EFEK FOTOLISTRIK

Efek Fotolistrik

Gejala terlepasnya elektron pada logam akibat disinari cahaya, atau gelombang elektromagnetik pada umumnya. Elektron yang lepas ini disebut elektron-foto(photoelectron).

Penemuan efek fotolistrik merupakan tonggak sejarah kelahiran fisika modern atau fisika kuantum.

Cahaya monokromatik

A

V

Skema percobaan Efek Fotolistrik

K A

Tabung kuarsa(hampa udara)

K0 Cs0 Cu0

K Cs CusV

1. Diperlukan frekuensi ambang untuk menghasilkan efek fotolistrik

0 sV

0 hheVs

Grafik kebergantungan potensial penghenti terhadap frekuensi cahaya yang digunakan untuk beberapa logam.

1I

2I

3I

sV

Kuat arus fotoelektrik

Potensial penghalang (V)

tetap

2. Ketakbergantungan Potensial Penghenti terhadap Intensitas Cahaya

Arus

fot

oele

ktrik

3 12

321

)3(0V )2(0V )1(0V V

Intensitas cahaya = konstan

(a) (b)

9100

Kuat arus fotoelektrik

Waktu (s)

Grafik hubungan kuat arus fotoelektrik (I) terhadap waktu dihitung saat penyinaran pertama

I

3. Tidak Ada Waktu Tunda Antara Penyinaran Sampai Terjadinya Arus Fotoelektrik

Arus fotoelektrik muncul secara spontan.Meskipun intensitas cahaya yang digunakan sangat rendah hingga mencapai 210 /10 mW

Kuat arus fotoelektrik

Intensitas cahaya (I)

I

Grafik hubungan kuat arus fotoelektrik dengan intensitas cahaya untuk frekuensi tertentu dan logam tertentu. Potensial penghalang dipasang nol

4. Kuat Arus Fotoelektrik Berbanding Lurus Terhadap Intensitas Cahaya

Kuat arus fotoelektrik berbanding lurus dengan intensitas cahaya.Untuk frekuensi cahaya tertentu, cacah elektron-foto yang dilepaskan logam berbanding lurus dengan intensitas cahaya.

I

Penjelasan berdasarkan fisika klasik

1. Diperlukan frekuensi ambang untuk menghasilkan efek fotolistrik.

Tidak dapat dijelaskan dengan teori klasik. Efek fotolistrik hanya tergantung pada intensitas cahaya, bukan pada frekuensi cahaya.

2. Ketakbergantungan Potensial Penghenti terhadap Intensitas Cahaya

Tidak dapat dijelaskan dengan teori klasik. Berdasarkan teori klasik, mestinya nilai potensial penghenti ini bergantung pada intensitas cahaya. Sebab, intensitas cahaya berbanding lurus dengan energi yang diserap elektron sehingga energi kinetik elektron juga semakin besar, seharusnya diperlukan potensial penghenti yang semakin besar pula.

Dasar Faham cahaya sebagai gelombang

3. Tidak Ada Waktu Tunda Antara Penyinaran Sampai Terjadinya Arus Fotoelektrik

Jika intensitas cahaya sangat lemah maka diperlukan waktu yang cukup lama bagi elektron untuk mengumpulkan energi agar dapat melepaskan diri dari ikatannya.

4. Kuat Arus Fotoelektrik Berbanding Lurus Terhadap Intensitas Cahaya

Sesuai dengan teori cahaya sebagai gelombang. Jika intensitas dinaikkan maka energi yang diterima elektron juga meningkat. Akibatnya cacah elektron-foto yang dihasilkan juga meningkat sehingga arus fotoelektrik yang dihasilkan juga meningkat.

Penjelasan teori Einstein : Pengkuantuman cahaya

(a)Distribusi energi kontinu

(b)Distribusi energi diskrit/ paket

Dasar Faham cahaya sebagai partikel

Lepas tidaknya elektron hanya tergantung pada besarnya energi foton yang membenturnya. Karena energi foton hanya tergantung pada frekuensi.

Definisi Intensitas cahaya berdasarkan faham cahaya sebagai partikel(foton).Energi tiap foton dikalikan cacah foton yang menembus satu satuan luas permukaan secara tegak lurus tiap satu satuan waktu. Potensial penghenti adalah besarnya potensial untuk menghentikan elektron yang paling cepat.

Karena proses transfer energi dari foton ke elektron berlangsung satu lawan satu maka besarnya energi kinetik elektron hanya tergantung pada besarnya energi foton yang membenturnya.

0 hKh maks

0 hhKmaks

1. Diperlukan frekuensi ambang untuk menghasilkan efek fotolistrik.

2. Ketakbergantungan Potensial Penghenti terhadap Intensitas Cahaya

Transfer energi dari foton ke elektron menyerupai benturan antara dua partikel, maka tidak ada waktu tunda.

Intensitas cahaya = cacah foton (menumbuk elektron)Artinya, semakin tinggi intensitasnya maka makin banyak elektron-foto yang dilepaskan logam.

3. Tidak Ada Waktu Tunda Antara Penyinaran Sampai Terjadinya Arus Fotoelektrik

4. Kuat Arus Fotoelektrik Berbanding Lurus Terhadap Intensitas Cahaya