Soal pengantar fisika zat padat

LATIHAN MANDIRI

PENGANTAR FISIKA ZAT PADAT

(PEFI4315)

PETUNJUK: UNTUK SOAL NOMOR   1  SAMPAI  DENGAN 48,  PILIHLAH SATU JAWABAN YANG PALING TEPAT!

1.   Kekurangan elektron pada kulit K yang terjadi pada spektrum sinar x dalam deret ka diisi oleh elektron dari kulit ….

A.   P

B.   D

C.   L

D.   M

2.   Seberkas cahaya yang panjang gelom-bangnya 3600 Å diarahkan pada keping logam. Jika untuk membebaskan elektron dari permukaan logam sebesar 2 eV, maka kece-patan elektron yang dibebaskan dengan massa 9x10^-31 kg adalah ….

A.   3,2x10^-6 m/s

B.   5,2x10^-6 m/s

C.   7,2x10^-6 m/s

D.   9,2x10^-6 m/s

3.   Besar energi kinetik elektron yang bergerak dalam medan listrik 20 Joule mengalami pengereman oleh anoda. Jika panjang ge-lombang elektron 8x10^-26 m, h = 6,62x10^-34  Js, dan c = 3x10⁸ m/s maka perubahan energi yang terjadi sebesar ….

A.   1,48 J

B.   2,48 J

C.   3,48 J

D.   4,48 J

4.   Jika tegangan diberikan pada radiasi sinar x sebesar 40 kV, maka besar panjang gelombang terkecil yang terjadi bila energi panas diabaikan adalah (h = 6,62x10^-34 Js,      c = 3x10⁸ m/s) ….

A.   0,313 Å

B.   0,513 Å

C.   0,713 Å

D.   0,913 Å

5.   Mosely berpendapat bahwa frekuensi garis spektrum yang dihasilkan deret karakteristik berhubungan dengan ….

A.   energi foton

B.   panjang gelombang

C.   massa elektron

D.   nomor atom

6.   Berikut ini adalah sifat-sifat sinar x, kecuali

A.   tidak dapat dilihat oleh mata ….

B.   daya tembusnya lebih tinggi daripada cahaya tampak

C.   orde panjang gelombang sinar x antara 0,2 Å - 0,4 Å

D.   merupakan gelombang elektromagnetik dengan

7.   Kemampuan daya tembus sinar x memiliki energi sebesar ….

A.   10 eV - 10 keV

B.   100 eV - 100 keV

C.   1 keV - 10 keV

D.   100 keV - 1000 keV

8.   Energi yang dimiliki sinar x sebesar 53,068 J. Jika ketetapan Planck 6,626x10^-34 Js, maka pan-jang gelombang yang dimilikinya adalah ….

A.   125x10^-17 m

B.   225x10^-17 m

C.   375x10^-17 m

D.   425x10^-17 m

9.   Sinar x dengan panjang gelombang 0,7 Å diarahkan pada sebuah elektron diam bermassa 9,1x10^-31 kg. Setelah mengenai elektron, sinar x berbelok arah dengan sudut 60⁰ terhadap arah semula, maka panjang gelombang sinar x tersebut adalah ….

A.   0,312 Å

B.   0,512 Å

C.   0,712 Å

D.   0,912 Å

10.   Cahaya dengan frekuensi 5x10¹⁴ Hz diarahkan pada keping logam yang mempunyai frekuensi ambang 4,5x10¹⁴ Hz. Bila h = 6,6x10^-34 Js, maka besar energi kinetik foton adalah ….

A.   2,5x10^-20 J

B.   3,3x10^-20 J

C.   4,5x10^-20 J

D.   5,0x10^-20 J

11.   Frekuensi yang dipancarkan oleh mesin sinar x pada beda potensial 30 kV (h = 6,63x10^-34  Js) adalah ….

A.   3,2x10¹⁸ Hz

B.   5,2x10¹⁸ Hz

C.   7,2x10¹⁸ Hz

D.   9,2x10¹⁸ Hz

12.   Jarak antara dua celah yang digunakan dalam percobaan interferensi gelombang cahaya 0,2 mm. Panjang gelombang cahaya yang dijatuhkan pada bidang celah 5000 Å. Jika jarak antara garis terang pusat dan garis terang tingkat IV yang dapat ditangkap layar 3 cm, maka jarak antara celah dan layar adalah ….

A.   1 m

B.   2 m

C.   3 m

D.   4 m

13.   Gelombang cahaya merupakan partikel-partikel kecil yang bergerak cepat apabila mengalami ….

A.   polarisasi

B.   difraksi

C.   dispersi

D.   interferensi

14.   Percobaan Compton membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik ….

A.   dapat bertingkah laku seperti partikel

B.   adalah gelombang longitudinal

C.   adalah gelombang transversal

D.   dapat dipengaruhi oleh medan listrik

15.   Besar simpangan dari titik setimbang sama dengan nol apabila getaran selaras mencapai ….

A.   kecepatan minimum

B.   kecepatan maksimum

C.   energi kinetik minimum

D.   simpangan maksimum

16.   Cahaya memiliki momentum dan bersifat sebagai materi dapat dibuktikan dengan percobaan ….

A.   dualisme cahaya

B.   difraksi gelombang

C.   efek fotolistrik

D.   efek Compton

17.   Suatu permukaan logam yang memiliki panjang gelombang ambang 600 nm disinari dengan panjang gelombang 400 nm, laju maksimum elektron foton adalah ….

A.   5,5x10⁵ ms^-1

B.   6,0x10⁵ ms^-1

C.   8,0x10⁵ ms^-1

D.   9,0x10⁵ ms^-1

18.   Cahaya dengan panjang gelombang 6000 Å mempunyai energi foton sebesar ….

A.   1,31x10^-29 J

B.   1,32x10^-22 J

C.   3,31x10^-19 J

D.   7,50x10^-19 J

19.   Besarnya energi kinetik fotoelektron berban-ding lurus dengan frekuensi cahaya telah dibuktikan melalui percobaan ….

A.   dualisme cahaya

B.   relativitas

C.   efek fotolistrik

D.   efek Compton

20.   Atom-atom yang terdapat pada sudut sel adalah ….

A.   sel ideal

B.   sel kristal

C.   sel primitif

D.   kisi

21.   Wigner-Seitz adalah metode untuk menen-tukan ….

A.   basis

B.   sel kubik sederhana

C.   sel ideal

D.   sel primitif

22.   Sel satuan kristal boleh memiliki satu atom atau lebih dalam setiap selnya dengan syarat ….

A.   terdapat sudut-sudut sel

B.   terdapat sisi muka

C.   dalam sel satuan terdapat hanya satu atom

D.   dalam satu sel terdapat pusat sel

23.   Gabungan antara kisi dan basis disebut ….

A.   struktur kristal

B.   vektor basis

C.   kristal ideal

D.   kristal

24.   Jika jumlah atom dalam sebuah basis ada 5 buah maka jumlah atom dalam setiap sel primitifnya adalah ….

A.   1

B.   3

C.   5

D.   7

25.   Jumlah titik kisi yang dimiliki sel konvensional untuk struktur BCC adalah ….

A.   1

B.   2

C.   3

D.   4

26.   Bidang kristal dapat dituliskan menggunakan kurung ….

A.   biasa

B.   kurawal

C.   lancip

D.   persegi

27.   Menurut perjanjian, kurung persegi digunakan untuk ….

A.   menentukan posisi kristal

B.   menentukan arah kristal

C.   membagi bidang

D.   menghitung jarak antar sel kristal

28.   Simbol kurung biasa digunakan untuk menentukan ….

A.   sel kubik sederhana

B.   sel ideal

C.   kelompok arah kristal

D.   indeks bidang kristal

29.   Dengan menembakkan elektron berenergi kinetik tinggi pada suatu target anoda maka akan timbul sinar….

A.   x

B.   a

C.   b

D.   g

30.   Perubahan energi kinetik menjadi energi gelombang elektromagnetik dapat mengha-silkan sinar ….

A.   Roentgen

B.   x

C.   a

D.   b

31.   Sinar x polikhromatik berasal dari adanya pengereman elektron oleh ….         

A.   filamen

B.   katoda

C.   motor listrik

D.   anoda

32.   Keuntungan digunakan motor listrik pada sumber sinar x beranoda berputar adalah ….

A.   mengurangi panas yang timbul pada anoda

B.   mengurangi panas yang timbul pada katoda

C.   dapat menghasilkan daya 2 kW

D.   dapat menumbuk katoda pada tempat yang berbeda

33.   Sinar x monokhromatik berasal dari adanya transisi eksitasi elektron di dalam ….

A.   filamen

B.   motor listrik

C.   anoda

D.   katoda

34.   Dalam bidang kristal untuk menentukan kelompok bidang digunakan kurung ….

A.   biasa

B.   lancip

C.   kurawal

D.   persegi

35.   Untuk menentukan arah kristal adalah dengan cara ….

A.   menentukan titik-titik selanjutnya diberi indeks

B.   membagi sisi kristal menjadi empat bagian

C.   menggunakan kurung kurawal

D.   menggunakan simbol tanda lebih besar

36.   Dalam arah kristal untuk menentukan titik-titik digunakan ….

A.   notasi

B.   tanda kurung

C.   tanda kurung lancip

D.   indeks

37.   Panjang sisi-sisi kubus 8 Å dengan indeks bidang pendifraksinya (0 0 2), maka besar jarak antar bidangnya adalah ….

A.   2 Å

B.   4 Å

C.   6 Å

D.   8 Å

38.   Gelombang datang dan gelombang pantul dapat saling berinterferensi disebut gelom-bang ….

A.   difraksi

B.   harmonik

C.   elektromagnetik

D.   stasioner

39.   Pada difraksi sinar x panjang gelombang yang jauh 4 Å dengan sudut 45⁰. Besar jarak bidang Bragg pada orde ke 2 adalah ….

A.   3,653 Å

B.   5,657 Å

C.   7,657 Å

D.   9,653 Å

40.   Cahaya dapat berinterferensi dan mengalami difraksi, dikemukakan oleh ….

A.   Thomas Young

B.   Maxwell

C.   Huygens

D.   Foucoult

41.   Jika momentum partikel pada efek Compton 12x10^-4 kg m/s dan ketetapan Stefan Boltzmann 6,626x10^-34 Js, maka besar panjang gelombangnya adalah ….

A.   33,2x10^-23 m

B.   44,2x10^-23 m

C.   55,2x10^-23 m

D.   66,2x10^-23 m

42.   Kecepatan sebuah benda yang bergerak selaras sederhana adalah ….

A.   terbesar pada simpangan maksimal

B.   tetap besarnya

C.   terbesar pada simpangan terkecil

D.   tidak tergantung pada frekuensi getaran

43.   Panjang gelombang sinar x pada gejala Compton  m dan massa elektron kg, maka besar kecepatannya adalah ….

A.   121 m/s

B.   221 m/s

C.   321 m/s

D.   421 m/s

44.   Jika perubahan panjang gelombang sinar x dari 0,6 Å yang terhambur 90⁰ maka besar prosentase perubahannya adalah ….

A.   20%

B.   40%

C.   60%

D.   70%

45.   Tabung sebuah televisi beroperasi pada beda potensial percepatan 30 kV, maka besar panjang gelombangnya adalah ….

A.   0,413 Å

B.   0,613 Å

C.   0,813 Å

D.   0,916 Å

46.   Panjang gelombang yang dipancarkan oleh mesin sinar x pada beda potensial pemer-cepat elektron 40 kV adalah ….

A.   0,21 Å

B.   0,31 Å

C.   0,41 Å

D.   0,51 Å

47.   Kristal ideal dapat terjadi apabila ….

A.   satuan kristal kembar terbagi dua

B.   satuan struktur yang identik secara berulang-ulang

C.   satuan sel primitif berubah bentuk menjadi ideal

      D.   sel terdiri dari struktur yang identik sama

48.   Kecepatan partikel elektron pada peristiwa gejala Compton 3x10^-6 m/s, maka besar panjang gelombangnya adalah ….

A.   242 m

B.   132 m

C.   76 m

D.   64 m

PETUNJUK:        UNTUK SOAL NOMOR 49  SAMPAI DENGAN  53,   PILIHLAH!

A.   JIKA KEDUA PERNYATAAN BENAR DAN KEDUANYA MERUPAKAN HUBUNGAN SEBAB AKIBAT!

B.   JIKA KEDUA PERNYATAAN BENAR TETAPI KEDUANYA BUKAN MERUPAKAN HUBUNGAN SEBAB AKIBAT!

C.   JIKA SALAH SATU PERNYATAAN SALAH! 

D.   JIKA KEDUA PERNYATAAN  SALAH!

49.   Jarak antara dua bidang berturut-turut dilambangkan sebagai d_hkl ,

sebab                 

untuk sistem kubus dengan jarak antara      dua bidang kristal dirumuskan sebagai

50.   Pada arah dan bidang kristal letak titik awal berimpit dengan titik sudut di sebelah bawah kiri belakang,

sebab                 

untuk menentukan kelompok arah digunakan simbol kurung lancip.

51.   Sel primitif adalah sel yang mempunyai luas dan volume terkecil,

sebab                 

sel konvensional adalah sel yang mempunyai luas atau volume kelipatan dari sel primitif.

52.   Sel primitif memiliki luas untuk dua dimensi atau volume untuk tiga dimensi, dan identik dengan sel primitif,

sebab                 

sel satuan identik dengan sel primitif.

53.   Struktur kristal akan terjadi bila ditempatkan suatu basis pada setiap titik kisi,

sebab                 

struktur kristal merupakan gabungan antara kisi dan basis.

PETUNJUK:  UNTUK SOAL NOMOR   54   SAMPAI   59,   PILIHLAH!

A.   JIKA 1) DAN 2) BENAR!

B.   JIKA 1) DAN 3) BENAR!

C.   JIKA 2) DAN 3) BENAR!

D.   JIKA 1), 2), DAN 3) SEMUANYA BENAR!    

54.   Berikut ini adalah komponen utama sumber sinar x beranoda diam ….

1)   anoda

2)   katoda

3)   filamen

55.   Indeks miller suatu bidang kristal dapat ditentukan oleh ….

1)   titik potong antara bidang dengan sumbu

2)   kebalikan dari bilangan bulat

3)   tiga bilangan bulat terkecil yang mem-punyai perbandingan sama

56.   Berdasarkan parameter kristal maka kisi kristal dapat dibagi menjadi type kisi 2 dimensi yaitu kisi ….

1)   miring

2)   hexagonal

3)   lingkaran

57.   Sistem kisi kristal untuk tipe 3 dimensi adalah ….

1)   kubus

2)   trigonal

3)   orthorombik

58.   Untuk menentukan titik-titik dalam arah kristal digunakan ….

1)   indeks miller

2)   tanpa tanda kurung

3)   kurung persegi

59.    adalah bentuk 3 dimensi suatu kristal dengan ….

1)    sebagai vektor translasi primitif

2)   sebagai bilangan bulat

3)         sebagai vektor translasi kristal