2. PENDAHULUAN
Dalam pembahasan radiasi benda hitam, Planck telah
mempostulatkan bahwa atom-atom dinding rongga berlaku sebagai
osilator yang mempunyai energi terkuantumkan secara diskrit. Namun,
Planck tetap menganggap bahwa radiasi gelombang elektromagnet
yang dipancarkan mempunyai distribusi energi yang kontinu. Pada
tahun 1905 Einstein mengusulkan bahwa radiasi elektro-magnet terdiri
atas paket-paket energi bak-partikel.
EKSPERIMEN FISIKA 1
3. TEORI
EKSPERIMEN FISIKA 1
Pada percobaan efek fotolistrik, berkas cahaya
ditembakkan ke permukaan logam yang diletakkan di dalam suatu
tabung vakum sehingga elektron terpencar keluar dari permukaan,
Seperti terlihat pada gambar berikut:
GAMBAR 1. Rangkaian eksperimen efek
Fotolistrik
5. HASIL DAN ANALISIS DATA
Kegiatan Pertama
TABEL 1. Hasil Pengamatan Karakteristik
Cahaya Menurut Teori Kuantum
Perlakuan
Keadaan
Ada Arus Tidak Ada Arus
V < Vs √ -
V = Vs - √
V > Vs - √
6. Kegiatan Kedua
TABEL 2. Hasil Pengamatan Pengaruh Panjang Gelombang terhadap
Potensial Penghenti
Filter
Warna
Panjang
Gelombang, λ
(nm)
Frekuensi, v
(x1014Hz)
Potensial henti,
Vs (volt)
Merah 635 4,72 |0,37 ± 0,01|
Jingga 570 5,26 |0,65 ± 0,01|
Kuning 540 5,56 |0,78 ± 0,01|
Hijau 500 6,00 |0,92 ± 0,01|
Biru 460 6,52 |1,09 ± 0,01|
7. ANALISIS DATA
Analisis Data
Kegiatan Kedua
y = 4E-15x - 1,4516
R² = 0,9833
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0.00E+00 2.00E+14 4.00E+14 6.00E+14 8.00E+14
PotensialPenghenti,Vs(V)
Frekuensi, f (Hz)
8. ANALISIS DATA
Dari analisis persamaan Einstein diperoleh:
K = hf − W0
e Vs = hf − W0
persamaan hubungan potensial penghenti dengan frekuensi menjadi
e Vs = hf − W0
e Vs
e
=
hf
e
−
W0
e
Vs =
h
e
f −
W0
e
Dari grafik diperoleh persamaan kemiringan kurva (slope)
y = 4 ×10−15x − 1,4516
R2 = 0.9833
y = mx + c
Atau
h
e
= m = 4 ×10−15
W0
e
= c = 1.4516
Dimana e = 1.602 × 10-19 C
9. 1. Penentuan konstanta Planck, h
Dari analisis grafik diperoleh
h
e
= m
h = e m
h = (1.602 × 10−19) ( 4 ×10−15)
h = 6.408 ×10−34Js
DK = R2 × 100% = 0.9833 × 100%
DK = 98,33%
KR = 100% - DK = 100% - 98,33%
KR = 1,67% (3AB)
KR =
∆h
h
×100%
∆h =
KR × h
100%
∆h =
1,67% × 6,408 ×10−34Js
100%
∆h = 0,107 ×10−34Js
Sehingga pelaporan dari hasil eksperimen
adalah
heks= 6,41 ± 0,11 10−34 js
Secara teori oleh Planck, nilai konstanta
Planck adalah
ht = 6,626 × 10-34 Js
Persentase perbedaan hasil eksperimen
dan teori yaitu
%Diff =
ht− heks
ht+ heks
2
×100%
%Diff =
6,626 − 6,41
6,626+ 6,41
2
×100%
%Diff = 3,34 %
2. Penentuan fungsi kerja logam, W0
Dari analisis grafik diperoleh
W0
e
= C
W0 = e C
W0 = (1.602 × 10−19) ( 1.4516)
W0 = 2,32 ×10−19J
10. PEMBAHASAN
Adapun hasil pengamatan pada kegiatan pertama
menunjukkan akan terbaca arus jika potensial (V) lebih kecil dari pada
potensial penghenti (VS) dan tidak ada arus yang terbaca ketika
potensial yang diberikan sama dan lebih besar daripada potensial
penghenti (VS). Berdasarkan tiga keadaan yang digunakan untuk
mengamati karakteristik cahaya menurut teori kuantum (V < Vs; V =
Vs; dan V > Vs ) disimpulkan bahwa tidak ada waktu tunda antara
penyinaran sampai terjadinya arus fotoelektrik. Intensitas cahaya
hanya mempengaruhi jumlah elektron yang terlepas, itulah yang
menyebabkan adanya arus yang terbaca. Selain itu bahwa frekuensi
mempengaruhi besar energi kinetik elektron pada saat terlepas dari
permukaan logam.
11. PEMBAHASAN
Pada kegiatan kedua diamati hubungan frekuensi terhadap
potensial penghenti. Frekuensi dperoleh dari hasil perhitungan dengan
menggunakan panjang gelombang pada masing-masing filter. Melalui
hasil pengamatan memperlihatkan bahwa semakin tinggi frekuensi
cahaya yang mengenai logam (berdasarkan filter yang digunakan), maka
potensial penghenti juga akan semakin besar. Hal ini bermakna bahwa
jika cahaya yang datang memiliki frekuensi yang tinggi berarti dibutuhkan
beda potensial yang cukup besar untuk menghentikan laju elektron dari
katoda ke anoda karena energi gerak yang dimiliki juga besar.
Berdasarkan hasil analisis grafik ditentukan pula nilai konstanta
Planck. Dari hasil praktikum diperoleh sebesar |6,41 ± 0,11|𝑥 10−34 𝐽. 𝑠
sedangkan menurut teori adalah sebesar 6,6262𝑥10−34 𝐽𝑠 dengan persen
perbedaan antara teori dengan praktikum sebesar 3,34 %.
12. SIMPULAN
1. Berdasarkan tiga keadaan yang digunakan untuk mengamati
karakteristik cahaya menurut teori kuantum (V < Vs; V = Vs; dan V > Vs
) disimpulkan bahwa tidak ada waktu tunda antara penyinaran sampai
terjadinya arus fotoelektrik. Intensitas cahaya hanya mempengaruhi
jumlah elektron yang terlepas, itulah yang menyebabkan adanya arus
yang terbaca. Selain itu bahwa frekuensi mempengaruhi besar energi
kinetik elektron pada saat terlepas dari permukaan logam.
2. Dari hasil praktikum diperoleh nilai konstanta Planck sebesar |6,41 ±
0,11|𝑥 10−34 𝐽. 𝑠 sedangkan menurut teori adalah sebesar
6,6262𝑥10−34 𝐽𝑠 dengan persen perbedaan antara teori dengan
praktikum sebesar 3,34 % . Adapun nilai fungsi kerja logam yang
digunakan yaitu 2,32 𝑥 10−19 𝐽, nilai ini menunjukkan bahwa plat logam
yang digunakan adalah Natrium
