Efek fotolistrik adalah fenomena yang terjadi ketika cahaya yang menyinari ke permukaan logam menyebabkan ejeksi elektron dari logam tersebut.

Apakah Anda seorang penggemar fiksi ilmiah? Dalam cerita-cerita fiksi ilmiah lama (1950), salah satu tema perjalanan ruang angkasa adalah penggunaan layar surya untuk propulsi. Gagasannya adalah dengan tekanan foton dari matahari akan mendorong berlayar (seperti layar angin) dan menggerakan pesawat ruang angkasa. Apa yang dulu adalah fiksi ilmiah sekarang menjadi kenyataan yakni layar surya sedang dikembangkan dan diuji untuk perjalanan ruang angkasa modern.

Efek fotolistrik dan Sifat Cahaya sebagai partikel

Pada tahun 1905 Albert Einstein (1879-1955) mengusulkan bahwa cahaya dapat digambarkan sebagai kuanta energi yang berperilaku sebagai partikel. Sebuah foton adalah partikel radiasi elektromagnetik yang memiliki massa nol dan membawa kuantum energi.

Energi dari foton cahaya dikuantisasi sesuai dengan persamaan E = hv. Selama bertahun-tahun cahaya telah digambarkan hanya menggunakan konsep gelombang, dan ilmuwan yang terlatih dalam fisika klasik menemukan dualitas gelombang-partikel cahaya ini menjadi sebuah ide yang sulit untuk diterima. Percobaan kunci yang dijelaskan oleh Einstein menggunakan sifat partikel cahaya yang disebut efek fotolistrik.

layar surya

Efek fotolistrik adalah fenomena yang terjadi ketika cahaya yang menyinari ke permukaan logam menyebabkan ejeksi elektron dari logam tersebut. Dari pengamatan diketahui bahwa hanya frekuensi tertentu dari cahaya dapat menyebabkan ejeksi elektron. Jika frekuensi cahaya datang terlalu rendah (lampu merah, misalnya), maka tidak ada elektron yang dikeluarkan bahkan jika intensitas cahaya yang sangat tinggi atau itu menyinari ke permukaan untuk waktu yang lama.

Advertisement

Jika frekuensi cahaya lebih tinggi (lampu hijau, misalnya), maka elektron mampu dikeluarkan dari permukaan logam bahkan jika intensitas cahaya sangat rendah atau itu menyinari hanya untuk waktu yang singkat. Frekuensi minimum ini diperlukan untuk menyebabkan ejeksi elektron disebut sebagai frekuensi ambang.

Fisika klasik tidak mampu menjelaskan efek fotolistrik. Jika fisika klasik diterapkan pada situasi ini, elektron dalam logam akhirnya bisa mengumpulkan energi yang cukup untuk dikeluarkan dari permukaan bahkan jika cahaya yang masuk adalah dari frekuensi rendah. Einstein menggunakan teori partikel cahaya untuk menjelaskan efek fotolistrik seperti terlihat pada Gambar di bawah ini.

Pengertian Efek fotolistrik
Cahaya frekuensi rendah (merah) tidak dapat menyebabkan ejeksi elektron dari permukaan logam. Pada atau di atas frekuensi ambang (hijau) elektron dapat dikeluarkan. Frekuensi cahaya yang lebih tinggi yang masuk (biru) menyebabkan ejeksi dari sejumlah elektron yang sama tetapi dengan kecepatan yang lebih besar.

Perhatikan persamaan E = hv. E adalah energi minimum yang diperlukan agar elektron pada logam yang akan dikeluarkan. Jika frekuensi cahaya yang masuk itu, v, di bawah frekuensi ambang batas, tidak akan pernah ada energi yang cukup untuk menyebabkan elektron yang akan dikeluarkan. Jika frekuensi sama dengan atau lebih tinggi dari frekuensi ambang, elektron akan dikeluarkan. Saat frekwensi meningkat sampai melampaui ambang batas, elektron dikeluarkan langsung bergerak cepat. Peningkatan intensitas cahaya yang masuk yang berada di atas frekuensi ambang menyebabkan jumlah elektron yang dikeluarkan mengalami peningkatan, tetapi mereka tidak melakukan perjalanan lebih cepat. Efek fotolistrik diterapkan dalam perangkat yang disebut sel fotolistrik, yang biasanya ditemukan dalam barang-barang sehari-hari seperti kalkulator yang menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan listrik.

Sel foto listrik
Sel foto listrik mengubah energi cahaya menjadi energi listrik yang menjadi sumber energi kalkulator ini.

Ringkasan

Cahaya memiliki sifat baik gelombang dan partikel.
Efek fotolistrik diproduksi dengan penumbukan cahaya pada logam dan mengeluarkan elektron yang membentuk permukaan logam.

Pengertian Efek fotolistrik
Advertisement
Tagged on:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *