Gejala Kunatum I

5/28/2018 Gejala Kunatum I

1/26

Kelompok 3:

1.Ferdi saputra(06101011003)

2.Meice Pratama SP(061011008)

3.Nurul Yulianti (06101011033)

Dosen Pengasuh

Drs.Imron Husaini

2012

FISIKA

MODERN

[GEJALA KUANTUM]Fakultas keguruan dan Ilmu Pendidikan universitas sriwijaya


2/26

KATA PENGANTAR

Puji syukur senantiasa kami panjatkan kehadirat Tuhan yang maha kuasa, karena atas

berkat rahmat dan karunia yang telah diberikan kami dapat menyelesaikan makalah yang

bertema Gejala Kuantum ini tepat pada waktunya.

Didalam makalah ini terdapat beberapa materi mengenai efek foto listrik,hamburan

Compton,konsep foton,radiasi benda hitam dan relasi de Broglie serta beberapa contoh soal dan

penerapannya.

Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika Modern. Dan

dalam menyusun makalah ini, kami ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih kami,

kepada Bapak Imron Husaini sebagai dosen mata kuliah Fisika Modern, juga tak lupa kepadaseluruh pihak yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan makalah ini.

Akhirnya tak ada gading yang tak retak,begitu pula dengan makalah yang kami buat ini

masih jauh dari kata sempurna.Maka dari itu kami mengharapkan partisipasi dari rekan-rekan

sekalian untuk memberikan kritik dan saaran demi tercapainya kesempurnaan pada makalah

kami ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Inderalaya,08 Oktober 2012

Penyusun


3/26

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.

DAFTAR ISI ...............................................................................................................

BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................................

A. Latar Belakang .......................................................................................................

B. Perumusan Masalah ................................................................................................C. Tujuan dan Manfaat ...............................................................................................

BAB II PEMBAHASAN ............................................................................................

A. Efek foto listrik ......................................................................................................

B. Hamburan Compton ...............................................................................................

C. Konsep Foton .........................................................................................................

D. Relasi de Broglie ....................................................................................................

BAB III PENUTUP ....................................................................................................

3.1.Kesimpulan ...........................................................................................................SOAL-SOAL DAN JAWABANNYA ........................................................................

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................


4/26

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Mekanika klasik (Newton, Lagrange, Hamilton dll) sukses menjelaskan gerak dinamis

benda-benda makroskopis. Cahaya sebagai gelombang (Fresnel, Maxwell, Hertz) sangat

berhasil menjelaskan sifat-sifat cahaya.

Pada akhir abad 19, teori-teori klasik di atas tidak mampu memberikan penjelasan yang

memuaskan bagi sejumlah fenomena berskala-kecil seperti sifat radiasi dan interaksi radiasi-

materi.

Akibatnya, dasar-dasar fisika yang ada secara radikal diteliti-ulang lagi, dan dalam

perempat pertama abad 20 muncul berbagai pengembangan teori seperti relativitas dan mekanika

kuantum.

Efek fotolistrik adalah munculnya arus listrik akibat permukaan suatu bahan logam

disinari. Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam),

bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari

energi ambang (fungsi kerja) logam. Einstein menemukan bahwa setiap foton mempunyai energi

yang sangat besar, bergantung pada frekuensi.

1.1Tujuan1. Mengetahui apa itu efek foto listrik

2. Menunjukkan hamburan compton

3. Mengetahui konsep foton

4. Menunjukkan bagaimana radiasi benda hitam

1.2Rumusan Masalah1. Apakah yang dimaksud dengan Efek foto listrik?

2. Apa Hamburan compton?

3. Apakah konsep foton?

4. Bagaimana radiasi benda hitam?


5/26

5. Bagaimanakah relasi De Broglie?

5. Menunjukkan relasi De Broglie

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 EFEK FOTOLISTRIK

Efek fotolistrik adalah munculnya arus listrik akibat permukaan suatu bahan logam

disinari. Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam),

bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari

energi ambang (fungsi kerja) logam.

Menurut beberapa ahli:

1. Hallwach ( tahun1887)

Hallwach mengamati bahwa pelat yang dilapisi seng yang bermuatan negatif akan

kehilangam muatannya jika disinari ultraviolet.

2. Lenard ( tahun1902)

Lenard mengamati bahwa jika pelat (seng) disniari dengan sinar ultraviolet, maka

elektron akan lepas dan meninggalkan pelat.

3. Einsten (tahun 1905)

Dalam makalah ilmiah tentang efek fotolistrik, menurut Einstein, cahaya terdiri dari

partikel-partikel yang kemudian disebut sebagai foton. Ketika cahaya ditembakkan ke suatu

permukaan logam, foton-fotonnya akan menumbuk elektron-elektron pada permukaan logam

tersebut sehingga elektron itu dapat lepas. Peristiwa lepasnya elektron dari permukaan logam itu

dalam fisika disebut sebagai efek fotolistrik.

4. Robert Millikan (tahun 1916)


6/26

Millikan menggunakan bahan Lithium sebagai katode dan mendapatkan hasil, nilai

tetapan h besarnya Js.Luar biasa!Angka yang nyaris sama dengan yang diperoleh Planck ! Hasil

pengamatan Millikan membuktikan kebenaran teori foton yang dilontarkan Einsten sebelumnya.

Bagaimana Eksperimen Efek fotolistrik

G

e

K A

LAMPU

e

CAHAYA

Einstein menemukan bahwa setiap foton mempunyai energi yang sangat besar, bergantung pada

frekuensi. Dalam fisika, energi dari foton dituliskan sebagai

E = h f

Simbol f adalah frekuensi dan h adalah konstanta Planck.

Energi kinetik foto elektron yang terlepas:

Ek = h f - h fo

Ek = h f - Wo

Ek maks = e Vo

h f = energi foton yang menyinari logam

h fo = Fo frekuensi ambang


7/26

= fungsi kerja

= energi minimum untuk melepas elektron

e = muatan elektron = 1.6 x 10-19 J

Vo = potensial penghenti

Wo = fungsi kerja

Kesimpulan hasil eksperimen:

Agar elektron dapat lepas dari permukaan logam maka f > fo atau l < lo

Ek maksimum elektron yang terlepas tidak tergantung pada intensitas cahaya yang digunakan,

hanya tergantung pada energi atau frekuensi cahaya. Tetapi intensitas cahaya yang datang

sebanding dengan jumlah elektron yang terlepas dari logam.

Aplikasi Efek fotolistrik

Aplikasi pertama efek fotolistrik berada dalam dunia hiburan yaitu untuk menghasilkan film

bersuara

Selanjutnya,di kalangan akademis adalah tabung foto-pengganda (photomultiplier tube).

Kamera pada ponsel,Kamera digital,dll

2.2 Efek Compton(Hamburan Compton)

Setelah Einsten mengembangkan konsep foton dan menyimpulkan bahwa suatu foton

yang bergerak mempunyai momentum. Tahun 1923 Arthur Holly Compton melakukan

eksperimen untuk menyelidiki hamburan foton oleh suatu electron.

Proses hamburan ini dianalisis sebagai suatu interaksi (tumbukan) antara sebuah foton dari sinar-

x dan sebuah electron yang dianggap diam.


8/26

Menurut gambaran gelombang ; energy foton yang dipancarkan itu lebih kecil daripada

energy foton datang. Namun panjang gelombangnya tetap sama.ternyata bahwa konsep foton

meramalkan hal yang berbeda bagi foton terhambur.

Analisis Compton tentang hamburan foton setelah bertumbukan dengan sebuah electron yang

mula-mula diam.

Foton datang dengan energy:

dan ; frekuensi dan panjang gelombang foton datang dan momentumnya ;

Menumbuk sebuah electron diam dengan energy diam . Setelah tumbukan, foton

terhambur dengan sudut terhadap arah foton datang. Foton terhambur dengan energi :

Dan momentum

dan : frekuensi dan panjang gelombang foron terhambur electron, lalu bergerak denga

energy total

dan

=


9/26

Dengan ; momentum electron. Electron bergerak dengan arah terhadap foton datang. Agar

analisisnya mencakuo foton datang berenergi tinggi yang member energy sangat besar pada

electron, maka pembahasan menggunakan kinematika relativistic bagi electron.

Menurut hukun kekelan energy (relativistic) :

Dengan mensubsitusi pers 5 ke pers 7, diperoleh energy kinetic electron, yaitu :

Atau

Subtitusikan per 5 ke pers 6, diperoleh;

..(pers 10)

Subtitusukan pers 9 ke pers 10, diperoleh;

+ =

(pers 11)

Dari hokum kekelan momentum;

Terhadap sumbu x:

Terhadap sumbu y:

0 =

Persamaan 10 dan 13 menghasilkan;


10/26

Merupakan persamaan efek Compton (1920)

2.3 KONSEP FOTON

Foton awalnya dinamakan sebagai kuantum cahaya (das Lichtquant) olehAlbert

Einstein. Nama modern "photon" berasal dari kataBahasa Yunaniuntuk cahaya ,

ditransliterasi sebagaiphs, dan ditelurkan oleh kimiawan fisikGilbert N. Lewis, yang

menerbitkan teori spekulatif yang menyebutkan foton sebagai "tidak dapat diciptakan atau

dimusnahkan". Meskipun teori Lewis ini tidak dapat diterima karena bertentangan dengan hasil

banyak percobaan, nama barunya ini,photon, segera diadopsi oleh kebanyakan fisikawan.IsaacAsimovmenyebutArthur Comptonsebagai orang yang pertama kali mendefinisikan kuantum

cahaya sebagai foton pada tahun 1927 .

Dalam fisika, foton biasanya dilambangkan oleh simbol abjad Yunanigamma.Simbol

ini kemungkinan berasal darisinar gamma, yang ditemukan dan dinamakan olehVillard, dan

dibuktikan sebagai salah satu bentuk radiasi elektromagnetik pada 1914 olehErnest

RutherforddanEdward Andrade.

Dalamkimiadanrekayasa optik, foton biasanya dilambangkan oleh , energi

foton, adalahkonstanta Planckdan abjad Yunani adalahfrekuensifoton. Agak jarang

ditemukan adalah foton disimbolkan sebagai hf,fdi sini melambangkan frekuensi.

Foton di dalam fisika merujuk pada partikel dasar yang mengakibatkan penghasilan

semua fenomena elektromagnetik. Partikel ini merupakan unit dasar cahaya dan semua bentuk

radiasi elektromagnetik, termasuk sinar gama, sinar X, sinar ultraviolet (ultralembayung), cahaya

tampak, sinar inframerah, mikrogelombang bahkan gelombang radio. Partikel ini berbeda jika

dibandingkan dengan partikel-partikel yang lain seperti elektron dan kuark dari segi materiistirahatnya, yaitu nol.

Oleh karena itu, foton bergerak di dalam vakum dengan kecepatan cahaya, c. Sama

seperti semua kuantum, foton memiliki sifat kedualan partikel-gelombang. Sifat gelombang yang
http://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewishttp://id.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewishttp://id.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewishttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arthur_Comptonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arthur_Comptonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arthur_Comptonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gammahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paul_Ulrich_Villard&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paul_Ulrich_Villard&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paul_Ulrich_Villard&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Andrade&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Andrade&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Andrade&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_optikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_optikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_optikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_Planckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_Planckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_Planckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_Planckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_optikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Andrade&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paul_Ulrich_Villard&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arthur_Comptonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein


11/26

dimiliki foton bisa ditemukan dengan mempelajari pembiasan foton oleh lensa dan interferensi

destruktif ketika gelombang yang dipantul saling memusnahkan satu sama lain.

Foton adalahpartikel elementer dalam fenomenaelektromagnetik. Biasanya foton

dianggap sebagai pembawaradiasi elektromagnetik berbeda dengan partikel elementer lainsepertielektron dan quark, karena ia tidak bermassa dan dalam ruang vakum foton selalu

bergerak dengan kecepatan cahaya, c. Foton memiliki baik sifat gelombang maupun partikel

("dualisme gelombang-partikel").

Sebagai gelombang, satu foton tunggal tersebar di seluruh ruang dan menunjukkan

fenomena gelombang sepertipembiasan oleh lensa daninterferensi destruktif ketika gelombang

terpantulkan saling memusnahkan satu sama lain.

Sebagai partikel, foton hanya dapat berinteraksi dengan materi dengan memindahkan energi

sejumlah:

,

di mana adalah konstanta Planck, adalah laju cahaya, dan adalah panjang

gelombangnya.

Selain energi partikel foton juga membawamomentum dan memilikipolarisasi. Foton

mematuhi hukummekanika kuantum, yang berarti kerap kali besaran-besaran tersebut tidak

dapat diukur dengan cermat. Biasanya besaran-besaran tersebut didefinisikan sebagai

probabilitas mengukur polarisasi, posisi, atau momentum tertentu.Sebagai contoh, meskipun

sebuah foton dapat mengeksitasi satumolekul tertentu, sering tidak mungkin meramalkan

sebelumnya molekul yang mana yang akan tereksitasi.

Deskripsi foton sebagai pembawa radiasi elektromagnetik biasa digunakan oleh para

fisikawan. Namun dalamfisika teoretis sebuah foton dapat dianggap sebagai mediator buat

segala jenis interaksi elektromagnetik, sepertimedan magnet dan gaya tolak-menolak antara

muatan sejenis.

Konsep modern foton dikembangkan secara berangsur-angsur antara 1905-1917 olehAlbert

Einsteinuntuk menjelaskan pengamatan eksperimental yang tidak memenuhi model klasik untuk

cahaya. Model foton khususnya memperhitungkan ketergantungan energi cahaya terhadap
http://id.wikipedia.org/wiki/Partikel_elementerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Quarkhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dualisme_gelombang-partikel&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pembiasanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Interferensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Polarisasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_teoretishttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_teoretishttp://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Polarisasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Interferensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Pembiasanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dualisme_gelombang-partikel&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Quarkhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Partikel_elementer


12/26

frekuensi, dan menjelaskan kemampuanmateri dan radiasi elektromagnetik untuk berada

dalamkesetimbangan termal. Fisikawan lain mencoba menjelaskan anomali pengamatan ini

dengan model semiklasik, yang masih menggunakanpersamaan Maxwell untuk mendeskripsikan

cahaya. Namun dalam model ini objek material yang mengemisi dan menyerap cahaya

dikuantisasi. Meskipun model-model semiklasik ini ikut menyumbang dalam

pengembanganmekanika kuantum, percobaan-percobaan lebih lanjut

membuktikanhipotesis Einstein bahwa cahaya itu sendirilah yang terkuantisasi. Kuantum cahaya

adalahfoton.

Konsep foton telah membawa kemajuan berarti dalam fisika teoretis dan eksperimental,

sepertilaser,kondensasi Bose-Einstein, teori medan kuantum dan interpretasi probabilistik dari

mekanika kuantum. Menurut model standar fisika partikel, foton bertanggung jawab dalam

memproduksi semuamedan listrik danmedan magnet dan foton sendiri merupakan hasil

persyaratan bahwa hukum-hukum fisika memiliki kesetangkupan pada tiap titik padaruang-

waktu. Sifat-sifat intrinsik foton sepertimuatan listrik,massa danspin ditentukan dari

kesetangkupangaugeini.

Konsep foton diterapkan dalam banyak area sepertifotokimia,mikroskopi resolusi tinggi dan

pengukuran jarak molekuler. Baru-baru ini foton dipelajari sebagai unsurkomputer kuantum dan

untuk aplikasi canggih dalam komunikasi optik sepertikriptografi kuantum.

Diagram Feynmanpertukaran foton virtual (dilambangkan oleh garis gelombang dan gamma, )

antara sebutirpositron danelektron.
http://id.wikipedia.org/wiki/Materihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kesetimbangan_termalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_Maxwellhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hipotesishttp://id.wikipedia.org/wiki/Laserhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kondensasi_Bose-Einsteinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_medan_kuantum&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang-waktu&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang-waktu&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Massahttp://id.wikipedia.org/wiki/Spinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fotokimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantumhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kriptografi_kuantum&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Diagram_Feynman&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Positronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Electron-positron-scattering.svghttp://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Electron-positron-scattering.svghttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Positronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Diagram_Feynman&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kriptografi_kuantum&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fotokimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Spinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Massahttp://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang-waktu&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang-waktu&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_listrikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_medan_kuantum&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kondensasi_Bose-Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Laserhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hipotesishttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_Maxwellhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kesetimbangan_termalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Materi


13/26

Foton diemisikan dalam banyak proses alamiah, contohnya ketika muatan dipercepat,

saat transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang lebih rendah, atau ketika

sebuah partikel danantipartikelbertumbukan dan saling memusnahkan. Foton diserap dalam

proses dengan waktu mundur (time-reversed) yang berkaitan dengan yang sudah disebut di atas:

contohnya dalam produksi pasangan partikel-antipartikel, atau dalam transisi molekuler, atomik

atau nuklir ke tingkat energi yang lebih tinggi.

Dalam ruang hampa foton bergerak dengan laju (laju cahaya).

Energinya danmomentum dihubungkan dalam persamaan , di mana merupakan

nilai momentum. Sebagai perbandingan, persamaan terkait untuk partikel dengan

massa adalah , sesuai denganteori relativitas khusus.

2.4 RADIASI BENDA HITAM

Radiasi

Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas,

partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber radiasi. Ada beberapa

sumber radiasi yang kita kenal di sekitar kehidupan kita, contohnya adalah televisi, lampu

penerangan, alat pemanas makanan (microwave oven), komputer, dan lain-lain.

Selain benda-benda tersebut ada sumber-sumber radiasi yang bersifat unsur alamiah dan

berada di udara, di dalam air atau berada di dalam lapisan bumi. Beberapa di antaranya adalah

Uranium dan Thorium di dalam lapisan bumi; Karbon dan Radon di udara serta Tritium dan

Deuterium yang ada di dalam air.

Perbedaan Radiasi dalam bentuk partikel dan radiasi dalam bentuk gelombang

elektromagnetik yaitu radiasi dalam bentuk partikel adalah jenis radiasi yang mempunyai massa

terukur. Sebagai contoh adalah radiasi alpha dengan simbol:

24
http://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Laju_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Laju_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Laju_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas_khusushttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas_khusushttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas_khusushttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas_khusushttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Laju_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikel


14/26

angka 4 pada simbol radiasi menunjukkan jumlah massa dari radiasi tersebut adalah 4 satuan

massa atom (sma) dan angka 2 menunjukkan jumlah muatan radiasi tersebut adalah positif 2,

serta radiasi beta dengan simbol:

-10

menunjukkan bahwa jumlah massa dari jenis radiasi tersebut adalah 0 dan jumlah muatannya

adalah 1 negatif, sedangkan radiasi neutron dengan simbol:

10

menunjukkan bahwa jumlah massa dari neutron adalah 1 sma dan jumlah muatannya adalah 0.

Radiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau disebut juga dengan foton adalah jenis

radiasi yang tidak mempunyai massa dan muatan listrik. Misalnya adalah gamma dan sinar-X,

dan juga termasuk radiasi tampak seperti sinar lampu, sinar matahari, gelombang microwave,

radar dan handphone.

Jenis-Jenis Radiasi

Dalam fisika, radiasi mendeskripsikan setiap proses di mana energi bergerak melalui

media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain. Orang awam sering

menghubungkan kata radiasi ionisasi (misalnya, sebagaimana terjadi pada senjata nuklir, reaktor

nuklir, dan zat radioaktif), tetapi juga dapat merujuk kepada radiasi elektromagnetik (yaitu,gelombang radio, cahaya inframerah, cahaya tampak, sinar ultra violet, dan X-ray), radiasi

akustik, atau untuk proses lain yang lebih jelas. Apa yang membuat radiasi adalah bahwa energi

memancarkan (yaitu, bergerak ke luar dalam garis lurus ke segala arah) dari suatu sumber.

geometri ini secara alami mengarah pada sistem pengukuran dan unit fisik yang sama berlaku

untuk semua jenis radiasi. Beberapa radiasi dapat berbahaya.

Radiasi Ionisasi

Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi

(terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila berinteraksi dengan materi.


15/26

Beberapa jenis radiasi memiliki energi yang cukup untuk mengionisasi partikel. Secara

umum, hal ini melibatkan sebuah elektron yang 'terlempar' dari cangkang atom elektron, yang

akan memberikan muatan (positif). Hal ini sering mengganggu dalam sistem biologi, dan dapat

menyebabkan mutasi dan kanker. Jenis radiasi umumnya terjadi di limbah radioaktif peluruhan

radioaktif dan sampah.

Tiga jenis utama radiasi ditemukan oleh Ernest Rutherford, Alfa, Beta, dan sinar gamma.

radiasi tersebut ditemukan melalui percobaan sederhana, Rutherford menggunakan sumber

radioaktif dan menemukan bahwa sinar menghasilkan memukul tiga daerah yang berbeda. Salah

satu dari mereka menjadi positif, salah satu dari mereka bersikap netral, dan salah satu dari

mereka yang negatif. Dengan data ini, Rutherford menyimpulkan radiasi yang terdiri dari tiga

sinar. Beliau memberi nama yang diambil dari tiga huruf pertama dari abjad Yunani yaitu alfa,

beta, dan gamma.

Radiasi non-ionisasi

Radiasi non-ionisasi, sebaliknya, mengacu pada jenis radiasi yang tidak membawa energi

yang cukup per foton untuk mengionisasi atom atau molekul. Ini terutama mengacu pada bentuk

energi yang lebih rendah dari radiasi elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, gelombangmikro, radiasi terahertz, cahaya inframerah, dan cahaya yang tampak). Dampak dari bentuk

radiasi pada jaringan hidup hanya baru-baru ini telah dipelajari. Alih-alih membentuk ion

berenergi ketika melewati materi, radiasi elektromagnetik memiliki energi yang cukup hanya

untuk mengubah rotasi, getaran atau elektronik konfigurasi valensi molekul dan atom. Namun

demikian, efek biologis yang berbeda diamati untuk berbagai jenis radiasi non-ionisasi

Radiasi Neutron

Radiasi Neutron adalah jenis radiasi non-ion yang terdiri dari neutron bebas. Neutron ini

bisa mengeluarkan selama baik spontan atau induksi fisi nuklir, proses fusi nuklir, atau

dari reaksi nuklir lainnya. Ia tidak mengionisasi atom dengan cara yang sama bahwa

partikel bermuatan seperti proton dan elektron tidak (menarik elektron), karena neutron


16/26

tidak memiliki muatan. Namun, neutron mudah bereaksi dengan inti atom dari berbagai

elemen, membuat isotop yang tidak stabil dan karena itu mendorong radioaktivitas dalam

materi yang sebelumnya non-radioaktif. Proses ini dikenal sebagai aktivasi neutron.

Radiasi elektromagnetik

Radiasi elektromagnetik mengambil bentuk gelombang yang menyebar dalam udara

kosong atau dalam materi. Radiasi EM memiliki komponen medan listrik dan magnetik

yang berosilasi pada fase saling tegak lurus dan ke arah propagasi energi. Radiasi

elektromagnetik diklasifikasikan ke dalam jenis menurut frekuensi gelombang, jenis ini

termasuk (dalam rangka peningkatan frekuensi): gelombang radio, gelombang mikro,

radiasi terahertz, radiasi inframerah, cahaya yang terlihat, radiasi ultraviolet, sinar-X dan

sinar gamma. Dari jumlah tersebut, gelombang radio memiliki panjang gelombang

terpanjang dan sinar gamma memiliki terpendek. Sebuah jendela kecil frekuensi, yang

disebut spektrum yang dapat dilihat atau cahaya, yang dilihat dengan mata berbagai

organisme, dengan variasi batas spektrum sempit ini. EM radiasi membawa energi dan

momentum, yang dapat disampaikan ketika berinteraksi dengan materi.

Cahaya

Cahaya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang yang terlihat oleh mata

manusia (sekitar 400-700 nm), atau sampai 380-750 nm. Lebih luas lagi, fisikawan

menganggap cahaya sebagai radiasi elektromagnetik dari semua panjang gelombang, baik

yang terlihat maupun tidak.

Radiasi termal

Radiasi termal adalah proses dimana permukaan benda memancarkan energi panas dalam

bentuk gelombang elektromagnetik. radiasi infra merah dari radiator rumah tangga biasa

atau pemanas listrik adalah contoh radiasi termal, seperti panas dan cahaya yang

dikeluarkan oleh sebuah bola lampu pijar bercahaya. Radiasi termal dihasilkan ketika


17/26

panas dari pergerakan partikel bermuatan dalam atom diubah menjadi radiasi

elektromagnetik. Gelombang frekuensi yang dipancarkan dari radiasi termal adalah

distribusi probabilitas tergantung hanya pada suhu, dan untuk benda hitam asli yang

diberikan oleh hukum radiasi Planck. hukum Wien memberikan frekuensi paling

mungkin dari radiasi yang dipancarkan, dan hukum Stefan-Boltzmann memberikan

intensitas panas.

Satuan Radiasi

Sama halnya dengan besaran fisis lainnya, seperti panjang yang mempunyai satuan

(ukuran) meter, inchi, feet; satuan berat (kilogram, ton, pound); satuan volume (liter, meter

kubik); maka radiasi pun mempunyai satuan atau ukuran untuk menunjukkan besarnya paparan

atau pancaran radiasi dari suatu sumber radiasi maupun banyaknya dosis radiasi yang diberikan

atau diterima oleh suatu medium yang terkena radiasi.

Mengapa radiasi nuklir mempunyai satuan tidak lain karena radiasi nuklir, seperti halnya

panas dan cahaya yang dipancarkan dari matahari, membawa (mentransfer) energi yang

diteruskan ke bumi dan atmosfir. Jadi radiasi nuklir juga membawa atau mentransfer energi dari

sumber radiasi yang diteruskan ke medium yang menerima radiasi. Sumber radiasi dapat berasaldari zat radioaktif, pesawat sinar-X, dan lainnya.

Satuan radiasi ada beberapa macam. Satuan radiasi ini tergantung pada kriteria

penggunaannya, yaitu :

1. Satuan untuk paparan radiasi adalah Rontgen, dengan simbol satuan R.

2. Satuan untuk dosis absorbsi medium adalah Radiation Absorbed Dose, dengan simbol

satuan Rad.

3. Satuan untuk dosis ekuivalen adalah Rontgen equivalen of man, dengan simbol satuan

Rem.

4. Satuan untuk aktivitas sumber radiasi adalah Bacquerel, dengan simbol satuanBq.


18/26

RADIASI BENDA HITAM

Secara umum bentuk terperinci dari spektrum radiasi panas yang dipancarkan leh suatu

benda panas bergantung pada komposisi benda itu. Walaupun demikian, hasil eksperimen

menunjukkan bahwa ada satu kelas benda panas yang memancarkan pektra panas dengan

karakter universal. Benda ini adalah benda hitam atau black body. Benda hitam didefinisikan

sebagai sebuah benda yang menyerap semua radiasi yang datang adanya. Dengan kata lain, tidak

ada radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam. Jadi, benda hitam mempunyai harga

absorptansi dan emisivitas yang besarnya sama engan satu.

Seperti yang telah kalian ketahui, bahwa emisivitas (daya pancar) merupakan arakteristik

suatu materi, yang menunjukkan perbandingan daya yang dipancarkan per satuan luas oleh suatu

permukaan terhadap daya yang dipancarkan benda hitam pada temperatur yang sama. Sementara

itu, absorptansi (daya serap) merupakan perbandingan fluks pancaran atau fluks cahaya yang

diserap oleh suatu benda terhadap fluks yang tiba pada benda itu.

Benda hitam ideal digambarkan oleh suatu rongga hitam dengan lubang kecil. Sekali

suatu cahaya memasuki rongga itu melalui lubang tersebut, berkas itu akan dipantulkan berkali-

kali di dalam rongga tanpa sempat keluar lagi dari lubang tadi. Setiap kali dipantulkan, sinar

akan diserap dinding-dinding berwarna hitam. Benda hitam akan menyerap cahaya sekitarnya

jika suhunya lebih rendah daripada suhu sekitarnya dan akan memancarkan cahaya ke sekitarnyajika suhunya lebih tinggi daripada suhu sekitarnya. Hal ini ditunjukkan pada dibawah. Benda

hitam yang dipanasi sampai suhu yang cukup tinggi akan tampak membara.


19/26

1. Hukum Stefan-Boltzmann

Radiasi benda hitam adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah benda

hitam. Radiasi ini menjangkau seluruh daerah panjang gelombang. Distribusi energi pada daerah

panjang gelombang ini memiliki ciri khusus, yaitu suatu nilai maksimum pada panjang

gelombang tertentu. Letak nilai maksimum tergantung pada temperatur, yang akan bergeser ke

arah panjang gelombang pendek seiring dengan meningkatnya temperatur. Pada tahun 1879

seorang ahli fisika dari Austria, Josef Stefan melakukan eksperimen untuk mengetahui karakter

universal dari radiasi benda hitam. Ia menemukan bahwa daya total per satuan luas yang

dipancarkan pada semua frekuensi oleh suatu benda hitam panas (intensitas total) adalah

sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. Sehingga dapat dirumuskan: 4

TItotal

dengan I menyatakan intensitas radiasi pada permukaan benda hitam pada semua frekuensi, T

adalah suhu mutlak benda, dan adalah tetapan Stefan-Boltzman, yang bernilai 5,67 10-8

Wm-2K-4. Untuk kasus benda panas yang bukan benda hitam, akan memenuhi hukum yang

sama, hanya diberi tambahan koefisien emisivitas yang lebih kecil daripada 1 sehingga:

4TeI

total Intensitas merupakan daya per satuan luas, maka persamaan diatas dapat ditulis

sebagai:4Te

A

P

Beberapa tahun kemudian, berdasarkan teori gelombang elektromagnetik cahaya, Ludwig

Boltzmann (1844 - 1906) secara teoritis menurunkan hukum yang diungkapkan oleh Joseph

Stefan (1853 - 1893) dari gabungan termodinamika dan persamaan-persamaan Maxwell. Oleh

karena itu, persamaan dikenal juga sebagai Hukum Stefan- Boltzmann, yang berbunyi:

4TeI

total

Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda hitam dalam satuan

waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur termodinamikanya.

2. Hukum pergeseran wien

Untuk sebuah benda hitam, berlaku suatu

hubungan antara panjang gelombang dengan suhu mutlak


20/26

yang dinyatakan: CTm

. denganm

merupakan panjang gelombang yang sesuai dengan

radiasi energi maksimum, T adalah temperatur termodinamik benda, dan C adalah tetapan

pergeseran Wien (2,898 10-3

mK). Hubungan tersebut disebut Hukum pergeseran Wien, yang

dinyatakan oleh Wilhelm Wien (1864 - 1928). Gambar disamping memperlihatkan grafik

hubungan antara intensitas radiasi dan panjang gelombang radiasi benda hitam ideal pada tiga

temperatur yang berbeda. Grafik ini dikenal sebagai grafik distribusi spektrum. Intensitas

merupakan daya yang dipancarkan per satuan panjang gelombang. Ini merupakan fungsi panjang

gelombang I maupun temperatur T, dan disebut distribusi spektrum. Dari grafik terlihat bahwa

puncak kurva penyebaran energi spektrum bergeser ke arah ujung spektrum panjang gelombang

pendek dengan semakin tingginya temperatur.

Fungsi distribusi spektrum P( ,T ) dapat dihitung dari termodinamika klasik secara

langsung, dan hasilnya dapat dibandingkan dengan Gambar diatas. Hasil perhitungan klasik ini

dikenal sebagai Hukum Rayleigh- Jeans yang

dinyatakan: P ( ,T ) = 8 kT-4

dengan k

merupakan konstanta Boltzmann. Hasil ini sesuai

dengan hasil yang diperoleh secara percobaan untuk

panjang gelombang yang panjang, tetapi tidak sama

pada panjang gelombang pendek. Begitu

mendekati nol, fungsi P ( , T ) yang

ditentukan secara percobaan juga mendekati nol,

tetapi fungsi yang dihitung mendekati tak terhingga karena sebanding dengan 4

. Dengan

demikian, yang tak terhingga yang terkonsentrasi dalam panjang gelombang yang sangat pendek.

Hasil ini dikenal sebagai katastrof ultraviolet.

3. Teori plank tentang radiasi benda hitam

Teori Wien cocok dengan spektrum radiasi benda hitam untuk panjang gelombang yang

pendek, dan menyimpang untuk panjang gelombang yang panjang. Teori Rayleigh-Jeans cocok

dengan spektrum radiasi benda hitam untuk panjang gelombang yang panjang, dan menyimpang

untuk panjang gelombang yang pendek.


21/26

Pada tahun 1900, Planck memulai pekerjaannya dengan membuat suatu anggapan baru

tentang sifat dasar dari getaran molekul-molekul. Dalam dinding-dinding rongga benda hitam

(pada saat itu elektron belum ditemukan). Anggapan baru ini sangat radikal dan bertentangan

dengan fisika klasik, yaitu sebagai berikut:

1) Radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul-molekul tidaklah kontinu tetapi dalam

paket-paket energi diskret, yang disebut kuantum (sekarang disebut foton). Besar energi

yang berkaitan dengan tiap foton adalah E = hf, sehingga untuk n buah foton maka energinya

dinyatakan oleh En = nhf Dengan n = 1, 2, 3, ... (bilangan asli), dan f adalah

frekuensi getaran molekul-molekul. Energi dari molekul-molekul dikatakan terkuantisasi

dan energi yang diperkenankan disebut tingkat energi. Ini berarti bahwa tingkat energi bisa

hf, 2hf, 3hf, ... sedang h disebut tetapan Planck, dengan h = 6,6 10

-34

J s (dalam 2 angkapenting)

2) Molekul-molekul memancarkan atau menyerap energi dalam satuan diskret dari energi

cahaya, disebut kuantum(sekarang disebut foton). Molekul-molekul melakukan itu dengan

melompat dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya. Jika bilangan kuantum n

berubah dengan satu satuan, persamaan (8.10) menunjukkan bahwa jumlah energi yang

dipancarkan atau diserap oleh molekul-molekul sama dengan hf. Jadi, beda energi antara dua

tingkat energi yang berdekatan adalah hf. Molekul akan memancarkan atau menyerap energi

hanya ketika molekul mengubah tingkat energinya. Jika molekul tetap tinggal dalam satu

tingkat energi tertentu, maka tidak ada energi yang diserap atau dipancarkan molekul.

Berdasarkan teori kuantum di atas, Planck dapat menyatakan hukum radiasi Wien dan

hukum radiasi Rayleigh-Jeans, dan menyatakan hukum radiasi benda hitamnya yang akan

berlaku untuk semua panjang gelombang. Hukum radiasi Planck tersebut adalah

u (, T) =

dengan h = 6,6 10-34 J s adalah tetapan Planck, c= 3,0 108m/s

adalah cepat rambat cahaya, k= 1,38 10-23

J/K adalah tetapan Boltzman, dan T adalah suhu

mutlak benda hitam


22/26

1.5 RELASI DE BROGLIE

Pada tahun 1924, Louis de Broglie, seorang ahli fisika dari prancis mengemukakan

hipotesis tentang gelombang materi. Gagasan ini adalh timbale balik daripada gagasab partikel

cahaya yang dikemukakan Max Planck. Louis de Broglie meneliti keberadaan gelombang

melalui eksperimen difraksi berkas elektron. Dari hasil penelitiannya inilah diusulkan materi

mempunyai sifat gelombang di samping partikel, yang dikenal dengan prinsip dualitas.

Sifat partikel dan gelombang suatu materi tidak tampak sekaligus, sifat yang tampak jelas

tergantung pada perbandingan panjang gelombang de Broglie dengan dimensinya serta dimensi

sesuatu yang berinteraksi dengannya. Pertikel yang bergerak memiliki sifat gelombang. Fakta

yang mendukung teori ini adalah petir dan kilat. Kilat akan lebih dulu terjadi daripada petir. Kilat

menunjukan sifat gelombang berbentuk cahaya, sedangkan petir menunjukan sifat pertikel

berbentuk suara.

Hipotesis tentang gelombang materi berasal dari gagasan foton Einstein. Kemudian

diterapkan Louis de Broglie pada 1922, sebelum Compton membuktikannya, untuk menurunkan

Hukum Wien (1896). Ini menyatakan bahwa "bagian tenaga elektromagnet yang paling banyak

dipancarkan benda (hitam) panas adalah yang frekuensinya sekitar 100 milyar kali suhu mutlak(273 + suhu Celsius) benda itu". Pekerjaan ini ternyata memberi dampak yang berkesan bagi de

Broglie.

Pada musim panas 1923, de Broglie menyatakan, "secara tiba-tiba muncul gagasan untuk

memperluas perilaku rangkap (dual) cahaya mencangkup pula alam partikel". Ia kemudian

memberanikan diri dengan mengemukakan bahwa "partikel, seperti elektron juga berperilaku

sebagai gelombang". Gagasannya ini ia tuangkan dalam tiga makalah ringkas yang diterbitkan

pada 1924; salah satunya dalam jurnal vak fisika Perancis, Comptes Rendus.

Penyajiannya secara terinci dan lebih luas kemudian menjadi bahan tesis doktoralnya

yang ia pertahankan pada November 1924 di Sorbonne, Paris. Tesis ini berangkat dari dua

persamaan yang telah dirumuskan Einstein untuk foton, E=hf dan p=h/. Dalam kedua persamaan

ini, perilaku yang "berkaitan" dengan partikel (energi E dan momentum p) muncul di ruas kiri,


23/26

sedangkan ruas kanan dengan gelombang (frekuensi f dan panjang gelombang , baca: lambda).

Besaran h adalah tetapan alam yang ditemukan Planck, tetapan Planck.

Secara tegas, de Broglie mengatakan bahwa hubungan di atas juga berlaku untuk partikel.

Ini merupakan maklumat teori yang melahirkan gelombang partikel atau de Broglie. Untuk

partikel, seperti elektron, momentum p adalah hasilkali massa (sebanding dengan berat) dan

lajunya. Karena itu, panjang gelombang de Broglie berbanding terbalik dengan massa dan laju

partikel. Sebagai contoh, elektron dengan laju 100 cm per detik, panjang gelombangnya sekitar

0,7 mm.

Menurut de Broglie, partikel yang bergerak sangat cepat, mempunyai cirri-ciri gelombang. Sifat-

sifat gelombang dari partikel dinyatakan dalam persamaan:

= h/mv

dimana: = panjang gelombang

m = massa partikel

v = kecepatan

h = tetapan Planck

persamaan diatas dikenal dengan nama persamaan de Broglie dimana persamaan ini dapat

dipergunakan untuk menghitung besarnya panjang gelombang dari suatu partikel yang bergerak

dengan kecepatan v.


24/26

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam), bila

permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari energi ambang

(fungsi kerja) logam. Agar elektron dapat lepas dari permukaan logam maka f > fo atau Ek maksimum

elektron yang terlepas tidak tergantung pada intensitas cahaya yang digunakan, hanya tergantung pada

energi atau frekuensi cahaya. Tetapi intensitas cahaya yang datang sebanding dengan jumlah elektron

yang terlepas dari logam.

Aplikasi pertama efek fotolistrik berada dalam dunia hiburan yaitu untuk menghasilkan film

bersuara.Selanjutnya,di kalangan akademis adalah tabung foto-pengganda (photomultiplier tube).,Kamera

pada ponsel,Kamera digital,dll.

Soal & Penyelesaian

1. Buktikanlah bahwa foton dalam berkas cahaya infra merah 1240 nm berenergi 1 eV !

Penyelesaian :

Energi=hf= = = ,

2. Fungsi kerja gelombang natrium diketahui 2,3 eV. Berapakahyang dapat menimbulkan

efek fotolistrik dalam kristal natrium?

Penyelesaian :

Pada keadaan ambang, energi foton tepat sama dengan energi yang dioperlukan untuk

melepas elektron dari logam, yakni fungsi kerja logam

34 8

9

(6, 63 10 . )(3 10 / )

1240 10

x J s x m s

x m

hc

191, 60 10x

J = 1 eV

min

hcW


25/26

=540nm

3. Sebuah benda dengan luas permukaan 100 cm2 bersuhu 727

oC. Jika koefisien Stefan-

Boltzman 5,67 x 108

W/mK4 dan emisivitas benda adalah 0,6 tentukan laju rata-rata

energi radiasi benda tersebut.

Pembahasan:

DIketahui :

= 5,67 x 108

W/mK4

T = 727oC = 1000 K

e = 0,6

A = 100 cm2= 100 x 10

4= 10

2

Penyelesaian:

Laju energi rata-rata:

P = e T4

A

P = (0,6)(5,67 x 108

)(1000)4(10

2)

P = 340,2 joule/s

4. Permukaan benda pada suhu 37oC meradiasikan gelombang elektromagnetik. Bila

konstanta Wien = 2,898 x 103

m.K maka panjang gelombang maksimum radiasi

permukaan adalah.....

Pembahasan:

Diketahui :

T = 37oC = 310 K

C = 2,898 x 103m.K

Ditanya: maks= ....?

Jawab: maksT = C

maks(310) = 2,898 x 103

maks= 9,348 x 106

m

19 34 81, 60 10 (6, 63 10 . )(3 10 / )

(2, 3 )( )1

x J x J s x m seV

eV


26/26

DAFTAR PUSTAKA

Beiser, Arthur. 1981.Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.

Krane, Kenneth. 1992.Fisika Modern. Jakarta: UI.

Krane, K.S. 1983.Modern Physics. New York: Jonh Willey and Sons.

Wikipedia.http://id.wikipedia.org/wiki/Foton (online,05oktober 2012)

Zemansky, Sears. 1981.Fisika untuk Universitas. Jakarta: Erlangga
http://id.wikipedia.org/wiki/Foton(online,05http://id.wikipedia.org/wiki/Foton(online,05http://id.wikipedia.org/wiki/Foton(online,05http://id.wikipedia.org/wiki/Foton(online,05

Documents

Gejala Kunatum I