Untuk membantu kalian mengasah pemahaman dan mempersiapkan diri menghadapi soal-soal sulit, kami telah menyiapkan kumpulan soal fisika Deret Paschen terlengkap. Artikel ini mencakup berbagai jenis soal, mulai dari pilihan ganda yang menguji konsep dasar, isian singkat untuk recall cepat, uraian untuk pemahaman mendalam, hingga mencocokkan untuk menguji asosiasi. Setiap soal dirancang untuk menguji aspek berbeda dari Deret Paschen, mulai dari penentuan panjang gelombang, energi foton, hingga daerah spektrumnya. Siap menghadapi tantangan? Mari kita mulai latihan dan taklukkan Deret Paschen bersama!
Kumpulan Contoh Soal Taklukkan Deret Paschen! Kumpulan Soal Fisika Paling Lengkap dan Jitu!
Pilihan Ganda
1. 1. Deret Paschen terjadi ketika elektron dalam atom hidrogen bertransisi dari tingkat energi yang lebih tinggi menuju tingkat energi dasar ke-…
A. n = 1
B. n = 2
C. n = 3
D. n = 4
2. 2. Daerah spektrum elektromagnetik tempat Deret Paschen diamati adalah…
A. Ultraviolet
B. Cahaya tampak
C. Inframerah
D. Gelombang mikro
3. 3. Konstanta Rydberg (R) dalam persamaan untuk panjang gelombang spektrum hidrogen adalah sekitar…
A. 1,097 × 10⁷ m⁻¹
B. 6,626 × 10⁻³⁴ Js
C. 3,00 × 10⁸ m/s
D. 9,11 × 10⁻³¹ kg
4. 4. Jika elektron bertransisi dari n = 4 ke n = 3, maka panjang gelombang foton yang dipancarkan dapat dihitung menggunakan rumus 1/λ = R (1/nƒ² – 1/nᵢ²). Untuk Deret Paschen, nilai nƒ adalah…
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
5. 5. Garis spektrum pertama dalam Deret Paschen (panjang gelombang terpanjang) terjadi ketika elektron bertransisi dari tingkat energi…
A. n = 4 ke n = 3
B. n = 5 ke n = 3
C. n = ∞ ke n = 3
D. n = 2 ke n = 3
6. 6. Garis spektrum dengan panjang gelombang terpendek (seri limit) dalam Deret Paschen terjadi ketika elektron bertransisi dari tingkat energi…
A. n = 4 ke n = 3
B. n = 5 ke n = 3
C. n = ∞ ke n = 3
D. n = 2 ke n = 3
7. 7. Energi foton yang dipancarkan oleh transisi elektron dalam Deret Paschen akan…
A. Lebih besar dari Deret Lyman
B. Lebih kecil dari Deret Balmer
C. Sama dengan Deret Lyman
D. Tidak ada hubungannya dengan deret lain
8. 8. Manakah dari pernyataan berikut yang BENAR mengenai Deret Paschen?
A. Semua garis spektrumnya berada di daerah cahaya tampak.
B. Tingkat energi akhir transisi adalah n=1.
C. Panjang gelombangnya lebih panjang dari Deret Lyman.
D. Ditemukan oleh Niels Bohr.
9. 9. Jika sebuah elektron bertransisi dari n = 5 ke n = 3, maka ini termasuk dalam Deret…
A. Lyman
B. Balmer
C. Paschen
D. Brackett
10. 10. Spektrum emisi atom hidrogen yang ditunjukkan oleh Deret Paschen adalah bukti dari…
A. Model atom Thomson
B. Model atom Rutherford
C. Model atom Bohr
D. Model atom Dalton
11. 11. Foton dengan energi terendah dalam Deret Paschen akan memiliki…
A. Panjang gelombang terpendek
B. Frekuensi tertinggi
C. Panjang gelombang terpanjang
D. Frekuensi yang tidak terdefinisi
12. 12. Transisi elektron yang menghasilkan garis spektrum dalam Deret Paschen selalu melibatkan tingkat energi awal nᵢ yang memenuhi syarat…
A. nᵢ < 3
B. nᵢ = 3
C. nᵢ > 3
D. nᵢ bisa berapa saja
13. 13. Semakin besar perbedaan antara nᵢ dan nƒ dalam Deret Paschen, maka energi foton yang dipancarkan akan…
A. Semakin kecil
B. Semakin besar
C. Tetap
D. Tidak dapat ditentukan
14. 14. Urutan deret spektrum hidrogen dari panjang gelombang terpendek ke terpanjang adalah…
A. Lyman, Balmer, Paschen
B. Paschen, Balmer, Lyman
C. Balmer, Paschen, Lyman
D. Lyman, Paschen, Balmer
15. 15. Foton yang dipancarkan oleh Deret Paschen memiliki frekuensi…
A. Lebih tinggi dari Deret Lyman
B. Sama dengan Deret Balmer
C. Lebih rendah dari Deret Balmer
D. Lebih rendah dari Deret Brackett
16. 16. Jika energi ionisasi atom hidrogen adalah 13,6 eV, berapa energi yang dibutuhkan untuk mengeksitasi elektron dari n = 3 ke n = 4?
A. 0,66 eV
B. 1,89 eV
C. 12,09 eV
D. 13,6 eV
17. 17. Mengapa Deret Paschen tidak terlihat oleh mata manusia?
A. Fotonnya terlalu banyak
B. Fotonnya terlalu sedikit
C. Panjang gelombangnya di luar spektrum cahaya tampak
D. Energi fotonnya terlalu tinggi
18. 18. Transisi dari n = 6 ke n = 3 akan menghasilkan foton dengan energi…
A. Lebih besar dari transisi n = 5 ke n = 3
B. Lebih kecil dari transisi n = 5 ke n = 3
C. Sama dengan transisi n = 5 ke n = 3
D. Tidak dapat dibandingkan
19. 19. Jika konstanta Rydberg adalah R, maka panjang gelombang garis Paschen-α (nᵢ=4 ke nƒ=3) dapat dinyatakan sebagai…
A. 1/λ = R (1/3² – 1/4²)
B. 1/λ = R (1/4² – 1/3²)
C. λ = R (1/3² – 1/4²)
D. λ = R (1/4² – 1/3²)
20. 20. Model atom Bohr berhasil menjelaskan Deret Paschen karena…
A. Mengasumsikan elektron bergerak bebas di sekitar inti.
B. Mengasumsikan energi elektron terkuantisasi.
C. Mengasumsikan atom tidak memiliki inti.
D. Mengasumsikan elektron dapat memancarkan energi secara kontinu.
Isian Singkat
1. 1. Deret Paschen adalah deret spektrum atom hidrogen yang dihasilkan dari transisi elektron ke tingkat energi n = …
2. 2. Daerah spektrum elektromagnetik tempat Deret Paschen diamati adalah …
3. 3. Siapakah fisikawan yang pertama kali mengamati deret spektrum ini dan namanya diabadikan sebagai nama deret tersebut?
4. 4. Garis Paschen-α adalah transisi dari n = 4 ke n = 3. Garis Paschen-β adalah transisi dari n = … ke n = 3.
5. 5. Energi foton yang dipancarkan dalam Deret Paschen umumnya lebih … dibandingkan Deret Balmer.
Uraian
1. 1. Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan Deret Paschen dalam konteks spektrum atom hidrogen dan bagaimana ia terbentuk!
2. 2. Mengapa Deret Paschen tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, sedangkan Deret Balmer dapat terlihat sebagai cahaya tampak?
3. 3. Bandingkan energi foton yang dipancarkan oleh Deret Lyman, Balmer, dan Paschen! Urutkan dari yang terbesar hingga terkecil!
4. 4. Jelaskan peran Konstanta Rydberg dalam perhitungan panjang gelombang Deret Paschen!
5. 5. Berikan satu contoh transisi elektron yang menghasilkan garis spektrum dalam Deret Paschen dan jelaskan mengapa itu termasuk Deret Paschen!
Mencocokkan
1. Cocokkan istilah di kolom kiri dengan deskripsi di kolom kanan!
1. Deret Paschen
2. Spektrum Inframerah
A. Daerah elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak.
B. Transisi elektron atom hidrogen ke tingkat energi n=3.
2. Cocokkan istilah di kolom kiri dengan deskripsi di kolom kanan!
1. Panjang gelombang terpendek (limit deret)
2. Panjang gelombang terpanjang (garis pertama)
A. Transisi dari n=4 ke n=3.
B. Transisi dari n=∞ ke n=3.
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Pilihan Ganda
1. C
Pembahasan: Deret Paschen merupakan deret spektrum emisi yang terjadi ketika elektron atom hidrogen bertransisi dari tingkat energi yang lebih tinggi (nᵢ > 3) menuju tingkat energi dasar n = 3.
2. C
Pembahasan: Transisi elektron dalam Deret Paschen menghasilkan foton dengan energi yang lebih rendah dibandingkan deret Lyman dan Balmer, sehingga panjang gelombangnya lebih panjang dan berada di daerah inframerah.
3. A
Pembahasan: Konstanta Rydberg (R) memiliki nilai sekitar 1,097 × 10⁷ m⁻¹ dan digunakan dalam perhitungan panjang gelombang deret spektrum hidrogen.
4. C
Pembahasan: Dalam Deret Paschen, tingkat energi akhir (nƒ) selalu n = 3.
5. A
Pembahasan: Garis spektrum dengan panjang gelombang terpanjang (energi terendah) dalam sebuah deret terjadi dari transisi tingkat energi terdekat, yaitu dari n = 4 ke n = 3 untuk Deret Paschen.
6. C
Pembahasan: Garis spektrum dengan panjang gelombang terpendek (energi tertinggi) dalam sebuah deret terjadi dari transisi tingkat energi tak hingga (n = ∞) ke tingkat energi dasar deret tersebut, yaitu n = 3 untuk Deret Paschen.
7. B
Pembahasan: Deret Paschen memiliki tingkat energi akhir n=3, sedangkan Deret Balmer n=2 dan Deret Lyman n=1. Semakin besar nƒ, semakin kecil energi foton yang dipancarkan. Jadi, energi foton Paschen lebih kecil dari Balmer.
8. C
Pembahasan: Deret Paschen berada di daerah inframerah, bukan cahaya tampak. Tingkat energi akhirnya n=3. Panjang gelombangnya lebih panjang dari Deret Lyman (nƒ=1) karena energi fotonnya lebih rendah.
9. C
Pembahasan: Transisi menuju tingkat energi n = 3 adalah ciri khas Deret Paschen.
10. C
Pembahasan: Model atom Bohr berhasil menjelaskan mengapa atom hidrogen memancarkan spektrum diskrit, termasuk Deret Paschen, melalui konsep tingkat energi kuantisasi.
11. C
Pembahasan: Energi foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang (E = hc/λ). Jadi, foton dengan energi terendah akan memiliki panjang gelombang terpanjang.
12. C
Pembahasan: Untuk memancarkan foton, elektron harus bertransisi dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah. Dalam Deret Paschen, tingkat akhir adalah n=3, sehingga tingkat awal harus lebih tinggi dari 3 (nᵢ > 3).
13. B
Pembahasan: Semakin besar perbedaan tingkat energi antara nᵢ dan nƒ, semakin besar energi yang dilepaskan dalam bentuk foton.
14. A
Pembahasan: Panjang gelombang berbanding terbalik dengan energi. Deret Lyman (nƒ=1) memiliki energi tertinggi (λ terpendek), diikuti Balmer (nƒ=2), dan Paschen (nƒ=3) memiliki energi terendah (λ terpanjang) di antara ketiganya.
15. C
Pembahasan: Frekuensi berbanding lurus dengan energi. Karena energi foton Paschen lebih rendah dari Balmer, maka frekuensinya juga lebih rendah.
16. A
Pembahasan: Energi tingkat ke-n atom hidrogen adalah Eₙ = -13,6/n² eV. Maka E₃ = -13,6/3² = -13,6/9 ≈ -1,51 eV. E₄ = -13,6/4² = -13,6/16 = -0,85 eV. Energi yang dibutuhkan = E₄ – E₃ = -0,85 – (-1,51) = 0,66 eV.
17. C
Pembahasan: Deret Paschen terletak di daerah inframerah, yang memiliki panjang gelombang lebih panjang daripada batas merah spektrum cahaya tampak, sehingga tidak dapat dideteksi oleh mata manusia.
18. A
Pembahasan: Transisi dari tingkat energi yang lebih tinggi (n=6) ke tingkat yang sama (n=3) akan melepaskan energi yang lebih besar dibandingkan transisi dari tingkat yang lebih rendah (n=5) ke tingkat yang sama (n=3).
19. A
Pembahasan: Persamaan Rydberg untuk panjang gelombang adalah 1/λ = R (1/nƒ² – 1/nᵢ²), dengan nƒ=3 dan nᵢ=4 untuk Paschen-α.
20. B
Pembahasan: Model atom Bohr dengan postulatnya tentang tingkat energi elektron yang terkuantisasi (diskrit) dan transisi antar tingkat energi menjelaskan terjadinya spektrum garis diskrit seperti Deret Paschen.
Isian Singkat
1. 3
2. Inframerah
3. Friedrich Paschen
4. 5
5. Kecil
Uraian
1. Deret Paschen adalah salah satu deret spektrum emisi atom hidrogen yang terbentuk ketika elektron dalam atom hidrogen bertransisi dari tingkat energi yang lebih tinggi (nᵢ > 3) menuju tingkat energi dasar ke-3 (nƒ = 3). Transisi ini melepaskan energi dalam bentuk foton yang berada di daerah spektrum inframerah.
2. Deret Paschen tidak dapat dilihat dengan mata telanjang karena foton yang dipancarkannya memiliki panjang gelombang yang lebih panjang, berada di daerah inframerah spektrum elektromagnetik. Mata manusia hanya sensitif terhadap panjang gelombang di daerah cahaya tampak. Sementara itu, Deret Balmer melibatkan transisi ke tingkat energi n=2, yang menghasilkan foton dengan panjang gelombang di daerah cahaya tampak, sehingga dapat terlihat oleh mata.
3. Energi foton yang dipancarkan berbanding terbalik dengan panjang gelombang dan berbanding lurus dengan perbedaan tingkat energi. Urutan energi foton dari yang terbesar hingga terkecil adalah:
1. Deret Lyman (nƒ = 1): Memiliki perbedaan energi terbesar, sehingga memancarkan foton berenergi tertinggi (panjang gelombang terpendek, UV).
2. Deret Balmer (nƒ = 2): Memiliki perbedaan energi menengah, memancarkan foton berenergi menengah (panjang gelombang tampak).
3. Deret Paschen (nƒ = 3): Memiliki perbedaan energi terkecil di antara ketiganya, memancarkan foton berenergi terendah (panjang gelombang terpanjang, inframerah).
4. Konstanta Rydberg (R) adalah konstanta fisika yang fundamental dalam persamaan empiris untuk menghitung panjang gelombang spektrum hidrogen. Untuk Deret Paschen, rumus yang digunakan adalah 1/λ = R (1/3² – 1/nᵢ²), di mana nᵢ > 3. Konstanta R ini mengaitkan tingkat energi elektron dengan panjang gelombang foton yang dipancarkan atau diserap, memungkinkan kita untuk memprediksi secara akurat garis-garis spektrum yang diamati.
5. Contoh transisi elektron yang menghasilkan garis spektrum dalam Deret Paschen adalah transisi dari n = 4 ke n = 3. Ini termasuk Deret Paschen karena Deret Paschen didefinisikan oleh transisi elektron dari tingkat energi yang lebih tinggi menuju tingkat energi dasar n = 3. Dalam kasus ini, elektron jatuh dari tingkat energi ke-4 (nᵢ = 4) ke tingkat energi ke-3 (nƒ = 3), memenuhi kriteria Deret Paschen.
Mencocokkan
1. 1-B, 2-A
2. 1-B, 2-A