09 Juni 2010

Efek Fotolistrik

Ads by Google

Permukaan logam tertentu disinari dengan cahaya dengan panjang gelombang 0,35 µm dan 0,54 µm. Pada tiap penyinaran dengan cahaya tersebut, diperoleh bahwa kecepatan maksimum elektron foto yang dihasilkan untuk tiap panjang gelombang yang bersesuaian berbeda sebesar faktor η = 2. Carilah fungsi kerja logam tersebut!

Penjelasan

Untuk tiap panjang gelombang cahaya yang digunakan akan menghasilkan energi kinetik elektron foto yang berbeda pula. Hal ini terlihat dari persamaan Einstein untuk efek fotolistrik sebagai berikut (persamaan 1):Dimana adalah panjang gelombang cahaya yang digunakan, W adalah fungsi kerja logam, dan Ekinetik adalah energi kinetik elektron foto yang dilepaskan.

Fungsi kerja logam (W) merupakan karakteristik tertentu dari sebuah logam yang bernilai unik (satu nilai untuk satu jenis logam) yang menyatakan energi minimum yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron logam tersebut dari permukaannya.

Persamaan 1 di atas menyatakan bahwa energi foton yang dibawa oleh cahaya yang digunakan untuk menyinari logam harus sama dengan jumlah antara fungsi kerja logam (fungsi kerja logam bisa juga dinyatakan dengan energi ambang) dengan energi kinetik elektron foto yang dihasilkan. Jika energi foton cahaya yang digunakan di bawah nilai ini, maka tidak terjadi efek fotolistrik.

Dari pernyataan soal jelas tersirat bahwa untuk kedua jenis panjang gelombang cahaya yang digunakan menyebabkan terjadinya efek fotolistrik.
Misalkan untuk panjang gelombang cahaya yang pertama kita nyatakan dengan dan panjang gelombang kedua kita nyatakan dengan . Karena masing-masing panjang gelombang ini menghasilkan efek fotolistrik, maka kita dapat menuliskan persamaan efek fotolistrik Einstein untuk kedua panjang gelombang ini sebagai berikut (Kita telah menggantikan Ekinetik dengan persamaan untuk energi kinetik yang telah kita kenal) (persamaan 2) :

Dan (persamaan 3)
Karena kecepatan maksimum elektron untuk tiap panjang gelombang berbeda sebesar faktor η, maka kita dapat menuliskan persamaan berikut yang menghubungkan antara v1 dan v2 (persamaan 4):

Masukkan persamaan di atas ke dalam persamaan 2 sehingga diperoleh (persamaan 5):


Kurangkan persamaan (5) dengan persamaan (3) sehingga diperoleh persamaan 6 berikut :

Faktor dalam persamaan (6) di atas dapat dihilangkan dengan menggunakan persamaan (3). Akan diperoleh hasil sebagai berikut (persamaan 7):

Dari persamaan (7) di atas, terlihat bahwa dengan memasukkan persamaan (3) tidak hanya menghilangkan faktor energi kinetik, tetapi sekaligus juga memasukkan variabel W (fungsi kerja) yang merupakan besaran yang akan dicari.

Dengan menyelesaikan persamaan (7) di atas untuk W, akan diperoleh persamaan terakhir :

Masukkan nilai-nilai yang diberikan dalam soal, dengan h adalah konstanta Planck dan c adalah kecepatan gelombang elektromagnetik (3 x 108 m/s) maka akan diperoleh fungsi kerja logam yang digunakan adalah sebesar 1,9 eV.

0 komentar :

Posting Komentar