yang mula-mula diam dipercepat pada beda potensial 10000 volt. Tentukan :
- Panjang gelombang de Broglie
- Momentum elektron!
Diketahui
V = 20000 volt
Penyelesaian
p = h/λ
mv = h/λ
λ = h/mv
kita merujuk pada persamaan
QV = ½ mv2
v = √ (2QV/m)
substitusikan persamaan tersebut
λ = h/sqrt(2QV/m)
λ = 6.6 10-24/ √ (2 1.6 10-19 9.1 10-31 2 104)
λ = 6.6 10-24/ 7.63 10-24
λ = 0.864 pm
Jadi panjang gelombang de Broglie adalah 0.864 pm
p = hf
p = 6.6 10-34/8.64 10-11
p = 0.76 10-23
Jadi besar momentum elektromtersebut adalah 0.76 10-23
3. Sebuah keping logam yang energi ambangnya sebesar 4 ev disinari dengan cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 8000 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….
Pembahasan:
Diketahui
W0 = 4 eV = 4 1,6 x 10−19 = 6.4 10−19J
λ = 8000 Å = 8 10-7
Penyelesaian
E = Wo + Ek
h c/ λ = Wo + Ek
6,6 × 10−34 3 108 / 8 10-7 = 6.4 10−19 + Ek
2.475 10-19 = 6.410−19 + Ek
Ek = 3.925 10−19 J
Jadi energi kinetic electron tersebut sebesar 3.925 10−19 J
4. Hitung peruhahan panjang gelombang foton yang dihamburkan dengan sudut hambur 530 , jika diketahui massa elektron 9,1 x 10-31 Kg !
Jawab:
Untuk menjawab soal ini kita bisa gunakan rumus efek Compton seperti yang tertulis di bahwah ini
λ′−λ=hmoc(1−cosφ) karena yang ditanyakan adalah perubahan panjang gelombang foton yang dihamburkan rumus di atas bisa kita rubah menjadi seperti yang tertulis di bawah ini.
Δλ=hmoc(1−cosφ)
Kemudian bisa kita subtitusikan
h = konstanta Planck 6,6 x 10-34 Js
c = laju cahaya 3 x 108 m/s
mo = massa elektron 9,1 x 10-31 Kg
Δλ=6,6×10−349,1×10−31×3×108(1−cos53)
Δλ=6,6×10−119,1×3(1−35)
Δλ=2,2×10−119,1(25)
Δλ=9,67×10−13 meter
Besar perubahan panjang gelombanng foton yang dihamburkan adalah Δλ=0,967 pm
Itulah beberapa contoh soal efek compton dan jawabannya yang bisa kamu pelajari. Pahami alur dalam mengerjakan agar bisa mendapatkan jawaban yang benar.
