radiasi benda hitam, fotolistrik, compton

🔬 Fenomena Kuantum · Fisika SMA

📑 Daftar Isi

• 📌 Pengantar & Apersepsi
• 🔹 Radiasi Benda Hitam
• 🔸 Hukum Stefan-Boltzmann
• 🔸 Hukum Pergeseran Wien
• 🔸 Teori Kuantum Planck
• 🔹 Efek Fotolistrik
• 🔹 Efek Compton
• 🔹 Sifat Gelombang Partikel
• 📝 Contoh Soal Literasi
• 🧪 Latihan Soal Interaktif

📌 Pengantar Fenomena Kuantum

Fisika kuantum lahir dari kegagalan fisika klasik dalam menjelaskan fenomena pada skala atomik. Tiga fenomena utama yang menjadi fondasi:

• Radiasi Benda Hitam - mengapa benda yang dipanaskan memancarkan warna tertentu?
• Efek Fotolistrik - mengapa cahaya dapat melepaskan elektron dari logam?
• Efek Compton - bagaimana cahaya berinteraksi dengan elektron?

🤔 Pertanyaan Apersepsi: "Mengapa panci yang dipanaskan berubah warna dari merah menjadi putih? Dan bagaimana cahaya bisa 'menendang' elektron dari permukaan logam?"

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Radiasi Benda Hitam

Benda hitam adalah benda ideal yang menyerap semua radiasi yang mengenainya dan memancarkan radiasi termal sempurna.

🔸 Hukum Stefan-Boltzmann

Daya total yang dipancarkan benda hitam sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya:

$$P = \sigma \cdot A \cdot T^4$$

dengan $\sigma = 5,67 \times 10^{-8} \text{ W/m}^2\text{K}^4$ (konstanta Stefan-Boltzmann).

🔸 Hukum Pergeseran Wien

Panjang gelombang dengan intensitas maksimum berbanding terbalik dengan suhu:

$$\lambda_{\text{maks}} \cdot T = 2,898 \times 10^{-3} \text{ m·K}$$

Semakin tinggi suhu, semakin pendek $\lambda_{\text{maks}}$ (warna bergeser ke biru).

🔸 Teori Kuantum Planck

Planck mengusulkan bahwa energi radiasi dipancarkan dalam paket-paket diskrit yang disebut kuanta:

$$E = n \cdot h \cdot f$$

dengan $h = 6,63 \times 10^{-34} \text{ J·s}$ (konstanta Planck) dan $f$ = frekuensi.

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Efek Fotolistrik

Efek fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan logam ketika disinari cahaya dengan frekuensi yang cukup tinggi.

Rumus Penting

Energi foton:

$$E = h \cdot f = \frac{h \cdot c}{\lambda}$$

Energi ambang (fungsi kerja):

$$W_0 = h \cdot f_0$$

Energi kinetik maksimum elektron:

$$E_k = h \cdot f - W_0 = e \cdot V_s$$

dengan $f_0$ = frekuensi ambang, $V_s$ = potensial henti.

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Efek Compton

Efek Compton adalah peristiwa hamburan foton oleh elektron, yang menunjukkan sifat partikel dari cahaya.

$$\Delta \lambda = \lambda' - \lambda = \frac{h}{m_e c} (1 - \cos \theta)$$

dengan $\frac{h}{m_e c} = 2,43 \times 10^{-12} \text{ m}$ = panjang gelombang Compton.

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Sifat Gelombang dari Partikel

Louis de Broglie mengusulkan bahwa partikel juga memiliki sifat gelombang dengan panjang gelombang:

$$\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{m \cdot v}$$

Semakin besar momentum ($p$), semakin pendek panjang gelombangnya.

▲ Kembali ke Daftar Isi

📝 Contoh Soal Literasi Kehidupan

Soal Literasi: Sebuah lampu pijar memiliki filamen dengan suhu 2500 K. Berapa panjang gelombang maksimum yang dipancarkan? (Gunakan hukum pergeseran Wien)

Petunjuk: $\lambda_{\text{maks}} = \frac{2,898 \times 10^{-3}}{T}$

▲ Kembali ke Daftar Isi

🧪 Latihan Soal Interaktif

Soal 1: Berapa energi foton dengan frekuensi $5 \times 10^{14} \text{ Hz}$? ($h = 6,63 \times 10^{-34} \text{ J·s}$)

$E = h \cdot f$

Soal 2: Jika fungsi kerja logam $W_0 = 2,0 \text{ eV}$, berapa energi kinetik maksimum elektron jika disinari foton berenergi $4,0 \text{ eV}$?

$E_k = E - W_0$

Soal 3: Sebuah elektron bergerak dengan momentum $p = 2,0 \times 10^{-24} \text{ kg·m/s}$. Berapa panjang gelombang de Broglie? ($h = 6,63 \times 10^{-34} \text{ J·s}$)

$\lambda = \frac{h}{p}$

---

Fenomena Kuantum · Fisika SMA · Interaktif dengan MathJax

Link
Fisika

Home Fenomena Kuantum Radiasi benda hitam hukum stefan bolztman hukum pergeseran wien Teori Kuantum Planck Efek Fotolistrik Efek Compton Sifat Dualisme Gelombang