Rumusan Rayleigh-Jeans Radiasi Benda Hitam
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: FENOMENA KUANTUM
KELOMPOK KOMPETENSI I
37
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata pelajaran Fisika SMA
Gambar 2.4 Skema perangkat percobaan efek fotolistrik
Fenomena efek fotolistrik terjadi ketika cahaya monokromatis yang ditembakkan menuju tabung yang selanjutnya mengenai pelat anoda
yang potensialnya dibuat lebih besar dari potensial katoda. Untuk cahaya dengan frekuensi tertentu, ternyata galvanometer G mendeteksi
adanya arus listrik. Hal ini menunjukkan bahwa elektron yang dipancarkan pelat anoda tersebut mampu mencapai pelat katoda, hal
ini juga berarti bahwa ketika terlepas dari pelat anoda elektron sudah memiliki energi kinetik yang cukup besar untuk menembus potensial
penghalang yang dipasang antara pelat anoda dan katoda, untuk menghentikan gerakan elektron ini diperlukan suatu potensial
penghalang stopping potensial, V
S
. Besarnya stopping potensial V
S
ini dapat diatur dengan menggeser ke kiri atau ke kanan titik a pada potensiometer. Ketika kita menggeser titik a ke kiri berarti memperbesar
hambatan potensiometer, sehingga akibatnya teganganpotensial antara anoda dengan katoda mengecil, dan sebaliknya apabila titik a
digeser ke kanan, hambatan potensiometer akan mengecil, akibatnya tegangan antara anoda dengan katoda membesar. Jika V diperbesar
maka jumlah elektron yang mencapai pelat K akan berkurang sehingga arusnya menjadi semakin kecil. Hingga pada beda potensial V tertentu
elektron-elektron ini tidak bergerak sehingga tidak ada arus yang mengalir. Potensial V ini disebut potensial pemberhenti yang
dilambangkan dengan
s
V
.
Foton
G V
+ -
Potensiometer
a
Anoda Katoda
Voltmeter
Galvanometer Elemen
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: FENOMENA KUANTUM
KELOMPOK KOMPETENSI I
38
Fenomena arus fotolistrik yang ditunjukkan pada eksperimen efek fotolistrik terdapat beberapa fenomena yang tidak dapat dijelaskan
dengan teori fisika klasik, sebagai berikut.
tidak adanya waktu tunda antara penyinaran sampai terjadinya arus fotoelektrik
energi kinetik fotoelektron tidak bergantung pada intensitas
sinarfoton sebagaimana menurut teori fisika klasik tetapi hanya bergantung pada frekuensi sinarfoton
diperlukan frekuensi ambang untuk menghasilkan arus fotolistrik
dan setiap jenis bahanlogam memiliki fekuensi ambang yang berbeda-beda
kuat arus fotoelektrik dipengaruhi oleh intensitas penyinaran.
Dalam menjelaskan fenomena efek fotolistrik, Albert Einstein menggunakan teori kuantum sebagai landasan berpikir. Einstein
mengemukakan bahwa energi yang dibawa oleh cahayasinar terdistribusi secara diskrit terkuantisasi tidak kontinyu seperti yang
diungkapkan dalam teori gelombang, sama artinya dengan menganggap bahwa cahayasinar berperilaku sebagai partikel foton.
Pada gambar berikut, cahaya yang merupakan paket energi foton yang bersifat seperti partikel tetapi tidak bermassa yang memiliki energi
hf
dengan h = 6,634x10
-34
J.s dan f frekuensi cahaya yang digunakan, sehingga fenomena efek fotolistrik dapat dijelaskan dengan
konsep tumbukan, seperti pada gambar berikut.
Gambar 2.5 Permukaan logam yang disinari dengan
frekuensi sinar tertentu
dan f
f
hf E
=
dan f
f
hf hf
EK
maks
− =
= EK
logam
f f