Menentukan Besarnya Gaya Kuantum Planck dengan Metode
Efek Fotolistrik
Agus Sulistiyo, Arlien Siswanti, Fatkhur Rohman, Figur Humani, Habib Sabil R
Laboratorium Fisika Atom dan Nuklir, Jurusan Fisika
Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro
Jalan Prof. Soedarto, S. H., Tembalang, Semarang 50275
ABSTRAK
Abstrak. Efek Fotolistik adalah satu dari gejala lepasnya elektron dari permukaan suatu benda. Bila seberkas cahaya (yang memenuhi syarat tertentu) jatuh pada permukaan suatu benda maka elektron-elektron pada permukaan benda itu akan terbebaskan dari ikatannya sehingga elektron-elektron tersebut terlepas. Percobaan efek fotolistrik dirancang untuk menentukan nilai fungsi kerja sel foto, konstanta Planck, dan tenaga kinetik maksimum fotoelektron. Melalui percobaan ini diperoleh nilai Konstanta Planck. Efek foto listrik sendiri merupakan peristiwa loncatan elektron dari suatu plat karena pegaruh cahaya yang datang. Dimana energi kinetik elektron dapat diketahui dari potensial penghenti melalui hubungan . Dengan hubungan energi kuantum Planck dapat diperoleh nilai tetapan Planck h. Melalui percobaan fotolistrik dapat pula diketahui bahwa laju pemancaran elektron dipengaruhi oleh intensitas cahaya namun tidak terpengaruh oleh panjang gelombang cahaya yang digunakan. Energi kinetik maksimum fotoelektron juga tidak tergantung intensitas cahaya, namun hanya bergantung pada panjang gelombangnya, dengan frekuensi dan energi kinetik berhubungan secara linear.
Kata Kunci: efek fotolistrik, konstanta planck , potensial pengganti
ABSTRACT
Abstract. Photoelectric effect is one of the symptoms the electrons from the surface of a thing. If a beacon light (who meet certain conditions) fell on the surface of a objects and electrons on the surface, and they were freed from its links to these electrons that should be free. Photoelectric effect experiment designed to determine the cells work Planck's constant photos, kinetic energy, and a maximum fotoelektron. Through this experiment, the Planck's Constant. Stock Exchange photos electricity itself is an event jump electrons from a plate because controlling influence on Satan at this point light. Where kinetic energy electrons can be known from potential rear is a bit mean through relationship. With the relationship quantum energy Planck Society can be obtained by the solar radiation Planck h. Through testing photoelectric effect can also be known that the rapid emission electron influenced by the intensity yet is not adversely affected by wavelength light that is used. Kinetic Energy is maximum fotoelektron also does not depend on the intensity, but only rely on their wavelengths, with the frequency and kinetic energy related linear.
Key words: photoelectric effect planck's constant,, potential replacement
PENDAHULUAN
Fisika kuantum adalah cabang fisika yang hadir untuk menjawab teori yang tidak bisa dijawab dengan persamaan fisika newton/fisika klasik.diawali dengan adanya bencana ultraviolet. Diawali dengan radiasi benda hitam yang mampu menyerap semua energi yang masuk ke dalamnya. Dalam percobaan rayleigh-jeans dengan menggunakan rongga persegi yang dipanaskan sehingga elektron-elektron di dalamnya akan dipercepat dan memancarkan gelombang elektromagnetik. Dengan menggunakan gelombang elektromagnetik Rayleigh-jeans membuktiakn bahwa gelombang-gelombang elektron yang memenuhi rongga adalah gelombang berdiri. Dengan menggunakan hukum ekuopartisi
energi rayleigh-jeans menentukan energi total rata-rata setiap gel.berdiri dengan frekuensi v. Energi total E = kT dan ketika dilakukan eksperimen grafik yang dihasilkan tidak sesuai dengan perhitungan klasik
Dari grafik eksperimen Rayleigh-Jeans, max Planck berpendapat bahwa gelombang berdiri merupakan fungsi frekuensi. Rumus planck menunjukan grafik data yang sesuai untuk hasil eksperimen. Nilai h (tetapan planck) yang digunnakan dalam persamaan didapat dari hukum pergeseran Wien sehingga planck didapat nilai h = 6,626·10-34 sedangkan Efek fotolistrik adalah suatu proses pelepasan elektron karena frekuensi foton lebih besar dari frekuensi logam yang dikenai suatu cahaya.
DASAR TEORI
Efek Fotolistrik
Secara umum yang disebut efek fotolistrik adalah gejala yang bersangkutan dengan pengaruh penyinaran cahaya pada permukaan logam terhadap sifat-sifat kelistrikan logam. Pada efek fotolistrik, pengaruh cahaya terhadap sifat kelistrikan bahan bukan hanya disebabkan oleh sifat cahaya sebagi gelombang ekektromagnetik, tetapi juga sifat cahaya sebagai pembawa tenaga. Meskipun gelombang elektromagnetik juga pembawa arus tenaga, namun hal ini tidak dapat digunakan untuk menjelaskan gejala fotolistrik. Albert Einstein mengemukakan hipotesa bahwa untuk menerangkan gejala efek fotolistrik cahaya harus dipandang pula sebagai pancaran unit-unit tenaga atau kuantum-kuantum tenaga yang disebut foton. Kemudian, muncullah istilah baru dalam ilmu fisika mengenai dualisme partikel gelombang. (Soedojo,1998).
Sebelum Albert Einstein mengemukakan teorinya, pada tahun 1901 Planck telah mempublikasikan hasil penemuannya tentang hukum radiasi cahaya elektromagnetik. Planck mendapatkan bahwa kuanta yang berpautan dengan frekuensi tertentu dari cahaya, semuanya harus berenergi sama dan bahwa energi E ini berbanding lurus dengan v (Beiser,1999).
E = h v....................................(2.1)
Dimana :
E = Energi Kuantum
h = tetapan Planck (6,626 x 10-34 J.s)
v = Frekuensi
Teori Kuantum Cahaya
Cahaya merupakan frekuensi tertentu yang terdiri dari foton yang energinya berbanding lurus dengan frekuensi itu. Teori elektromagnetik cahaya dapat menerangkan dengan baik banyak sekali gejala, sehingga teori itu mengandung kebenaran. Namun teori yang berdasarkan kokoh ini tidak cocok untuk menerangkan efek fotolistrik. Dalam tahun 1905 Einstein menemukan bahwa paradoks yang timbul dalam efek fotolistrik dapat dimengerti hanya dengan memasukan radikal yang telah diusulkan lima tahun sebelumnya oleh fisika teoritis Jerman Max Planck (Halliday dan Resnick, 1996).
Ketika itu Planck menerangkan radiasi karakteristik yang dipancarkan benda mampat. Kita mengenal pijaran dari sepotong logam yang menimbulkan cahaya tampak, tetapi panjang gelombang yang lain yang tak terlihat maya juga terdapat. Sebuah benda tidak perlu sangat panas untuk dapat memancarkan gelombang elektromagnetik semua benda memancarkan energi seperti seperti itu secara kontinu tidak peduli seberapa besar temperaturnya. Pada temperatur kamar sebagian besar radiasiny6a terdapat inframerah dari spektrum, sehingga tak terlihat.
Sifat yang dapat diamati dari radiasi benda hitam ini persamaan serupa itu akan ditemukan alasannya (Halliday dan Resnik, 1996). Planck dapat menurunkan rumus yang dapat menerangkan radiasi spektrum ini (yaitu kecerahan relatif dari berbagai panjang gelombang yang terdapat) sebagai fungsi dari temperatur benda ytang meradiasikannya jika dianggap bawa radiasi yang dipancarkan secara diskontinu.
Planck mendapatkan bahwa kuanta yang berpautan dengan frekuensi tertentu sebesar f dari cahaya, semuanyta harus berenergi samadan bawa energi ini E berbanding lurus dengan f.
Energi Foton
Energi foton memberikan kita untuk mencari energi foton berfrekuensi f langsung dalam elektrovolt. Jika diberikan panjang gelombang λ sebagai ganti f, maka: (Tipler, 2001)
f = cλ....................................(2.2)
dengan:
c = kecepatan cahaya (m/s)
f = frekuensi (Hz)
Panjang Gelombang
Panjang gelombang adalah jarak di antara unit berulang dari gelombang, yang diukur dari satu titik pada gelombang ke titik yang sesuai di unit berikutnya. Sebagai contoh, jarak dari atas – disebut puncak – satu unit gelombang ke puncak berikutnya adalah satu panjang gelombang. Dalam notasi fisika, panjang gelombang sering ditunjuk oleh huruf Yunani lambda (λ). Panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi gelombang. Dengan kata lain, semakin pendek panjang gelombang, akan memiliki frekuensi yang besar.
Sebuah gelombang merupakan energi yang bergerak melalui media. Di luar konteks fisika, gelombang laut adalah contoh yang sangat baik bagaimana gelombang bekerja. Kecuali jika jeda gelombang, tidak begitu banyak air yang bergerak seperti energi dalam air, yang menghasilkan gerakan naik-turun yang terlihat jauh dari pantai. Fisikawan mempelajari gelombang cahaya dan suara, serta jenis gelombang energi lain, dan dalam konteks ini, panjang gelombang merupakan faktor penting untuk penentuan dan pertimbang.
Gelombang cahaya yang hadir di sekitar kita, dalam rentang yang sangat besar panjang gelombang. Kisaran ini dikenal sebagai spektrum elektromagnetik, sebagian kecil dari yang dirasakan oleh mata kita disebut sebagai cahaya tampak. Cahaya dari matahari sebenarnya terdiri dari seluruh spektrum elektromagnetik. Apakah jenis tertentu dari cahaya terlihat oleh kita tergantung pada panjang gelombang. Jika gelombang cahaya memiliki panjang gelombang antara 400 dan 700 nanometer, maka akan terlihat dengan mata manusia.
Di kedua sisi kisaran ini semakin pendek dan panjang gelombang semakin panjang. Sinar-X memiliki panjang gelombang yang sangat pendek sehingga mereka dapat melewati benda padat. Di ujung lain, beberapa gelombang radio memiliki panjang gelombang dari 1 mil (1,6 km) atau lebih.
Suara adalah bentuk lain dari energi yang bergerak dalam gelombang. Gelombang suara yang mirip dengan gelombang cahaya, setidaknya dalam dua cara: bagaimana kita memandang mereka tergantung pada panjang gelombang mereka, dan ada banyak panjang gelombang yang terlalu pendek atau terlalu panjang bagi kita untuk melihat. Perbedaannya adalah bahwa kita biasanya mendefinisikan suara dalam hal frekuensi gelombang, daripada panjang gelombang, tapi dua ini umumnya berhubungan erat, seperti yang sudah dibahas. Sebuah gelombang suara dengan gelombang panjang akan memiliki frekuensi rendah, dan kita mendengar gelombang ini sebagai suara bernada rendah. Suara bernada tinggi berasal dari gelombang dengan panjang gelombang pendek, dan karena itu frekuensi tinggi (Sucipto, 2010).
Interaksi Foton dengan Materi
Koefisien atenuasi
Jika radiasi g atau radiasi-X menembus materi, maka akan terjadi interaksi dengan materi dan mengalami pengurangan energi. Atenuasi karena interaksi adalah proses pengurangan energi foton atau perubahan arah foton. Rasio atenuasi foton dalam materi yang tebalnya 1 cm disebut koefisien atenuasi (m). Pada umumnya, semakin besar energi foton, semakin besar juga nilai m-nya. Oleh karena itu, daya tembus foton dalam materi semakin besar bila panjang gelombangnya semakin pendek. Pada materi tertentu, koefisien atenuasi dapat berubah berdasarkan rapat jenis materi tersebut, disebut koefisien atenuasi massa (mm). Untuk materi tertentu, koefisien atenuasi massa yang hanya berhubungan dengan panjang gelombang foton, dan merupakan rasio atenuasi foton dengan luasan 1 cm2 dan massa 1 g.
Efek fotolistrik
Peristiwa terlepasnya elektron orbital suatu atom karena interaksi dengan radiasi gdinamakan efek fotolistrik. Elektron yang dilepaskan pada peristiwa tersebut disebut fotoelektron, dan energi geraknya adalah selisih antara energi ionisasi elektron orbital dan energi radiasi g. Pada saat energi radiasi g kecil, kebanyakan fotoelektron terlepas dengan arah tegak lurus pada arah radiasi, tetapi bila energinya besar maka fotoelektron terpancar ke arah depan dalam jumlah yang banyak. Secara teori, semakin besar ikatan antara elektron dan inti atom maka semakin besar persentase terjadinya efek fotolistrik; untuk elektron pada kulit K akan terjadi efek fotolistrik sebesar kira-kira 80%.
Efek Compton
Peristiwa terjadinya tumbukan antara foton dan elektron dalam suatu atom yang mengakibatkan sebagian energi foton menjadi energi gerak elektron dan sebagian energi hamburan foton disebut efek Compton. Bila energi foton cukup besar, efek Compton dapat terjadi pada elektron orbital yang energi ikatnya dapat diabaikan. Selanjutnya elektron dianggap sebagai elektron bebas, energi dan momentumnya sama besar sebelum dan sesudah bertumbukan. Dalam hal ini terjadi tumbukan elastis sempurna antara foton dan elektron. Koefisien atenuasi pada efek Compton ialah jumlah dari perbandingan energi gerak elektron antibonding dan perbandingan energi hamburan foton. Koefisien atenuasi pada efek Compton sebanding dengan nomor atom materi.
Produksi pasangan
Pada waktu foton yang berenergi lebih dari 1,02 MeV menembus materi dan mendekati inti atom, karena pengaruh medan listrik yang kuat dari inti atom, foton berubah dan membentuk satu pasangan yaitu positron dan elektron yang masing-masing berenergi sebesar 0,51 MeV. Peristiwa ini disebut produksi pasangan. Energi sebesar 1,02 MeV ini disebut nilai batas ambang produksi pasangan. Jumlah koefisien atenuasi radiasi g pada produksi pasangan makin bertambah bersamaan dengan bertambahnya energi foton, di sisi lain juga sebanding dengan Z (Z+1) dari materi. Jumlah koefisien atenuasi efek fotolistrik, efek Compton dan produksi pasangan disebut koefisien atenuasi linear. Pada Gambar 5 diperlihatkan koefisien atenuasi foton oleh timbal (Susanto, 2013).
Teori Cahaya menurut ahli
Christian Huygens (1629-1695 M)
Menurut Christian Huygens (1629-1695) seorang ilmuwan berkebangsaan Belanda, bahwa cahaya pada dasarnya sama dengan bunyi dan berupa gelombang. Perbedaan cahaya dan bunyi hanya terletak pada panjang gelombang dan frekuensinya.
Pada teori ini Huygens menganggap bahwa setiap titik pada sebuah muka gelombang dapat dianggap sebagai sebuah sumber gelombang yang baru dan arah muka gelombang ini selalu tegak lurus tehadap muka gelombang yang bersangkutan.
Albert Einstein
Pernyataan Planck ternyata mendapat dukungan dengan adanya percobaan Albert Einstein pada tahun 1905 yang berhasil menerangkan gejala fotolistrik dengan menggunakan teori Planck. Fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari suatu logam yang disinari dengan panjang gelombang tertentu. Akibatnya percobaan Einstein justru bertentangan dengan pernyataan Huygens dengan teori gelombangnya.Pada efek fotolistrik, besarnya kecepatan elektron yang terlepas dari logam ternyata tidak bergantung pada besarnya intensitas cahaya yang digunakan untuk menyinari logam tersebut. Sedangkan menurut teori gelombang seharusnya energi kinetik elektron bergantung pada intensitas cahaya.
Maxwell
Inti teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik adalah:
a.Perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet.
b.Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Cepat rambat gelombang ) dan permeabilitas & elektromagnetik (c) tergantung dari permitivitas ( (μ) zat.
Menurut Maxwell, kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dirumuskan sebagai berikut:
Ternyata perubahan medan listrik menimbulkan medan magnet yang tidak tetap besarannya atau berubah-ubah. Sehingga perubahan medan magnet tersebut akan menghasilkan lagi medan listrik yang berubah-ubah.
Proses terjadinya medan listrik dan medan magnet berlangsung secara sama dan menjalar kesegala arah. Arah getar vektor medan bersama listrik dan medan magnet saling tegak lurus. Jadi gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan magnet dan medan listrik secara berurutan, dimana arah getar vektor medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus.
Dari seluruh teori-teori cahaya yang muncul dapat disimpulkan bahwa cahaya mempunyai sifat dual (dualisme cahaya) yaitu cahaya dapat bersifat sebagai gelombang untuk menjelaskan peristiwa interferensi dan difraksi tetapi di lain pihak cahaya dapat berupa materi tak bermassa yang berisikan paket-paket energi yang disebut kuanta atau foton sehingga dapat menjelaskan peristiwa efek fotolistrik.(susanto,2013)
Dualisme Cahaya
Cahaya memiliki sifat kembar (DUALISME), pada kondisi tertentu cahaya dapat memiliki sifat partikel dan pada kondisi tertentu juga cahaya dapat memiliki sifat gelombang. Sebuah cahaya hanya dapat memiliki satu sifat, artinya walaupun cahaya bersifat dualisme tidak berarti cahaya bisa memiliki sifat keduanya secara bersamaan. Jika dalam suatu kondisi tertentu cahaya berupa partikel maka cahaya tersebut tidak akan memiliki sifat dualisme nya sebagai gelombang, cahaya memang memiliki kedua sifat tersebut tetapi kedua sifat tersebut tidak akan bisa muncul secara bersamaan.
Definisi sifat dualisme adalah sifat kembar atau memiliki dua sifat. Contoh : dualitas gelombang partikel, misalnya cahaya memiliki dua sifat, yaitu sebagai partikel dan sekaligus sebagi gelombang. Cahaya sebagai paritkel dikemukakan oleh Max Planck pada tahun 1901 dalam hipotesisnya yang menyatakan bahwa cahaya merupakan gelombang electromagnet yang terpancar berupa paket-paket energy yang disebut foton. Cahaya sebagai gelombang dijelaskan oleh Louis de Broglie pada tahun 1924 dalam hipotesisnya yang menerangkan hubungan antara panjang gelombang λ dengan momentum (p).
METODE PENELITIAN
Alat dan Bahan
Susunan set lengkap afak fotolistrik
Lampu kalium untuk sumber cahaya polikromatik
Travo universal sebagai sumber tegangan
Tahanan geser untuk menghitung arus dan tegangan
Multimeter berfungsi untuk mengatur arus dan tegangan
Skema Alat
Keterangan:
Lampu kalium
Lensa cembung
Lensa cembung
Prisma
Tabung hampa udara
Celah sempit
Cermin
Diagram Alir
mulaiMenyiapkan peralatan efek fotolistrikMenyalakan sumber daya dan mengatur cahaya polikromatik dari lampu kaliumMengatur tegangan sama dengan nolV=0Mencatat nilai arus yang terbacaMengatur tahanan geser sehingga arus sama dengan nolI=0Mencatat nilai tegangan yang terbacaMengulangi untuk berbagai spektrum warna yang dihasilkan oleh lampu kaliumselesaimulaiMenyiapkan peralatan efek fotolistrikMenyalakan sumber daya dan mengatur cahaya polikromatik dari lampu kaliumMengatur tegangan sama dengan nolV=0Mencatat nilai arus yang terbacaMengatur tahanan geser sehingga arus sama dengan nolI=0Mencatat nilai tegangan yang terbacaMengulangi untuk berbagai spektrum warna yang dihasilkan oleh lampu kaliumselesai
mulai
Menyiapkan peralatan efek fotolistrik
Menyalakan sumber daya dan mengatur cahaya polikromatik dari lampu kalium
Mengatur tegangan sama dengan nol
V=0
Mencatat nilai arus yang terbaca
Mengatur tahanan geser sehingga arus sama dengan nol
I=0
Mencatat nilai tegangan yang terbaca
Mengulangi untuk berbagai spektrum warna yang dihasilkan oleh lampu kalium
selesai
mulai
Menyiapkan peralatan efek fotolistrik
Menyalakan sumber daya dan mengatur cahaya polikromatik dari lampu kalium
Mengatur tegangan sama dengan nol
V=0
Mencatat nilai arus yang terbaca
Mengatur tahanan geser sehingga arus sama dengan nol
I=0
Mencatat nilai tegangan yang terbaca
Mengulangi untuk berbagai spektrum warna yang dihasilkan oleh lampu kalium
selesai
Gambar 3.3 Diagram alir percobaan efek fotolistrik
Cahaya lampu kalium masuk ke lensa cembung yang merupakan lensa pengumpul sehingga cahaya terfokuskanCahaya melewati celah tunggal agar berkas cahaya lebih fokusCahaya memasuki prisma dimana terjadi dispersi terhadap berkas cahaya sehingga terbentuk spektrum beberapa warna yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan unguCahaya yang telah teruraikan menjadi beberapa warna tersebut dipantulkan oleh cermin agar masuk ke lubang elektrodaFoton yang ikut masuk ke dalam tabung elektroda akan mengenai logam dan memberikan energinya kepada elektron logam untuk melepaskan diri dari orbitnya dan sebagian diubah menjadi energi kinetikElektron bergerak sehingga timbul arus listrik yang terukur dan terbukti adanya efek fotolistrikApabila energi penghambat potensial listrik diluar sama dengan atau lebih besar dari energi kinetik elektron yang terlepas dari logam, maka aliran elektron serta arus akan berhenti. Potensial tersebut disebut potensial penghentiCahaya lampu kalium masuk ke lensa cembung yang merupakan lensa pengumpul sehingga cahaya terfokuskanCahaya melewati celah tunggal agar berkas cahaya lebih fokusCahaya memasuki prisma dimana terjadi dispersi terhadap berkas cahaya sehingga terbentuk spektrum beberapa warna yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan unguCahaya yang telah teruraikan menjadi beberapa warna tersebut dipantulkan oleh cermin agar masuk ke lubang elektrodaFoton yang ikut masuk ke dalam tabung elektroda akan mengenai logam dan memberikan energinya kepada elektron logam untuk melepaskan diri dari orbitnya dan sebagian diubah menjadi energi kinetikElektron bergerak sehingga timbul arus listrik yang terukur dan terbukti adanya efek fotolistrikApabila energi penghambat potensial listrik diluar sama dengan atau lebih besar dari energi kinetik elektron yang terlepas dari logam, maka aliran elektron serta arus akan berhenti. Potensial tersebut disebut potensial penghenti Diagram Fisis
Cahaya lampu kalium masuk ke lensa cembung yang merupakan lensa pengumpul sehingga cahaya terfokuskan
Cahaya melewati celah tunggal agar berkas cahaya lebih fokus
Cahaya memasuki prisma dimana terjadi dispersi terhadap berkas cahaya sehingga terbentuk spektrum beberapa warna yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu
Cahaya yang telah teruraikan menjadi beberapa warna tersebut dipantulkan oleh cermin agar masuk ke lubang elektroda
Foton yang ikut masuk ke dalam tabung elektroda akan mengenai logam dan memberikan energinya kepada elektron logam untuk melepaskan diri dari orbitnya dan sebagian diubah menjadi energi kinetik
Elektron bergerak sehingga timbul arus listrik yang terukur dan terbukti adanya efek fotolistrik
Apabila energi penghambat potensial listrik diluar sama dengan atau lebih besar dari energi kinetik elektron yang terlepas dari logam, maka aliran elektron serta arus akan berhenti. Potensial tersebut disebut potensial penghenti
Cahaya lampu kalium masuk ke lensa cembung yang merupakan lensa pengumpul sehingga cahaya terfokuskan
Cahaya melewati celah tunggal agar berkas cahaya lebih fokus
Cahaya memasuki prisma dimana terjadi dispersi terhadap berkas cahaya sehingga terbentuk spektrum beberapa warna yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu
Cahaya yang telah teruraikan menjadi beberapa warna tersebut dipantulkan oleh cermin agar masuk ke lubang elektroda
Foton yang ikut masuk ke dalam tabung elektroda akan mengenai logam dan memberikan energinya kepada elektron logam untuk melepaskan diri dari orbitnya dan sebagian diubah menjadi energi kinetik
Elektron bergerak sehingga timbul arus listrik yang terukur dan terbukti adanya efek fotolistrik
Apabila energi penghambat potensial listrik diluar sama dengan atau lebih besar dari energi kinetik elektron yang terlepas dari logam, maka aliran elektron serta arus akan berhenti. Potensial tersebut disebut potensial penghenti
Gambar 3.4 Diagram fisis percobaan efek fotolistrik
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Percobaan ini berjudul efek fotolistrik yang bertujuan memahami dualisme cahaya dan menentukan besarnya gaya kuantum Planck dengan efek fotolistrik lampu kalium fotolistrik,trafo universal,tahanan geser,multimeter dan instrument kumparan putar,Konstanta planck dapat dengan mengubah arus (I=0) untuk mendapat nilai V(tegangan) dan juga mengubah tegangan (V=0) untuk mendapatkan nilai I(arus).Dengan menggunakan nilai tegangan,dibuat persamaan antara tegangan dengan frekuensi untuk masing-masing gelombang.
Pada saat lampu kalium yang berupa sinar polikromatis dinyalakan,foton bergerak dengan membawa energy sebesar hf kemudian foton bergerak melewati lensa cembung dimana fungsi dari lensa cembung sebagai lensa pengumpul cahaya yang kemudian cahaya tersebut melewatu suatu lensa Penggambar.Setelah melewati suatu lensa penggambat cahaya melewati prisma yang berfungsi untuk mendispersi cahaya(Menguraikan cahaya menurut panjang gelombangnya),yang kemudian kita akan memilih panjang gelombang yang diinginkan dengan melewatkanya pada sebuah celah sempit.Spektrum warna yang terbentuk sama seperti warna pelangi yaitu merah,jingga,kuning,hijau,biru,nila,dan ungu.Spektrum-Spektrum warna hasil dari disperse kemudian diteruskan melewati sebuah cermin dimana cermin tersebut berfungsi untuk memilih panjang gelombang yangdiperlukan dengan cara mengubah posisi cermin pada sudut tertentu terhadap garis normal bidang prisma.Ketika panjang gelombang yang diinginkan sudah sesuai,maka spectrum warna tersebut dapat dilihat melalui sebuah lubang kecil yang berdiameter 4mm.Foton menabrak permukaan logam yang memiliki electron-elektron yang tersebar dipermukaan .Ketika foton mengenai electron-elektron yang berada dikulit luar,electron menyerap energy foton seluruhnya akibat dari electron yang menerima energy foton seluruhnya.Elektron tersebut keluar dengan membawa energy kinetic.Dengan adanaya energy kinetic,maka electron bergerak sehingga menimbulkan arus.Arus yang timbul kemudian diukur menggunakan multimeter.Hambatan geser digunakan untuk mengubah arus (I) Menjadi nol dan mengubah tegangan(V0 menjadi nol.Sehingga nilai arus dapat diukur ketika V=0 dan nilai tegangan dapat diukur ketika I=0.Masing-masing spektrumwarna memiliki panjang gelombang dan nilai frekuensi yang berbeda-beda.
Bedasarkan dari hasil yang didapatkan menurut masing-masing spectrum warna,diperoleh iali rata-rata besar konstanta planck(h) sebesar: h=1,68x10-34 Js/kg.Dari hasil rata-rata yang diperoleh ,masi sangat jauh disbanding dengan referensi yang nilainya sebesar 6,626 × 10-34 Js/kg
V KESIMPULAN
a.Efek Fotolistrik dapat terjadi bila foton dengan energinya dapat diserap oleh electron pada atom (katoda) dan menyebabkan electron terlepas dari atom
b.Frekusensi Foton harus lebih tinggi dari frekusensi ambangnya,semakin besar frekuensi foton,maka semakin besar pula potensial henti yang diperlukan untuk menghambat efek fotolistriknya.
c.Didapat nilai rata-rata konstanta planck sebesar h=1,68x10-34 Js/kg yang besarnya masih jauh dari referensi yaitu sebesar sebesar 6,626 × 10-34 Js/kg.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Anam, Choirul ,dkk. 2007. Buku Ajar Mata Kuliah : FISIKA NUKLIR. Semarang:UNDIP.
[2] Haliday dan Resnick. 1996. "Fisika jilid 2". Jakarta: Erlangga.
[3] Krane, Kenneth. 1992. FISIKA MODERN. Jakarta:Penerbit Universitas Indonesia.
[4] Sucipto, 2010. "Getaran dan Gelombang". Universitas Sumatra Utara: Jurusan Fisika.
[5] Susanto, Efinda. 2013. "Efek Fotolistrik" Universitas Airlangga: Jurusan Fisika.
[6] Beisser, A., 1999, Applied Physics, New York: McGraw-Hill, Inc
