Page 17 - Kelas XII_Fisika_KD 3.8

satuan waktu sebanding dengan intensitas cahaya, tetapi energi foton tidak bergantung pada
intensitas cahaya. Sehingga semakin tinggi intensitas cahaya yang digunakan pada percobaan
efek fotolistrik berdampak semakin banyak jumlah elektron yang terpancar ditandai dengan
meningkatnya arus fotoelektron yang terukur pada ampermeter.
2. Energi foton hanya bergantung pada frekuensi gelombang cahaya. Menurut postulat Planck,
foton-foton yang sampai pada katoda akan diserap sebagai kuantum energi. Ketika elektron
menyerap foton, maka elektron memperoleh sejumlah energi yang dibawa foton yaitu sebesar
hf. Jika energi yang diterima elektron melebihi energi ikat oleh permukaan logam, 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 logam (melawan energi ikatan logam) disebut fungsi kerja/energi
ambang logam (Wo). Besar energi kinetik maksimum foto-elektron diformulasikan

= ℎ – , dengan = ℎ

= ℎ( – )

dengan
EKmaks = energi kinetik maksimum foto-elektron (J)

Wo = fungsi kerja/energi ambang logam (J)
fo = frekuensi ambang logam (Hz)

Energi kinetik foto-elektron diukur dengan memasang sumber tegangan (beda potensial
listrik) pada perangkat eksperimen fotolistrik dengan kutub negative(-)nya dihubungkan dengan
elektroda positif (anoda). Pada saat telah terjadi efek fotolistrik, dengan mengatur besarnya
tegangan listrik gerak elektron yang terpancar dari logam dapat dihentikan, ditandai dengan
aruslistrik yang terbaca oleh ampermeter menjadi nol. Tegangan listrik yang mampu
menghentikan keluarnya elektron dari permukaan logam selanjutnya disebut beda potensial
listrik penghenti/stopping voltage (Vo). Ketika foto-elektron terhenti berarti nilai energi
kinetiknya sama dengan energi listrik yang dihasilkan oleh sumber tegangan, jadi

= .
dengan
-19
e = muatan electron = 1,6 x 10 C
Vo = tegangan/beda ptensial henti (volt)

Makin tinggi nilai EKmaks makin tinggi besarnya tegangan penghenti Vo agar elektron tidak
mengenai kutub elektrodanya (anoda). Nilai Vo ternyata tidak bergantung pada intensitas cahaya
yang dikenakan pada permukaan logam, melainkan bergantung pada frekuensi dari cahaya yang
digunakan. Makin tinggi frekuensi cahaya yang digunakan, makin besar nilai Vo. Ini menunjukkan
bahwa peningkatan frekuensi cahaya berdampak pada meningkantnya energi kinetik foto
elektron atau kecepatan geraknya, bukan pada jumlah foto elektron.

2. Efek Compton
Pada tahun 1923, Arthur H. Compton mengamati perubahan panjang gelombang sinar-X setelah
dihamburkan oleh elektron bebas seperti pada gambar 4. Compton menjelaskan, radiasi yang
dikenakan pada lempeng logam berinteraksi dengan elektron bebas dalam logam (tidak selalu
menimbulkan efek fotolistrik walaupun energinya cukup). Interaksi antara radiasi dengan
elektron bebas dalam logam berperilaku seperti tumbukan elastis antara dua partikel.
Mekanisme hamburan radiasi (kemudian disebut hamburan Compton atau efek Compton)
tersebut di atas dapat dijelaskan dengan memberlakukan hukum kekekalan energi dan hukum
kekekalan momentum linear secara relativistik.

14