Efek Fotolistrik Pendukung Teori Kuantum Max Planck

​Salah satu fakta yang mendukung teori kuantum Max Planck, yaitu efek fotolostrik. Fotolistrik adalah listrik yang diinduksi oleh cahaya (foton). Ada sebuah alat yang digunakan untuk menunjukkan efek fotolistrik. Alat tersebut terdiri dari sepasang elektroda (katoda dan anoda) yang ditempatkan dalam ruang hampa, sebuah tabung foto, yaitu sumber radiasi yang diarahkan ke permukaan katoda,  serta sebuah ammeter. Sebagai katoda digunakan suatu logam murni, misalnya sesium. Fotolistrik terjadi jika radiasi yang digunakan memiliki energi minimum (frekuensi) tertentu, tidak bergantung berapapun waktu dan intensitasnya. Frekuensi atau energi minimun ini disebut frekuensi atau energi ambang. Setiap logam berbeda dalam hal energi minimumnya. Kuat arus fotolistrik akan meningkat, jika intensitas radiasi ditingkatkan. Kuat arus juga meningkat, jika digunakan radiasi dengan frekuensi yang lebih besar meski intensitasnya sama.

Bagaimana sih contohnya?

Misalkan sebuah logam mempunyai frekuensi ambang, yaitu sinar hijau, berarti:

‌Logam tersebut hanya akan menghasilkan fotolistrik jika disinari dengan sinar hijau atau sinar lain yang frekuensinya lebih besar.

‌Logam tersebut tidak akan menghasilkan fotolistrik dengan sinar merah, jingga atau sinar kuning (yaitu sinar yang frekuensinya lebih kecil dari sinar hijau), tidak terpengaruh berapapun intensitasnya atau berapa lamanya waktu penyinaran.

‌Kuat arus akan meningkat , jika intensitas sinar hijau yang digunakan ditingkatkan.

‌Jika digunakan sinar dengan frekuensi yang lebih tinggi daripada sinar hijau ( misalnya sinar biru atau ungu) dengan intensitas yang sama, maka kuat arus fotolistrik akan meningkat.

Efek fotolistrik tidak sesuai dengan teori fisika klasik yang menganggap bahwa radiasi elektromagnetik bersifat kontinyu. Menurut teori ini, fotolistrik akan tetap terjadi dengan radiasi dengan frekuensi berapa saja, tetapi bergantung pada waktu dan intensitas penyinaran. Elektron akan mengumpulkan energi sehingga cukup untuk melepaskan diri dari permukaan logam. Jika digunakan radiadi dengan frekuensi rendah maka diperlukan waktu yang lebih lama. Jika intensitas radiasi ditingkatkan maka kuat arus akan meningkat. Ternyata, hal seperti itu tidak terjadi.

Penjeladan teoretis efek fotolistrik diberikan oleh Einsten pada tahun 1905. Einstein menggunakan teori kuantum Max Planck yang menyatakan bahwa radiasi elektromagnetik bersifat diskontinyu. Menurut Einstein, radiasi elektronagnetik mempunyai sifat sebagai partikel. Partikel radiasi itu dinamainya foton. Setiap foton mempunyai energi tertentu bergantung pada frekuensinya, yaitu sama dengan kuanta yang dikemukakan oleh Max Planck.

Berikut penjelasan fotolistrik yang dikemukakan oleh Einstein:

‌Fotolistrik terjadi ketika foton dengan energi yang cukup menabrak elektron di permukaan logam.

‌Setiap foton akan mentransfer energinya kepada satu elektron ketika terjadi tumbukan. 

‌Jika intensitas radiasi meningkat, berarti jumlah foton bertambah, sehingga jumlah elektron yang terlemparpun meningkat.

‌Jika digunakan radiasi dengan frekuensi yang lebih besar dari frekuensi ambang, maka kelebihan energi akan muncul sebagai energi kinetik elektron. Semakin besar kelebihan energi, semakin besar pula energi kinetik foto elektron, sehingga semakin banyak elektron yang dapat mencapai anoda. Akibatnya, kuat arus fotolistrik akan meningkat.

Tinggalkan Balasan

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.