MAKALAH FISIKA MODEREN I ‘Heinrich Hertz Experiment’

Disusun oleh: 1. Chrisna SN (0606068133) 2. M. Khari Secario (0606068392)

2

Kata Pengantar

Tantunya kita sudah mengenal salah satu fisikawan termahsyur yang bernama Hertz.

Bahkan namanya sendiri sudah diabadikan sebagai satuan frekuensi atas jasanya membuktikan

keberadaan gelombang elektromagnet.

Tidak hanya itu, salah satu jasanya adalah menemukan efek fotolistrik secara tidak

sengaja. Walaupun ia sendiri tidak memperdulikan hal itu, tapi jasanya tersebut telah merubah

dunia kita hingga seperti sekarang. Alhasil, banyak orang yang tidak mengetahui bahwa Hertz-

lah yang pertama kali membuktikan keberadaan efek fotolistrik.

Pada makalah ini kami berusaha untuk menjelaskan secara singkat perjalanan seorang

Heinrich Hertz dalam penelitiannya yang akan merubah dunia ilmu pengetahuan.

Depok, 25 Oktober 2007

Kelompok 7

3

Daftar Isi

Kata pengantar...........................................................................................................2

Daftar isi ....................................................................................................................3

Biodata Hertz.............................................................................................................4

Biografi Hertz ............................................................................................................4

Electromagnetic Research:

Maxwell review .............................................................................................5

Photoelectric Research:

Penemuan tak disangka .................................................................................7

Pembuktian oleh Hallwach dan Lenard.........................................................7

Penutup ......................................................................................................................9

4

Biodata Hertz

Nama Heinrich Rudolf Hertz

Lahir Hamburg, Jerman 22 Februari 1857

Meninggal Bonn, Jerman 1 Januari 1894

Alamat Jerman

Kebangsaan Jerman

Keahlian Fisika dan teknik elektro

Institusi University of Kiel

University of Karlsruhe

University of Bonn

Almamater University of Munich

University of Berlin

PA Hermann von Helmholtz

Penelitian Radiasi Elektromagnetik

Tanda Tangan

Biografi Hertz

Masa-masa awal

Heinrich Hertz lahir di Hamburg Jerman dari pasangan Gustav Ferdinand Hertz dan

Anna Elisabeth Pfefferkorn. Ayahnya adalah seorang penasihat hokum di Hamburg.

Sedangkan ibunya adalah anak dari seorang dokter tentara. Saat melanjutkan pendidikannya di

Universitas Hamburg, ia menunjukkan kecerdasannya pada sains sama baiknya seperti pada

kemampuan bahasanya ketika mempelajari bahasa arab dan bahasa sansekerta. Ia belajar di

Dresden, Munich dan Berlin oleh dua orang gurunya, Gustav R. Kirchhoff dan Hermann von

Helmholtz. Ia mendapat PhD pada 1880 dan menjadi murid Helmholtz samapai 1883. Pada

1885 ia menjadi professor di Universitas Karlsruhe ketika meneliti gelombang elektromagnet.

Meteorologi

5

Hertz menjadi sangat tertarik pada metorologi karena pertemuannya dengan Wilhelm

von Bezold yang merupakan professor Hertz ketika mengikuti kuliah praktek di politeknik

Munich. Meski begitu, Hertz tidak berkontribusi banyak pada bidangnya kecuali pada masa-

masa awal ketika ia menjadi asisten di Helmholtz di Berlin. Termasuk penelitiannya mengenai

penguapan cairan, jenis terbaru dari hygrometer, dan penjelasan grafik mengenai udara dengan

keadaan adiabatik.

Ahli Kontak

Pada 1881-1882, Hertz mempublikasikan dua artikel yang dikenal juga dengan bidang

ahli kontak. Hertz sangat dikenal untuk kontribusinya di bidang listrik dinamis. Banyak paper

yang merujuk pada dua artikelnya sebagai sumber untuk beberapa ide. Namun, majalah

Boussinesq mengeluarkan beberapa kritikan pada pekerjaan Hertz.

Electromagnetic Research

Maxwell Review

Sekitar abad ke 19, Maxwell menyatakan persamaan nya yang cukup mengejutkan

dunia Fisika. Salah satunya menyatakan adanya gelombang elektromagnetik. Namun, saat itu

belum dapat dibuktikan. Karna itu, Heinrich Hertz mencoba untuk membuktikan keberadaan

gelombang elektromagnetik itu.

Loop Penerima

GelombangElektromagnetik

leyden Jar Spark Gap

Coil

Baterai

Saklar

Gambar 1. Skematik Percobaan Hertz secara konsep

6

Secara teori, Hertz menyadari bahwa gelombang elektromagnetik yang dinyatakan

Maxwell merupakan gabungan dari gelombang listrik dan gelombang magnetik secara saling

tegak lurus. Begitu pula dengan arah geraknya. Karena gelombang tersebut mengantung

gelombang listrik, maka Hertz mencoba membuktikan keberadaan gelombang

elektromagnetik tersebut melalui keberadaan gelombang listriknya yang diradiasikan oleh

rangkaian pemancar.

Hertz mencoba membuat rangkaian pemancar sederhana dengan bantuan trafo untuk

memperkuat tegangan dan kapasitor sebagai penampung muatannya. Karena ada arus

pergeseran pada gap pemancar, diharapkan ada radiasi gelombang elektromagnetik yang akan

dipancarkan. Karena secara teori, dari percikan yang muncul akan dihasilkan gelombang

elektromagnetik. Alhasil, pada rangkaian loop penerima yang hanya berupa kawat berbentuk

lingkaran yang tanpa diberikan sumber tegangan apapun, ternyata muncul percikan listrik pada

gap-nya. Ini membuktikan ada listrik yang mengalir melalui radiasi suatu benda.yang akhirnya

terhantarkan ke loop.

Karena merasa belum puas, Hertz mencoba untuk menghitung frekuensi pada loop.

Ternyata frekuensi yang dihasilkan sama dengan frekuensi pemancar. Ini artinya listrik pada

loop berasal dari pemancar itu sendiri. Dengan ini terbuktilah adanya radiasi gelombang

elektromagnetik Maxwell. Percobaan Hertz ini juga memicu penemuan telegram tanpa kabel

dan radio oleh Marconi. Rangkaian ini ada dalam kaca quartz untuk menghindari sinar UV.

Lempeng Kapasitor

Interupter

Saklar

Baterai

PrimerSekunder

Spark BallsGap Kosong berukuran

mikro

Gambar 2. Rangkaian pemancar Hertz secara sederhana

7

Photoelectric research

Penemuan tak disangka

Pada tahun 1886, Hertz berhasil membuktikan konsep yang amat paradoks saat itu,

yaitu persamaan Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik. Meski begitu, nantinya

Einstein akan menggunakan hasil ini untuk membantah beberapa konsep pada fisika klasik

mengenai gelombang elektromagnetik.

Setelah itu hertz melanjutkan penelitiannya. Hingga akhirnya pada 1887 Hertz

melakukan percobaan lanjutan dari hasil pembuktiannya terhadap gelombang elektromagnetik.

Hingga ia akhirnya mendapatkan fakta yang cukup menarik tanpa disengaja. Yaitu bahwa

muatan listrik akan berkurang jika ada sunar ultraviolet yang jatuh diantara kedua

elektrodanya. Itulah alasannya kenapa Hertz memakai tabung quartz untuk melakukan

pembuktian Maxwell. Saat itu, Hertz tidak memperhatikan dengan betul apa yang terjadi

disana. Sehingga tidak ada hasil penelitian yang lengkap dan jelas mengenai efek tersebut.

Pembuktian oleh Hallwach dan Lenard

Hasil dari kedua tokoh ini tidak akan disinggung terlalu banyak karena diluar tujuan

makalah ini. Namun kami akan menjelaskan hasil penelitian mereka yang terinspirasi oleh

ketidaksengajaan Hertz mengenai efek fotolistrik.

V

AB

Polarity Reversing Switch

Glass Envelope Quartz Window

Incident Light

G

Gambar 3. Skema percobaan fotolistrik

8

Hallwach membuat percobaan dengan rangkaian seperti pada gambar. Tabung kaca

terisolasi membentuk ruang hampa di dalamnya. Karena menggunakan kaca quartz, maka

tidak ada radiasi ultraviolet yang masuk. Sumber cahaya monokromatik yang masuk melalui

quartz window jatuh pada pelat A membebaskan elektron yang disebut fotoelektron. Elektron

yang terlepas akan terdeteksi oleh pelat B. dengan ditandainya ada beda potensial antara A dan

B yang tercatat pada Galvanometer yang sensitif.

Gambar 4 adalah grafik fungsi dari tegangan yang dihasilkan. Meski begitu, ada saat

dimana tegangan akan sangat besar,. Ternyata, pada saat arus fotolistrik mencapai nol, ada

batas tegangan tertentu yang dinamakan stopping potential. Gambar 5 adalah grafik stopping

potential.

Applied potencial difference V

0- +Vo

IIa

Ib

a

b

1

2

3

4 8 12

Sto

ppin

g P

oten

tial (

V)

Frequency (10 Hz)14

Vo

Gambar 4. Grafik fungsi V Gambar 5. Grafik Vo

9

Penutup

Hertz adalah orang yang berjasa besar atas penemuannya mengenai gelombang

elektromagnetik dan efek fotolistrik. Meski tidak sengaja, segala macam pembuktiannya telah

merubah dunia kita menjadi lebih praktis. Walau akhirnya hanya sedikit yang tahu bahwa efek

fotolistrik ditemukan pertama kali oleh Hertz.

Sekian makalah singkat kami. Semoga dapat memberi manfaat yang besar bagi kita

semua.