Efekfotolstrik Print

download Efekfotolstrik Print

of 27

  • date post

    29-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    42
  • download

    4

Embed Size (px)

description

eksperimen fisika

Transcript of Efekfotolstrik Print

EFEK FOTOLISTRIK h/e APPARATUSA. TUJUAN

1. Menentukan konstanta planck2. Menentukan energy ambangB. ALAT DAN BAHAN1. Voltmeter digital2. Set h/e apparatus 9368 yang terdiri dari : foto diode, baterai 18 volt DC, celah tempat filter dan standar.3. Lampu Mercury (OS 9298) dalam kotak yang dilengkapi dengan penutup, penutup bagian belakang, tangkai tempat lensa dan kisi.4. Lensa dan kisi menyatu dengan tangkainya.5. Lensa pengatur posisi h/e Apparatus dan pasangannya.6. Satu set filter (kuning, hijau dan filter transmisi).

C. TEORI EFEK FOTO LISTRIK

Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam), bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari energi ambang (fungsi kerja) logam. Efek fotolistrik ini ditemukan oleh Albert Einstein, yang menganggap bahwa cahaya (foton) yang mengenai logam bersifat sebagai partikel.

Gambar 1. Diagram eksperimen efek foto listrikGejala foto listrik adalah munculnya arus listrik atau lepasnya elektron yang bermuatan negatif dari permukaan sebuah logam akibat permukaan logam tersebut disinari dengan berkas cahaya yang mempunyai panjang gelombang atau frekuensi tertentu.

Dari gambar 1, sinar yang dipancarkan pada katoda dapat menyebabkan elektron keluar dan meninggalkan katoda. Karena katoda dihubungkan dengan kutub positif dan anoda dengan kutub negatif, maka potensial anoda lebih rendah daripada potensial katoda sehingga elektron akan tertarik ke anoda. Aliran elektron ini merupakan arus listrik. Jika potensial cukup besar, dapat menyebabkan elektron tak dapat sampai ke anoda. Beda potensial yang tepat akan menahan pancaran elektron yang disebut potensial penyetop (Vo). Pada keadaan ini, berarti energi kinetik maksimum elektron yang dipancarkan tepat sama dengan beda potensial listrik elektron antara anoda dan katoda.Ek max = e Vo .(1)1. Hasil pengamatan Lenard tahun 1902 dari eksprimen efek foto listrik adalah: kecepatan elektron (yang sebanding dengan energi kinetik elektron) yang lepas dari seng itu tidak bergantung kepada intensitas cahaya, tetapi hanya bergantung kepada frekuensi (atau panjang gelombang) sinar yang digunakan.2. Untuk suatu logam tertentu, tidak ada pancaran elektron jika panjang gelombang cahaya lebih besar dari suatu panjang gelombang tertentu.Hasil pengamatan tersebut tidak dapat dijelaskan menggunakan teori gelombang klasik, karena menurut teori gelombang klasik, intensitas cahaya adalah besarnya kerapatan laju energi (gelombang) cahaya. Dengan demikian, jika intensitas cahaya yang datang pada permukaan bahan makin besar berarti laju energi yang datang pada permukaan bahan juga semakin besar. Karena energi yang datang semakin besar, seharusnya jumlah elektron yang dipancarkan juga makin besar. Disamping itu seharusnya elektron dapat terpancar dari pelat asalkan intensitasnya (energinya) cukup, berapapun panjang gelombang sinar yang digunakan. Akan tetapi dari hasil eksprimen diketahui bahwa energi kinetik elektron yang dilepaskan bahan tidak bergantung pada intensitas cahaya yang digunakan dan elektron tidak dapat dipancarkan pada sembarang nilai panjang gelombang, meskipun intensitasnya dibuat besar.

Menjelaskan hasil eksperimen ini, digunakan teori kuantisasi energi yang dikemukakan oleh Planck kemudian diartikan (lebih fisis) oleh Einstein. Tahun 1905. Menurut Einstein pancaran cahaya berfrekuensi f berisi paket-paket gelombang atau paket-paket energi, energy setiap paket gelombang adalah hf.

Menurut postulat Planck, foton-foton yang sampai ke katoda akan diserap sebagai kuantum energi. Ketika elektron menyerap foton, maka elektron mendapat sejumlah energi yang dibawa foton yaitu hf.Energi yang diperoleh ini sebagian digunakan elektron untuk melepaskan diri dari bahan dan sisanya digunakan untuk bergerak menjadi energi kinetik elektron. Besarnya energi yang diperlukan oleh elektron untuk melepaskan diri dari bahan (melawan energi ikat elektron dalam bahan) disebut fungsi kerja (Wo). Secara matematik dapat dituliskan :Ek = hf Wo.. (2)Persamaan (2) disebut persamaan foto listrik Einstein.Dari persamaan (1) dan (2) dapat diperoleh :e Vo = hf Wo.. (3)Dengan eksprimen, kita dapat mencari harga potensial penyetop untuk suatu harga frekuensi sinar datang. Dari berbagai harga frekuensi sinar datang, akan didapat berbagai harga potensial penyetop. Jika dibuat kurva eVo terhadap frekuensi, akan diperoleh kurva berbentuk linier. SHAPE \* MERGEFORMAT

Pengamatan efek foto listrik sangat sesuai dengan teori Einstein mengenai foton yang dilakukan oleh Milikan pada tahun 1916. Milikan menggunakan bahan lithium sebagai katoda dan mendapatkan hasil nilai tetapan h besarnya 6,67 x 10-34 Js. Sekarang ini tetapan Planck dipandang sebagai salah satu tetapan alam, dan telah diukur dengan ketelitian yang sangat tinggi dalam berbagai percobaan. Nilai sekarang yang diterima adalah h=6.63x10-34Js

D. PROSEDUR PERCOBAAN Menyusun alat- alat Mengukur beda potensial alat h/e dengan voltmeter, dimana alat ini dilengkapi dengan 2 buah batrai. Ujung ujung kontak sumber ini berada pada bagian atas kotak alat h/e. Tegangan yang dibutuhkan adalah harus lebih dari 8 Volt, jika kurang maka batere harus diganti. Menghidupkan lampu merkuri dan menutup bagian belakang kotak lampu dengan lempeng warna hitam persegi empat, kemudian menunggu kira kira 5 menit. Memasang lensa dan kisi pada lampu mercury, dan mengatur sedemikian rupa sehingga sinar yang diuraikan kisi dapat dilihat dengan jelas( tajam), hal ini dapat kita uji dengan meletakkan kertas putih didepan celah alat h/e. Mengatur kotak h/e, agar sinar yang diuraikan tepat masuk kedalam kotak h/e. Menekan ON pada alat h/e ini, yang berarti alat siap untuk dioperasikan. Kemudian mengusahakan salah satu jenis warna cahaya yang masuk kedalam celah , meletakkan filter sesuai dengan warna cahaya yang masuk didepan celah, misalnya warna sinar yang masuk adalah kuning, maka pasang filter warna kuning didepan celah. Mengukur potensial henti dengan menggunakan voltmeter dengan cara meletakan ujung kontaknya pada bagian bawah alat h/e ini. Mengulangi prosedur 6 dan 7 paling kurang lima untuk warna sinar yang sama. Melakukan prosedur 6,7, dan 8 untuk warna sinar yang berbeda. Untuk sinar ungu tidak dibutuhkan filter.

E. DATA HASIL PERCOBAANNoJenis sinarFrekuensi (Hz)Potensial henti (Volt)

1KUNING5.18672 x 10140.596

2HIJAU5.48996 x 10140.726

3UNGU7.40858 x 10141.10

Potensial henti untuk beberapa jenis warna sinar

1. KUNING

NO0 %(V)20 %(V)40 %(V)60 %(V)80 %(V)100%(V)

10.600.550.560.570.580.59

20.590.550.560.570.570.59

30.600.540.560.560.580.58

40.590.550.550.570.580.59

50.600.550.560.570.570.59

2. HIJAU

NO0 %(V)20 %(V)40 %(V)60 %(V)80 %(V)100%(V)

10.730.530.570.600.610.69

20.720.540.580.590.620.69

30.730.540.570.590.610.68

40.720.540.570.600.620.69

50.730.540.580.590.610.68

3. UNGU

NO0 %(V)20 %(V)40 %(V)60 %(V)80 %(V)100%(V)

11.100.860.951.001.031.05

21.100.860.951.001.021.05

31.100.860.941.001.021.04

41.100.850.950.991.031.05

51.100.850.941.001.031.04

F. PENGOLAHAN DATA

A. Menghitung nilai frekuensi dari masing masing sinar:

1. Sinar kuning 0 %

V = volt

V = 0.434 Volt 6.45 %

20%

V= 0.576 Volt 4.86 %

40%

V= 0.572 Volt 4.895% 60%

V= 0.792 Volt 1.52% 80%

V = 0.836 Volt 1.67%

100%

V= 0.85 Volt 0.94%

2. Sinar hijau 0 %

V= 0.448 Volt 4.46% 20%

V= 0.4 Volt 4% 40%

V= 0.31 Volt 1.94% 60%

V= 0.31 Volt 5.8%

80%

V= 0.31 Volt 1.28%

100%

V= 0.376 Volt 1.6%

3. Sinar ungu

0 %

V= 0.316 Volt 0.633%

20%

V= 0.32 Volt 2.5%

40%

V= 0.372 Volt 1.07%

60%

V= 0.432 Volt 4.63%

80%

V= 0.346 Volt 2.89%

100%

V= 0.372 Volt 1.07%

B.Menghitung konstanta Planck

1. Sinar kuning

kesalahan = 2. Sinar hijau

kesalahan = 3. Sinar ungu kesalahan = G. GRAFIK HUBUNGAN ANTARA FREKUENSI DENGAN PERSENTASI KISI

A. SINAR KUNING

Dari grafik dapat kita lihat,secara umum hubungan antara frekuensi dengan persentasi kisi adalah berbanding lurus, artinya semakin besar persentase kisinya, frekuensi yang didapat juga semakin besar,tapi pada grafik terdapat pelencengan sedikit,mugkin hal ini disebabkan karena kesalahan dalam pengukuran.B. SINAR HIJAU

Dari grafik diatas dapat kita lihat, secara umum hubungan antara frekuensi dengan persentase kisi pada sinar hijau tidak dapat dibilang berbanding lurus tapi juga tidak berbanding terbalik, karena terdapat penurunan dan kenaikan pada nilai frekuensinya. C. SINAR UNGU

Dari grafik diatas dapat kita lihat, secara umum hubungan antara frekuensi dengan persentase kisi pada sinar ungu tidak dapat dibilang berbanding lurus tapi juga tidak berbanding terbalik, karena terdapat penurunan dan kenaikan pada nilai frekuensinya

H. GRAFIK HUBUNGAN ANTARA FREKUENSI DENGAN POTENSIAL HENTI

A. SINAR KUNING

Dari grafik diatas dapat disimpulkan, persamaan regresi linear dari frekuensi:

v = 2.413 V 0.000

B. SINAR HIJAU