Sifat Partikel pada Gelombang (Efek Fotolistrik) A.Halim Pendidikan Fisika FKIP Unsyiah Konsep Kuantum Radiasi Elektromagnetik Teori Foton Foton atau kuanta merupakan paket-paket energi diskrit pada radiasi elektromagnetik. Tiap energi pada foton tergantung pada frekuensi f . E hf hc Sebuah foton akan bergerak dengan kecepatan cahaya, jika foton bergerak dibawah kecepatan tersebut maka foton tidak ada. Foton hanya memiliki energi kinetik dan massa diamnya adalah nol. Sedangkan momentumnya: E hf h p c c 19 April 2019 4 Analisis kesimpulan efek fotolistrik Apa itu energi ambang (work function) Energi ambang (work function) Energi ambang (work function) Aplikasi efekfoto listrik (sel surya) 19 April 2019 10 19 April 2019 11 19 April 2019 12 19 April 2019 13 Sifat cahaya…sbg partikel Dalam gambar berikut merupakan suatu bentuk percobaan untuk membuktikan bahwa cahaya dapat berkelakuan seperti partikel, yang dikenal dengan percobaan efek fotolistrik. Fenomena efek fotolistrik hanya dapat dijelaskan dengan anggapan bahwa cahaya dapat berprilaku seperti partikel yang disebut dengan foton. Sifat cahaya…sbg partikel Pada tahun 1905 Einstein mempostulatkan bahwa elektron/partikel dapat menerima energi gelombang elektromagnetik (berupa chaya atau foton) hanya dalam bentuk diskrit (kuanta) sebesar : E = hf dimana h = 6,626 x 10-34 Joule/detik (konstanta Planck) dan f adalah frekuensi cahaya foton. Einstein melakukan eksperimen dengan menembakkan cahaya pada permukaan logam Natrium (Sodium) dan mengamati partikel-partikel atau elektron-elektron pada permukaan logam terhambur dengan kecepatan tertentu, seperti diilustrasikan pada Gambar diatas. Sebagai seorang mahasiswa yang sangat muda di Universitas Paris, Louis De Broglie (1923) telah terpengaruh pikirannya oleh konsep kerelatifan dan efek fotoelektrik. Oleh karena itu, sebagian waktu hidupnya telah dihabiskan untuk mempelajari kedua sifat alamiah tersebut. Pemahaman yang dapat disimpulkan dari konsep efek fotoelektrik adalah cahaya dapat memperlihatkan sifat-sifat partikel, yaitu energinya terkuantum bukan malar. Kemudian de Broglie mengemukakan suatu argumen bahwa elektron atau partikel-partikel yang lain juga dapat memperlihatkan sifat yang sebaliknya, yaitu sebagai gelombang. Argumen tersebut kemudian diturunkan melalui konsep kerelatifan dan konsep efek fotoelektrik, seperti di bawah ini. Sifat cahaya-partikel-Cahaya Pada tahun 1924, Lous de Broglie mengemukan ide simentris kebalikan dari fenomena yang diperlihatkan pada percobaan efek fotolistrik di atas. Jika pada efek fotolistrik dapat diperlihatkan bahwa cahaya dapat berprilaku partikel, sebaliknya seharusnya pada setiap partikel juga dapat memperlihatkan fenomena gelombang. Hipotesis ini ia rumuskan dalam bentuk persamaan, yaitu: dimana p = mv adalah momentum yang merupakan sifat materi dan l adalah panjang gelombang. Gelombang dalam mekanika klasik memiliki sifat-sifat seperti interferensi, difraksi, dan polarisasi. Berdasarkan hasil perumusan tersebut de Broglie dapat menulis formula; = h/p = h/mv. Makna fisika dari persamaan tersebut, sebuah partikel yang mempunyai masa m dan bergerak dengan kecepatan v, akan memperlihatkan fenomena gelombang, yaitu dapat ditentukan panjang gelombangnya atau . Ini hanyalah sebuah hipotesis yang diusulkan oleh de Broglie pada masa itu pada tahun 1923. Hari ini pakar fisika dan penggemar fisika memberi nama untuk dengan ”panjang gelombang deBroglie”. Berapa panjang atau berapa mikrometer panjang gelombang de Broglie tersebut? Berikut ini ditunjukkan satu contoh perbandingan. Bukti eksperimen sifat gelombang dan partikel Sifat-sifat partikel pada sistem kuantum (sebagai contoh elektron) dengan mudah kita dapat memahaminya, yaitu melalui percobaan Millikan telah diukur masanya (me = 9.1 x 10-28 gram) dan muatannya (q = 1.6 x 10-19 C) serta dalam percobaan sinar katoda elektron dapat dipercepat seperti halnya sebuah partikel yang sudah lazim kita kenal dipercepat dalam fisika klasik. Ini merupakan peubah-peubah fisis yang memperbolehkan kita untuk mengatakan bahwa elektron dapat memperlihatkan sifat-sifat seperti partikel. 6.WAVE NATURE OF LIGHT There is no interaction between light and matter. 19 April 2019 PLPG Guru Fisika 22
