Pengertian Efek Fotolistrik dan Penjelasan Einstein

Pengertian Efek Fotolistrik - Ketika cahaya tampak, sinar X, sinar gama, atau bentuk lain dari radiasi elektromagnetik menyinari pada jenis materi tertentu, maka elektron akan dikeluarkan. Fenomena itu dikenal sebagai efek fotolistrik. Efek fotolistrik ditemukan oleh fisikawan Jerman Heinrich Hertz (1857–1894) pada tahun 1887. Anda dapat membayangkan efeknya sebagai berikut: Misalkan pelat logam dipasang oleh dua kabel pada galvanometer (sebuah galvanometer adalah alat untuk mengukur aliran arus listrik.) Jika cahaya dengan warna yang benar bersinar pada pelat logam, galvanometer dapat mencatat arus. Bacaan itu menunjukkan bahwa elektron telah dikeluarkan dari pelat logam. Elektron tersebut kemudian mengalir melalui kabel eksternal dan galvanometer, memberikan bacaan yang diamati.



Teori fotolistrik


Efek fotolistrik penting dalam sejarah karena menyebabkan para ilmuwan berpikir tentang cahaya dan bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dengan cara yang berbeda. Yang aneh tentang efek fotolistrik adalah hubungan antara intensitas cahaya yang menyinari sepotong logam dan jumlah arus listrik yang dihasilkan.




[caption id="attachment_3510" align="aligncenter" width="989"]Efek Fotolistrik Efek Fotolistrik[/caption]


Istilah


Anode: Elektrode dalam sel elektrokimia di mana elektron diberikan sampai reaksi.

Katode: Elektrode dalam sel elektrokimia di mana elektron diambil dari suatu reaksi.

Elektrode: Bahan yang akan mengalirkan arus listrik, biasanya logam yang digunakan untuk membawa elektron masuk atau keluar dari sel elektrokimia.

Radiasi elektromagnetik: Radiasi (energi dalam bentuk gelombang atau partikel subatomik) yang mentransmisikan energi melalui interaksi listrik dan magnet.

Frekuensi: Frekuensigelombang melewati titik tertentu dalam ruang per detik.

Foton: Partikel cahaya yang energinya tergantung pada frekuensinya.

Solar cell/sel surya: Perangkat yang dibuat dari silikon yang disiapkan khusus yang mengubah energi radiasi (cahaya) menjadi energi listrik.


Bagi para ilmuwan, tampaknya masuk akal bahwa Anda bisa membuat aliran arus yang lebih kuat jika Anda menyinari dengan cahaya yang lebih terang pada logam. Lebih banyak (atau lebih terang) cahaya akan menghasilkan lebih banyak arus listrik atau begitulah menurut semua orang. Tapi bukan itu masalahnya. Misalnya, menyinari dengan cahaya merah yang sangat lemah dan cahaya merah yang sangat kuat pada sepotong logam justru menghasilkan hasil yang sama. Apa yang membuat perbedaan, adalah warna dari cahaya yang digunakan.


Salah satu cara para ilmuwan menyebut warna cahaya adalah dengan menentukan frekuensinya. Frekuensi cahaya dan bentuk lain dari radiasi elektromagnetik adalah berapa kali per detik gelombang cahaya (atau radiasi) melewati titik tertentu. Apa yang para ilmuwan temukan adalah bahwa cahaya dari beberapa frekuensi dapat menghasilkan arus listrik, sedangkan cahaya dari frekuensi lain tidak dapat.


Penjelasan Einstein. Pengamatan aneh ini dijelaskan pada tahun 1905 oleh fisikawan Amerika kelahiran Jerman Albert Einstein (1879–1955). Einstein berhipotesis bahwa cahaya bergerak dalam bentuk paket energi kecil, yang sekarang disebut foton. Jumlah energi dalam setiap foton sama dengan frekuensi cahaya (ν) dikalikan dengan konstanta yang dikenal sebagai konstanta Planck (ℏ), atau νℏ, atau:


E = ℏ ν


Einstein lebih lanjut menyatakan bahwa elektron dapat dikeluarkan dari bahan jika mereka menyerap tepat satu foton cahaya, bukan setengah foton, atau 3 foton, atau sejumlah fraksional lainnya. Warna hijau mungkin tidak efektif dalam menyebabkan efek fotolistrik dengan beberapa logam kata Einstein, karena foton lampu hijau mungkin tidak memiliki energi yang tepat untuk mengeluarkan elektron. Tetapi foton cahaya merah mungkin memiliki jumlah energi yang tepat.


Penjelasan Einstein tentang efek fotolistrik sangat penting karena memberikan para ilmuwan metode alternatif untuk menggambarkan cahaya. Selama berabad-abad, para peneliti menganggap cahaya sebagai bentuk energi yang bergerak dalam gelombang. Dan penjelasan itu bekerja untuk banyak fenomena. Tapi itu tidak berfungsi untuk fenomena seperti efek fotolistrik dan sifat cahaya tertentu lainnya.


Saat ini, para ilmuwan memiliki dua cara yang berbeda tetapi saling melengkapi untuk menggambarkan cahaya. Dalam beberapa kasus kata mereka, cahaya berperilaku seperti gelombang. Tetapi dalam kasus lain, cahaya berperilaku seperti aliran partikel/aliran foton.



Aplikasi/penggunaan


Dua aplikasi terpenting dari efek fotolistrik adalah sel fotolistrik (atau fotosel) dan sel surya. Fotosel biasanya terdiri dari tabung vakum dengan dua elektrode. Tabung vakum adalah tabung gelas yang hampir semua udaranya dilepas. Elektrode adalah dua lempengan logam atau kabel. Satu elektroda dalam fotosel terdiri dari logam (katode) yang akan memancarkan elektron ketika terkena cahaya. Elektrode lainnya (anode) diberi muatan listrik positif dibandingkan dengan katode. Ketika cahaya menyinari katode, elektron dipancarkan dan kemudian tertarik ke anode. Arus elektron mengalir dalam tabung dari katode ke anode. Arus dapat digunakan untuk menghidupkan motor, membuka pintu, atau membunyikan bel di sistem alarm. Sistem dapat dibuat untuk merespons cahaya, seperti dijelaskan di atas, atau peka terhadap kurangnya cahaya.


Fotosel biasa digunakan di pabrik. Bagian pada sabuk konveyor melewati antara sinar cahaya dan fotosel. Ketika setiap item melewati sinar maka akan mengganggu cahaya, arus dalam fotosel berhenti, dan penghitung dihidupkan. Dengan metode ini, jumlah pasti barang yang keluar dari pabrik dapat dihitung. Fotosel juga dipasang pada tiang lampu untuk menghidupkan dan mematikan lampu jalan saat senja dan fajar. Selain itu, fotosel digunakan sebagai pengukur pencahayaan di kamera yang mengukur jumlah persis cahaya yang masuk ke kamera dan memungkinkan seorang fotografer menyesuaikan lensa kamera ke pengaturan yang benar.


Sel surya adalah perangkat untuk mengubah energi radiasi (cahaya) menjadi energi listrik, biasanya terbuat dari silikon yang disiapkan khusus yang memancarkan elektron ketika terkena cahaya. Ketika sel surya terpapar sinar matahari, elektron dipancarkan oleh aliran silikon melalui kabel eksternal sebagai arus.


Masing-masing sel surya menghasilkan tegangan sekitar 0,6 volt. Dalam sebagian besar aplikasi praktis, tegangan tinggi dan arus besar dapat diperoleh dengan menghubungkan banyak sel surya. Listrik dari sel surya masih cukup mahal, tetapi sel-sel ini tetap sangat berguna untuk menyediakan sejumlah kecil listrik di lokasi terpencil di mana sumber lain tidak tersedia. Karena biaya produksi sel surya berkurang, maka akan mulai digunakan untuk produksi listrik dalam jumlah besar dan penggunaan komersial.


Belum ada Komentar untuk "Pengertian Efek Fotolistrik dan Penjelasan Einstein"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel