Jasaview.id

Soal Dan Penyelesaian Efek Compton Dan Panjang Gelombang De'brogly

Soal Dan Penyelesaian Fisika SMA- Efek Compton adalah hasil penurunan energi (peningkatan panjang gelombang) dari foton (yang mungkin merupakan sinar-X atau sinar gamma foton). Hamburan Compton adalah hamburan inelastis foton oleh bermuatan partikel bebas (biasanya elektron)
Efek Compton adalah hasil penurunan energi  SOAL DAN PENYELESAIAN EFEK COMPTON DAN PANJANG GELOMBANG de'BROGLY
Soal Penyelesaian Efek Compton dan Panjang Gelombang de Broglie

1. Foton dengan panjang gelombang 0,06 nm mengalami hamburan Compton dengan sudut hamburan 60o . Tentukan :
a. Panjang gelombang foton yang dihamburkan;
b. Energi foton yang terhambur;
c. Energi yang diberikan pada elektron yang terpantul !
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
a. Panjang gelombang foton yang dihamburkan\[\\\Delta \lambda =\frachm_o.c\left( 1-\cos \varphi \right) \\\Delta \lambda =\frac6,6\times 10^-34\left( 1-\cos 60 \right)9,1\times 10^-31\times 3\times 10^8\\ \\\Delta \lambda =\frac6,6\times 10^-119,1\times 3\left( 1-\frac12 \right)\\\Delta \lambda =\frac2,2\times 10^-119,1\left( \frac12 \right)\\\Delta \lambda =1,2\times 10^-12\text meter\\ \lambda ^'-\lambda =1,2\times 10^-3\text meter\\ \lambda ^'-0,06\text nm=0,0012\text nm\\ \lambda ^'-\lambda =1,2\times 10^-3\text meter\\ \lambda ^'=0,0612\text nm\]b. Energi foton yang terhambur: \[\small \\E=h\fracc\lambda \\ E=6,6\times 10^-34\frac3\times 10^86,12\times 10^-11\\E=3,24\times 10^-15\text Joule\]c. Energi yang diberikan pada elektron yang terpantul\[\small \\E_e=E_foton-E_foton\: terhambur\\ E_e=\frachc\lambda -\frachc\lambda ^'\\ E_e=hc\left (\frac1\lambda -\frac1\lambda ^' \right )\\E_e=\frac(6,6.10^-34).( 3\times 10^810^-9)\left( \frac10,06-\frac10,0612 \right)\\E_e=6,47\times 10^-17\text Joule\]

2. Elektron yang mula-mula diam dipercepat pada beda potensial 10000 volt. Tentukan :
a.Panjang gelombang de Broglie;
b.Momentum elektron!
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
a. Panjang gelombang de Broglie
\[\small \\P=\frach\lambda \\ mv=\frach\lambda \\ \small \lambda =\frachmv\]Hubungan muatan, kecepatan dan beda potensial:
\[v=\sqrt\frac2QVm\]Subtitusi ke persamaan panjang gelombang de Broglie
\[\\\lambda =\frachm\sqrt\frac2QVm \\\lambda =\frach\sqrt2mQV \\\lambda =\frac6,6\times 10^-34\sqrt2( 1,6. 10^-19)( 9,1. 10^-31)10^4 \\\lambda =1,22\times 10^-11\text m\\ \lambda =12,2\text pm\] b. Besar momentum elektron
\[\small \\P=\frach\lambda \\ P=\frac6,6\times 10^-341,22\times 10^-11\\ P=5,4\times 10^-23\text Ns\]

3. Hitung peruhahan panjang gelombang foton yang dihamburkan dengan sudut hambur 53o , jika diketahui massa elektron 9,1 x 10-31 kg !
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Efek Compton:\[\small \\\Delta =\frachm_oc\left( 1-\cos \varphi \right) \\\Delta \lambda =\frac6,6\times 10^-34\left( 1-\cos 53 \right)9,1\times 10^-31\times 3\times 10^8\\\Delta \lambda =\frac6,6\times 10^-119,1\times 3\left( 1-\frac35 \right) \\\Delta \lambda =\frac2,2\times 10^-119,1\left( \frac25 \right) \\\Delta \lambda =9,67\times 10^-13\text meter\\\Delta \lambda =0,967\text pm\]

4. Hitung panjang gelombang de Broglie dari elektron yang memiliki laju sepertiga kecepatan cahaya !
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Panjang gelombang di Broglie:\[\\\lambda =\frachmv \\\lambda =\frac6,6\times 10^-349,1\times 10^-31\times 10^8 \\\lambda =\frac6,69,1\times 10^-11 \\\lambda =0,725\times 10^-11 \\\lambda =7,25\times 10^-12\text meter\\\lambda =7,25\text pm\]

5. Sinar x yang mula-mula memiliki energi 200 KeV mengalami hamburan Compton dan dibelokan dengan sudut 60o . Besar energi sinar x yang terhambur adalah ?
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Hamburan Compton:\[\small \\\lambda ^'-\lambda =\frachm_oc\left( 1-\cos \varphi \right) \\\lambda ^'-\lambda =\frachm_oc\left( 1-\cos 60^0 \right) \\\lambda ^'-\lambda =\frachm_oc\left( \frac12 \right)\\\lambda ^'-\lambda =\frach2.m_o.c\] Persamaan energi foton:\[\small \\E=hf= h\fracc\lambda \\\lambda =\frachcE\]Persaman panjang gelombang di atas bisa kita subtitusikan ke dalam persamaan hamburan Compon sebagai berikut \[\small \\\lambda ^'-\frachcE=\frach2.m_oc \\\lambda ^'=\frach2m_oc+\frachcE\]Besar energi yang terhambur:\[\small E^'=h\fracc\lambda ^'\]Besar energi foton yang terhambur setelah menumbuk elektron adalah\[\small \\E^'=\frachch\left( \frac12m_oc+\fraccE \right)\\ E^'=\fraccc\left( \frac12m_oc^2+\frac1E \right)\\E^'=\frac1\left( \fracE+2m_oc^2E2m_oc^2 \right)\] \[\small \\E^'=\fracE\times 2m_oc^2E+2m_oc^2 \\E^'=\frac 2\times 10^5\times 1,6\times 10^-19\times 2\times 9,1\times 10^-31\left( 3\times 10^8 \right)^22\times 10^5\times 1,6\times 10^-19+2\times 9,1\times 10^-31\left( 3\times 10^8 \right)^2 \\E^'=2,68\times 10^-14\text Joule\\E^'=167313,6\text eV\\E=167,3136\text KeV\]

Solusi Sedot Wc Di Medan

Lebih baru Lebih lama
Jasaview.id
Jasaview.id