LAPORAN PRAKTIKUM EFL (Photoelectric Effect) [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA LANJUT “PHOTOELECTRIC EFFECT EXPERIMENT”



JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNUVERSITAS SAM RATULANGI MANADO 2019



“Eksperimen Efek Fotolistrik” I.



Tujuan Praktikum 1. Untuk memahami fenomena efek Photoelectric secara keseluruhan. 2. Untuk menarik energi kinetik dari fotoelektron sebagai fungsi dari frekuensi radiasi yang terjadi. 3. Untuk menentukan konstanta Planck dari energi kinetik versus grafik frekuensi. 4. Untuk membuat grafik yang menghubungkan potensi yang diterapkan saat ini. 5. Untuk menentukan potensi berhenti dari grafik potensial arus foto versus potensial.



II.



Alat & Bahan



1. Laptop 2. Situs “vlab amrita” III.



Dasar Teori Selama percobaannya pada radiasi elektromagnetik (untuk menunjukkan cahaya terdiri dari



gelombang e-m), Hertz melihat percikan antara dua bola logam ketika insiden radiasi frekuensi tinggi di atasnya. Ini disebut efek fotolistrik. Efek fotolistrik adalah emisi elektron ketika radiasi elektromagnetik memiliki insiden frekuensi yang cukup pada permukaan logam tertentu. Kami menyebut elektron yang dipancarkan sebagai fotoelektron dan arus yang mereka buat sebagai arus foto. Fenomena ini pertama kali diamati oleh Heinrich Hertz pada tahun 1880 dan dijelaskan oleh Albert Einstein pada tahun 1905 menggunakan teori kuantum cahaya Max Planck. Sebagai percobaan pertama yang menunjukkan teori kuantum tingkat energi, percobaan efek fotolistrik adalah sangat penting secara historis. Pengamatan penting pada efek Photoelectric yang menuntut teori kuantum untuk penjelasannya adalah: 1. Efek Photoelectric adalah fenomena instan. Tidak ada waktu tunda antara timbulnya cahaya dan emisi fotoelektron. 2. Jumlah fotoelektron yang dipancarkan sebanding dengan intensitas cahaya yang terjadi. Juga, energi fotoelektron yang dipancarkan tidak tergantung dari intensitas cahaya yang datang. 3. Energi fotoelektron yang dipancarkan berbanding lurus dengan frekuensi cahaya yang datang. Pengaturan eksperimental dasar yang menjelaskan efek Photoelectric adalah seperti yang diberikan di bawah ini,



Telah diamati bahwa harus ada energi minimum yang diperlukan untuk electron melarikan diri dari permukaan logam tertentu dan disebut fungsi kerja 'W' untuk itu logam. Fungsi kerja dapat dinyatakan dalam frekuensi seperti,



Di mana h adalah konstanta Planck dan V0 adalah frekuensi ambang (frekuensi minimum untuk efek fotolistrik). Fungsi kerja untuk beberapa logam tercantum dalam table.



Menurut Einstein efek Photoelectric harus mematuhi persamaan,



Dari ungkapan di atas,



Yang mengatakan grafik yang menghubungkan energi kinetik maksimum fotoelektron 'KEmax' dan Vfrekuensi radiasi kejadian 'V' akan menjadi garis lurus dengan kemiringan dan Y-intersept HV0= fungsi kerja.  Grafik yang menghubungkan 'KEmax' dan frekuensi:



Energi kinetik maksimum fotoelektron versus grafik frekuensi radiasi kejadian



Sekarang, jika kita meningkatkan potensial balik, arus foto menurun secara bertahap dan menjadi nol pada potensial balik tertentu. Potensi terbalik minimum yang diterapkan ini disebut potensial berhenti V0. Oleh karena itu energi kinetik maksimum dari fotoelektron dapat ditulis sebagai,



 Grafik yang menghubungkan potensi arus balik foto dan arus: - Untuk intensitas konstan dan frekuensi yang berbeda



-



Untuk frekuensi konstan dan intensitas berbeda



IV.



Prosedur Percobaan



1. Pilih bahan untuk mempelajari efek fotolistrik. 2. Pilih area material, panjang gelombang, intensitas cahaya datang. 3. Nyalakan sumber cahaya. 4. Ukur arus balik untuk berbagai tegangan balik. 5. Plot grafik tegangan-arus dan tentukan tegangan ambang batas 6. Ulangi percobaan dengan memvariasikan intensitas untuk panjang gelombang cahaya insiden tertentu. 7. Ulangi percobaan dengan memvariasikan panjang gelombang untuk intensitas tertentu dari cahaya yang datang.



V.



Tabel Pengamatan



VI.



Pengolahan Data



wl (f) = tetap, intensitas (i) = tetap V A A A 1 2,38 4,77 7,15 2 2,06 4,13 6,19 3 1,63 3,27 4,9 4 1,18 2,37 3,55 5 0 1,58 2,37 6 0 0 1,46 7 0 0 0 8 0 0 0 9 0 0 0 10 0 0 0 8



7 6 5 Series1



4



Series2



3



Series3



2 1 0 -1



0



2



4



6



8



10



12



intensitas = tetap, frekuensi = beda A (dgn wavelenght A (dgn wavelenght A (dgn wavelenght A (dgn wavelenght dri 100 nm) dri 110 nm) dri 120 nm) dri 130 nm) 2,38 2,34 2,29 2,21 1,92 1,75 1,55 1,31 1,14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



3 2.5 2 Series1 1.5



Series2



1



Series3 Series4



0.5 0 0 -0.5



2



4



6



8



10



12



VII.



Pembahasan



Efek fotolistrik merupakan proses perubahan sifat-sifat konduksi listrik di dalam material karena pengaruh cahaya atau gelombang elektromagnetik lain. Efek ini mengakibatkan terciptanya pasangan elektron dan hole di dalam semikonduktor, atau pancaran elektron bebas dan ion yang tertinggal di dalam metal. Dari hasil pengamatan yang kami peroleh, dapat disimpulkan bahwa panjang gelombang sangat mempengaruhi nilai stopping potensial, dimana semakin besar panjang gelombang maka nilai stopping potensial akan semakin rendah begitupula sebaliknya. Selain itu juga dapat diamati bahwa semakin besar diameter lubang bidik, maka akan semakin besar nilai stopping potensial yang diperoleh. Hal tersebut disebabkan karena berdasarkan teori gelombang cahaya, sebuah atom akan menyerap energi dari gelombang elektromagnetik yang dating dan sebanding dengan luasnya yang menghadap kearah gelombang datang. Pada percobaan ini ada beberapa faktor yang menyebabkan tinggi atau rendahnya tegangan yang diperoleh, kemudian juga cocok atau tidaknya konstanta planck yang didapatkan. Faktor-faktor tersebut antara lain intensitas cahaya yang diberikan, lalu panjang gelombang yaitu yang terdapat pada filter warnanya (merah, kuning, hijau, dan biru), dan stopping potensialnya. Telah diketahui bahwa pemasangan filter warna untuk mengetahui pengaruh panjang gelombang terhadap efek fotolistrik yang nantinya digunakan untuk mencari nilai konstanta Planck. Maka semakin besar panjang gelombangnya, energi yang dihasilkan juga akan semakin kecil, karena energi pada hal ini besarnya sama dengan tegangan yang dicari, oleh karena itu ketika menggunakan filter warna merah yang juga telah diketahui bahwa memiliki panjang gelombang yang besar, akan dihasilkan tegangan yang kecil. Kemudian untuk intensitas cahaya yang diberikaan dengan menggunakan empat variasi, dengan menggunakan intensitas cahaya yang rendah maka akan didapatkan tegangan yang rendah pula, tetapi apabila menggunakan intensitas yang besar maka tengangan pun ikut bertambah besar. Dapat dikatakan bahwa intensitas sebanding dengan energi yang dihasilkan.



VIII.



Kesimpulan Dari praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa efek fotolistrik adalah



munculnya arus listrik akibat permukaan suatu bahan logam disinari. Arus listrik yang muncul ini adalah arus electron yang bermuatan negative. Sinar yang datang dipermukaan bahan adalah menyebabkan electron dan bahan keluar dan lepas dari bahan.



Daftar Pustaka Krane, Kenneth S. 1992. Fisika Modern, alih bahasa : Hans J. Wospakrik dan Sofia Niksolihin. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia. https://vlab.amrita.edu/index.php