Efek Fotolistrik: Pengertian, Proses terjadinya, dan Karakteristiknya

Efek Fotolistrik

HermanAnis.com – Teman-teman semua, pada Seri Fisika Dasar kali ini, kita akan membahas tentang Efek Fotolistrik: Pengertian, Proses terjadinya, dan Karakteristiknya.

A. Pengertian Efek Fotolistrik

Pada tahun yang sama ketika ia mengemukakan teori relativitas, Einstein mengemukakan hasil penemuannya. Ia menemukan bahwa berkas cahaya kadang berlaku sebagai berkas partikel, yaitu dengan menerangkan efek fotolistrik. Efek fotolistrik adalah fenomena fisika di mana cahaya yang jatuh pada permukaan logam menyebabkan pelepasan elektron dari permukaan tersebut. Fenomena ini pertama kali di amati oleh Heinrich Hertz pada tahun 1887, dan penjelasan teoritis yang tepat di berikan oleh Albert Einstein pada tahun 1905.

Efek fotolistrik terjadi ketika partikel-partikel cahaya yang di sebut foton menyerang permukaan logam. Jika energi foton cukup besar, maka foton tersebut dapat memberikan energi yang cukup untuk melepaskan elektron dari logam. Ketika elektron di lepaskan, ia mendapatkan energi kinetik yang di sebabkan oleh energi foton tersebut. Elektron ini kemudian dapat menghasilkan arus listrik jika ada sirkuit yang terhubung dengan logam.

Efek fotolistrik memiliki beberapa karakteristik penting.

  1. Pertama, laju pelepasan elektron bergantung pada intensitas cahaya yang jatuh pada permukaan logam. Semakin tinggi intensitas cahaya, semakin banyak elektron yang di lepaskan.
  2. Kedua, laju pelepasan elektron juga tergantung pada frekuensi cahaya. Hanya foton dengan energi yang cukup tinggi (yang terkait dengan frekuensi yang cukup tinggi) yang dapat melepaskan elektron.
  3. Ketiga, laju pelepasan elektron terjadi secara instan setelah cahaya jatuh pada permukaan logam, tanpa adanya jeda waktu pengisian energi.

Efek fotolistrik memiliki banyak aplikasi penting dalam teknologi modern, termasuk dalam pengembangan sel surya, detektor cahaya, dan kamera digital. Pemahaman tentang efek fotolistrik telah membantu ilmuwan mempelajari sifat partikel-partikel cahaya (foton) dan sifat-sifat elektron dalam materi.

B. Proses terjadinya Efek Fotolistrik

Proses terjadinya efek fotolistrik dapat dijelaskan dengan langkah-langkah berikut:

  1. Cahaya jatuh pada permukaan logam: Ketika cahaya jatuh pada permukaan logam, energi cahaya tersebut di transfer ke elektron dalam logam. Cahaya ini terdiri dari partikel-partikel diskret yang di sebut foton.
  2. Absorpsi energi oleh elektron: Jika energi foton cukup besar, foton akan memberikan energi yang cukup untuk mengatasi gaya tarik elektrostatis yang mengikat elektron dengan logam. Elektron ini dapat menyerap energi dari foton dan meloncat ke tingkat energi yang lebih tinggi dalam logam. Jika energi foton tidak cukup, elektron tidak akan dapat meloncat dan efek fotolistrik tidak akan terjadi.
  3. Pelepasan elektron: Jika elektron yang menyerap energi dari foton memiliki energi kinetik yang cukup besar untuk mengatasi gaya tarik elektrostatis logam, maka elektron akan di lepaskan dari permukaan logam. Elektron ini menjadi bebas dan dapat bergerak secara bebas dalam logam.
  4. Terbentuknya arus listrik: Setelah di lepaskan, elektron dapat bergerak bebas dalam logam dan dapat menyebabkan aliran arus listrik jika ada rangkaian yang terhubung dengan logam tersebut. Arus listrik ini dapat di ukur dan di gunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang jatuh pada permukaan logam.

Penting untuk di catat bahwa efek fotolistrik terjadi secara instan, tanpa adanya jeda waktu pengisian energi. Ini berarti bahwa ketika foton menyerang permukaan logam dan energi foton cukup, elektron akan di lepaskan segera dan tidak ada penundaan dalam pelepasannya.

Penjelasan teoretis yang tepat untuk efek fotolistrik diberikan oleh Albert Einstein pada tahun 1905. Dia mengajukan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel energi diskret yang di sebut foton, dan energi dari setiap foton tergantung pada frekuensinya. Einstein juga mengusulkan bahwa energi foton di terima sepenuhnya oleh satu elektron tunggal dalam logam, dan energi ini di gunakan untuk melepaskan elektron dari logam.

1. Ekperimen efek fotolistrik

Gambar di bawah ini menunjukkan rangkaian yang dapat di gunakan untuk mengamati efek fotolistrik.

Rangkaian Eksperimen Efek Fotolistrik 2
Rangkaian Eksperimen Efek Fotolistrik 1
(c)
Gambar 1. Rangkaian Eksperimen Efek Fotolistrik

Rangkaian ini memiliki sebuah tabung kaca hampa udara yang berisi pelat logam Katoda dan Anoda. Pada saat tabung di tempatkan pada ruang gelap ternyata jarum galvanometer G menunjukkan angka nol (tidak ada arus listrik).

Perhatikan gambar 1 (a), Dengan melihat gambar 6.2. nampak bahwa sebuah piringan logam berlaku sebagai katoda dan kawat berlaku sebagai Anoda berada di dalam tabung vacuum , dimana tidak ada arus yang mengalir dalam tabung. Ketika pelat K di sinari cahaya monokromatis dengan frekuensi tertentu, arus mengalir dari A ke K (elektron mengalir dari K ke A). Ketika cahaya menerangi piringan logam, di temukan ada arus yang mengalir. Arus tersebut hanya mengalir jika λ cahaya < λt ambang.

Misalkan cahaya warna biru dapat menyebabkan arus, sedangkan cahaya warna merah tidak. λt bergantung bahan katoda. Banyak yang telah mencoba menerangkan efek fotolistrik, tapi kurang berhasil. Nampak bahwa berkas cahaya memberikan energi kepada elektron dalam piringan logam dan menyebabkan elektron keluar dari logam.

Berkas cahaya yang lemah pun asalkan mempunyai λ < λt dapat melontarkan elektron. Sebaliknya sekuat apapun berkas cahaya selama λ > λt tidak dapat melontarkan elektron, kecuali jika katoda di panaskan. Tapi ini bukan peristiwa fotolistrik lagi tapi emisi termionik.

Einstein menjelaskan peristiwa fotolistrik dengan asumsi bahwa cahaya terkuantisasi dan menumbuk elektron valensi dalam katoda. Jadi cahaya berisi paket-paket cahaya kecil dengan laju.

Paket-paket ini disebut foton atau kuantum cahaya. Jadi karena cahaya berisi paket-paket atau foton, ketika foton menumbuk permukaan logam, foton memberikan semua energinya kepada elektron. Jika elektron telah punya cukup energi, elektron akan keluar dari permukaan logam dan menjadi bebas.

2. Peristiwa Efek Fotolistrik

Elektron yang terlepas dari logam pada efek fotolistrik
Gambar 1. Elektron yang terlepas dari logam pada efek fotolistrik

Energi yang diperlukan untuk melontarkan elektron dari suatu materi di sebut energi fungsi kerja. Dituliskan sebagai EWF. Sehingga elektron yang teremisikan mempunyai energi,

Kecepatannya tidak dalam daerah relativitas. Energi foton Ef harus ≥ EWF agar dapat membebaskan elektron.

Einstein mengasumsikan bagian radiasi EM dapat di representasikan baik sebagai paket-paket (kuantum) energi ataupun sebagai gelombang, bergantung apa yang kita tinjau. Efek fotolistrik memberikan inspirasi kepada Einstein untuk menyimpulkan sesuatu tentang cahaya dan semua radiasi EM.

Berkas radiasi EM dengan panjang gelombang λ dan frekuensi f berisi sekumpulan foton. Masing-masing foton merupakan paket kecil energi yang menjalar dengan kecepatan seperti juga berkas cahaya. Energi tiap foton adalah,

Nampak bahwa energi foton bertambah jika λ berkurang. Foton-foton cahaya biru mempunyai energi lebih besar dari pada foton-foton cahaya cahaya merah. Foton-foton sinar X mempunyai energi yang sangat tinggi karena λ sinar X sangatlah pendek.

Cahaya yang di representasikan sebagai foton dapat di anggap sebagai partikel tak bermassa dengan energi hf dan hanya bergerak dengan kecepatan c. sekarang kita tahu bahwa konsep Einstein adalah benar. Radiasi EM mempunyai dua sisi mata uang.

Jika ia bergerak dalam ruang, ia berperilaku sebagai gelombang, yaitu dapat berinterferensi, difraksi dan sebagainya. Tetapi ia juga berperilaku sebagai seberkas pulsa-pulsa energi foton, jika ia berinteraksi sebagai partikel dengan materi. Energi masing-masing foton di tentukan oleh λ atau f berkas radiasi.

Terdapat beberapa fakta yang terjadi dalam peristiwa efek fotolistrik:

  1. Ketika intensitas cahaya di perbesar, energi kinetik elektron foto tidak berubah.
  2. Tidak semua cahaya yang ditembakkan ke pelat logam menghasilkan elektron foto (elektron ke luar dari permukaan logam).
  3. Elektron dapat terlepas hampir tanpa selang waktu setelah cahaya di tembakkan ke pelat.
  4. Energi kinetik elektron membesar ketika frekuensi di perbesar.

3. Teori Gelombang

  1. Energi kinetik bertambah apabila intensitas di perbesar.
  2. Efek fotolistrik terjadi pada setiap frekuensi asal intensitasnya memenuhi.
  3. Perlu rentang waktu antara ketika cahaya di tembakkan ke pelat, karena elektron perlu mengumpulkan energi untuk keluar dari pelat.
  4. Tidak dapat menjelaskan energi kinetik elektron membesar ketika frekuensi membesar.

Dari fakta-fakta yang ada, teori gelombang tidak dapat menjelaskan efek fotolistrik. Dengan kata lain, efek fotolistrik hanya dapat di jelaskan apabila cahaya di anggap bukan gelombang.

4. Teori Partikel

  1. Jika intensitas di tambah hanya akan menambah jumlah elektron yang keluar, tidak menambah energi kinetik elektron.
  2. Setiap permukaan logam perlu frekuensi tertentu (frekuensi ambang f0 untuk dapat menghasilkan elektron foto). Jika frekuensi f lebih kecil dari frekuensi ambang, tidak akan ada elektron yang lepas dari logam, berapapun intensitas cahaya.
  3. Elektron lepas dari logam sesaat karena cahaya bersifat partikel (paket energi) sehingga terjadi transfer energi dari foton ke elektron.
  4. Memenuhi persamaan,

Hubungan energi kinetik maksimum dengan fungsi kerja:

Rumus Efek Fotolistrik 1

Hubungan energi kinetik maksimum dengan potensial henti:

Keterangan:

C. Karakteristik Efek Fotolistrik

Efek fotolistrik memiliki tiga karakteristik penting yang tidak dapat di jelaskan oleh fisika klasik. Pertama, tidak adanya jeda waktu. Kedua, energi kinetik fotoelektron yang tidak di pengaruhi oleh intensitas radiasi elektromagnetik. Ketiga, adanya frekuensi cut-off.

Penjelasan dari ketiga karakteristik tersebut adalah sebagai berikut.

1. Tidak adanya jeda waktu

Ketika radiasi elektromagnetik mengenai bahan target di elektroda, saat itu juga elektron di pancarkan dari permukaan bahan, bahkan pada intensitas radiasi elek tro magnetik yang rendah. Tidak adanya jeda waktu antara radiasi elektromagnetik dan keluarnya elektron dari permukaan bahan bertentangan dengan pemahaman kita berdasarkan fisika klasik.

Fisika klasik memperkirakan bahwa untuk radiasi berenergi rendah, di perlukan waktu yang cukup lama sebelum elektron yang diradiasi dapat memperoleh energi yang cukup untuk keluar dari permukaan elektroda. Namun, energi seperti itu tidak bisa di amati.

2. Intensitas radiasi elektromagnetik dan energi kinetik fotoelektron

Kurva hasil eksperimen efek fotolistrik di tunjukkan pada Gambar 2, yang menunjukkan hubungan antara arus listrik dengan beda potensial antara elektroda.

Hubungan antara arus listrik yang dihasilkan terhadap beda potensial yang diberikan pada percobaan efek fotolistrik.
Gambar 2. Hubungan antara arus listrik yang dihasilkan terhadap beda potensial yang diberikan pada percobaan efek fotolistrik.
Sumber: Ali Khumaeni, 2022

Untuk beda potensial positif, arus terus bertambah sampai mencapai puncak dan stabil. Kenaikan beda potensial setelah posisi stabil tidak meningkatkan nilai arus listrik. Intensitas radiasi elektromagnetik yang lebih tinggi menghasilkan nilai arus listrik yang lebih tinggi. Untuk beda potensial yang bernilai negatif, ketika nilai absolut dari beda potensial meningkat, maka nilai arus listrik berkurang dan menjadi nol pada potensial henti (stopping potential).

Pada setiap nilai intensitas radiasi elektromagnetik yang mengenai bahan, baik tinggi ataupun rendah, nilai potensial henti (stopping potential) selalu tetap pada satu nilai. Untuk memahami mengapa hasil ini tidak biasa dari sudut pandang fisika klasik, pertama perlu di analisis energi fotoelektron. Sebuah fotoelektron yang keluar dari permukaan bahan memiliki energi kinetik K.

Ia memperoleh energi ini dari gelombang elektromagnetik yang datang. Di ruang antara elektroda, fotoelektron bergerak di potensial listrik dan energinya berubah sebanyak qΔV, di mana ΔV adalah beda potensial dan q = -e.

Karena tidak ada gaya selain gaya listrik, dengan menerapkan teorema usaha-energi, kita memperoleh energi keseimbangan,

ΔK – eΔK = 0 untuk fotoelektron,

di mana ΔK adalah perubahan energi kinetik fotoelektron. Ketika potensial henti sebesar -ΔVs di berikan, fotoelektron kehilangan energi kinetik awalnya Ki . Dengan demikian, keseimbangan energinya menjadi,

(0 – Ki ) – e(-ΔVs ) = 0,

sehingga Ki = eΔVs .

Jika ada potensial henti, maka energi kinetik maksimum Kmaks yang dapat di miliki fotoelektron adalah energi kinetik awalnya, yang di milikinya pada permukaan fotoelektroda. Oleh karena itu, energi kinetik fotoelektron terbesar dapat langsung di ukur dengan mengukur potensial berhenti:

3. Adanya frekuensi cut-off

Pada kondisi di atas yang telah dijelaskan, kita dapat melihat ketika teori klasik bertentangan dengan hasil eksperimen. Dalam teori klasik, fotoelektron menyerap energi elektromagnetik secara terus-menerus; ini berarti saat kejadian radiasi memiliki intensitas tinggi, energi kinetik dalam persamaan di atas di harapkan bernilai tinggi.

Demikian pula ketika radiasi memiliki intensitas rendah, energi kinetik di harapkan bernilai rendah. Akan tetapi, percobaan menunjukkan bahwa energi kinetik maksimum tidak bergantung pada intensitas cahaya.

Untuk setiap permukaan logam, ada frekuensi minimum radiasi yang datang, yang tidak menghasilkan arus foto. Nilai frekuensi cut-off untuk efek fotolistrik ini adalah sifat fisik logam. Bahan logam yang berbeda memiliki nilai frekuensi cut-off yang berbeda.

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa makin tinggi nilai frekuensi radiasi yang datang, maka energi kinetik fotoelektron makin meningkat sebagaimana di tunjukkan pada gambar 3. Pengukuran untuk semua permukaan logam memberikan hasil plot yang linier dengan kemiringan.

Hubungan antara energi kinetik fotoelektron dengan frekuensi radiasi yang datang
Gambar 3. Hubungan antara energi kinetik fotoelektron dengan frekuensi radiasi yang datang
Sumber: Ali Khumaeni, 2022

Fenomena yang di hasilkan dalam eskperimen efek fotolistrik tidak sesuai dengan konsep pemahaman dalam fisika klasik. Menurut fisika klasik, energi kinetik fotoelektron seharusnya tidak bergantung pada frekuensi radiasi yang datang dan tidak boleh ada frekuensi cut-off.

Sebaliknya, menurut fisika klasik, elektron menerima energi dari gelombang elektromagnetik yang datang secara terus-menerus dan jumlah energi yang di terima hanya bergantung pada intensitas cahaya yang datang. Jadi, dalam pemahaman klasik, selama cahaya itu bersinar, maka efek fotolistrik seharusnya tetap terjadi.

D. Fungsi Kerja, energi foton, energi kinetik foto elektron, dan frekuensi cut-off

Efek fotolistrik dijelaskan dengan detail pada tahun 1905 oleh Albert Einstein. Einstein beralasan bahwa jika hipotesis Planck tentang kuanta energi adalah benar untuk menggambarkan pertukaran energi antara radiasi elektromagnetik dan dinding rongga, maka hipotesis itu juga harus berlaku untuk menggambarkan penyerapan energi dari radiasi elektromagnetik oleh permukaan sebuah fotoelektroda.

Einstein menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik membawa energinya dalam paket diskrit. Postulat Einstein melampaui hipotesis Planck karena menyatakan bahwa cahaya itu sendiri terdiri dari kuanta energi.

Dengan kata lain, Einstein menyatakan bahwa gelombang elektromagnetik terkuantisasi. Menurut Einstein, seberkas cahaya monokromatik dengan frekuensi f terdiri atas foton.

1. Energi foton

Foton adalah partikel cahaya. Setiap foton bergerak dengan kece patan cahaya dan membawa energi kuantum energi Ef . Energi foton hanya bergantung pada frekuensi f. Secara eksplisit, energi foton adalah,

Rumus Efek Fotolistrik 2

dengan h adalah konstanta Planck. Dalam efek fotolistrik, foton mengenai permukaan logam dan setiap foton memberikan semua energinya hanya kepada satu elektron pada permukaan logam. Perpindahan energi dari foton ke elektron ada dua macam, yaitu berpindah semua atau tidak sama sekali, dan tidak ada transfer fraksional di mana foton hanya akan hilang sebagian dari energinya.

Inti dari fenomena kuantum adalah foton mentransfer seluruh energi atau tidak ada transfer sama sekali. Hal ini berbeda dengan konsep fisika klasik, dengan perpindahan energi fraksional di perbolehkan. Dengan pendekatan kuantum ini, keseimbangan energi untuk elektron pada permukaan yang menerima energi dari foton adalah,

di mana Kmaks adalah energi kinetik, yang di berikan oleh persamaan di atas, yang dimiliki elektron pada saat terlepas dari permukaan. Dalam persamaan keseimbangan energi ini, Psi adalah energi yang di butuhkan untuk melepaskan fotoelektron dari permukaan. Energi ini di sebut fungsi kerja logam. Setiap logam memiliki fungsi kerja yang khas sebagaimana di tunjukkan pada table berikut.

Tabel 1. Nilai khas dari fungsi kerja untuk beberapa logam umum

Nilai khas dari fungsi kerja untuk beberapa logam umum dalam peristiwa efek fotolistrik
Sumber: Ali Khumaeni, 2022

2. Energi kinetik foto elektron

Untuk mendapatkan energi kinetik fotoelektron di permukaan, kita cukup membalikkan persamaan keseimbangan energi dan menggunakan persamaan di atas untuk menyatakan energi foton yang di serap. Secara eksplisit, energi kinetik foto elektron bergantung pada frekuensi radiasi yang datang:

Persamaan ini memiliki bentuk matematika yang sederhana, tetapi fisikanya sangat dalam. Arti fisis dari persamaan ini adalah sebagai berikut:

Dalam interpretasi Einstein, interaksi terjadi antara sebuah elektron dan sebuah foton. Ini di buktikan tidak adanya jeda waktu yang berarti interaksi satu lawan satu ini terjadi secara instan. Waktu interaksi ini tidak dapat di tingkatkan dengan menurunkan intensitas cahaya. Intensitas cahaya sesuai dengan jumlah foton tiba di permukaan logam per satuan waktu.

Bahkan, pada intensitas cahaya yang sangat rendah, efek fotolistrik tetap terjadi karena interaksi antara satu elektron dan satu foton. Selama setidaknya ada satu foton dengan energi yang cukup untuk mentransfernya ke elektron terikat pada logam, maka fotoelektron akan tetap keluar dari permukaan fotoelektroda.

3. Frekuensi cut-off

Adanya frekuensi cut-off fc untuk efek fotolistrik mengikuti persamaan di atas karena energi kinetik maksimum Kmaks fotoelektron hanya dapat mengambil nilai positif. Ini berarti bahwa harus ada beberapa frekuensi ambang dimana energi kinetiknya nol. Sehingga, secara eksplisit diperoleh rumus frekuensi cut-off,

Frekuensi cut-off hanya bergantung pada fungsi kerja logam dan berbanding lurus dengannya. Ketika fungsi kerja bernilai besar (ketika elektron terikat kuat di permukaan logam), energi ambang foton harus besar untuk menghasilkan fotoelektron.

Foton dengan frekuensi yang lebih besar dari frekuensi ambang fc selalu menghasilkan fotoelektron karena Kmaks > 0. Foton dengan frekuensi lebih kecil dari fc tidak memiliki energi yang cukup untuk menghasilkan fotoelektron.

Oleh karena itu, ketika radiasi yang datang memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off, maka efek fotolistrik tidak diamati karena frekuensi f dan panjang gelombang dari gelombang elektromagnetik dihubungkan oleh persamaan f = c (dimana c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa), frekuensi cut-off memiliki cut-off sesuai dengan panjang gelombang:

Rumus frekeunsi cut off dalam efek fotolistrik

Dalam persamaan ini, hc = 1240 eV.nm. Ketika radiasi yang datang memiliki panjang gelombang lebih panjang daripada panjang gelombang cut-off, maka efek fotolistrik tidak terjadi.

Persamaan di atas dalam model Einstein menjelaskan bahwa energi kinetik maksimum fotoelektron adalah linier fungsi frekuensi radiasi yang datang. Untuk setiap logam, kemiringan plot ini memiliki nilai konstanta Planck.

Intersep dengan sumbu Kmaks menunjukkan nilai fungsi kerja yang merupakan karakteristik dari logam elektroda. Disisi lain, Kmaks dapat langsung diukur melalui eksperimen dengan mengukur nilai potensial henti Vs. Pengukuran langsung ini memungkinkan kita untuk menentukan secara eksperimental nilai konstanta Planck, serta fungsi kerja bahan.

Model Einstein juga memberikan penjelasan langsung untuk nilai arus foto. Sebagai contoh, meningkatkan intensitas radiasi berarti meningkatkan jumlah foton yang mengenai permukaan logam per satuan waktu. Makin besar jumlah foton, makin besar pula jumlah fotoelektron yang menghasilkan arus foto yang lebih besar di sirkuit.

E. Pertanyaan dan jawaban terkait Efek Fotolistrik

Berikut ini beberapa Pertanyaan dan jawaban yang sering di tanyakan terkait Efek Fotolistrik.

1. Bagaimana pengaruh tegangan baterai terhadap peristiwa efek fotolistrik?

Pengaruh tegangan baterai terhadap peristiwa efek fotolistrik adalah sebagai berikut:

  1. Tegangan baterai mempengaruhi energi kinetik maksimum fotoelektron yang di lepaskan. Semakin tinggi tegangan baterai, semakin besar energi kinetik maksimum yang di miliki oleh fotoelektron tersebut.
  2. Tegangan baterai juga mempengaruhi laju fotoelektron yang di lepaskan. Semakin tinggi tegangan baterai, semakin cepat laju fotoelektron yang di lepaskan.

2. Faktor yang mempengaruhi efek fotolistrik

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi efek fotolistrik antara lain:

  1. Frekuensi cahaya: Efek fotolistrik hanya terjadi jika frekuensi cahaya yang mengenai permukaan logam melebihi ambang frekuensi tertentu yang di sebut ambang fotolistrik. Jika frekuensi cahaya kurang dari ambang fotolistrik, tidak akan terjadi efek fotolistrik.
  2. Sifat permukaan logam: Sifat permukaan logam, seperti kebersihan dan kehalusan, dapat mempengaruhi kemampuan permukaan untuk melepaskan fotoelektron.

Sementara itu, intensitas cahaya tidak mempengaruhi jumlah fotoelektron yang dilepaskan pada peristiwa efek fotolistrik. Intensitas cahaya hanya mempengaruhi jumlah foton yang tiba di permukaan logam dalam satu waktu tertentu, bukan jumlah fotoelektron yang di lepaskan.

Efek fotolistrik di pengaruhi oleh frekuensi cahaya, bukan intensitasnya. Ambang fotolistrik, yaitu ambang frekuensi minimal yang di perlukan untuk melepaskan fotoelektron, tergantung pada sifat permukaan logam. Jika frekuensi cahaya di bawah ambang fotolistrik, tidak akan terjadi efek fotolistrik, terlepas dari intensitas cahaya yang tinggi.

3. Efek fotolistrik pertama kali ditemukan oleh siapa?

Efek fotolistrik pertama kali di temukan oleh Heinrich Hertz pada tahun 1887. Ia mengamati bahwa ketika sinar ultraviolet di tembakkan ke permukaan logam, terjadi pelepasan elektron dari permukaan tersebut. Temuan ini memberikan bukti kuat untuk konsep kuantum cahaya.

4. Bagaimanakah sifat-sifat fotoelektron pada peristiwa efek fotolistrik?

Sifat-sifat fotoelektron pada peristiwa efek fotolistrik adalah sebagai berikut:

  1. Fotoelektron memiliki muatan negatif yang sama dengan elektron.
  2. Fotoelektron memiliki energi kinetik yang bervariasi tergantung pada energi foton yang mengenainya.
  3. Fotoelektron yang dilepaskan memiliki kecepatan yang bervariasi tergantung pada energi foton dan massa fotoelektron itu sendiri.
  4. Fotoelektron memiliki momentum yang dapat di ukur dan di gunakan untuk mempelajari sifat-sifat partikel subatomik.
  5. Fotoelektron memiliki spektrum energi yang kontinu, yaitu mereka dapat memiliki berbagai energi kinetik tergantung pada frekuensi cahaya yang mengenai permukaan logam.
  6. Fotoelektron memiliki kecenderungan untuk berhenti saat mereka bertabrakan dengan atom atau molekul di sepanjang jalur mereka, membentuk pola pola interferensi yang dapat di amati dalam percobaan interferensi elektron.

Baca Juga: Hukum Archimedes: Bunyi, Rumus, dan Contoh Penerapannya

Sumber:

  • Khumaeni, Ali. 2022. Buku Ajar Fisika Modern. Yogyakarta: DIVA Press. ISBN 978-623-293-687-4

Demikian semoga bermanfaat.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

close