Energi Kinetik Maksimum, Frekuensi Ambang, Panjang Gelombang Ambang Dan Energi Ambang

Efek fotolistrik adalah peristiwa saat elektron terlepas dari permukaan suatu plat logam setelah dilaukan penambakan berkas cahaya dan ditangkap (terjadi penumbukan berkas cahaya) oleh plat logam lain yang terletak sejajar. Elektron yang terlepas tersebut disebut fotoelektron atau foton.

Semakin tinggi intensitas cahaya yang ditembakkan, semakin besar beda potensial (voltase) yang terbaca, semakin banyak elektron yang keluar dari plat logam dan semakin besar arus listrik yang mengalir.

Semakin rendah intensitas cahaya yang ditembakkan, semakin kecil beda potensial (voltase), semakin sedikit atau bahkan tidak ada elektron yang keluar dan tidak ada arus listrik yang mengalir.

Rumus energi kinetik maksimum :
Ekmaks = e . Vo

Keterangan :
e adalah muatan elektron (C)
Vo adalah potensial henti (volt)

Teori Kuantum Einstein

Teori kuantum Einstein menyatakan bahwa sebuah foton dengan intensitas cahaya memberikan paket energi ke sebuah elektron yang terdapat dalam permukaan plat logam. Elektron yang keluar dari permukaan plat logam tidak bertabrakan dengan atom lainnya sebelum mengeluarkan energi kinetik maksimum.

Rumus energi kinetik maksimum berdasarkan teori kuantum Einstein :
Ekmaks = h . f - ɸ
atau
Ekmaks = hc - ɸ
                  λ

Keterangan :
h adalah tetapan Planck (6,626 x 10-34 Js)
f adalah frekuensi (Hz)
ɸ adalah fungsi kerja (eV)
hc = 1240 eV.nm → nilai ini didapat dari : h = 6,626 x 10-34  Js dikali c = 3 x 108 m/s

Tabel Nilai Fungsi Kerja Logam

Logam
ɸ (eV)
Na
2,46
Al
4,08
Fe
4,50
Cu
4,70
Zn
4,31
Ag
4,73
Pt
6,35
Pb
4,14

Berdasarkan teori kuantum Einstein disimpulkan bahwa :

- Besar energi kinetik maksimum yang dikeluarkan fotoelekton tidak tergantung dengan besar intensitas cahaya meskipun jumlah fotoelektron berlipat ganda.
- Selang waktu antara cahaya yang datang dan fotoelektron yang keluar tergantung dengan besarnya paket energi yang dibawa oleh foton. Jika intensitas cahaya rendah, maka foton hanya sedikit foton yang keluar per sekon.
- Jika paket energi yang dibawa oleh foton lebih kecil dari fungsi kerja, maka elektron tidak dapat keluar dari permukaan plat logam.
- Besarnya energi kinetik maksimum fotoelektron bergantung pada frekuensi cahaya. Semakin besar frekuensi cahaya, semakin besar energi kinetik maksimum yang dikeluarkan fotoelektron.

Rumus frekuensi ambang/frekuensi cahaya minimal :
fo = ɸ/h

Keterangan :
fo adalah frekuensi ambang (Hz)

Jika frekuensi cahaya berada di bawah frekuensi ambang, maka tidak ada fotoelektron yang terlepas.

Rumus panjang gelombang berdasarkan frekuensi ambang :
λo = c/fo
atau
λo = hc/ ɸ

Keterangan :
λo adalah panjang gelombang ambang/panjang gelombang maksimum (nm)
c adalah kecepatan cahaya (3 x 108 m/s)

Rumus energi ambang atau energi cahaya minimal :
Wo = ɸ . eV
atau
Wo = h . fo

Untuk melepaskan elektron dari plat logam, energi cahaya harus lebih besar dari energi ambang bahan,

Keterangan :
1 eV = 1,6 x 10-19 J

Rumus energi kinetik maksimum :
Ekmaks =  h (f – fo)

Contoh 1 :
Sebuah permukaan logam natrium diterangi dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang 280 nm. Tentukan :
a. Energi kinetik maksimum yang dikeluarkan fotoelektron !
b. Panjang gelombang ambang logam natrium !

Jawab :
a. Ekmaks = hc - ɸ
                      λ
             = 1240  - 2,46
             280
             = 4,42 – 2,46 = 1,96 eV

b. λo = hc/ ɸ
       = 1240/2,46 = 504 nm

Contoh 2 :
Jika fungsi kerja logam 2,4 eV dan cahaya yang disinarkan memiliki panjang gelombang dan frekuensi, tentukan :

a. Energi cahaya minimal yang diperlukan agar elektron keluar dari plat logam !
b. Frekuensi cahaya minimal yang diperlukan agar elektron keluar dari plat logam !
c. Panjang gelombang maksimum yang diperbolehkan agar elektron keluar dari plat logam !

Jawab :
a. Wo = ɸ . eV
         = 2,4 . 1,6 x 10-19 = 3,84 x 10-19 J

Telah ditetapkan bahwa :
h = 6,626 x 10-34 Js
b. Wo = h . fo
   3,84 x 10-19 =  6,626 x 10-34 . fo
   3,84 x 10-19/6,626 x 10-34 = fo
   0,58 x 1015 = fo

Telah ditetapkan bahwa :
c = 3 x 108 m/s
c. λmaks = c/fo
          = 3 x 108/0,58 x 1015
          = 5,2 x 10-7 m

Contoh 3 :
Jika fungsi kerja logam 2,2 eV dan cahaya yang disinarkan memiliki panjang gelombang 1800 Å, tentukan :

a. Energi ambang logam dalam satuan Joule
b. Frekuensi ambang
c. Panjang gelombang maksimum yang diperlukan untuk melepas elektron dari logam
d. Panjang gelombang dari cahaya yang disinarkan dalam meter
e. Frekuensi dari cahaya yang disinarkan dalam Hz
f. Energi foton cahaya yang disinarkan
g. Energi kinetik dari elektron yang lepas dari logam

Jawab :
a. Wo = ɸ . eV
         = 2,2 . 1,6 x 10-19 = 3,52 x 10-19 J

Telah ditetapkan bahwa :
h = 6,626 x 10-34 Js
b. Wo = h . fo
3,52 x 10-19 = 6,626 x 10-34 . fo
3,52 x 10-19/6,626 x 10-34 = fo
0,53 x 1015 = fo

Telah ditetapkan bahwa :
c = 3 x 108 m/s
c. λmaks = c/fo
          = 3 x 108/0,53 x 1015
          = 5,7 x 10-7 m/s

d. λ = 1800 Å = 1800 x 10-10 = 1,8 x 10-7 m
Kenapa dikali 1010 Å?
Karena dari meter ke angstrom adalah 1010, sedangkan dari angstrom ke meter adalah 10-10.

e. f = c/ λ
        = 3 x 108/1,8 x 10-7
      = 1,7 x 1015 Hz

f. E = h . f
      = 6,626 x 10-34 . 1,7 x 1015 = 11,3 x 10-19 J

g. E = Wo + Ek
   11,3 x 10-19 = 3,52 x 10-19 + Ek
   11,3 x 10-19 - 3,52 x 10-19 = Ek
   7,78 x 10-19 J = Ek      

Contoh 4 :
Cahaya dengan panjang gelombang 600 nm meradiasi permukaan logam yang memiliki energi ambang 1,56 x 10-19 J. Berapa energi kinetik maksimum foto elektron?

Jawab :
λ = 600 nm = 600 x 10-9 = 6 x 10-7 m

E = Wo + Ek
h . f = 1,56 x 10-19 + Ek
h . c/λ = 1,56 x 10-19 + Ek
6,626 x 10-34 . 3 x 108/6 x 10-7 = 1,56 x 10-19 + Ek
3,3 x 10-19 = 1,56 x 10-19 + Ek
Ek = 3,3 x 10-19 - 1,56 x 10-19 = 1,74 x 10-19  J

Contoh 5 :
Frekuensi ambang suatu logam sebesar 6 x 108 Hz dan logam tersebut disinari dengan cahaya yang mempunyai frekuensi 1012 Hz. Berapa energi kinetik foto elektron yang terlepas dari permukaan plat logam tersebut ?

Jawab :
fo = 6 x 108 Hz
f = 1012 = 10 x 1011 Hz → pengubahan hanya untuk mempermudah menghitung

E = Wo + Ek
h.f = Wo + Ek
h.f = h.fo + Ek
Ek = h (f – fo)
Ek = 6,626 x 10-34 (10 x 1011 - 6 x 108)
     = 6,626 x 10-34 . (4 x 103)
     = 26,5 x 10-31 = 2,65 x 10-30 = 2,7 x 10-30 J

Komentar

Posting Komentar

Populer Minggu Ini

4 Hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam Mengarang

Gambar
Kita tidak bisa sembarang membuat sebuah karangan. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk dapat menghasilkan karangan yang baik. Saat ini saya juga sedang belajar untuk membuat karangan. Berikut ini beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam mengarang : Topik Sebelum menulis suatu karangan, perlu topik dari karangan tersebut terlebih dahulu. Topik adalah inti utama dari keseluruhan suatu tulisan atau karangan. Topik berbeda dengan tema. Topik bersifat umum, sedangkan tema bersifat lebih spesifik dan terarah. Syarat-syarat menentukan topik : - Menarik perhatian. - Cukup sempit dan terbatas. - Aktual. - Dikuasai oleh penulis. Tidak ada hal yang mustahil jika kita mau mempelajari dan mencobanya, sehingga suatu yang awalnya tidak dikuasai menjadi dapat dikuasai. Oleh karena itu, sebelum penulis menulis suatu karangan, penulis terlebih dahulu mencari tahu mengenai topik yang akan disampaikan, hingga penulis menguasai topik tersebut. Judul ...
Baca selengkapnya

Menilai Kepribadian Manusia Berdasarkan Tatapan Mata

Pepatah mengatakan bahwa mata adalah jendela jiwa. Benarkah dari tatapan seseorang bisa diketahui kepribadiannya?.  Menurut situs psikologihore.com, jika kita menatap seseorang selama 10 menit kita akan menjadi lupa daratan dan waktu berjalan menjadi lebih lambat. Hal ini berdasarkan penelitian yang dilakukan di tempat dengan cahaya remang-remang. Namun, ada pula yang mengatakan bahwa seseorang yang ditatap matanya dalam waktu lama, wajahnya berubah menghilang. Berikut ini 7 jenis tatapan mata seseorang : 1. Tatapan Tajam Seseorang yang memiliki mata tajam sering dijuluki si Mata Elang. Kenapa begitu ya?. Padahal masih banyak lagi hewan-hewan yang memiliki mata yang tajam terutama hewan-hewan nokturnal (beraktifitas pada malam hari).  Kenapa tidak disebut si Mata Kelelawar?.  Atau si Mata Burung Hantu?. Mungkin kerena elang merupakan hewan yang cukup kuat atau hebat dalam berburu atau mencari mangsa. Elang juga lebih kuat dibandingkan kelelawar atau ...
Baca selengkapnya

Hambatan Shunt Dan Hambatan Muka Atau Depan

Galvanometer berfungsi untuk mengukur kuat arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil. Jika kuat arus dan beda potensial relatif besar, galvanometer tidak akan berfungsi dengan baik. Agar galvanometer berfungsi dengan baik pada rangkaian dengan kuat arus dan beda potensial relatif besar, pada galvanometer harus dipasang hambatan eksternal, seperti hambatan shunt atau hambatan depan.   Hambatan shunt adalah hambatan eksternal yang dipasang pada amperemeter untuk mengukur/ membatasi kuat arus dan beda potensial. Alat yang digunakan berupa resistor. Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika.   Apabila resistor dipasang secara seri, untuk menghitung beda potensial dan kuat aurs pada satu ujung resistor, berlaku rumus :   V = I . R      atau      I = E/R   Keterangan : R adalah resistor I adalah kuat arus E adalah Gay...
Baca selengkapnya

Cara Menghitung Perbedaan Waktu (WIB, WIT, WITA Dan GMT)

Gambar
Garis bujur (Longtitude) adalah garis khayal yang memotong garis khatulistiwa (garis equator) dan membagi bumi menjadi dua bagian, yaitu barat dan timur. Bumi memiliki 360 o garis bujur (garis Meridian), yaitu 180 o BB (Bujur Barat) dan 180 o BT (Bujur Timur). Matahari melintasi titik di atas garis Meridian yang menentukan saat terbit dan tenggelam. Tanda plus menunjukkan arah timur (0 sampai 180), sedangkan tanda minus menunjukkan arah barat (0 sampai -180). Garis lintang (Latitude) adalah garis khayal yang memotong garis khatulistiwa dan membagi bumi menjadi dua bagian, yaitu utara dan selatan. Bumi memiliki 180 o garis lintang , yaitu 90 o LU (Lintang Utara) dan 90 o LS (Lintang Selatan). Tanda plus menunjukkan arah kutub utara (0 sampai 90), sedangkan tanda minus menunjukkan arah kutub selatan (0 sampai -90). Pembagian zona waktu antar negara mengacu pada Greenwich Mean Time (GMT). Greenwich adalah kota yang terletak di Inggris. Kota Greenwich terletak di 0 o garis buj...
Baca selengkapnya

Analisis Sintaksis Dan Tree Diagram Syntax

Gambar
Sintaksis adalah ilmu yang mempelajari tentang struktur gramatikal antarkata untuk membuat kalimat yang koheren. Susunan kata atau frasa untuk membuat kalimat disebut sintaks. Unit terkecil dari sintaks adalah kata. Sementara tata bahasa (grammar) adalah kaidah penggunaan kata dalam sebuah kalimat, misalnya kelas kata (part of speech) apa yang menjadi subjek, predikat, objek dan keterangan atau kelas kata apa yang memiliki bentuk jamak dan tunggal, serta kaidah-kaidah kebahasaan lainnya.  Part of speech meliputi nouns, pronouns, verbs, adjectives, adverbs, prepositions, conjunctions dan interjections. Selain part of speech, dalam bahasa Inggris juga terdapat kelompok determiner yang meliputi articles, quantifiers, demonstratives, possessive adjectives, numbers, distributives dan interrogatives. Analisa Sintaksis S = Sentence V = Verb VP = Verb Phrase N = Noun NP = Noun Phrase Adj = Adjective Pro = Pronoun PN = Proper Noun Adv = Adverb Prep = Preposition PP = Prepositional Phrase Ar...
Baca selengkapnya

Persen Dan Permil

Persen berasal dari bahasa Latin atau Romawi, yaitu percentum . Per artinya tiap – tiap atau dari tiap – tiap dan centum artinya seratus. Centum disingkat menjadi cent dan dinyatakan dengan C. Persen adalah tiap – tiap seratus atau dari tiap – tiap seratus. Persen dilambangkan dengan %. Misalnya 5 % berarti 5 perseratus atau 5 dari tiap – tiap seratus sama dengan 5/100 atau 0,05. Macam – macam perhitungan persen sebagai berikut : 1. Perhitungan persen dari bilangan Contoh : 8 % dari 750 = 8/100 x 750 = 60 2. Perhitungan persen dari satuan ukuran Contoh : 75 % dari 240 kg beras = 75/100 x 240 = 180 kg 3. Perhitungan persen dari suatu jumlah Contoh : 17,5 % dari modal Imam yang besarnya Rp 1.400.000,00 = 17,5 x Rp 1.400.000,00 = 17,5/100 x Rp 1.400.000,00 = 17,5 x Rp 14.000,00 = Rp 245.000,00 4. Perhitungan persen dari persen Contoh : 2,5 % dari 80 % = 2,5/100 x 80 % = 0,025 % x 80 % = 2 % Permil atau promil berasal dar...
Baca selengkapnya

Filosofi Kartu Joker

Hampir sebagian besar orang mengagumi sosok joker. Kartu joker pertama kali dicetak pada tahun 1860. Nama joker diambil dari kata joke dalam bahasa Inggris yang berarti lelucon. Pada permainan kartu remi, kartu joker berperan sebagai pemain cadangan yang mana kartu ini tidak bisa digunakan sebagai pemain pembuka dan baru dapat digunakan jika telah disetujui oleh semua pemain. Akan tetapi, kartu joker merupakan kartu istimewa yang bernilai tinggi dalam permainan kartu remi. Joker merupakan sosok yang sinis, sedih, lucu,  terkadang bodoh dan terkadang jenius.  Berikut ini beberapa karakter joker yang berhubungan dalam kehidupan sehari-hari : a. Joker seperti bunglon Joker dapat berganti peran atau posisi untuk melaksanakan berbagai tugas. Oleh karena itu, joker terbilang cukup jenius dengan segala keahliannya. Namun, karakter joker tetap sama atau tidak labil. Kita pun bisa menjadi seperti joker jika mau belajar, berlatih dan mencoba berbagai peluang. Bahk...
Baca selengkapnya

Penggunaan Enough, Quite, Pretty, Rather Dan Fairly

Enough, quite, pretty, rather dan fairly termasuk adverb of degree yang memiliki arti serupa, tetapi dengan tingkatan yang berbeda. Quite, pretty, rather dan fairly memiliki arti lebih rendah/kecil daripada very, tetapi lebih tinggi/besar daripada a little. Rather memiliki arti lebih tinggi daripada quite, pretty dan fairly. Quite memiliki arti lebih tinggi daripada pretty dan fairly. Pretty memiliki arti lebih tinggi daripada fairly.  Enough   Enough berarti cukup. Enough diletakkan setelah adjective dan adverb. Jika digunakan bersama dengan noun, enough diletakkan sebelum noun. Namun, jika terdapat kalimat sebelumnya yang disertai noun, maka kita dapat menghilangkan noun setelah enough. Enough memiliki arti yang sama dengan too jika berbentuk negatif (not + adjective/adverb + enough).   Contoh :   1. We’ve waited long enough. (adjective) 2. You don’t work hard enough. (adjective) 3. I can’t run very far. I don’t have enough energy . (noun) 4. ...
Baca selengkapnya

Stressed Syllable dan Unstressed Syllable

Mempelajari penekanan suku kata pada kata tertentu adalah penting. Tekanan membantu pembicara untuk menyampaikan maksud atau makna kata sebenarnya kepada pendengar. Kesalahan menekankan kata tertentu akan mengakibatkan ritme bahasa Inggris menjadi tidak wajar.  Suku kata (syllable) adalah unit pronunciation yang memiliki satu suara vokal dengan beberapa konsonan atau tanpa konsonan di sekitar vokal tersebut. Kata yang hanya memiliki satu suku kata disebut monosyllabic. Kata dengan banyak suku kata disebut polysyllabic. Semakin panjang sebuah kata, semakin banyak suku kata yang dimilikinya. Syllables  Structure  Struktur suku kata terdiri dari tiga bagian, yaitu onset, nucleus dan coda. • Onset adalah konsonan yang terletak sebelum vokal. Jika tidak ada konsonan sebelum vowel disebut zero onset. • Nucleus adalah vokal dalam suatu kata. Sebuah kata dapat memiliki dua nucleus. • Coda adalah konsonan yang terletak setelah vokal. Coda disebut juga final consonant. Jika tidak a...
Baca selengkapnya

Penggunaan Besides, Apart From, In Addition, Than, Furthermore, Moreover, After that, Meanwhile dan Meantime

Besides, Apart from dan In Addition Besides memiliki arti yang berbeda dengan beside. Besides berarti "selain", sedangkan beside berarti "di samping". Beside biasanya diikuti oleh pronoun atau noun, sedangkan besides dapat diikuti oleh kelas kata lain, seperti adjective atau verb. Besides dapat diletakkan di awal kalimat. Sekilas besides, apart from dan in addition memiliki makna yang sama. Perbedaan di antara ketiganya adalah besides mengartikan "serta", apart from mengartikan "pengecualian" dan in addition mengartikan "sebagai tambahan atau nilai tambah". Besides dapat menjadi adverb dan preposition. Besides bersifat informal, sehingga sering digunakan dalam percakapan sehari-hari.  In addition biasanya diletakkan di awal kalimat dan diikuti oleh tanda koma. Namun, jika diikuti oleh preposition to, frasa ini dapat diletakkan di tengah kalimat. In addition to biasanya diikuti oleh noun, pronoun atau gerund. Sebagai awalan kalimat, in a...
Baca selengkapnya