• Tidak ada hasil yang ditemukan

I = σt 4. Tiap kurva mempunyai satu nilai maksimum yang terjadi pada panjang gelombang yang dinamakan

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "I = σt 4. Tiap kurva mempunyai satu nilai maksimum yang terjadi pada panjang gelombang yang dinamakan"

Copied!
10
0
0

Teks penuh

(1)

Pengertian Radiasi Benda Hitam,Rumus Soal Intensitas Pengertian Radiasi Benda Hitam,Rumus Soal Intensitas

Radiasi, Teori Planck dan Radiasi Kalor Radiasi, Teori Planck dan Radiasi Kalor

Radiasi Panas Radiasi Panas

Panas (kalor) dari matahari sampai ke bumi melalui gelombang elektromagnetik. Perpindahan ini Panas (kalor) dari matahari sampai ke bumi melalui gelombang elektromagnetik. Perpindahan ini disebut radiasi, yang dapat berlangsung dalam ruang hampa. Radiasi yang dipancarkan oleh sebuah disebut radiasi, yang dapat berlangsung dalam ruang hampa. Radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda sebagai akibat suhunya disebut radiasi panas (thermal radiation).

benda sebagai akibat suhunya disebut radiasi panas (thermal radiation).

Setiap benda secara kontinu memancarkan radiasi panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Setiap benda secara kontinu memancarkan radiasi panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Bahkan sebuah kubus es pun memancarkan radiasi panas, sebagian kecil dari radiasi panas ini ada Bahkan sebuah kubus es pun memancarkan radiasi panas, sebagian kecil dari radiasi panas ini ada dalam daerah cahaya tampak. Walaupun demikian kubus es ini tak dapat dilihat dalam ruang gelap.

dalam daerah cahaya tampak. Walaupun demikian kubus es ini tak dapat dilihat dalam ruang gelap.

Serupa dengan kubus es, badan manusia pun memancarkan radiasi panas dalam daerah cahaya Serupa dengan kubus es, badan manusia pun memancarkan radiasi panas dalam daerah cahaya tampak, tetapi intensitasnya tidak cukup kuat untuk dapat dilihat dalam ruang gelap.

tampak, tetapi intensitasnya tidak cukup kuat untuk dapat dilihat dalam ruang gelap.

Setiap benda memancarkan radiasi panas, tetapi umunya benda terlihat oleh kita karena benda itu Setiap benda memancarkan radiasi panas, tetapi umunya benda terlihat oleh kita karena benda itu memantulkan cahaya yang datang padanya, bukan karena ia memacarkan radiasi panas. Dalam memantulkan cahaya yang datang padanya, bukan karena ia memacarkan radiasi panas. Dalam kehidupan sehari-hari dapat kita saksikan bahwa permukaan logam yang dipanaskan akan kehidupan sehari-hari dapat kita saksikan bahwa permukaan logam yang dipanaskan akan memancarkan cahaya dengan warna yang berubah. Ambillah sepotong logam kemudian panaskan memancarkan cahaya dengan warna yang berubah. Ambillah sepotong logam kemudian panaskan dalam api kompor, amatilah bagaimana perubahan warna pada logam itu? Benda baru terlihat karena dalam api kompor, amatilah bagaimana perubahan warna pada logam itu? Benda baru terlihat karena meradiasikan panas jika suhunya melebihi 1000 K. Pada suhu ini benda mulai berpijar merah sepeti meradiasikan panas jika suhunya melebihi 1000 K. Pada suhu ini benda mulai berpijar merah sepeti kumparan pemanas sebuah kompor listrik. Pada suhu di atas 2000 K benda berpijar kuning atau kumparan pemanas sebuah kompor listrik. Pada suhu di atas 2000 K benda berpijar kuning atau keputih-putihan, seperti besi berpijar putihatau pijar putih dari filamen lampu pijar. Begitu suhu benda keputih-putihan, seperti besi berpijar putihatau pijar putih dari filamen lampu pijar. Begitu suhu benda terus ditingkatkan, intensitas relatif dari spectrum cahaya yang dipancarkannya berubah. Ini terus ditingkatkan, intensitas relatif dari spectrum cahaya yang dipancarkannya berubah. Ini menyebabkan pergeseran dalam warna- warna spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menyebabkan pergeseran dalam warna- warna spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menaksir suhu suatu benda.

menaksir suhu suatu benda.

Cahaya dikenal sebagai gelombang elektromagnet, karena mempunyai sifat-sifat seperti pemantulan, Cahaya dikenal sebagai gelombang elektromagnet, karena mempunyai sifat-sifat seperti pemantulan, pembiasan, interferensi dan difraksi. Namun disini akan kita bahas bahwa cahaya juga dapat pembiasan, interferensi dan difraksi. Namun disini akan kita bahas bahwa cahaya juga dapat berkelakuan seperti partikel.

berkelakuan seperti partikel.

Radiasi benda Hitam Radiasi benda Hitam

Benda hitam merupakan suatu benda dimana radiasi kalor yang datang akan diserap seluruhnya, Benda hitam merupakan suatu benda dimana radiasi kalor yang datang akan diserap seluruhnya, lubang kecil pada sebuah dinding yang berongga dapat dianggap sebagai benda hitam yang lubang kecil pada sebuah dinding yang berongga dapat dianggap sebagai benda hitam yang sempurna.

sempurna.

Carilah contoh benda hitam dalam kehidupan sehari-hari ! Carilah contoh benda hitam dalam kehidupan sehari-hari !

Intensitas Radiasi Benda Hitam Intensitas Radiasi Benda Hitam

Gelombang-gelombang elektromagnetik di dalam dinding berongga mempunyai panjang gelombang Gelombang-gelombang elektromagnetik di dalam dinding berongga mempunyai panjang gelombang yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena molekul-molekul yang memancarkan gelombang ini yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena molekul-molekul yang memancarkan gelombang ini bergerak dengan percepatan yang berbeda-beda.

bergerak dengan percepatan yang berbeda-beda.

(2)

Gambar di atas melukiskan grafik distribusi intensitas, I

λ

radiasi benda hitam persatuan interval panjang gelombang, sebagai fungsi panjang gelombang. Pada gambar ada 4 buah kurva masing  – masing untuk suhu benda hitam: 6000 K, 5.000 K, 4000 K, dan 3000 K.

Intensitas total yang dipancarkan benda hitam dapat dihitung dengan menghitung luas dibawah I

λ

sebagai fungsi λ. Besarnya intensitas total ini diperoleh dari rumus Stefan -Boltzman dengan mengambil e=1, (untuk benda hitam):

I = σT 

4

Tiap kurva mempunyai satu nilai maksimum yang terjadi pada panjang gelombang yang dinamakan λ

maks

 .

1. Radiasi Kalor

Bila benda menyerap energi radiasi, maka benda itu akan memancarkan energi yang diserap ke lingkungannya. Benda yang mudah menyerap banyak energi radiasi akan mudah pula memancarkan banyak energi radiasi. Stefan-Boltzman menemukan bahwa jumlah energi yang dipancarkan suatu permukaan benda persatuan luas per satuanwaktu sebanding dengan pangkatempatsuhu mutlaknya.

Keterangan:

I  = laju rata-rata energi radiasi (W/m

2

) P = daya (watt)

 A = luas permukaan benda (m

2

)

W = energi persatuan luas persatuan waktu (watt / m

2

) e = emisivitas

T = suhu mutlak (K)

σ = tetapan Stefan -Boltzman (5,67 . 10

-8

 watt m

2

 K

4

) Contoh

Sebuah benda dengan luas permukaan 100 cm

2

 bersuhu 727

o

C. Jika koefisien Stefan-Boltzman 5,67

x 10

−8

 W/mK

4

 dan emisivitas benda adalah 0,6 tentukan laju rata-rata energi radiasi benda tersebut !

(3)

2. Hukum Wien

Hukum Pergeseran Wien jika benda padat dipanaskan samapai suhu yang sangat tinggi, benda akan tampak memijar dan gelombang elektromegnitik yang dipancarkan berada pada spektrum cahaya tampak. Jika benda terus dipanaskan, intensitas relatif dari spektrum cahaya yan dipancarkna berubah-ubah. Gejalah pergeseran nilai panjang gelombang meksimum dengan berkurangnya suhu disebut pergeseran Wien. Bila suhu benda terus ditingkatkan, intensitas relatif dari spektrum cahaya yang dipancarkan berubah. Ini menyebabkan dalam warna-warna spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menaksir suhu suatu benda yang digambarkan pada grafik berikut.

Pada gambar disamping menunjukkan hubungan antara benda dan panjang gelombang yang dipancarkan, pada spektrum cahaya tampak warna mempunyai frekuensi terendah, sedangkan cahaya ungu mempunyai frekuensi tertinggi

Perubahan warna pada benda menunjukkan perubahan intensitas radiasi benda. Jika suhu benda berubah, maka intensitas benda akan berubah atau terjadi pergeseran. Pergeseran ini digunakan untuk memperkirakan suhu suatu benda. Untuk lebih jelas melihat pergeseran intensitas benda kita menyebutnya Pergeseran Wien terhadap panjang gelombang benda. Hukum Wien menyatakan bahwa makin tinggi temperatur suatu benda hitam, makin pendek panjang gelombangnya. Hal ini dapat digunakan untuk menerangkan gejala bahwa bintang yang temperaturnya tinggi akan tampak berwarna biru, sedangkan yang temperaturnya rendah tampak berwarna merah .

Energi pancaran tiap panjang gelombang semakin besar, jika suhu semakin tinggi, sedangkan energi maksimalnya bergeser kearah gelombang yang panjang gelombangnya kecil, atau ke frekwensi besar.

Wien mempelajari hubungan antara suhu dan panjang gelombang pada intensitas maksimum. Perhatikan gambar (2) di samping! Puncak-puncak kurva pada grafik (2) menunjukkan intensitas radiasi pada tiap-tiap suhu. Dari gambar (2) tampak bahwa puncak kurva bergeser ke arah panjang gelombang yang pendek jika suhu semakin tinggi.

Panjang gelombang pada intensitas maksimum ini disebut sebagai panjang gelombang maks .

Secara matematis hukum pergeseran wien dinyatakan dalam persamaan :  λ

m

. T = C

Keterangan:

λ

m

 = panjang gelombang maksimum (m) T = suhu mutlak (K)

C = tetapan WIEN = 2,898 . 10

-3

 m.k

 Apabila panjang gelombang cahaya bintang atau matahari yang berintensitas maksimum diketahui, maka suhu permukaan matahari atau bintang dapat ditentukan.

contoh

Permukaan benda pada suhu 37

o

C meradiasikan gelombang elektromagnetik. Bila konstanta Wien =

2,898 x 10

3

 m.K maka panjang gelombang maksimum radiasi permukaan adalah...

(4)

Dik :

T = 37

o

C = 310 K C = 2,898 x 10

3

 m.K Ditanyakan : λmaks  = ....?

Penyelesaian : λmaks  T = C

λmaks  (310) = 2,898 x 10

3

λmaks  = 9,348 x 10

6

 m

Gambar kurva kenaikan temperatur benda hitam

Dari kurva di atas, terbaca bahwa dengan naiknya temperatur benda hitam, puncak-  puncak spektrum akan bergeser ke arah panjang gelombang yang semakin kecil (gambar a) atau puncak-puncak spektrum akan bergeser ke arah frekuensi yang semakin besar (gambar  b). Melalui persamaan yang dikembangkan Wien maupun menjelaskan ditribusi intensitas untuk panjang gelombang pendek, namun gagal untuk menjelaskan penjanggelombang  panjang. Hal itu menunjukan bahwa radiasi elektromaknetik tidak dapat dianggap sederhana

seperti proses termodinamika.

Teori ini selanjutnya dikembangkan oleh Reyleigh dan Jeans yang berlaku untuk  panjang gelombang yang lebih panjang. Menurut teori medan listrik-magnet, gelombang.

3. Teori Rayleigh-Jeans

Lord Rayleigh dan James Jeans mengusulkan suatu model sederhana untuk menerangkan bentuk spektrum radiasi benda hitam. Mereka menganggap bahwa molekul atau muatan di  permukaan dinding benda berongga dihubungkan oleh semacam  pegas. Ketika suhu benda dinaikkan, muatan-muatan tersebut mendapatkan energi kinetiknya untuk bergetar. Dengan bergetar  berarti kecepatan muatan berubah-ubah (positif - nol - negatif - nol

- positif, dan seterusnya.

Melalui model di atas, Rayleigh dan Jeans menurunkan rumus distribusi intensitas, yang jika digambarkan grafiknya maka model yang diusulkan oleh Rayleigh dan Jeans berhasil menerangkan spektrum radiasi benda hitam pada panjang gelombang yang besar, namun gagal untuk panjang gelombang yang kecil.Rayleigh-Jeans mengasumsikan dinding rongga  berupa konduktor, yang jika dipanaskan elektron-elektron pada dinding rongga akan tereksitasi secara thermal sehingga berosilasi. Berdasarkan teori Maxwell, osilasi elektron ini menghasilkan radiasi elektromagnet. Radiasi ini akan terkurung di dalam rongga dalam  bentuk gelombang-gelombang tegak., maka di dinding rongga terjadi simpul-simpul

gelombang, karena dinding rongga berupa konduktor.

(5)

4. Teori Planck

Untuk menjelaskan formula yang memenuhi semua data percobaan spektrum benda hitam. Planck mengemukakan dua anggapan tentang sifat dasar getaran molekul-molekul dalam dinding-dinding rongga benda hitam.

1. Getaran-getaran molekul yang memancarkan radiasi hanya dapat memiliki satuan-satuan energi diskrit dar harga E

n

, yang diberikan oleh:

n

 = nhf

Keterangan:

N = 1,2,3 … (jumlah kuanta) h = tetapan Planck (6,626.10

-34

 Js) f = frekuensi foton (Hz)

2. Energi tiap-tiap pancaran dinyatakan:

Keterangan:

c = kecepatan cahaya (3.10

8

m/s) λ = panjang gelombang (m)

Contoh

Tentukan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6600 Å jika kecepatan cahaya adalah 3 x 10

8

m/s dan tetapan Planck adalah 6,6 x 10

−34

Js !

Dik : h = 6,6 x 10

−34

 Js c = 3 x 10

−8

 m/s Ditanyakan : E = ....?

Penyelesaian : E = h(c/λ)

E = (6,6 x 10

−34

 ) = 3 x 10

−19

 joule

(6)

5. Efek Fotolistrik

Pernahkah kamu melihat pelangi? Pernahkah kamu melihat warna-warni di jalan aspal yang basah?

Pelangi terjadi akibat dispersi cahaya matahari pada titik-titik air hujan. Adapun warna-warni yang terlihat di jalan beraspal terjadi akibat gejala interferensi cahaya. Gejala dispersi dan interferensi cahaya menunjukkan bahwa cahaya merupakan gejala gelombang. Gejala difraksi dan polarisasi cahaya juga menunjukkan sifat gelombang dari cahaya.

pola warna-warni di atas aspal basah yang dikenai bensin terjadi akibat interferensi cahaya

Gejala fisika yang lain seperti spektrum diskrit atomik, efek fotolistrik, dan efek Compton menunjukkan bahwa cahaya juga dapat berperilaku sebagai partikel. Sebagai partikel cahaya disebut dengan foton yang dapat mengalami tumbukan selayaknya bola.

Pengertian 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.

1. hanya cahaya yang sesuai (yang memiliki frekuensi yang lebih besar dari frekuensi tertentu saja) yang memungkinkan lepasnya elektron dari pelat logam atau menyebabkan terjadi efek fotolistrik (yang ditandai dengan terdeteksinya arus listrik pada kawat). Frekuensi tertentu dari cahaya dimana elektron terlepas dari permukaan logam disebut frekuensi ambang logam. Frekuensi ini berbeda-beda untuk setiap logam dan merupakan karakteristik dari logam itu.

2. ketika cahaya yang digunakan dapat menghasilkan efek fotolistrik, penambahan intensitas

cahaya dibarengi pula dengan pertambahan jumlah elektron yang terlepas dari pelat logam

(yang ditandai dengan arus listrik yang bertambah besar). Tetapi, Efek fotolistrik tidak terjadi

untuk cahaya dengan frekuensi yang lebih kecil dari frekuensi ambang meskipun intensitas

cahaya diperbesar.

(7)

3. ketika terjadi efek fotolistrik, arus listrik terdeteksi pada rangkaian kawat segera setelah cahaya yang sesuai disinari pada pelat logam. Ini berarti hampir tidak ada selang waktu elektron terbebas dari permukaan logam setelah logam disinari cahaya.

Karakteristik dari efek fotolistrik di atas tidak dapat dijelaskan menggunakan teori gelombang cahaya.

Diperlukan cara pandang baru dalam mendeskripsikan cahaya dimana cahaya tidak dipandang sebagai gelombang yang dapat memiliki energi yang kontinu melainkan cahaya sebagai partikel.

Perangkat teori yang menggambarkan cahaya bukan sebagai gelombang tersedia melalui konsep energi diskrit atau terkuantisasi yang dikembangkan oleh Planck dan terbukti sesuai untuk menjelaskan spektrum radiasi kalor benda hitam. Konsep energi yang terkuantisasi ini digunakan oleh Einstein untuk menjelaskan terjadinya efek fotolistrik. Di sini, cahaya dipandang sebagai kuantum energi yang hanya memiliki energi yang diskrit bukan kontinu yang dinyatakan sebagai E   = hf  .

Konsep penting yang dikemukakan Einstein sebagai latar belakang terjadinya efek fotolistrik adalah bahwa satu elektron menyerap satu kuantum energi. Satu kuantum energi yang diserap elektron digunakan untuk lepas dari logam dan untuk bergerak ke pelat logam yang lain. Hal ini dapat dituliskan sebagai

Energi cahaya = Energi ambang + Energi kinetik maksimum elektron

E   = W 

0

 + E 

km

hf   = hf 

0

 + E 

km

km

 = hf   – hf 

0

Persamaan ini disebut persamaan efek fotolistrik Einstein . Perlu diperhatikan bahwa W 

0

 adalah energi ambang logam atau fungsi kerja logam, f 

0

 adalah frekuensi ambang logam, f   adalah frekuensi cahaya yang digunakan, dan E 

km

 adalah energi kinetik maksimum elektron yang lepas dari logam dan bergerak ke pelat logam yang lain. Dalam bentuk lain persamaan efek fotolistrik dapat ditulis sebagai

Dimana m   adalah massa elektron dan v 

e

  adalah dan kecepatan elektron. Satuan energi dalam SI adalah joule (J) dan frekuensi adalah hertz (Hz). Tetapi, fungsi kerja logam biasanya dinyatakan dalam satuan elektron volt (eV) sehingga perlu diingat bahwa 1 eV = 1,6 × 10

−19

 J.

Potensial Penghenti

Gerakan elektron yang ditandai sebagai arus listrik pada gejala efek fotolistrik dapat dihentikan oleh suatu tegangan listrik yang dipasang pada rangkaian. Jika pada rangkaian efek fotolistrik dipasang sumber tegangan dengan polaritas terbalik (kutub positif sumber dihubungkan dengan pelat tempat keluarnya elektron dan kutub negatif sumber dihubungkan ke pelat yang lain), terdapat satu nilai tegangan yang dapat menyebabkan arus listrik pada rangkaian menjadi nol.

 Arus nol atau tidak ada arus berarti tidak ada lagi elektron yang lepas dari permukaan logam akibat efek fotolistrik. Nilai tegangan yang menyebabkan elektron berhenti terlepas dari permukaan logam pada efek fotolistrik disebut tegangan atau potensial penghenti ( stopping potential  ). Jika V 

0

 adalah potensial penghenti, maka

km

 = eV 

0

(8)

Persamaan ini pada dasarnya adalah persamaan energi. Perlu diperhatikan bahwa e adalah muatan elektron yang besarnya 1,6 × 10

−19

 C dan tegangan dinyatakan dalam satuan volt (V).

Aplikasi Efek fotolistrik

Efek fotolistrik merupakan prinsip dasar dari berbagai piranti fotonik (  photonic device ) seperti lampu LED ( light emitting device ) dan piranti detektor cahaya (  photo detector  ).

Kesimpulan Efek Fotolistrik 

Frekuensi cahaya menyinari katoda harus lebih besar dari frekuensi ambang / fungsi kerja

Panjang gelombang cahaya yang menyinari katoda lebih kecil daripada panjang gelombang ambang

Energi kinetik yang terlepas dari katoda lebih besar dari fungsi kerja bahan katoda

Energi kinetik yang terlepas dari katoda sebanding dengan energi cahaya yang menyinari katoda

Energi kinetik maksimum elektron foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang cahaya yang datang

Energi foton lebih besar dari energi ambang / fungsi kerja

Energi foton sebanding dengan frekuensi

Energi foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang

Jika arus lebih besar maka elektron yang terlepas lebih banyak dan intensitas harus lebih besar 

Efek fotolistrik membuktikan cahaya bersifat dualisme (sebagai gelombang dan partikel)

Efek fotolistrik terjadi di daerah ultra ungu/ultra violet

Tumbukkannya bersifat lenting sempurna

Energi kinetik foto elektron berbanding lurus dengan selisih antar frekuensi cahaya yang digunakan dengan frekuensi ambang

Jika panjang gelombang foton setelah menumbuk lebih besar maka energi foton berkurang

Foton sebagai paket energi

Radiasi gelombang elektromagnetik bersifat distrik (tidak kontinu)

Contoh soal

Jika fungsi kerja logam adalah 2,1 eV dan cahaya yang disinarkan memiliki panjang gelombang 2500  Å dengan konstanta Planck 6,6 x 10−34 Js dan 1 eV = 1,6 x 10−19 joule, tentukan

a) energi ambang logam dalam satuan joule b) frekuensi ambang

c) panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logam d) panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam meter

e) frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hz f) energi foton cahaya yang disinarkan

g) energi kinetik dari elektron yang lepas dari logam

Pembahasan

Skemanya seperti ini

Logam yang di dalamnya terdapat elektron-elektron disinari oleh cahaya yang memiliki energi E. Jika

energi cahaya ini cukup besar, maka energi ini akan dapat melepaskan elektron dari logam, dengan

syarat, energi cahayanya lebih besar dari energi ambang bahan. Elektron yang lepas dari logam atau

istilahnya fotoelektron akan bergerak dan memiliki energi kinetik sebesar Ek

(9)

Hubungan energi cahaya yang disinarkan E, energi ambang bahan Wo dan energi kinetik fotoelektron Ek adalah

E = Wo + Ek atau

hf = hfo + Ek

a) energi ambang logam dalam satuan joule

Wo = 2,1 x (1,6 x 10−19 ) joule = 3,36 x 10−19 joule b) frekuensi ambang

Wo = h fo

3,36 x 10−19 = 6,6 x 10−34 x fo fo = 0,51 x 1015

c) panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logam λmax = c / fo

λmax = 3 x 108 / 0,51 x 1015

λmax = 5,88 x 10−7 m d) panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam meter  λ = 2500 Å = 2500 x 10−10 m = 2,5 x 10−7 m

e) frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hz f = c/λ

f = 3 x 10 8/2,5 x 10−7 f = 1,2 x 10 15 Hz

f) energi cahaya yang disinarkan E = hf

E = (6,6 x 10−34) x 1,2 x 10 15 = 7,92 x 10 −19 joule g) energi kinetik dari elektron yang lepas dari logam E = Wo + Ek 7,92 x 10 −19 = 3,36 x 10−19 + Ek

Ek = 7,92 x 10 −19 − 3,36 x 10−19 = 4,56 x 10−19 joule

Frekuensi ambang suatu logam sebesar 8,0 × 10

14

  Hz dan logam tersebut disinari dengan cahaya yang memiliki frekuensi 10

15

  Hz. Jika tetapan Planck 6,6 × 10

14

  Js, tentukan energi kinetik elekton yang terlepas dari permukaan logam tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

0

 = 8,0 × 10

14

 Hz f = 10

15

 Hz

h = 6,6 × 10

-34

 Js Ditanya: Ek = ...?

Pembahasan : Ek = h.f  –  h.f 

0

Ek = 6,6 × 10

-34

 (10

14

 –  (8,0 × 10

14

))

Ek = 1,32 × 10

-19

 J

(10)

Penerapan Efek Fotolistrik pada Sel Surya

Gambar 3. Panel Sel Suya. (Foto : inhabitat.com)

Sel surya atau sel fotovoltaik adalah memanfaatkan efek fotolistrik untuk membangkitkan arus listrik dari cahaya matahari. Efek fotolistrik muncul ketika cahaya tampak atau radiasi ultraviolet jatuh ke permukaan benda tertentu. Cahaya atau radiasi mendorong elektron keluar dari benda tersebut, yang  jumlahnya dapat diukur dengan meteran listrik.

Keunikan efek fotolistrik adalah ia hanya muncul ketika cahaya yang menerpa memiliki frekuensi di atas nilai ambang tertentu. Di bawah nilai ambang tersebut, tidak ada elektron yang terpancar keluar, tidak peduli seberapa banyak cahaya yang menerpa benda. Frekuensi minimum yang kemunculan efek fotolistrik tergantung pada jenis bahan yang disinari.

2. Efek Compton

Gejala Compton merupakan gejala hamburan (efek) dari penembakan suatu materi dengan sinar-X.

Efek ini ditemukan oleh Arthur Holly Compton pada tahun 1923. Jika sejumlah elektron yang dipancarkan ditembak dengan sinar-X, maka sinar-X ini akan terhambur. Hamburan sinar-X ini memiliki frekuensi yang lebih kecil daripada frekuensi semula.

Menurut teori klasik, energi dan momentum gelombang elektromagnetik dihubungkan oleh:

E = p.c

E

2

 = p

2

.c

2

 + (m.c

2

)

2

 ... (3)

Jika massa foton (m) dianggap nol. Gambar 3. menunjukkan geometri tumbukan antara foton dengan

panjang gelombang λ, dan elektron yang mula -mula berada dalam keadaan diam.

Gambar

Gambar  di  atas  melukiskan  grafik  distribusi  intensitas,  I λ radiasi  benda  hitam  persatuan  interval panjang gelombang, sebagai fungsi panjang gelombang
Gambar kurva kenaikan temperatur benda hitam
Gambar 3. Panel Sel Suya. (Foto : inhabitat.com)

Referensi

Dokumen terkait

Dari penilaian di atas pencapaian kinerja keluaran (output) dan kinerja hasil (outcome) pada Badan Kepegawaian Daerah Kabupaten Blora masih berdasar pada

Pertama-tama, orang harus mengeluarkan uang yang banyak, termasuk pajak yang tinggi, untuk membeli mobil, memiliki surat ijin, membayar bensin, oli dan biaya perawatan pun

Dan semakin menunjukkan bahwa dalam hal penangguhan upah, DiJjen Binawas KetenagakeJjaan lebih memihak kepada pengusaha, hal tersebut dapat dibuktikan dengan adanya

dengan penelitian Prihatini ( 2009).Pada penelitian ini ditunjukkan bahwa variabel kurs pada periode 2008-2012, menunjukan pengaruh signifikan. Hal ini dapat terjadi karena kurs

Oleh karena itu informasi tentang kesehatan gigi merupakan bagian dari kesehatan secara keseluruhan yang tidak bisa dipisahkan dan penting dalam menunjang kualitas

Sedangkan menurut Suharsimi (2013:272) menyatakan bahwa metode observasi adalah format yang disusun berisi item-item tentang kejadian atau tingkah laku yang digambarkan

What are the forms and types of anger expression in speeches between male and female characters in the film entitled The Butterfly Effect.. How do male and female characters

perubahan keempat ini adalah Undang-Undang dasar Negara Republik Indonesia Tahun 1945 yang ditetapkan pada tanggal 18 Agustus 1945 dan diberlakukan kembali dengan Dekrit Presiden