Efek Fotolistrik

Pengertian Efek Fotolistrik

Efek fotolistrik adalah fenomena terlepasnya elektron logam akibat disinari cahaya. Ditinjau dari perspektif sejarah, penemuan efek fotolistrik merupakan salah satu tonggak sejarah kelahiran fisika kuantum. Untuk merumuskan teori yang cocok dengan eksperimen, kita dihadapkan pada situasi dimana paham klasik yang selama puluhan tahun diyakini sebagai paham yang benar, terpaksa harus dirombak.

Paham yang dimaksud adalah konsep cahaya sebagai gelombang tidak dirombak, fenomena efek fotolistrik tidak dapat dijelaskan secara baik. Paham yang baru yang mampu menjelaskan secara teoritis fenomena efek fotolistrik adalah bahwa cahaya sebagai partikel namun demikian, munculnya paham baru ini menimbulkan polemik baru.

Penyebabnya adalah bahwa paham cahaya sebagai gelombang telah dibuktikan kehandalannya dalam menjelaskan sejumlah besar fenomena yang berkaitan dengan fenomena difraksi, interferensi, dan polarisasi. Sementara itu, fenomena yang disebutkan tadi tidak dapat dijelaskan berdasarkan paham cahaya sebagai partikel. Untuk mengatasi itu, para ahli sepakat bahwa cahaya memiliki sifat ganda : sebagai gelombang dan sebagai partikel.

Hukum Emisi Fotolistrik

1. Untuk logam dan radiasi tertentu, jumlah fotoelektro yang dikeluarkan berbanding lurus dengan intensitas cahaya yg digunakan.
2. Untuk logam tertentu, terdapat frekuensi minimum radiasi. di bawah frekuensi ini fotoelektron tidak bisa dipancarkan.
3. Di atas frekuensi tersebut, energi kinetik yang dipancarkan fotoelektron tidak bergantung pada intensitas cahaya, namun bergantung pada frekuensi cahaya.
4. Perbedaan waktu dari radiasi dan pemancaran fotoelektron sangat kecil, kurang dari 10^-9 detik.

Efek Fotolistrik

Ketika seberkas cahaya dikenakan pada logam, ada elektron yang keluar dari permukaan logam. Gejala ini disebut efek fotolistrik. Efek fotolistrik diamati melalui prosedur sebagai berikut. Dua buah pelat logam (lempengan logam tipis) yang terpisah ditempatkan di dalam tabung hampa udara. Di luar tabung kedua pelat ini dihubungkan satu sama lain dengan kawat. Mula-mula tidak ada arus yang mengalir karena kedua plat terpisah.

Ketika cahaya yang sesuai dikenakan kepada salah satu pelat, arus listrik terdeteksi pada kawat. Ini terjadi akibat adanya elektron-elektron yang lepas dari satu pelat dan menuju ke pelat lain secara bersama-sama membentuk arus listrik.

Hasil pengamatan terhadap gejala efek fotolistrik memunculkan sejumlah fakta yang merupakan karakteristik dari efek fotolistrik. Karakteristik itu adalah sebagai berikut.

Syarat Fotolistrik

Syarat terjadinya efek fotolistrik adalah:

1. panjang gelombang ambang sinar (datang) > panjang gelombang bahan
2. frekuensi sinar (f) > frekuensi ambang bahan (f_o)
3. energi foton sinar (E_f) >energi ambang bahan (W_o)

Beberapa hal yang perlu diperhatikan berkaitan dengan efek fotolistrik adalah:

1. elektron akan segera terlepas – tanpa perlu waktu tunda
2. Penambahan intensitas dari cahaya akan menambah jumlah elektron yang terlepas, tetapi tidak menambah besar energi kinetik
3. Cahaya merah tidak akan menyebabkan keluarnya elektron, berapapun besar intensitasnya. Cahaya violet (ungu) yang lemah akan mengeluarkan sedikit elektron, tetapi besar energi kinetik maksimum akan bertambah dibandingkan untuk intensitas cahaya yang panjang gelombannya lebih besar.

Prosedur Percobaan

1. Setelah system peralatan disusun seperti gambar dalam teori, kemudian dinyalakan.
2. Mengatur diafragma pada lampu sumber cahaya.
3. Memasang filter pada sumber cahaya dengan λ= 5460,74 Aº
4. Mengeset bahwa saat belum ada cahaya yang masuk galvanometer dan voltmeter harus menunjukkan angka nol, membuka lubang penutup sehingga cahaya bias masuk ke fotosel kemudian mengatur galvanometer agar menunjukkan angka yang sama dengan angka nol, kemudian mencatat tegangan yang ditunjukkan oleh multimeter.
5. Mengulangi langkah 3 dan 4 dengan mengganti filter yang lain untuk panjang gelombang berturut-turut secara bargantian dengan λ  = 4347,50 dan 4046,56 Aº

Contoh Efekfotolistrik

Penerapan fotolistrik dalam kehidupan adalah dalam dunia hiburan. dengan bantuan peralatan elektronika saat itu, suara dubbing film direkam dalam bentuk sinyal optik di sepanjang pinggir keping film. pada saat film diputas, sinyal ini dibaca kembali melalui proses efek fotolistrik dan sinyal listriknya di perkuat dengan menggunakan amplifier tabung sehingga menghasilkan film bersuara

Rumus Efek Fotolistrik

Efek fotolistrik ini ditemukan oleh Albert Einstein, yang menganggap bahwa cahaya (foton) yang mengenai logam bersifat sebagai partikel

Energi kinetik foto elektron yang terlepas:

Ek = h f – h fo

Hf    = energi foton yang menyinari logam

Hfo  = Fo frekuensi ambang = fungsi kerja

        = energi minimum untuk melepaskan electron

E      = muatan electron = 1.6 x 10 -19 C

Vo    = potensial penghenti

Ek maks = e Vo

Proses kebalikan foto listrik adalah proses pembentukan sinar X yaitu proses perubahan energi kinetik elektron yang bergerak menjadi gelombang elektromagnetik (disebut juga proses Bremmsstrahlung).

Demikianlah artikel dari duniapendidikan.co.id mengenai Efek Fotolistrik : Syarat, Percobaan, Contoh, Rumus, Pengertian, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.