Download - Format Laporan Fisika Modern Fix
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
1/24
Laporan Praktikum Fisika Modern
Efek Fotolistrik dengan Perangkat Lunak PheT
( Physics Education Technology)
Disusun Oleh :
Husni Mubarok PFC !"# ("#!$!"%#!""&
Denis 'eronika F) PFC !"# ("#!$!"%#!&
'irlinda *l +iska PFC !"# ("#!$!"%#!,-&
PE.D/D/0*. F/+/0*
)./'E1+/T*+ .E2E1/ +)1*3*4*
+)1*3*4*
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
2/24
!",3*3 /
PE.D*H)L)*.
A. Latar Belakang
Pembahasan ilmu fisika tidak hanya terbatas dengan ilmu klasik yang
dikemukakan oleh Newton beserta para ilmuan fisika klasik lainnya. Ilmu fisika
masih benyak pengembangan-pengembangan yang perlu dilanjutkan guna
menjawab dan mengungkap suatu kebenaran yang masih belum terbukti. Salah
satunya yaitu pembahasan di dalam ilmu fisika modern yang sudah banyak
mengungkap dan menjawab pertanyaan-pertanyaan yang menarik yang belum
terjawab oleh ilmuan-ilmuan klasik.
!isika modern merupakan "ikal bakal dari ilmu-ilmu fisika lanjut sepertihalnya fisika kuantum dan fisika statistik dengan memahami fisika modern maka
akan lebih mudah untuk mempelajari dan memahami ilmu-ilmu fisika lainnya.
#leh sebab itu dilakukanlah per"obaan efek fotolistrik yang membuktikan
pengaruh "ahaya terhadap aliran elektron. Berhubung alat dan bahan untuk
melakukan per"obaan efek fotolistrik masih terbatas maka dilakukanlah per"obaan
fotolistrik dengan menggunakan laboratorium $irtual yang menggunakan aplikasi
ph%& untuk memahami dan mempermudah analisis dari per"obaan efek fotolistrik.
B. 'umusan (asalah
). Bagaimana pengaruh bahan pelat logam terhadap jumlah elektron yang
keluar*
+. Bagaimana pengaruh frekuensi terhadap , maks *
. Bagaimana pengaruh intensitas terhadap , maks *
. Bagaimana pengaruh intensitas terhadap jumlah elektron yang terpan"ar dari
permukaan pelat logam *
/. Berapa nilai konstanta Plank 0h1 berdasarkan hasil per"obaan efek fotolistrik *
2. &ujuan Per"obaan
). (enganalisis pengaruh bahan pelat logam terhadap jumlah elektron yang
keluar
+. (enganalisis pengaruh frekuensi terhadap , maks. (enganalisis pengaruh intensitas terhadap , maks. (enganalisis pengaruh intensitas terhadap jumlah elektron yang terpan"ar dari
permukaan pelat logam
/. (engetahui perbandingan nilai konstanta Plank 0h1 berdasarkan hasil
per"obaan efek fotolistrik dengan teori
3. (anfaat Per"obaan
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
3/24
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
4/24
3*3 //
0*5/*. P)+T*0*
%fek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu 4at 0logam1
bila permukaan logam tersebut disinari "ahaya 0foton1 yang memiliki energi lebih besar dari
energi ambang 0fungsi kerja1 logam dan menyerap radiasi elektromagnetik tergantung pada
jenis permukaan. (eskipun gelombang elektromagnetik juga pembawa arus tenaga
namun hal ini tidak dapat digunakan untuk menjelaskan gejala fotolistrik. Pada efek
fotolistrik pengaruh "ahaya terhadap sifat kelistrikan disebabkan oleh sifat "ahaya sebagai
gelombang ekektromagnetik dan sifat "ahaya sebagai paket-paket energi. Peristiwa ini
ditemukan oleh 5ert4 pada tahun )667 interaksi antara berkas "ahaya dan elektron-elektron
logam menunjukkan beberapa sifat yaitu8
). %fek fotolistrik hanya terjadi pada frekuensi "ahaya yang lebih besar daripada harga
minimum tertentu 0frekuensi ambang1 yang bergantung pada jenis logam yang
disinari.
+. &erjadinya efek fotolistrik hampir bersamaan dengan saat datangnya sinar pada plat
logam.
. %nergi kinetik maksimum elektron fotolistrik pada logam tertentu hanya bergantung
pada frekuensi berkas "ahaya yang datang tidak bergantung pada intensitas "ahaya
yang datang.
. Besar arus fotolistrik sebanding dengan intensitas "ahaya yang datang.
Sifat-sifat di atas hanya dapat dijelaskan jika "ahaya yang datang pada permukaan logam
diperlakukan sebagai paket-paket energi yang disebut foton 0%instein )9:/1. (enurut
hipotesa Albert %instein bahwa gejala efek fotolistrik "ahaya harus dipandang sebagai
pan"aran paket-paket energi yang disebut foton. ,emudian mun"ul istilah baru dalam ilmu
fisika mengenai dualisme partikel gelombang. 0Soedojo)9961. 3engan mengadopsi teori
radiasi benda hitam 0Plan"k )9:)1 yang menyatakan bahwa kuanta yang bermautan dengan
frekuensi tertentu dari "ahaya semuanya harus berenergi sama dan energi E ini berbanding
lurus dengan v 0Beiser)9991.
E=h v .................................0+.)1
3imana 8
E ; %nergi ,uantum
h ; tetapan Plan"k 0
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
5/24
3alam tahun )9:/ %instein menemukan bahwa paradoks yang timbul dalam efek fotolistrik
dapat dimengerti hanya dengan memasukan radikal yang telah diusulkan lima tahun
sebelumnya oleh fisika teoritis >erman (a= Plan"k 05alliday dan 'esni"k )99
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
6/24
ejala foto listrik adalah mun"ulnya arus listrik atau lepasnya elektron yang bermuatan
negatif dari permukaan sebuah logam akibat permukaan logam tersebut disinari dengan
berkas "ahaya yang mempunyai panjang gelombang atau frekuensi tertentu.
3ari gambar diatas sinar yang dipan"arkan pada katoda dapat menyebabkan elektron keluar
dan meninggalkan katoda. ,arena katoda dihubungkan dengan kutub positif dan anoda
dengan kutub negatif maka potensial anoda lebih rendah daripada potensial katoda sehingga
elektron akan tertarik ke anoda. Aliran elektron ini merupakan arus listrik. >ika potensial
"ukup besar dapat menyebabkan elektron tak dapat sampai ke anoda. Beda potensial yang
tepat akan menahan pan"aran elektron yang disebut potensial penyetop 0o1. Pada keadaan
ini berarti energi kinetik maksimum elektron yang dipan"arkansama dengan beda potensial
listrik elektron antara anoda dan katoda.
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
7/24
3*3 ///
METODE PE1CO3**.
* Alat dan Bahan
). Logam
+. Sumber &egangan 0Baterai1
. Sumber "ahaya 0Intensitas dan Panjang elombang1
B. 3esain Per"obaan
2. ariabel Per"obaan
). Per"obaan )
ariabel (anipulasi 8 Intensitasariabel 'espon 8 Arus %lektron
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
8/24
ariabel ,ontrol 8 >enis Logam Panjang elombang &egangan
+. Per"obaan +
ariabel (anipulasi 8 >enis Logam
ariabel 'espon 8 Arus %lektron
ariabel ,ontrol 8 Intensitas Panjang elombang &egangan
. Per"obaan ariabel (anipulasi 8 Panjang elombang
ariabel 'espon 8 Arus %lektron
ariabel ,ontrol 8 Intensitas >enis Logam &egangan
3. Langkah Per"obaan
). (embuka aplikasi Phe&Simulation
+. (emilih Logam yang digunakan
. (engatur intensity yaitu +/@ /:@ 7/@ dan )::@.
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
9/24
. (engatur panjang gelombang "ahaya.
/. (en"entang raphs untuk mengetahui grafik.
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
10/24
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
11/24
3*3 /'
D*T* H*+/L PE1CO3**.
Intensita
s LogamPanjang
elombang Arus &egangan %$>ml.
%lktron
+/@ sodium ):: :+)7 : ): )
:: ::/ : ) ):
/: : : :6/ 7
/:+ : : :7/ /
/7 : : : :
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
12/24
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
13/24
/: : : : :
/:+ : : : :
/7 : : : :
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
14/24
7:) : : : :
"al"ium ):: :66+ : 97/ )
:: : : :/ ):
/: : : : :
/:+ : : : :
/7 : : : :
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
15/24
3*3 '
PEM3*H*+*.
A. Pengaruh bahan plat terhadap jumlah elektron
Berdasarkan data yang diperoleh untuk menganalisis pengaruh jenis bahan logam
terhadap jumlah elektron. %lektron yang keluar dari pelat logam jumlahnya berbeda-
beda. >umlah elektron yang paling banyak keluar terdapat pada logam sodium.
Selanjutnya jumlah elektron yang keluar lebih sedikit dari elektron yang keluar dari
logam sodium terdapat pada logam kalsium. >umlah elektron yang keluar lebih sedikit
dari logam kalsium terdapat pada logam seng. >umlah elektron yang keluar lebih
sedikit dari logam seng terdapat pada logam tembaga. >umlah elektron yang keluar
lebih sedikit dari logam tembaga terdapat pada logam platinum. 5al tersebut dapat
dilihat berdasarkan tabel .) dengan memanipulasi intensitas sebesar )::@ panjang
gelombang ):: nm tegangan : sebagai berikut 8
Logam Arus
>umlah
%lektron
Platinum < 7
&embag
a 6.6/ 9Seng 6 ):
,alsium 9.6/ )
Sodium ): )<
&abel .)
Sehingga urutan dari mulai terbesar adalah sodium D kalsium D seng D tembaga D
platinum. ,etika seberkas "ahaya dikenakan pada pelat logam ada elektron yang
keluar dari permukaan logam. %lektron terlepas dari permukaan logam dikarenakan
oleh frekuensi yang disinarkan ke logam lebih besar daripada frekuensi ambang 0f o1
yang dimiliki logam. !rekuensi ambang yang dimiliki oleh logam berbeda-beda dan
merupakan karakteristik dari logam tersebut sehingga jenis bahan logam
mempengaruhi jumlah elektron yang terlepas. !rekuensi ambang logam sodium
sebesar // 54. !rekuensi ambang logam seng sebesar +67 54. !rekuensi ambang
logam tembaga sebesar +
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
16/24
nilai frekuensi ambang suatu logam maka semakin banyak jumlah elektron yang
terlepas dari logam.
B. Pengaruh !rekuensi terhadap ,ma=
Berdasarkan data yang telah diperoleh untuk menganalisis pengaruh frekuensi
terhadap energi kinetik ma=. Semakin besar frekuensi yang mengalir pada pelat logam
maka akan semakin besar nilai ,ma=-nya. 5al tersebut dapat dilihat berdasarkan
tabel .+ dengan manipulasi intensitas sebesar )::@ logamnya berupa logam
sodium dan tegangan sebesar :.
Panjang el !rekuensi ,ma=
):: :::::: ):
:: 7/:::: )
/:
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
17/24
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
18/24
5al tersebut dikarenakan Peningkatan intensitas sinar meningkatkan jumlah foton
dalam berkas "ahaya dan dengan demikian meningkatkan jumlah elektron tetapi
tidak meningkatkan energi setiap elektron yang dimemiliki. %nergi dari elektron yang
dipan"arkan tidak tergantung pada intensitas "ahaya yang masuk tetapi hanya pada
energi atau frekuensi foton indi$idual. Ini adalah interaksi antara foton dan elektron
terluar.
%. Nilai ,onstanta Plank
Berdasarkan data yang diperoleh dari per"obaan didapatkan bahwa nilai rata-
rata konstanta plan"k sebesar 4,2575×10−34
>.s dengan taraf ketelitian sebesar
)::@. Akan tetapi berdasarkan teori sebesar nilai konstanta plan"k sebesar
6,6261×10−34
>.s. dengan taraf perbedaan perhitungan konstanta plan"k dengan
teori sebesar /7/ @. 5al ini disebabkan oleh pengambilan data kurang sempurna
seperti halnya pada saat perhitungan jumlah elektron tidak bisa dihitung dengan tepat
karena ke"epetan aliran dari elektron berma"am-ma"am. Selain itu juga diakibatkan
dari pemba"aan nilai ,ma= pada grafik yang kurang teliti dimana skala pada grafik
"ukup besar sehingga tingkat ketelitiannya kurang sempurna.
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
19/24
3*3 '/
+/MP)L*.
Berdasarkan data analisis dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa
). >enis logam mempengaruhi jumlah elektron yang terlepas dari plat logam. 3imana
setiap logam memiliki frekuensi ambang yang berbeda semakin besar nilai frekuensi
ambang suatu logam maka semakin banyak jumlah elektron yang terlepas dari logam
+. Semakin besar frekuensi maka semkin besar ,ma= yang dihasilkan
. Intensitas tidak memberikan pengaruh terhadap besarnya ,ma= yang dihasilkan
. Semakin besar intensitas "ahaya yang dipan"arkan maka semakin banyak jumlah
elektron yang terlepas dari plat logam.
/. Nilai konstanta plan"k yang dihasilkan dari per"obaan sebesar4,2575×10
−34
>.s
dengan taraf ketelitian sebesar )::@. Serta taraf perbedaan perhitungan konstanta
plan"k dengan teori sebesar /7/ @.
D*FT*1 P)+T*0*
5aliday dan 'esni"k. )99akarta8 %rlangga.
,usworo 5endro dkk. &anpa tahun. Penentuan Konstanta Planck Menggunakan Perangkat
Lunak Physics Education Technology Phet). Gogyakarta8 Eni$ersitas Ahmad 3ahlan
Nugraheni No$i &ri dkk. &anpa tahun. Eks!eri"en Peristiwa Efek Fotolistrik !ada Loga"
yang #isinari $ahaya. Surabaya 8 Penerbit ENAI'
Prastowo &jipto.+:). Lecture %otes on Physics &'(2(* Modern Physics. Surabaya 8
Penerbit EN%SA
'ahayu No$i 'osinta. +:)+. Eks!eri"en Efek Fotolistrik . Surabaya8 Penerbit ENAI'
Sulistyo Agusdkk. &anpa tahun. Menentukan +esarnya ,aya Kuantu" Planck dengan
Metode Efek Fotolistrik . Semarang 8 Penerbit EN3IP
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
20/24
L*MP/1*.
* Lampiran perhitungan konstanta plan6k
) sodium
K max=hc λ −hc
λo
h= K max
c ( 1 λ− 1 λ o )
h= 10×10
−19
3×108
( 1
100×10−9− 1
535×10−9
)h=
10×10−19
3×108 (8,131×106 )
h= 10×10
−19
2,4393×1015
h=4,09962×10−34
+ 4ing
K max=hc
λ −
hc
λo
h= K max
c
(1
λ− 1
λo )h=
8×10−19
3×108( 1100×10−9−
1
285×10−9 )
h= 8×10
−19
3×108 (6,49×106 )
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
21/24
h= 8×10
−19
1,947×1015
h=4,09269×10−34
tembaga
K max=hc
λ −
hc
λo
h= K max
c ( 1 λ− 1 λo )
h= 8,85×10
−19
3×108( 1100×10−9−
1
262×10−9 )
h= 8,85×10
−19
3×108 (6,183×106 )
h= 8,85×10−19
1,8549×1015
h=4,77099×10−34
platinum
K max=hc
λ −
hc
λo
h= K max
c ( 1 λ− 1 λ o )
h= 6×10
−19
3×108( 1100×10−9−
1
196×10−9 )
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
22/24
h= 6×10
−19
3×108 (4,898×106 )
h=
6×10−19
1,4694×1015
h=4,08333×10−34
/ kalsium
K max=hc
λ −
hc
λo
h= K max
c ( 1 λ− 1 λ o )
h= 9,75×10
−19
3×108( 1100×10−9−
1
428×10−9 )
h= 9,75×10−19
3×108 (7,664×106 )
h= 9,75×10
−19
2,2992×1015
h=4,24085×10−34
3 Lampiran Perhitungan Taraf 0etelitian
5 S SN+
:99
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
23/24
):-
-
8/16/2019 Format Laporan Fisika Modern Fix
24/24
E. Lampiran 2ambar