Laporan Praktikum Efek Fotolistrik Fisika Eksperiment PDF

Preview

Summary

RANCANGAN PRAKTIKUM FISIKA EKSPERIMEN EFEK FOTOLISTRIK Disusun Oleh: NAFISA TRI SEPTIAN 15330033 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA, ILMU PENGETAHUAN ALAM, DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS PGRI SEMARANG DESEMBER, 2018 I. JUDUL PERCOBAAN Efek Fotolistrik. II. TUJUAN Tuj...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Laporan Praktikum Efek Fotolistrik Fisika Eksperiment Nafisa T R I Septian nafisa tri septian

Cite this paper

Downloaded from Academia.edu 

Get the citation in MLA, APA, or Chicago styles

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

B Rancangan Prakt ikum Efek Fot olist rik 15330033 Nafisa Tri Sept ian Nafisa T R I Sept ian

MINI RISET PENGUKURAN ENERGI GAMMA rahmayaani nasut ion Laporan Prakt ikum Laborat orium Fisika 1 UNG Adib Pahrudin

RANCANGAN PRAKTIKUM FISIKA EKSPERIMEN EFEK FOTOLISTRIK

Disusun Oleh: NAFISA TRI SEPTIAN 15330033

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA, ILMU PENGETAHUAN ALAM, DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS PGRI SEMARANG DESEMBER, 2018

I.

JUDUL PERCOBAAN Efek Fotolistrik.

II.

TUJUAN Tujuan praktikum ini adalah menghitung konstanta Planck dan memahami fenomena efek fotolistrik.

III.

DASAR TEORI Efek fotolistrik adalah pengeluaran elektron dari suatu permukaan (biasanya logam) ketika dikenai, dan menyerap, radiasi elektromagnetik (seperti cahaya tampak dan radiasi ultra ungu) yang berada di atas frekuensi ambang tergantung pada jenis permukaan. Istilah lama untuk efek fotolistrik adalah efek Hertz (yang saat ini tidak digunakan lagi). Hertz mengamati dan kemudian menunjukkan bahwa elektrode diterangi dengan sinar ultraviolet menciptakan bunga api listrik lebih mudah. Efek fotolistrik merupakan proses perubahan sifat¬-sifat konduksi listrik di dalam material karena pengaruh cahaya atau gelombang elektromagnetik lain. Efek ini mengakibatkan terciptanya pasangan elektron dan hole di dalam semikonduktor, atau pancaran elektron bebas dan ion yang tertinggal di dalam metal. Banyak orang berkontribusi terhadap penemuan dan penjelasan efek fotolistrik. Pada tahun 1865 James Clerk Maxwell meramalkan adanya gelombang elektromagnetik dan menyimpulkan bahwa cahaya itu sendiri hanyalah gelombang seperti itu. Eksperimental mencoba untuk menghasilkan dan mendeteksi radiasi elektromagnetik dan usaha pertama yang jelas berhasil dilakukan pada tahun 1886 oleh Heinrich Hertz. Di tengah eksperimennya, ia menemukan bahwa percikan yang dihasilkan oleh penerima elektromagnetik lebih kuat jika terkena sinar ultraviolet. Pada tahun 1888 Wilhelm Hallwachs menunjukkan bahwa elektroskop daun emas bermuatan negatif akan keluar lebih cepat dari biasanya jika disk seng bersih yang terhubung ke elektroskop terkena sinar ultraviolet. Di 1899, J.J. Thomson menentukan bahwa sinar ultraviolet menyebabkan elektron dipancarkan dari logam. Pada tahun 1902, Phillip Lenard, asisten Heinrich Hertz, menggunakan lampu busur karbon intensitas tinggi untuk menerangi pelat emitor. Dengan menggunakan pelat kolektor dan ammeter sensitif, ia mampu mengukur arus kecil yang dihasilkan saat pelat emitor terkena cahaya. Untuk mengukur energi elektron yang dipancarkan, Lenard membebankan pelat kolektor secara negatif sehingga elektron dari pelat emitor akan ditolak. Dia menemukan bahwa ada potensi "penghentian" minimum yang membuat semua elektron tidak sampai ke kolektor. Dia terkejut saat mengetahui bahwa potensi "penghentian", V, - dan karena itu energi elektron yang dipancarkan - tidak bergantung pada intensitas cahaya. Dia menemukan bahwa energi maksimum elektron yang dipancarkan memang bergantung pada warna, atau frekuensi cahaya. Pada tahun 1901 Max Planck menerbitkan teorinya tentang radiasi. Di dalamnya ia menyatakan bahwa sebuah osilator, atau sistem fisik serupa,

By Nafisatriseptian

1

memiliki serangkaian nilai energi atau tingkat energi yang berbeda; energi antara nilai-nilai ini tidak pernah terjadi. Planck kemudian menyatakan bahwa emisi dan penyerapan radiasi dikaitkan dengan transisi atau lompatan di antara dua tingkat energi. Energi yang hilang atau diperoleh oleh osilator dipancarkan atau diserap sebagai kuantum energi radiasi, yang besarnya dinyatakan oleh persamaan: E = h dimana E sama dengan energi radiasi,  adalah frekuensi radiasi, dan h adalah konstanta dasar alam. (Konstanta, h, dikenal sebagai konstanta Planck. Pada tahun 1905, Albert Einstein memberikan penjelasan sederhana tentang penemuan Lenard dengan menggunakan teori Planck. Model berbasis 'kuantum' yang baru memperkirakan bahwa frekuensi yang lebih tinggi akan menghasilkan elektron yang dipancarkan energi lebih tinggi (fotoelektron), tidak bergantung intensitasnya, sedangkan intensitas yang meningkat hanya akan meningkatkan jumlah elektron yang dipancarkan (atau arus fotolistrik). Einstein berasumsi bahwa cahaya yang berkilau pada bahan emitor dapat dianggap sebagai 'kuanta' energi (disebut foton) dengan jumlah energi sama dengan h dengan  sebagai frekuensi. Dalam efek fotolistrik, satu 'kuantum' energi diserap oleh satu elektron. Jika elektron berada di bawah permukaan material emitor, sebagian energi yang diserap hilang saat elektron bergerak ke arah permukaan. Ini biasanya disebut 'fungsi kerja' (Wo). Jika 'kuantum' lebih daripada 'fungsi kerja', maka elektron dipancarkan dengan sejumlah energi kinetik tertentu. Einstein menerapkan teori Planck dan menjelaskan efek fotolistrik dalam kaitannya dengan model kuantum yang digunakannya persamaan yang terkenal dimana ia menerima hadiah Nobel pada tahun 1921: 𝐸 = ℎ𝜈 = 𝐾𝐸𝑚𝑎𝑥 + 𝑊0 dimana KEmax adalah energi kinetik maksimum dari fotoelektron yang dipancarkan. Dalam hal energi kinetik, 𝐾𝐸𝑚𝑎𝑥 = ℎ𝜈 − 𝑊0 Jika pelat kolektor dibebankan secara negatif pada potensi 'penghentian' sehingga elektron dari emitor tidak mencapai kolektor dan arus fotokopi adalah nol, elektron energi kinetik tertinggi akan memiliki energi eV dimana e adalah muatan pada elektron dan V adalah potensial 'penghenti’ 𝑒𝑉 = ℎ𝜈 − 𝑊0 𝑊0 ℎ 𝑉= 𝜈− 𝑒 𝑒 Teori Einstein memprediksi bahwa jika frekuensi cahaya kejadian bervariasi, dan potensial 'henti', V, diplot sebagai fungsi frekuensi, kemiringan garis adalah h / e. (Arthur Beiser:1987) Karakteristik efek fotolistrik, yaitu sebagai berikut : 1. Hanya cahaya yang sesuai yang memiliki frekuensi yang lebih besar dari frekuensi tertentu saja yang memungkinkan lepasnya elektron dari pelat logam atau menyebabkan terjadi efek fotolistrik (yang ditandai dengan terdeteksinya arus listrik pada kawat). Frekuensi tertentu dari cahaya dimana elektron terlepas dari permukaan logam disebut frekuensi ambang logam. Frekuensi ini berbeda-beda untuk setiap logam dan merupakan karakteristik dari logam itu. 2. Ketika cahaya yang digunakan dapat menghasilkan efek fotolistrik, penambahan intensitas cahaya dibarengi pula dengan pertambahan jumlah elektron yang terlepas dari pelat logam (yang ditandai dengan

By Nafisatriseptian

2

arus listrik yang bertambah besar). Tetapi, Efek fotolistrik tidak terjadi untuk cahaya dengan frekuensi yang lebih kecil dari frekuensi ambang meskipun intensitas cahaya diperbesar. 3. Ketika terjadi efek fotolistrik, arus listrik terdeteksi pada rangkaian kawat segera setelah cahaya yang sesuai disinari pada pelat logam. Ini berarti hampir tidak ada selang waktu elektron terbebas dari permukaan logam setelah logam disinari cahaya. Penerapan Efek Fotolistrik dalam kehidupan sehari-hari Salah satu penerapan efek fotolistrik dalam kehidupan adalah dalam dunia hiburan. Dengan bantuan alat elektronika saat itu, suara dubbing film direkam dalam bentuk sinyal optik disepanjang pinggiran keping film. Pada saat film diputar, sinyal ini dibaca kembali melalui proses efek fotolistrik dan sinyal listriknya diperkuat dengan menggunakan amplifier tabung sehingga menghasilkan film bersuara. IV.

V.

Alat dan Bahan • Photodiode (2 mm, 4 mm, 5 mm) • Power supply • Kabel penghubung secukupnya • Lampu mercury • Mercury light source enclosure • Photoelectric Effect Apparatus • Dudukan base • Filter Optik (Filter: 365 nm, 405 nm, 436 nm, 546 nm, 577 nm) • Kabel banana 2 buah • Kabel BNC Connector LANGKAH PERCOBAAN 1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan di gunakan dalam percobaan 2. Merangkai alat seperti gambar di bawah ini 3. Memposisikan Mercury Lamp tertutup dengan Lampu Mercury Cap dari kotak Filter Optical.Dan Photodiode dengan Photodiode tersebut Cap dari kotak Filter Optical. 4. Menyalakan tombol POWER pada posisi ON kemudian tombol Mercury Lamp di power suplly di posisi ON 5. Menyalakan power pada Photoelektric Efek Apparatus 6. Mengatur posisi pada current rangepada posisi 10-13dan volatage pada posisi Rentang ke -2 - 0 V. 7. Biarkan sumber cahaya dan peralatan untuk pemanasan selama beberapa menit. 8. Kalibrasi arus Photoelektric Efek Apparatus a. Sebelum mengkalibrasi kita mencabut dahulu kabel yang terpasang yaitu kabel K, A dan Ground b. Mengatur nilai arus dengan menggunakan current calibration pada posisi nol c. Lalu kemudian memsang kembali ke-3 kabel

By Nafisatriseptian

3

Pengukuran A. Untuk lubang bidik 2 mm 1. Pada jendela photo dioda, kita Menempatkan lubang bidik 2 mm diameter aperture dan filter 365 nm 2. Membuka Cap pada Mercury Lamp. Sehingga cahaya merkuri akan masuk pada photo dioda. 3. Menyusuaikan arus pada tombol current menunjukan angka nol 4. Mencatatat besarnya potensial yang terjadi pada tabel pengamatan. 5. Menutup jendela Mercury Lamp dengan cap 6. Mengganti filter 365 nm dengan filter 405 nm. 7. Mengulangi langkah ke-2 s/d 5 pada perlakuan di filter 365 nm 8. Mengganti filter 405 nm dengan filter 436 nm. 9. Mengulangi langkah ke-2 s/d 5 pada perlakuan di filter 365 nm 10. Mengganti filter 436 nm dengan filter 546 nm. 11. Mengulangi langkah ke-2 s/d 5 pada perlakuan di filter 365 nm 12. Mengganti filter 546 nm dengan filter 577 nm. 13. Mengulangi langkah ke-2 s/d 5 pada perlakuan di filter 365 nm 14. Menutup Mercury lamp dengan cap B. Untuk lubang bidik 4 mm 1. Pada jendela photo dioda, kita Menempatkan lubang bidik 4 mm diameter aperture dan filter 365 nm 2. Mengulangi langkah ke-2 s/d 14 pada perlakuan di lubang bidik 2 mm. C. Untuk lubang bidik 8 mm 1. Pada jendela photo dioda, kita Menempatkan lubang bidik 8 mm diameter aperture dan filter 365 nm. 2. Mengulangi langkah ke-2 s/d 14 pada perlakuan di lubang bidik 2 mm.

By Nafisatriseptian

4...