PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: FISIKA KUANTUM KELOMPOK KOMPETENSI I
26
No Pandangan Fisika Klasik Teori Gelombang tentang
Radiasi Benda Hitam Melalui Analisis Rayleigh-Jeans
Pandangan Fisika Modern Teori Kuantum tentang Radiasi Benda
Hitam Melalui Analisis Planck
rapat energi spektral yang dihasilkan tidak cocok dengan
eksperimen kususnya untuk frekuensi tinggi daerah ultra
violet
Perlu dicatat langkah-langkah yang dilakukan Rayleigh dan
Jeans sepenuhnya tidak bertentangan dengan teori
yang ada saat itu. Kegagalan ini sekaligus merupakan
kegagalan fisika yang telah dikembangkan sampai saat ini.
Peristiwa itu dalam sejarah fisika, dikenal sebagai bencana
ultraviolet. tersebut dapat dijawab denan
mengamati nilai limit
pada
mendekati pada mendekati nol.
Pencocokan dengan seluruh data eksperimen dilakukan dengan
memilih nilai h. Hasil terbaik dari nilai tersebut adalah
h = 6,634x10
-34
J.s. keberhasilan Planck dalam
memecahkan masalah ini, khususnya yang berkaitan dengan tetapan h ,
sebagai awal lahirnya fisika kuantum
5 Hasil perhitungan Rayleigh-
Jeans
dv v
c T
k dv
v
B T
2 3
8
Hasil perhitungan Planck
dv T
k hv
hv v
c dv
v
B T
1 exp
8
2 3
2. Efek Fotolistrik
Penemuan efek fotolistrik merupakan tonggak sejarah perkembangan fisika kuantum. Pada saat itu orang-orang dihadapkan pada situasi yang mana paham
klasik yang telah mereka yakini sebelumnya terpaksa dirombak menjadi paham baru. Konsepsi yang ada pada paham sebelumnya yaitu menyatakan bahwa
cahaya tersebut merupakan sebuah gelombang. Paham baru yang muncul menyatakan bahwa cahaya sebagai partikel. Konsepsi cahaya sebagai partikel
ini merupakan cikal bakal yang nantinya mampu menjelaskan gejala efek fotolistrik tersebut.
Paham baru yang muncul ini tidak diterima begitu saja olah masyarakan, tetapi menimbulkan suatu polemik dimana cahaya sebagai gelombang telah dibuktikan
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: FISIKA KUANTUM KELOMPOK KOMPETENSI I
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
27
kehandalannya dalam menjelaskan difraksi, interferensi dan polarisasi dimana gejala-gejala ini tidak mampu dijelaskan berdasarkan paham cahaya sebagai
partilel. Oleh karena itu para ahli sepakat bahwa cahaya tersebut memiliki dualisme sifat yaitu cahaya sebagai gelombang dan partikel.
Penemuan gejala efek foto listrik ini diawali oleh eksperimen Heinrich Hertz melalui percobaan tabung lucutan. Ia mengemukakan bahwa lucutan elektrik
akan lebih mudah jika cahaya ultraviolet dijatuhkan pada electron tabung lucutan. Ini membuktikan bahwa cahaya ultraviolet dapat mencabut atau melepaskan
electron dari permukaan logam. Pengamatan gejala efek fotolistrik ini kemudian dilanjutkan oleh P. Lenard dan secara teoritis dijelaskan oleh Einstein.
Alat efek fotolistrik terdiri atas dua plat logam plat anoda yang bermuatan negatif dan plat katoda yang bermuatan positif yang ditempatkan dalam tabung kaca
yang dihampakan dan terpisah pada jarak tertentu, yang berfungsi untuk meminimalkan tabrakan antara elektron-foton dengan molekul gas, tabung kaca
yang dilengkapi dengan jendela, yang terbuat dari bahan kuarsa, dimana melalui jendela inilah berkas cahaya monokromatis ditembakkan ke plat katode sehingga
plat tersebut melapaskan elektron. Dalam rangkaian alat ini juga terdapat galvanometer yang digunakan untuk mendeteksi arus listrik yang dihasilkan, dan
potensiometer diperlukan untuk mengatur beda potensial antara plat anode dan plat katode. Secara skematik perangkat untuk mempelajari efek fotolistrik adalah
seperti pada gambar berikut.
Gambar 2.4 Skema perangkat percobaan efek fotolistrik
Foton
G V
+ -
Potensiometer
a
Anoda Katoda
Voltmeter
Galvanometer Elemen
