Teori Klasik dan Teori Kuantum Planck
Fisika SMAMA XII
224
a. Energi radiasi yang dipancarkan oleh getaran atom-atom
benda hitam berbentuk diskret diskontinu yaitu berupa paket energi yang besarnya :
E = n h f .... 7.3 Dengan
n adalah bilangan kuantum dan f adalah fre- kuensi getaran atom, dan
h adalah konstanta Planck yang besarnya 6,625 x 10
-34
Joule sekon. Karena energinya diskret maka dikatakan energinya
terkuantisasi atau tereksitasi, di mana energi yang boleh diperkenankan
adalah untuk n = 1, 2, 3, ... yang kemudian dikenal sebagai tingkat-tingkat energi atom.
b. Molekul-molekul atau atom-atom akan memancarkan atau menyerap energi dalam bentuk paket-paket energi
diskret yang disebut kuantum atau foton. Setiap foton
memiliki energi sebesar hf. Jika suatu atom menyerap
1 foton, energinya bertambah sebesar hf dan sebaliknya
jika memancarkan satu foton energinya akan berkurang sebesar
hf. Gambar 7.3 menggambarkan tingkat-
tingkat energi atom atau molekul. Gagasan Max Planck baru menyangkut permukaan benda hitam saja.
Kemudian Albert Einstein memperluasnya menjadi lebih
luas yang dengan menggunakan teori kuantum, bahwa
cahaya merupakan pancaran paket-paket energi yang disebut foton.
Teori-teori yang dikemukakan sebelum tahun 1900 sering disebut dengan
fisika klasik, sedang teori setelah tahun 1900 yang dengan diawali teori kuantum Planck ini disebut
fisika modern.
Contoh Soal
Hitunglah energi foton dari gelombang cahaya yang memiliki frekuensi 5.10
14
Hz h = 6,62.10
-34
Js , 1 eV = 1,6 .10
-19
Joule dan 1 Joule = eV
Penyelesaian : Diketahui
: h = 6,62 x 10
-34
Js f = 5 x 10
14
Hz Ditanyakan : E = ...?
Jawab :
E = hf = 6,62 x 10
-34
x 5 x 10
14
= 33,1 x 10
-19
Joule atau
E = eV = 20,69 eV
225
Fisika SMAMA XII
Untuk menguji teori kuantum yang dikemukakan oleh Max Planck, kemudian
Albert Einstein mengadakan suatu pe- nelitian yang bertujuan untuk menyelidiki bahwa cahaya
merupakan pancaran paket-paket energi yang kemudian disebut
foton yang memiliki energi sebesar hf. Percobaan yang dilakukan Einstein lebih dikenal dengan sebutan
efek foto- listrik. Peristiwa efek fotolistrik yaitu terlepasnya elektron dari
permukaan logam karena logam tersebut disinari cahaya.
Soal Latihan :
1. Hitung berapa panjang gelombang foton yang memiliki
energi sebesar 2,75 eV. Jika digunakan h = 6,6 .10
-34
Js dan c = 3.10
8
ms. 2.
Hitung energi foton yang memiliki panjang gelombang 6,0 nm h = 6,62.10
-34
Js dan c = 3.10
8
ms. 3.
Hitung panjang gelombang foton yang memiliki energi se- besar 3.10
-19
joule Jika h = 6,62.10
-34
Js dan c = 3.10
8
ms.
Gambar 7.4
Skema alat untuk menyelidiki efek fotolistrik
Apabila di siang hari yang cuacanya cukup cerah, badan kita akan merasakan lebih panas jika memakai baju hitam dibandingkan dengan
memakai baju putih. Demikian pula bila kita berdiri di dekat tungku yang berwarna hitam akan terasa lebih panas dibandingkan dengan tungku
yang berwarna putih. Jelaskan mengapa bisa demikian coba diskusikan dengan temanmu