Latihan & Kuis 1

 

a) latihan 1

1. example 7.1 

   

Panjang gelombang lampu hijau dari sinyal lalu lintas dipusatkan pada 522 nm. Berapa frekuensi radiasi ini?

Strategi

Diketahui panjang gelombang dari gelombang elektromagnetik dan diminta untuk menghitung frekuensinya. Menyusun ulang Persamaan (7.1) dan mengganti 𝛖 dengan c (kecepatan cahaya) memberikan

𝛖  = c / 𝛌

Penyelesian

Karena kecepatan cahaya diberikan dalam meter per detik,pertama akan lebih mudah untuk mengkonversi panjang gelombang menjadi satuan meter. Ingat bahwa 1 nm = 1 x 10⁻⁹ m

Kita dapat menuliskan

 

 

Kita dapat mengganti panjang gelombang 5,22 x 10⁻⁷ m dan kecepatan cahaya 3,00 x 10⁸ m/s, sehingga frekuensinya adalah 

2. example 7.2

Hitung energi (dalam joule) dari (a) foton dengan panjang gelombang 5,00 x 10⁴ nm (wilayah inframerah) dan (b) foton dengan panjang gelombang 5,00 x 10⁻² nm (wilayah sinar X).

Strategi

Baik dalam (a) dan (b) kita diberi panjang gelombang foton dan diminta untuk menghitung energinya. Kita perlu menggunakan Persamaan (7.3) untuk menghitung energi. Konstanta Planck diberikan dalam lampiran.

Penyelesaian

Dari persamaan 7.3

 

 

Ini adalah energi dari satu foton dengan panjang gelombang 5,00 x 10⁴ nm.

(b) Dengan mengikuti prosedur yang sama seperti pada (a), kita dapat menunjukkan bahwa energi foton yang memiliki panjang gelombang 5,00 x 10⁻² nm adalah 3,98 x 10⁻¹⁵ J.

3. example 7.4

Berapa panjang gelombang foton (dalam nanometer) yang dipancarkan selama transisi dari keadaan ni = 5 ke keadaan nf = 2 dalam atom hidrogen?

Strategi

Diketahui status awal dan akhir dalam proses emisi. Kita dapat menghitung energi foton yang dipancarkan menggunakan Persamaan (7.6). Kemudian dari Persamaan (7.2) dan (7.1) kita dapat menyelesaikan untuk panjang gelombang foton. Nilai konstanta Rydberg diberikan dalam teks.

Penyelesaian
Dari Persamaan (7.6) dapat ditulis

 

Tanda negatif menunjukkan bahwa ini adalah energi yang terkait dengan proses emisi. Untuk menghitung panjang gelombang, kita akan menghilangkan tanda minus untuk 𝚫E karena panjang gelombang foton harus positif. Karena 𝚫E = h𝛎 atau 𝛎 = 𝚫E/h, kita dapat menghitung panjang gelombang foton dengan menulis

 

b) kuis 1

1. Problem 7. 15

 

Foton memiliki panjang gelombang 624 nm. Hitung energi foton dalam joule

 

Diberikan :

𝛌 = panjang gelombang = 624  nm

Ditanya :

Energi foton = ?

Solusi :

2. Problem 7. 21

Ketika cahaya berfrekuensi sama dengan 2,40 x 1015 s^-1 menyinari permukaan logam emas, energi kinetik elektron yang dikeluarkan adalah 5,83 x 10^-19 J. Apa fungsi kerja emas?

Jawaban :

W = h x f - Ek

W = 6,62 x 10^-34 x 2,4 x 10^-15 - 5,83 x 10^-19

W = 10,058 x 10^-19

3. Problem 7.31

Hitung panjang gelombang (dalam nm) foton yang dipancarkan oleh atom hidrogen ketika elektronnya turun dari n = 5 state ke n = 3 state

ΔE = -RH [(1/nf2) - (1/ni2)]
ΔE = -2.18 x10-18 J [(1/32) - (1/52)]
ΔE = -1.55 x10-19 J
E = hc/λ
λ = hc/E
λ = [(6.63 x10-34 J.s.) x (3.00 x1017 nm/s)] /
(1.55 x10-19 J)
λ = 1280nm