Laporan Akhir.docx

EFEK FOTOLISTRIK (h/e)

Aprilia Candra Wardani Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember [email protected]

Abstrak Efek fotolistrik adalah pengeluaran elektron dari suatu permukaan (biasanya logam) ketika dikenai, dan menyerap, radiasi elektromagnetik (seperti cahaya tampak dan radiasi ultraungu) yang berada di atas frekuensi ambang tergantung pada jenis permukaan. Percobaan efek foto listrik terdapat dua percobaan, percobaan pertama Mengetahui bagaimana pengaruh filter transmisi terhadap potensial penghenti, dan percobaan kedua mengetahui pengaruh frekuensi terhadap potensial penghenti yang digunakan untuk mencari nilai tetapan planck (h). Pengaruh filter transmisi terhadap potensial penghenti yaitu berbanding lurus. Hubungan frekuensi dengan potensial penghenti yaitu berbanding lurus. Berdasarkan hasil eksperimen efek foto listrik, didapatkan nilai konsatnta planck dan fungsi kerja sebagai berikut ℎ = 2,43 𝑥10−14 dan ɸ = 19,74 eV nilai tersebut berbeda jauh dibandingkan dengan literature. Keyword : Efek Fotolistrik , Potensial Penghenti, Filyer Transmisi 1. Pendahuluan Efek fotolistrik dan

hamburan

(biasanya logam) ketika dikenai, dan

compton merupakan salah satu pokok

menyerap,

bahasan yang mempunyai kedudukan

(seperti cahaya tampak dan radiasi

istimewa

ultraungu) yang berada di atas frekuensi

karena

interpretasi

radiasi

elektromagnetik

mekanisme terjadinya peristiwa ini

ambang

telah mengantarkan fisika pada tahapan

permukaan. Elektron yang dipancarkan

baru yang melahirkan fisika kuantum.

biasanya disebut fotoelektron. Efek

Efek fotolistrik adalah pengeluaran

fotolistrik membutuhkan foton dengan

elektron

energi

dari

suatu

permukaan

tergantung

dari beberapa

pada

jenis

electronvolts

sampai lebih dari 1 MeV unsur yang

sehingga salah satu sepektrum cahaya

nomor atomnya tinggi. Studi efek

sumber mengenai bagian tengah jendela

fotolistrik

menyebabkan langkah-

fotodioda. Jendela foto dioda dapat

langkah penting dalam memahami

dilihatdengan memutar silinder hitam

sifat kuantum cahaya, elektron dan

unit h/e ke luar. Pilih sepektrum yang

mempengaruhi pembentukan konsep

paling gerang. Tutup kembali jendela

Dualitas gelombang-partikel ( Barudin,

foto dioda. Tombol push to zero ditekan

2006).

pada

Eksperiman Foto listrik sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari hari

panel

h/e

aparatus

untuk

membuang muatan akumulasi pada foto dioda.

salah satu manfaat yang terdapat pada

Menurut Sutopo (2005), ketika

praktikum efek Foto Listriok yaitu

seberkas cahaya dikenakan pada logam,

pada dunia hiburan. Prinsip kerjanya

ada

yaitu

peralatan

permukaan logam. Gejala ini disebut

elektronika saat itu. Suara dubbing film

efek fotolistrik. Efek fotolistrik diamati

direkam dalam bentuk sinyal optik

melalui prosedur sebagai berikut. Dua

disepanjang pinggiran keping film.

buah pelat logam (lempengan logam

Pada saat film diputar, sinyal ini dibaca

tipis) yang terpisah ditempatkan di

kembali melalui proses efek foto

dalam tabung hampa udara. Di luar

listrikdan sinyal listriknya diperkuat

tabung kedua pelat ini dihubungkan

dengan menggunakan amplifier tabung

satu sama lain dengan kawat. Mula-

sehingga menghasilkan film bersuara

mula tidak ada arus yang mengalir

( Herman, 2014).

karena kedua plat terpisah. Ketika

dengan

bantuan

elektron

yang

keluar

dari

Eksperimen Efek fotolistrik diawali

cahaya yang sesuai dikenakan kepada

dengan set alat rangkaian fotolistrik

salah satu pelat, arus listrik terdeteksi

dengan meletakkan light block di

pada kawat. Ini terjadi akibat adanya

bagian

belakang

sumber

cahaya

elektron-elektron yang lepas dari satu

Sumber

cahaya

merkuri

pelat dan menuju ke Cahaya dipandang

dihidupkan kira-kira 5 menit sehingga

sebagai kuantum energi yang hanya

memancarkan lima sepektrum cahaya.

memiliki energi yang diskrit bukan

h/e apparatus dihidupkan dan diatur

kontinu yang dinyatakan sebagai E = hf.

merkuri.

elektron yang lepas dari logam dan bergerak ke pelat logam yang lain. Tidak

ada

elektron

yang

dilepaskan oleh radiasi di bawah frekuensi ambang, karena elektron tidak mendapatkan energi yang cukup untuk mengatasi ikatan atom (Young & Freedman,2003).

Efek

fotolistrik

dijelaskan secara matematis oleh Albert Einstein yang memperluas kuanta yang dikembangkan

oleh

Max

Planck

(Aubert, 1760). Percobaan efek foto listrik bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengaruh filter transmisi

Gambar 2.1 Efek Foto Listrik (Sumber : Herman, 2014 )

terhadap

yang diserap elektron digunakan untuk lepas dari logam dan untuk bergerak ke pelat logam yang lain. Hal ini dapat dituliskan sebagai Energi cahaya = Energi

ambang + Energi

kinetik

potensial

Mengetahui terhadap

pengaruh potensial

penghenti. frekuensi penghenti.

Mengetahui bagaimana hasil nilai dari tetapan

planck

(h)

berdasarkan

percobaan dan referensi. 2. Metode Eksperimen

maksimum elektron

2.1 Desain Percobaan E = W0 + Ekm hf

(2.1)

Ekm = hf – hf0

(2.2)

Persamaan ini disebut persamaan efek fotolistrik Einstein. Perlu diperhatikan bahwa W0 adalah energi ambang logam atau fungsi kerja logam, f0 adalah frekuensi ambang logam, f adalah frekuensi cahaya yang digunakan, dan Ekm adalah energi kinetik maksimum

Desain percobaan yang digunakan dalam praktikum Efek Fotolistrik yaitu :

Gambar 2.1 Susunan Eksperimen Efek Fotolistrik (h/e) (Sumber : Tim Penyusun, 2018).

𝑁

1 1 Δ𝑐 = Δ𝑚√ ∑ 𝑥𝑖2 = Δ𝑚√ ∑ 𝑓𝑖2 𝑁 𝑁 𝑖=1

2.2 Langkah Kerja Diagram simulasi eksperimen pada Efek Fotolistrik sebagai berikut:

Δy𝑁1/2 Δ𝑚 = (𝑁Σ𝑥𝑖2 − (Σ𝑥𝑖 )2 )1/2 ΔV. 𝑁1/2 = (𝑁Σ𝑓𝑖2 − (Σ𝑓𝑖 )2 )1/2 1

2 𝑁 Δy√𝑁−2 (∑𝑁 𝑖=1 𝑦𝑖 − 𝑚 ∑𝑖=1 𝑥𝑖 𝑦𝑖 − 𝑐

3. HASIL EKSPERIMEN Hasil Eksperimen Efek Foto listrik sebagai berikut : Tabel 3.1 Pengaruh filter transmisi jumlah

foton

terhadap

potensial penghenti Gambar 2.3 Diagram alir Percobaan Efek Fotolistrk

2.3 Analisis Data Analisi data yang digunakan pada eksperimen Efek Fotolistrik sebagai berikut: 𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑐 𝑦 = Δ𝑉 =

𝑚=

ℎ 𝜙 𝑣− 𝑒 𝑒

ℎ NΣ𝑦𝑖 − 𝑚Σ𝑥𝑖 = 𝑒 𝑁Σ𝑥𝑖2 − (Σ𝑥𝑖 )2

𝑐=

𝜙 Σ𝑦𝑖 − 𝑚Σ𝑥𝑖 = 𝑒 𝑁 Gambar 3.1 Grafik Hubungan Filter Transmisi dengan Potensial Penghenti

Tabel

3.2

Pengaruh

frekuensi

gelombang elektromagnetik

terhadap

besar potensial penghenti (Orde Satu) Gambar 3.4 Grafik Hubungan Frekuensi dengan Potensial Penghenti (Orde 2)

4. DISKUSI Berdsarkan data yang diperoleh pada saat praktikum efek foto listrik (h/e), yakni dengan mengubah ngubah filter transmisi yang digunakan mulai dari 20%, 40%, 60%, 80%, dan 100% dapat dijelaskan bahwa pengaruh filter transmisi terhadap potensial penghenti yaitu berbanding lurus artinya ketika Gambar 3.2 Grafik Hubungan Frekuensi dengan Potensial Penghenti (Orde 1)

filter transmisi bertambah besar maka potensial penghenti yang dihasilkan juga semakin besar pula. Hal ini

Tabel

3.3

Pengaruh

frekuensi

transmisi maka cahaya yang lolos

gelombang elektromagnetik

terhadap

besar potensial penghenti (Orde Dua)

disebabkan karena semakin besar filter

semakin besar sehingga potesnsial penghentinya semakin besar. mengetahui terhadap

pengaruh

potensial

frekuensi penghenti.

Berdasarkan hasil pengolahan data berupa grafik dapat kita lihat bahwa dalam setiap masing-masing frekuensi yang berbeda maka akan menghasilkan beda potensial penghenti yang berbeda

juga. Berdasarkan grafik hubungan

salah

frekuensi dengan potensial penghenti

ketidaktelitian

dapat disimpulkan bahwa hubungan

pengambilan data.

frekuensi dengan potensial penghenti

5. KESIMPULAN DAN SARAN

yaitu berbanding lurus, artinya ketika

5.1 Kesimpulan

frekuensi samakin besar maka potensial

satu

diantaranya

adalah

praktikan

dalam

Kesimpulan

yang

diperoleh

penghenti yang dihasilkan semakin

dalam praktikum efek foto listrik (h/e)

besar pula hal ini ditunjukkan dengan

adalah sebagai berikut:

grafik linier yang meningkat.

1. semakin besar filter transmisi maka

Berdasarkan hasil eksperimen efek foto listrik, didapatkan nilai konsatnta planck dan fungsi kerja sebagai berikut ℎ = 2,43 𝑥10−14 nilai

dan ɸ = -19,74 eV

tersebut

berbeda

jauh

potensial penghenti yang dihasilkan semakin besar. 2. Pengaruh frekuensi cahaya terhadap potensial penghenti yaitu semakin besar

frekuensi

cahaya

maka

dibandingkan dengan literature. Hal ini

potensial penghenti yang dihasilkan

kemungkinan

akan semakin besar pula.

disebabkan

karena

Ruang yang digunakan (alat percobaan fotoelektron)

belum

sehingga masih

udara

pada teori tidak sesuai dengan

molekul-

konstanta planck yang dihasilkan

hampa

terdapat

molekul udara didalamnya sehingga memungkinkan kehilangan

3. Konstanta planck yang dihasilkan

untuk

elektron

energinya

karena

melalui eksperimen. 5.2 Saran Saran

untuk

praktikum

bertumbukan dengen molekul-molekul

selanjutnya yaitu sebelum melakukan

tersebut sehingga pada saat elektron

sebuah percobaan sebaiknya praktikan

sampai

potensial penghalang

harus menguasai materi terlebih dahulu

energinya telah berkurang. Karena

supaya data yang kita peroleh nantinya

energi tersebut berkurang maka nilai Vs

sesuai dengan literatur. Praktikan harus

juga akan berkurang sehingga akan

lebih teliti dalam pengamatan dan

mempengaruhi nilai yang lain. Sebuah

pengambilan data. Praktikan tidak

faktor human error sangat mungkin

boleh malu bertanya pada asisten

mempengaruhi dalan eksperimen ini,

praktikum apabila ada yang kurang

pada

jelas.

beaux arts. Paris: Impr. de S. A. S

DAFTAR PUSTAKA

Sutopo. Daud M., Jasruddin. 2005. Pengantar Fisika Modern. Badan Penerbit UNM Makassar: Makassar.

Fisika Dasar 1. Makassar: Unit Fisika

Kuantum.

Pengantar Malang

:

Fisika Jurusan

Fisika FMIPA UM. Tim Penyusun. 2018. Modul Praktikum

Herman . 2014. Penuntun Praktikum

Laboratorium

2005.

Dasar

Jurusan Fisika FMIPA UNM J. L. Aubert. 1760. Memoires pour l'histoire des sciences et des

Eksperimen

Satu.

Jember:

Universitas Jember Young, Hugh D. Roger A. Freedman. 2003. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh jilid 2. Jakarta: Erlangga.