=
=
=
=
2.9
Dari persamaan ini, jika dimasukkan nilai N, R, dan maka akan
diperoleh besarnya medan magnet dari instrumen sebagai fungsi arus.
2.3.3 Efek Fotolistrik
Efek fotolistrik adalah peristiwa lepasnya elektron dari permukaan logam akibat penyinaran cahaya dengan frekuensi tertentu. Pada efek fotolistrik,
pengaruh penyinaran cahaya pada permukaan logam bukan hanya disebabkan oleh sifat cahaya sebagi gelombang elektromagnetik, 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. Mengenai mekanisme
terjadinya efek fotolistrik disajikan pada Gambar 2.5.
Dwijananti, 2010
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
υ dari cahaya, semuanya harus berenergi sama dan energi E ini berbanding lurus dengan v.
E = h υ
2.10 dengan :
E = Energi Kuantum
h = Tetapan Planck 6,626 x 10
-34
J.s υ= Frekuensi
Pada peristiwa efek fotolistrik ini, terdapat beberapa hal yang tidak dapat dijelaskan oleh pemahaman klasik, antara lain :
1 Tidak ada keterlambatan waktu antara datangnya cahaya pada permukaan
logam dan terpancarnya elektron. 2
Energi fotoelektron bergantung pada frekuensi cahaya.
Gambar 2.5 Mekanisme Efek fotolistrik
Energi kinetik elektron, energi cahaya, dan energi minimum dari cahaya yang diperbolehkan memiliki hubungan :
E
K
= E
f
- ϕ
2.11 Jelas, jika energi foton E
f
kurang dari energi minimum
fungsi kerja, maka tidak ada elektron yang terpancar. Sehingga dengan rumusan Planck tentang
energi persamaan pada 2.10 dan persamaan 2.11 dapat dituliskan sebagai : E
K
h υ
2.12
Energi minimum
e υ
disebut sebagai fungsi kerjawork function dari logam. Dari persamaan 2.12 diperoleh :
E h
υ
untuk E
K
= 0 h
υ
υ
h
2.13 Berdasarkan data-data eksperimen yang dilakukan oleh Richardson dan
Compton pada tahun 1912, emisi pemancaran dari fotolistrik harus memenuhi hukum-hukum dibawah ini :
1 Arus fotolistrik yaitu jumlah elektron yang dipancarkan perdetik
berbanding lurus dengan intensitas sinar datang. 2
Untuk setiap permukaan metal yang fotosensitif, maka akan terdapat suatu harga frekuensi minimal frekuensi ambang diman elektron akan mulai
terpancar.
3 Energi kinetik maksimum dari fotoelektron yang dipancarkan berubah
secara linear dengan frekuensi cahaya yang datang, tetapi tidak bergantung pada intesitas cahaya.
Jika digambarkan tegangan E
max
sebagai fungsi dari dengan intensitas
yang konstan maka akan diperoleh suatu garis lurus dengan tanθ = h dan
memotong sumbu absis di
seperti pada gambar 2.6.
Bertambahnya intensitas cahaya memberi arti bahwa semakin banyak foton yang menumbuk permukaan metal, yang berarti bertambah banyak pula
fotoelektron yang dipancarkan dengan kecepatan yang sama energi kinetik tetap. 4
Untuk suatu permukaan metal, terdapat potensial penghenti V yang
berbanding lurus dengan frekuensi dari sinar datang tetapi tidak bergantung pada intensitasnya. Potensial penghenti
V
adalah beda harga dari potensial penghambatan antara kedua elektroda yang akan menghentikan aliran fotoelektron
yang dipancarkan permukaan logam.
max
2-14
Gambar 2.6 Grafik Ek
max
sebagai fungsi dari frekuensi θ
υ
o
- hυ
o
υ
Beiser, 1999
2.4 Kerangka Berfikir
