Jika frekuensi radiasinya rendah (seperti pada cahaya tampak), foton tidak membawa energi yang cukup untuk mengeksitasi elektron, meskipun intensitasnya rendah. Peningkatan intensitas cahaya sama dengan peningkatan jumlah foton, namun tanpa peningkatan energi yang dibawa masing-masing foton. Karena energi didistribusikan secara merata di bagian depan gelombang datang, diperlukan setidaknya beberapa ratus detik untuk mentransfer energi yang diperlukan.
Salah satu pendekatan yang dianggap cukup berhasil dalam menjelaskan efek fotolistrik adalah teori kuantum, dimana teori ini menjelaskan bahwa cahaya dikenal sebagai paket energi yang disebut foton. Prosesnya dapat digambarkan sebagai berikut: energi elektromagnetik berupa foton berenergi hf menumbuk permukaan katoda kemudian diserap oleh elektron-elektron pada permukaan katoda, seluruh energi foton diserap oleh satu elektron, jika energi yang diserap (hf ) ) cukup besar, maka elektron dapat meninggalkan permukaan katoda, dalam upaya ini diperlukan energi untuk mengatasi gaya permukaan logam W (Ridwan, 2017: 24). Sebagian energi yang diterima digunakan oleh elektron untuk melepaskan diri dari material, dan sisanya digunakan untuk bergerak dan menjadi energi kinetik elektron.
Jumlah energi yang dibutuhkan elektron untuk melepaskan diri dari material (dibandingkan energi ikatan elektron dalam material) disebut fungsi kerja (Wo). Namun Planck tetap berasumsi bahwa radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancarkannya memiliki distribusi energi yang kontinyu. Albert Einstein mendalilkan bahwa 'energi yang diangkut oleh cahaya didistribusikan secara terpisah dalam bentuk paket-paket energi, bukan terus-menerus didistribusikan sebagaimana adanya.
Menurut teori kuantum, peningkatan frekuensi cahaya akan menghasilkan fotoelektron dengan energi yang meningkat, berapapun intensitasnya.
Identifikasi Variabel
Jika energi foton melebihi energi ikat elektron, maka elektron dapat melepaskan diri dari ikatannya dan bergerak menuju pelat anoda sehingga menimbulkan aliran arus listrik yang dapat dibaca atau dideteksi (tanda terjadinya efek fotolistrik). Jika energi foton melebihi energi ikat elektron, maka sisa energi diubah menjadi energi kinetik elektron menuju pelat anoda.
Karakteristik Cahaya Menurut Teori Kuantum 1. Variabel Kontrol
Pengaruh Panjang Gelombang Terhadap Potensial Penghenti 1. Variabel Terhitung
Teknik Analisis Data
Karakteristik Cahaya Menurut Teori Kuantum
Pengaruh Panjang Gelombang Terhadap Potensial Penghenti 1. Memplot grafik hubungan antara potensial penghenti dengan frekuensi
Hasil Pengamatan
Analisis Data
Suatu logam bila terkena cahaya akan melepaskan elektron yang akan menghasilkan arus listrik jika dihubungkan pada rangkaian tertutup. Jika cahaya merupakan gelombang seperti yang diperkirakan oleh fisika klasik, maka semakin tinggi intensitas cahaya yang diberikan, semakin besar pula arus yang terdeteksi. Namun hasil pengujian menunjukkan meskipun intensitas cahaya yang ditentukan maksimal, elektron tidak keluar dari pelat logam.
Namun ketika cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek (frekuensi lebih tinggi, menuju warna ungu spektrum cahaya) diberikan dibandingkan sebelumnya, elektron tiba-tiba lepas dari pelat logam sehingga terdeteksi adanya arus listrik, padahal intensitas yang diberikan lebih kecil dari intensitas. intensitas sebelumnya. Artinya energi yang dibutuhkan pelat logam untuk melepaskan elektronnya bergantung pada panjang gelombang. Jika cahaya benar-benar merupakan gelombang yang mempunyai sifat kontinu, bukankah energi yang dapat diserap darinya tidak ada nilainya?Tetapi ternyata hanya sejumlah energi tertentu yang dapat diserap untuk melepaskan elektron bebas.
Teka-teki ini akhirnya terjawab oleh Albert Einstein yang mengemukakan bahwa cahaya terkuantisasi dalam gumpalan partikel cahaya yang disebut foton. Energi yang dibawa oleh foton sebanding dengan frekuensi cahaya dan suatu konstanta yang disebut konstanta Planck (E = hf). Dibutuhkan foton dengan energi yang lebih tinggi dari energi ikatan elektron untuk menjatuhkan elektron dari pelat logam.
Ketika frekuensi cahaya yang diberikan masih rendah, maka meskipun intensitas cahaya yang diberikan maksimal, foton tidak mempunyai energi yang cukup untuk melepaskan elektron dari ikatannya. Namun bila frekuensi cahaya yang diberikan lebih tinggi, maka meskipun hanya ada satu foton (intensitas rendah) yang memiliki energi cukup, foton tersebut mampu melepaskan elektron dari ikatannya. Meningkatkan intensitas cahaya berarti semakin banyak foton yang dipancarkan, sehingga semakin banyak pula elektron yang dipancarkan.
Pengaruh Panjang Gelombang Terhadap Potensial Henti Analisis Grafik
Pembahasan
Pada percobaan ini dilakukan 2 kegiatan yang bertujuan untuk mengamati perilaku cahaya sebagai partikel menurut teori kuantum dan menentukan konstanta Planck dengan menggunakan alat ukur konstanta Planck, filter warna (merah, jingga, kuning, hijau dan biru), sumber cahaya dan lux meter. Pada kegiatan pertama, pengaruh intensitas cahaya terhadap kuat arus diamati pada tiga intensitas cahaya yaitu pada kondisi V>Vs, V Pada kegiatan ini diketahui filter biru memiliki panjang gelombang (λ) 460 nm yang ditetapkan sebagai variabel kontrol. Dari pengamatan yang dilakukan seperti tertulis pada Tabel 1 terlihat arus terjadi pada saat V Dalam fisika klasik, cahaya dipandang sebagai gelombang yang merambat, menipis, dan menghilang, sehingga energi kinetiknya semakin besar seiring dengan bertambahnya intensitas cahaya. Berdasarkan hasil pengamatan diketahui bahwa semakin besar frekuensi yang diberikan maka potensi pengereman semakin besar. Berdasarkan hasil analisis grafik hubungan potensial henti dengan frekuensi diperoleh nilai konstanta Planck sebesar 𝐽𝑠, sedangkan konstanta Planck secara teoritis adalah Js sehingga diperoleh selisih persentase (%diff) sebesar 0,153. Perbedaan yang timbul antara nilai teoritis dan praktis konstanta Planck disebabkan oleh ketidakakuratan pembacaan selama pengumpulan data dan kurangnya fokus saat menggunakan berkas cahaya. Dengan demikian dapat diketahui bahwa logam yang digunakan adalah Cesium berdasarkan data fungsi kerja logam yang mempunyai fungsi kerja sebesar 2,28 eV dan diperoleh juga potensial henti sebagai interpretasi energi kinetik maksimum elektron yang bergerak menuju anoda yang adalah -0,325V. Kesimpulan Mulyati, Restina Muji., Agus Yulianto dan Budi Astuti, 2018, Miskonsepsi Mahasiswa Pendidikan Fisika Tentang Materi Efek Fotolistrik, Jurnal Fenomena, Vol.8, No.1. Amiruddin B, 1999, Penentuan fungsi kerja dan frekuensi ambang batas bahan katoda melalui eksperimen efek fotolistrik, Jurnal Penelitian Ilmiah, Vol.1, No.5. Sutarno., Erwin dan Muhammad Syaipul Hayat., 2017, Radiasi Benda Hitam dan Efek Fotolistrik sebagai Konsep Kunci Revolusi Ilmiah dalam Perkembangan Teori Kuantum Cahaya, Jurnal Ilmiah Multi Ilmu, Vol.9.PENUTUP
Saran
