Pengertian efek fotolistrik serta dilengkapi dengan rumus hingga contoh soal akan kami uraikan secara sederhana agar bisa dengan mudah Anda pahami. Untuk pembahasan lebih lanjut, silahkan simak penjelasannya di bawah ini.
Apakah kalian pernah mengetahui bahwa apabila kita menyorotkan cahaya pada suatu logam maka akan ada elektron yang keluar dari permukaan logam tersebut?
Secara ilmiah proses itu dinamakan eksperimen efek fotolistrik. Eksperimen itu pertama kali dilakukan pada abad ke-19 untuk melihat dan mengamati fenomena radiasi.
Pengertian
Efek fotolistrik ini dilakukan dengan cara menembakkan berkas cahaya pada sebuah logam E yang terdapat pada selubung gelas. Adapun sebuah plat lain (plat C) yang dipasang sejajar dengan plat E. Keduanya dihubungkan dengan sebuah rangkaian listrik dimana terdapat amperemeter untuk membaca aliran electron tersebut.
Pada ilustrasi di atas menghasilkan percobaan efek fotolistrik yang mana terdapat beberapa hubungan di dalamnya. Hubungan yang pertama adalah hubungan arus fotolistrik dengan perbedaan potensial (voltase) yang ada diantara plat E dan C. Jika diberikan voltasetinggi, maka nilai arus yang dihasilkan nilai maksimal atau besar.
Besar nilai arus tersebut bisa saja bertambah apabila kita menaikkan nilai intensitas cahaya yang mengenai plat tersebut. Saat besar beda potensial atau voltase semakin kecil bahkan sampai bernilai negative maka tidak akan ada aliran aruspada percobaan tersebut. Ini adalah hubungan arus dan voltase pada percobaan efek fotolistrik.
Rumus
Dari materi yang sudah kita dapat di atas kita bisa merumuskan persamaan matematika seperti yang akan kita bahas dibawah ini.
1. Rumus Energi Kinetik (Efek Fotolistrik)
Ek = e V0
Dimana:
- e = muatan electron (C)
- V0 = potensial henti (V)
2. Rumus Frekuensi Ambang
f0 = ∅/h
Dimana:
- h = konstanta planck (Js)
- ∅ = fungsi kerja (eV)
3. Rumus Energi Kinetik (Teori Kuantum)
Ek = hf – ∅
Ek = hf – hf0
Ek = h (f-f0)
Dimana:
- h = konstanta planck (Js)
- f = frekuensi foton (Hz)
- ∅ = fungsi kerja (eV)
- fo =frekuensi ambang (Hz)
4. Rumus Panjang Gelombang
λ0 =c/f0 = hc/∅
Dimana:
- λ0 = panjang gelombang (m)
- c = kecepatan cahaya (3 108 m/s)
- hc = 1240 eV nm
Contoh Soal
Setelah kita mengetahui berbagai macam persamaan atau rumus dari kasus efek fotolistrik, mari kita uji pemahaman Anda dengan cara mengerjakan soal di bawah ini.
Soal:
Sebuah logam natrium disorot dengan cahaya yang mempunyai panjang gelombang 200 nm. Tentukan energi kinetik maksimum yang dikeluarkan fotoelektron dan besar panjang gelombang ambang untuk natrium.
Diketahui:
∅ = 2.46 eV
Penyelesaian:
λ0 =c/f0
Ek = h c/λ – ∅
Ek = 1240/200 -2.46
Ek = 6.2 – 2.46
Ek = 3.74 eV
Jadi besar energi kinetik yang dikeluarkan fotoelektron adalah 3.74 eV
λ0 =hc/∅
λ0 = 1240/2.46
λ0 = 504 nm
Jadi panjang gelombang yang dikeluarkan natrium adalah 504 nm.