Makalahhertz

MAKALAH FISIKA MODEREN I ‘Heinrich Hertz Experiment’

Disusun oleh: 1. Chrisna SN (0606068133) 2. M. Khari Secario (0606068392)

Kata Pengantar Tantunya kita sudah mengenal salah satu fisikawan termahsyur yang bernama Hertz. Bahkan namanya sendiri sudah diabadikan sebagai satuan frekuensi atas jasanya membuktikan keberadaan gelombang elektromagnet. Tidak hanya itu, salah satu jasanya adalah menemukan efek fotolistrik secara tidak sengaja. Walaupun ia sendiri tidak memperdulikan hal itu, tapi jasanya tersebut telah merubah dunia kita hingga seperti sekarang. Alhasil, banyak orang yang tidak mengetahui bahwa Hertzlah yang pertama kali membuktikan keberadaan efek fotolistrik. Pada makalah ini kami berusaha untuk menjelaskan secara singkat perjalanan seorang Heinrich Hertz dalam penelitiannya yang akan merubah dunia ilmu pengetahuan.

Depok, 25 Oktober 2007

Kelompok 7

2

Daftar Isi Kata pengantar...........................................................................................................2 Daftar isi ....................................................................................................................3 Biodata Hertz.............................................................................................................4 Biografi Hertz ............................................................................................................4 Electromagnetic Research: Maxwell review .............................................................................................5 Photoelectric Research: Penemuan tak disangka .................................................................................7 Pembuktian oleh Hallwach dan Lenard.........................................................7 Penutup ......................................................................................................................9

3

Biodata Hertz Nama

Heinrich Rudolf Hertz

Lahir

Hamburg, Jerman 22 Februari 1857

Meninggal

Bonn, Jerman 1 Januari 1894

Alamat

Jerman

Kebangsaan

Jerman

Keahlian

Fisika dan teknik elektro

Institusi

University of Kiel University of Karlsruhe University of Bonn

Almamater

University of Munich University of Berlin

PA

Hermann von Helmholtz

Penelitian

Radiasi Elektromagnetik

Tanda Tangan

Biografi Hertz Masa-masa awal Heinrich Hertz lahir di Hamburg Jerman dari pasangan Gustav Ferdinand Hertz dan Anna Elisabeth Pfefferkorn. Ayahnya adalah seorang penasihat hokum di Hamburg. Sedangkan ibunya adalah anak dari seorang dokter tentara. Saat melanjutkan pendidikannya di Universitas Hamburg, ia menunjukkan kecerdasannya pada sains sama baiknya seperti pada kemampuan bahasanya ketika mempelajari bahasa arab dan bahasa sansekerta. Ia belajar di Dresden, Munich dan Berlin oleh dua orang gurunya, Gustav R. Kirchhoff dan Hermann von Helmholtz. Ia mendapat PhD pada 1880 dan menjadi murid Helmholtz samapai 1883. Pada 1885 ia menjadi professor di Universitas Karlsruhe ketika meneliti gelombang elektromagnet. Meteorologi 4

Hertz menjadi sangat tertarik pada metorologi karena pertemuannya dengan Wilhelm von Bezold yang merupakan professor Hertz ketika mengikuti kuliah praktek di politeknik Munich. Meski begitu, Hertz tidak berkontribusi banyak pada bidangnya kecuali pada masamasa awal ketika ia menjadi asisten di Helmholtz di Berlin. Termasuk penelitiannya mengenai penguapan cairan, jenis terbaru dari hygrometer, dan penjelasan grafik mengenai udara dengan keadaan adiabatik.

Ahli Kontak Pada 1881-1882, Hertz mempublikasikan dua artikel yang dikenal juga dengan bidang ahli kontak. Hertz sangat dikenal untuk kontribusinya di bidang listrik dinamis. Banyak paper yang merujuk pada dua artikelnya sebagai sumber untuk beberapa ide. Namun, majalah Boussinesq mengeluarkan beberapa kritikan pada pekerjaan Hertz.

Electromagnetic Research Maxwell Review Sekitar abad ke 19, Maxwell menyatakan persamaan nya yang cukup mengejutkan dunia Fisika. Salah satunya menyatakan adanya gelombang elektromagnetik. Namun, saat itu belum dapat dibuktikan. Karna itu, Heinrich Hertz mencoba untuk membuktikan keberadaan gelombang elektromagnetik itu. Loop Penerima

Gelombang Elektromagnetik

leyden Jar

Spark Gap

Coil Saklar

Baterai

Gambar 1. Skematik Percobaan Hertz secara konsep

5

Secara teori, Hertz menyadari bahwa gelombang elektromagnetik yang dinyatakan Maxwell merupakan gabungan dari gelombang listrik dan gelombang magnetik secara saling tegak lurus. Begitu pula dengan arah geraknya. Karena gelombang tersebut mengantung gelombang

listrik,

maka

Hertz

mencoba

membuktikan

keberadaan

gelombang

elektromagnetik tersebut melalui keberadaan gelombang listriknya yang diradiasikan oleh rangkaian pemancar. Hertz mencoba membuat rangkaian pemancar sederhana dengan bantuan trafo untuk memperkuat tegangan dan kapasitor sebagai penampung muatannya. Karena ada arus pergeseran pada gap pemancar, diharapkan ada radiasi gelombang elektromagnetik yang akan dipancarkan. Karena secara teori, dari percikan yang muncul akan dihasilkan gelombang elektromagnetik. Alhasil, pada rangkaian loop penerima yang hanya berupa kawat berbentuk lingkaran yang tanpa diberikan sumber tegangan apapun, ternyata muncul percikan listrik pada gap-nya. Ini membuktikan ada listrik yang mengalir melalui radiasi suatu benda.yang akhirnya terhantarkan ke loop. Karena merasa belum puas, Hertz mencoba untuk menghitung frekuensi pada loop. Ternyata frekuensi yang dihasilkan sama dengan frekuensi pemancar. Ini artinya listrik pada loop berasal dari pemancar itu sendiri. Dengan ini terbuktilah adanya radiasi gelombang elektromagnetik Maxwell. Percobaan Hertz ini juga memicu penemuan telegram tanpa kabel dan radio oleh Marconi. Rangkaian ini ada dalam kaca quartz untuk menghindari sinar UV. Saklar Lempeng Kapasitor Interupter Spark Balls Gap Kosong berukuran mikro

Baterai

Primer

Sekunder

Gambar 2. Rangkaian pemancar Hertz secara sederhana

6

Photoelectric research Penemuan tak disangka Pada tahun 1886, Hertz berhasil membuktikan konsep yang amat paradoks saat itu, yaitu persamaan Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik. Meski begitu, nantinya Einstein akan menggunakan hasil ini untuk membantah beberapa konsep pada fisika klasik mengenai gelombang elektromagnetik. Setelah itu hertz melanjutkan penelitiannya. Hingga akhirnya pada 1887 Hertz melakukan percobaan lanjutan dari hasil pembuktiannya terhadap gelombang elektromagnetik. Hingga ia akhirnya mendapatkan fakta yang cukup menarik tanpa disengaja. Yaitu bahwa muatan listrik akan berkurang jika ada sunar ultraviolet yang jatuh diantara kedua elektrodanya. Itulah alasannya kenapa Hertz memakai tabung quartz untuk melakukan pembuktian Maxwell. Saat itu, Hertz tidak memperhatikan dengan betul apa yang terjadi disana. Sehingga tidak ada hasil penelitian yang lengkap dan jelas mengenai efek tersebut.

Pembuktian oleh Hallwach dan Lenard Hasil dari kedua tokoh ini tidak akan disinggung terlalu banyak karena diluar tujuan makalah ini. Namun kami akan menjelaskan hasil penelitian mereka yang terinspirasi oleh ketidaksengajaan Hertz mengenai efek fotolistrik. Glass Envelope

Quartz Window

B A

Incident Light

G

V

Polarity Reversing Switch

Gambar 3. Skema percobaan fotolistrik

7

Hallwach membuat percobaan dengan rangkaian seperti pada gambar. Tabung kaca terisolasi membentuk ruang hampa di dalamnya. Karena menggunakan kaca quartz, maka tidak ada radiasi ultraviolet yang masuk. Sumber cahaya monokromatik yang masuk melalui quartz window jatuh pada pelat A membebaskan elektron yang disebut fotoelektron. Elektron yang terlepas akan terdeteksi oleh pelat B. dengan ditandainya ada beda potensial antara A dan B yang tercatat pada Galvanometer yang sensitif. Gambar 4 adalah grafik fungsi dari tegangan yang dihasilkan. Meski begitu, ada saat dimana tegangan akan sangat besar,. Ternyata, pada saat arus fotolistrik mencapai nol, ada batas tegangan tertentu yang dinamakan stopping potential. Gambar 5 adalah grafik stopping

I Ia

a

Ib

-

Vo

b

Stopping Potential (V)

potential.

3 2 Vo

1 4

+

0 Applied potencial difference V

8

12 14

Frequency (10 Hz)

Gambar 4. Grafik fungsi V

Gambar 5. Grafik Vo

8

Penutup Hertz adalah orang yang berjasa besar atas penemuannya mengenai gelombang elektromagnetik dan efek fotolistrik. Meski tidak sengaja, segala macam pembuktiannya telah merubah dunia kita menjadi lebih praktis. Walau akhirnya hanya sedikit yang tahu bahwa efek fotolistrik ditemukan pertama kali oleh Hertz. Sekian makalah singkat kami. Semoga dapat memberi manfaat yang besar bagi kita semua.

9