Langsung ke konten utama

Sifat Gelombang dan Partikel

Pada tahun 1924  Louise de Broglie mengemukakan pendapatnya bahwa cahaya dapat berkelakuan seperti partikel, maka partikel pun seperti halnya electron dapat berkelakuan seperti gelombang.
Sebuah foton dengan frekuensi  f memiliki energi sebesar hf dan memiliki momentum p = hf/c , karena  c = fλ, maka momentum foton dapat dinyatakan p =h/λ  sehingga panjang gelombang foton  dapat dinyatakan  λ = p/h . Untuk benda yang bermassa m bergerak dengan kecepatan memilki momentum linier sebesar mv maka  panjang gelombang de Broglie dari benda itu dinyatakan dengan persamaan :

                 h        
        λ =  -------
                 m v     

dengan : λ  =  panjang gelombang foton (sinar-X)
                h   =  tetapan Planck (6,6.10-34 Js)
                c   =  cepat rambat gelombang elektromagnetik     (3.108 m/s)
                e   =  muatan elektron (1,6.10-19 C)
                V  =  beda potensial pemercepat elektron (volt)
Untuk menguji hipotesis yang dilakukan oleh Louise de Broglie  pada tahun 1927, Davisson dan Germer di Amerika Serikat dan G.P. Thomson di Inggris secara bebas meyakinkan hipotesis Louise de Broglie dengan menunjukkan berkas elektron yang terdifraksi bila berkas ini terhambur oleh kisi atom yang teratur dari suatu kristal. Davisson dan Germer melakukan suatu eksperimen dengan menembakkan electron berenergi rendah  yang telah diketahui tingkat energinya kemudian ditembakkan  pada atom dari nikel yang diletakkan dalam ruang hampa. Berdasarkan hasil pengamatan Davisson dan Germer terhadap elektron-elektron yang terhambur ternyata dapat menunjukkan adanya gejala interferensi dan difraksi. Dengan demikian hipotesis de Broglie yang menyatakan partikel dapat berkelakuan sebagai gelombang adalah benar.

CONTOH SOAL
1.  Berapakah panjang gelombang de Broglie dari sebuah elektron yang bergerak dengan kelajuan 2 × 105 m/s jika massa elaktron 9,1 x 10-31 kg dan h = 6,6 × 10-34 Js?
Penyelesaian :
Diketahui : v = 2 × 105 m/s
m = 9,1 × 10-31 kg
h = 6,6 × 10-34 Js
Ditanyakan : λ =…?
                 h                       6,6.10-34
        λ =  ------- = -------------------------------- = 3,63.10-10 m = 3,63 A0
                 m v           9,1 × 10-31  . 2 × 105

2.  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 :
                 h c         6,6.10-34 . 3.108
        λ =  ------- = ------------------------ = 1,24.10-10 m
                 e V           1, 6.10-19 . 10 4


LATIHAN SOAL
1.  Pada 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 !
2.  Jika konstanta Planck 6,6x10-34Js dan cepat rambat cahaya c = 3x108m/s, maka sinar Na yang panjang gelombangnya 590 nm.  Berapakah energi fotonnya !
3.  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 J.s, maka tentukan frekuensi sinar X !
4.  Andaikan 5,5% energi lampu pijar dipancarkan sebagai sinar terlihat yang panjang gelombangnya sama dengan5400 oA. Jika konstanta Planck h =6,6 x 10-34Js, hitunglah jumlah foton yang dipancarkan lampu pijar 100 W perdetik!
5.  Dalam tabung sinar X, berkas electron dipercepat oleh beda potensial 5x 104V, dihentikan seketika oleh anoda, sehingga semua energi electron menjadi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam daerah sinar X. Jika konstanta Planck 6,62x10-34 Js, c = 3x108 m/s dan muatan elektron 1,6x10-19 C, maka berapakahpanjang gelombang sinar yang terjadi ?
6.  Berapakah panjang gelombang terpendek dan frekuensi terbesar sinar–X yang dihasilkan tabung sinar–X melalui beda potensial tegangan 50 kV antara target dan katode ?



Postingan populer dari blog ini

Gaya Magnetik di Antara Dua Kawat Sejajar Berarus

Di sekitar kawat berarus timbul induksi magnet. Apa yang akan terjadi jika kawat berarus lain didekatkan  kawat pertama? Keadaan ini berarti ada dua kawat   sejajar. Kawat kedua berada dalam induksi magnet kawat pertama, sehingga akan terjadi gaya Lorentz. Begitu juga pada kawat kedua akan menimbulkan gaya Lorentz pada kawat pertama. Gaya itu sama besar dan memenuhi persamaan berikut.       CONTOH 5.5 Diketahui dua buah kawat sejajar dialiri arus I 1 = 10 A dan I 2 = 20 A dengan arah berlawanan dan berjarak 10 cm. Tentukan gaya Lorentz yang dirasakan oleh kawat I 2 sepanjang 20 cm karena pengaruh I 1 ! Penyelesaian I1 =  10 A I2 =  20 A a  =  10 cm l = 20 cm = 0,2 m Gaya Lorentz I 2 oleh I 1 adalah : F = 4.10 -4 . 0,2 = 0,8 .10 -4 N LATIHAN 5.5 Dua kawat sejajar lurus panjang berjarak 20 cm satu sama lain. Kedua kawat dialiri arus masing-masing I 1 = 10A dan I 2 = 20 A dengan arah berlawanan. Tentukan arah dan besar gaya Lorentz yang di

Transformasi Lorentz (relativitas Kecepatan)

Pada transformasi Galileo telah dikemukakan bahwa selang waktu pengamatan terhadap suatu peristiwa yang diamati oleh pengamat yang diam dengan pengamat yang relatif bergerak terhadap peristiwa adalah sama ( t = t’ ) . Hal inilah yang menurut Einstein tidak benar, selang waktu pengamatan antara pengamat yang diam dan pengamat yang bergerak relatif adalah tidak sama ( t ≠ t’ ) . Transformasi Lorentz pertama kali dikemukaan oleh Hendrik A. Lorentz, seorang fisikawan dari Belanda   pada tahun 1895. Karena waktu pengamatan oleh pengamat yang diam pada kerangka acuan S dan pengamat yang bergerak pada kerangka acuan S’ hubungan transformasi pada Galileo haruslah mengandung suatu tetapan pengali   yang disebut tetapan transformasi.   Sehingga persamaan yang menyatakan hubungan antara koordinat pada kerangka acuan S dan S’ dituliskan sebagai berikut : Transformasi Lorentz          x’ =   ϒ (x – v.t), y’ = y, z’ = z    dan    t’ ≠ t                   .... (9.6) Kebali

Listrik Dinamis

LINK FISIKA || HOME || ARUS LISTRIK || BEDA POTENSIAL || HUKUM OHM || HAMBATAN LISTRIK || HUKUM KIRCHOFF || RANGKAIAN HAMBATAN || DAYA LISTRIK || PENGHEMATAN ENERGI ||