Pengertian Efek Fotolistrik

Efek fotolistrik adalah elektron yang dipancarkan dari materi ketika cahaya bersinar di permukaan. dan elektron yang dipancarkan dengan cara ini disebut fotoelektron. Efek fotolistrik biasanya membutuhkan foton dengan energi dari beberapa elektronvolt  untuk 1MeV untuk unsur yang lebih berat, kira-kira di kisaran ultraviolet dan sinar-X. Studi efek fotolistrik menyebabkan langkah-langkah penting dalam memahami sifat kuantum cahaya dan elektron dan mempengaruhi pembentukan konsep dualitas gelombang-partikel. Efek fotolistrik banyak digunakan untuk menyelidiki tingkat energi elektronik.

Efek fotolistrik

Efek fotolistrik

Heinrich Hertz menemukan efek fotolistrik pada tahun 1887. Meskipun elektron tidak ditemukan lagi, Hertz mengamati bahwa arus listrik yang dihasilkan pada kejadian sinar ultraviolet. Pada awal abad ke-20, fisikawan menegaskan bahwa:

  • Energi dari individu yang dipancarkan elektron meningkat dengan frekuensi (atau warna) cahaya, tetapi tidak tergantung dari intensitas (atau kecerahan) radiasi.
  • Saat fotolistrik ditentukan oleh intensitas cahaya yang; menggandakan intensitas cahaya menggandakan jumlah elektron yang dipancarkan.

Pengamatan ini sangat membingungkan bagi banyak fisikawan. Pada saat itu, cahaya diterima sebagai sebuah fenomena gelombang. Karena energi yang dibawa oleh gelombang hanya harus tergantung pada amplitudo (dan bukan pada frekuensi gelombang), ketergantungan frekuensi fotoelektron tidak masuk akal.

Pada tahun 1905, Albert Einstein memecahkan paradoks ini dengan menggambarkan cahaya sebagai terdiri dari kuanta diskrit (sekarang disebut foton) daripada gelombang terus menerus.

Berdasarkan teori Max Planck radiasi benda hitam, Einstein berteori bahwa energi di setiap kuantum cahaya adalah sama dengan frekuensi dikalikan dengan konstanta, kemudian disebut konstanta Planck. Sebuah foton atas frekuensi ambang batas memiliki energi yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron tunggal, menciptakan efek yang diamati. Sebagai frekuensi meningkat cahaya yang masuk, setiap foton membawa lebih banyak energi, sehingga meningkatkan energi setiap fotoelektron keluar. Dengan menggandakan jumlah foton sebagai intensitas dua kali lipat, jumlah photelectrons harus dua kali lipat sesuai.

Menurut Einstein, energi kinetik maksimum elektron dikeluarkan diberikan oleh Kmax = hf-φ, di mana h adalah konstanta Planck dan f adalah frekuensi foton insiden. φ disebut fungsi kerja, yang memberikan energi minimum yang diperlukan untuk menghilangkan elektron dari permukaan logam. Fungsi kerja memenuhi φ = hf0, di mana f0 adalah frekuensi ambang batas untuk logam untuk timbulnya efek fotolistrik. Nilai fungsi kerja adalah properti intrinsik dari materi.

Yang sangat menarik menindaklanjuti pertanyaan kemudian apakah cahaya adalah partikel atau gelombang? Percobaan Young menunjukkan bahwa itu adalah gelombang. Efek fotolistrik, di sisi lain, menunjukkan bahwa itu harus partikel. Kontradiksi yang jelas ini diselesaikan dengan menerima gagasan yang sangat kontra-intuitif bahwa cahaya adalah baik gelombang dan partikel

Artikel menarik lainnya:

Leave a Reply

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