Page 22 - E-MODUL FENOMENA KUANTUM

Namun, kenyataannya justru semakin besar frekuensi cahaya, semakin besar pula
energi kinetik maksimum fotoelektron. Kenyataan lain yang juga tidak dapat dijelaskan
oleh teori gelombang adalah tidak ada selang waktu antara penyinaran logam dan
lepasnya elektron dari logam, bahkan dengan intensitas rendah sekalipun. Ken-
yataan-kenyataan tersebut menunjukkan bahwa efek fotolistrik tidak dapat dijelaskan jika
cahaya dipandang sebagai gelombang. Untuk menjelaskan fenomena tersebut, Albert
Einstein mengajukan teori foton dari cahaya. Teori foton cahaya didasarkan pada Hipote-
sis Kuantum Planck yang menyatakan bahwa energi getaran molekul dari benda yang
meradiasikan energi terkuantisasi dengan energi nhf, seperti telah diberikan pada Persa-
maan (2.1). Menurut Einstein, ketika osilator molekul meradiasikan cahaya, energi osila-
tor tersebut berkurang sebesar hf, 2hf, atau 3hf, dan seterusnya. Oleh karena energi
bersitat kekal, cahaya yang dipancarkan osilator tersebut haruslah tersusun atas
paket-paket energi yang terkuantisasi. Paket-paket energi yang terkuantisasi disebut
kuanta atau foton dan memiliki energi sebesar

dengan E adalah energy foton (J), h adalah konstanta planck yang nilainya 6,63 ×
10^(-34) Js, f adalah frekuensi cahaya (Hz), c adalah kecepatan cahaya yang besarnya
3,0 × 10^8 m/s dan λ adalah panjang gelombang cahaya (m).
Melalui teori foton, Einstein berhasil menjelaskan fenomena yang terjadi pada
efek fotolistrik yang selama ini tidak dapat dijelaskan menggunakan teori gelombang.
Menurut teori, ketika cahaya dijatuhkan pada logam, foton-foton yang berinteraksi
dengan elektron akan memberikan seluruh energinya pada elektron. Sebuah foton hanya
berinteraksi dengan sebuah elektron. Dengan kata lain, energi yang diterima sebuah
elektron hanya berasal dari sebuah foton. Dengan demikian, energi kinetik maksimum
sebuah fotoelektron tidak bergantung pada intensitas cahaya atau jumlah foton, tetapi
bergantung pada frekuensi cahaya. Intensitas cahaya atau jumlah foton hanya akan
meningkatkan arus fotoelektron karena semakin banyak foton yang berinteraksi dengan
elektron, semakin banyak pula elektron yang lepas dari logam. Ketika elektron logam
menerima energi dari foton, elektron akan melepaskan diri dari logam. Jika masih ada
sisa energi, elektron akan bergerak dengan energi kinetik maksimum tertentu. Energi
foton minimum untuk melepaskan elektron dari logam disebut energi ambang atau fungsi
kerja. Sesuai dengan Hukum Kekekalan Energi, energi kinetik maksimum fotoelektron
sama dengan energi foton dikurangi energi ambang, atau secara matematis

dengan EK_maks yaitu energy kinetic maksimum fotoelektron (J), hf adalah energy foton
(J) dan W adalah energy ambang atau fungsi kerja (J).

Modul Fisika Fenomena Kuantum 17