Efek Fotolistrik

Report
Efek Fotolistrik
Einstein menjelaskan efek fotolistrik
dengan hipotesis kuantum
Albert Einstain
1879-1955
Efek Fotolistrik
Emisi dari electron
sebuah lempengan logam
Efek Fotolistrik adalah fenomena
quantum
electronic
dimana
electrons di emisikan dari bahan
setelah
mengabsorp
sejumlah
energi dari radiasi elektromagnetik
seperti x-rays atau visible light.
Elektron yang diemisikan tersebut,
pada
tinjauan
ini
adalah
photoelectrons. Efek ini juga
dinamakan Hertz Effect, karena
ditemukan oleh Heinrich Rudolf
Hertz.
Photoelectric effect
Energi dari photon = Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan
sebuah electron + energi kinetik dari elektron yang dilepaskan
hv 
1 2
mv  
2
1.4
 Merupakam fungsi kerja dari logam, hampir mirip dengan
energi ionisasi logam tersebut.
Energi Kinetik tidak mungkin negatif, sehingga persamaan 1.4
dapat ditulis
hv  
Frekuensi minimum yang dibutuhkan, yakni yang digunakan untuk
mencapai fungsi kerja dari logam tersebut. Yang dikenal dengan
“threshold frequency” (vo)
hvo  
1.5
Efek Fotolistrik
Bagaimana menentukan nilai energi kinetik elektron ?
• Jika elektron bergerak menuju elektrode bermuatan negatif,
maka geraknya akan diperlambat karena melawan potensial
listrik yang diberikan. Apabila potensial listrik terus
ditingkatkan, maka elektron akan benar – benar “berhenti”.
Nilai potensial yang dibutuhkan, disebut sebagai “stopping
potential”
• Pada “stopping potential” tersebut, energi kinetik dari
elektron setara dengan potensial yang diberikan.
1 2
mv  eV s
2
Dengan Vs adalah nilai “stopping potential”
Efek Fotolistrik
1 2
hv  mv  
2
hvo  
1 2
mv  eV s
2
 eVs  hv  hvo
Persamaan diatas menunjukkan bahwa plot grafik dari Vs versus v
akan memberikan sebuah garis lurus. Yang sesuai dengan hasil
experimen dan nilai kemiringan (slope) adalah h/-e
Efek Fotolistrik
Bagaimana menyatakan fungsi kerja,  dalam
nilai electron volts (eV) ?
Efek Fotolistrik
Bagaimana menyatakan fungsi kerja,  dalam
nilai electron volts (eV) ?
1 ev adalah, energi ketika sebuah partikel
dengan muatan sama seperti elektron
(atau proton) melewati sebuah daerah
dengan potensial sebesar 1volt
(1 coulomb x 1 volt= 1 joule)
1eV = (1.602x10-19C)(1V) = 1.602x10-19J
Contoh Soal:
• Nilai fungsi kerja dari logam natrium
adalah 1.82 ev,, berapakah ”threshold
frequency (vo)” natrium ?
Contoh Soal
Nilai fungsi kerja dari logam natrium adalah 1.82 ev,, berapakah
”threshold frequency (vo)” natrium ?
Penyelesaian :
Mengubah nilai  dari eV menjadi joule
1.602x1019 J
  1.82eV  (1.82eV )(
)  2.92x1019 J
eV
Dengan
hvo  
2.92x1019 J
14 1
14
vo 

4
.
40
x
10
s

4
.
40
x
10
Hz
34
6.626x10 Js
Contoh Soal
• Logam Lithium di radiasi dengan cahaya,
diketahui nilai “stopping potential” 1.83
V untuk =3000Å dan 0.80 V untuk
=4000 Å. Dari data tersebut dan
muatan elektron, tentukan (a) konstanta
Planck, (b) potensial threshold, dan ©
fungsi kerja logam lithium
Penyelesaian (a):
 eVs  e(V1  V2 )
 eVs  hv  hvo  h(v  vo )  hc(
1
1

1
2
)
 e(1.83V  0.80V )  (2.49x1014 Hz)h
1
h
1.03V

 4.14x10  15JsC
14
 e 2.49x10 Hz
h  (4.14x1015 JsC 1 )(1.602x1019 C )  6.63x1034 Js
Penyelesaian (b):
Menggunakan data saat = 3000Å
hc
(1.602x10 C )(1.83V ) 
 hvo
7
3.00x10 m
vo  5.57x1014 Hz
19
Penyelesaian (c):
hvo  
  3.69x10 J  2.30eV
19
Kesimpulan
• Menggunakan nilai muatan dari elektron,
Einstein memperoleh nilai dari konstanta
planck, mirip dengan nilai yang didapatkan
dari persamaan radiasi benda hitam
• Dua eksperimen yang sangat berbeda
(radiasi benda hitam, dan efek fotolistrik)
menghasilkan konstanta kuantisasi (h)
yang universal
Permasalahan
1. Pada panjang gelombang berapa, sebuah
benda hitam akan menghasilkan nilai energi
yang maksimum, jika terjadi pada (a) T=300K?
(b) T=3000K? dan (c) T=10,000 K?
2. Sirius, sebuah bintang yang paling panas.
Diperkirakan mempunyai radiasi dengan
max=2600.
Tentukan
temperatur
permukaan bintang sirius tersebut.
Permasalahan
3. Diberikan fungsi kerja dari Chromium adalah
4.40 eV. Hitunglah energi kinetik dari
elektron yang diemisikan dari permukaan
chromium saat diradiasi dengan ultraviolet
dengan  = 2000A! Berapakah nilai
“stopping potential” untuk elektron
tersebut?
Permasalahan
4. Ketika permukaan perak diradiasi dengan
sinar pada  230 nm, nilai “stopping
potential” dari elektron tersebut adalah
0.80 V. Hitunglah fungsi kerja dan
“threshold frequency” dari perak !

similar documents