LAB-FIS I
EFEK FOTOLISTRIK
By
CHRISTOP ZWINGLI
11 313 092
A / V
UNIVERSITAS NEGERI
MANADO
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN PENDIDIKAN
FISIKA
2013
I. IDENTITAS
Nama
: Christop Zwingli
Nim : 11 313 092
Kelas
/ Jurusan : A / Fisika
Prodi : Pendidikan
Fisika
Semester
: V
Judul
Perobaan : Efek
Fotolistrik
Tanggal
Percobaan : 13 September
2013
Tanggal
pemasukan Laporan :
II. Tujuan Percobaan
1.
Mempelajari efek/ gejala fotolistrik secara eksperimen.
2. Menentukan fungsi kerja/ work function
sel foto (photo cell), nilai tetapan Planck dan tenaga kinetik maksimum fotoelektron.
III. Alat dan Bahan Praktikum
1.
Sel photo (photo cell).
2.
Lampu
3.
Filter cahaya
4.
Multimeter
5.
Warna cahaya (lensa berwarna)
IV. Teori
Efek fotolistrik adalah suatu proses
dimana suatu cahaya dengan frekuensi cukup tinggi mengenai permukaan sebuah
logam, sehingga dari permukaan logam itu terpancar elektron.
Banyaknya elektron yang dapat
dipancarkan dari permukaan logam sangat tergantung pada intensitas penyinaran
cahaya dan energinya tergantung pada frekuensi (ν). Jika diketahui konstanta Planck h =
6,626.10-34J.s
maka energi suatu fotolistrik dirumuskan :
Ef = h ν ...............................................(1)
Untuk melepaskan elektron dari suatu logam
diperlukan sejumlah tenaga minimal yang besarnya tergantung pada jenis / sifat logam
tersebut. Tenaga minimal ini disebut work
function atau fungsi kerja dari logam, dan dilambangkan
yang dapat
dinyatakan dengan persamaan:
...................................................(2)
Dimana v0
adalah
frekuensi gelombang elektromagnetik dan h adalah tetapan Planck, bila dikenakan
pada suatu logam dengan fungsi kerja ϕ dimana hν >
maka elektron dapat terlepas dari logam.
Sehingga dapat dikatakan bila frekuensi
foton lebih kecil daripada frekuensi ambang logam, maka tidak akan terjadi pelepasan
electron dan jika lebih besar frekuensi foton terhadap frekuensi ambang logamnya
maka akan terjadi pelepasan elektron, yang biasa disebut efekfotolistrik atau gejala
fotolistrik.
Elektron yang lepas dari logam karena dikenai
foton, akibat efekfotolistrik ini, disebut fotoelektron, yang mempunyai tenaga
kinetik sebesar
Ek = hv - θ . . . . . . . . . . . . . . . (3)
Sistem peralatan untuk mempelajari efekfotolistrik
ditujukan pada gambar 1. Dua elektroda dalam tabung hampa,
dimana salah satunya adalah logam yang disinari (sebuatselfoto). Antara kedua elektroda
diberi beda potensial sebesar Vα dengan baterai E1 dan E2,
yang nilainya dapat divariasi dari Vα = - E1 sampai dengan Vα = + E2 dengan suatu potensiometer.
Arus fotoelektron (Ie) dapatdiukur dengan mikro meter atau Gavanometer. Untuk suatu nilai v >vo dengan intensitas tertentu, dapat diamati
Ie sebagai Vα.
Ie akan mencapai nilai nol bila
Vα diturunkan mencapai nilai tertentu, Vα = Vg (tegangan penghenti/
stopping voltage), yang memenuhi persamaan :
...................................(4)
Persamaan (4) menunjukkan bahwa Vg
merupakan fungsi Ï… .Sehingga pengukuran Vg untuk
berbagai nilai V
memungkinkan
untuk menentukan nilai
dan
V. Tugas :
1.
Tentukan potensial penghenti (stopping voltage) untuk elektron,
hasil dari pengamatan untuk bermacam – macam frekuensi foton.
2.
Tentukan
dan
dari
data. Jika anda mengambil nilai e dari literatur, tentukan h, Ñ„ dan tenaga kinetik maksimum dari foto
elektron.
Catatan umum :
Selalu anda bahas ketidakpastian pengukuran.
Fotosel
Elektroda
Pemancar
(emitter)
Elektroda
Penerima sumbercahaya
(kolektor) lensa lensa
Filter Diafragma
Voltmeter perisai
Amperemeter
SumberTegangan pembalikarus
VI. JALANNYA PERCOBAAN
1.
Mengatur alat seperti pada gambar di bawah ini
2.
Mengatur lensa sehingga nampak spektrum warna (lampu yang di
gunakan adalah lampu gas Mercury), kemudian mengatur sel foto sehingga spektrum
warna jatuh pada sel foto (pengukuran di lakukan hanya pada orde 1)
3.
Mengukur tegangan dengan menggunakan multimeter untuk setiap
warna yang jatuh pada sel foto.
4.
Mengulangi Langkah 3. Hanya saja pada sel foto di beri
filter kemudian mengukur tegangan masing-masing warna untuk absorbsi yang
berbeda.
5.
Mengulangi pengukuran minimal 3 kali pengukuran.
VII. HASIL PENGAMATAN
1.
Tanpa menggunakan Filter
Warna
|
Tegangan
(V)
|
Arus (
)
|
Kuning
|
0,015
|
3,2
|
Hijau
|
0,01
|
1,5
|
Ungu
|
0,005
|
1
|
2.
Dengan menggunakan Filter
Intensitas
|
Tegangan
(V)
|
Arus (
)
|
||||
Kuning
|
Hijau
|
Ungu
|
Kuning
|
Hijau
|
Ungu
|
|
100%
|
0,015
|
0,01
|
0,005
|
2
|
1
|
0,75
|
80%
|
0,0125
|
0,0075
|
0,0025
|
1,5
|
1
|
0,75
|
60%
|
0,01
|
0,0075
|
0,0025
|
1,25
|
0,75
|
0,75
|
40%
|
0,0075
|
0,005
|
0,001875
|
1
|
0,5
|
0,5
|
20%
|
0,005
|
0,005
|
0,00125
|
0,75
|
0,25
|
0,25
|
Keterangan :
Angka terminal pada kuat arus = 50
Angka terminal pada Tegangan = 0,25 V
VIII. Pengolahan Data.
1.
Tanpa menggunakan Filter
Dik ,
Warna
|
Panjang
gelombang (λ)
|
Tegangan (Vp)
|
Kuning
|
0,015
|
|
Hijau
|
0,01
|
|
Ungu
|
0,005
|
Dimana: h =
6,625 × 10-34 Js
c =
3 × 108 m/s
e =
1,6 × 10-19
Dit ,
a.
Tentukanlah energi kinetik untuk setiap warna
b.
Tentukanlah energi foton untuk setiap warna
c.
Tentukanlah fungsi kerja untuk setiap warna
d.
Tentukanlah frekwensi ambang untuk setiap warna
e.
Ujilah tetapan planck berdasarkan pada persamaan potensial penghenti
yaitu :
Jawab :
a.
b.
c.
d.
e.
Dengan
2.
Dengan Menggunakan Filter
Dik :
Intensitas
|
Tegangan
(V)
|
Arus (
)
|
||||
Kuning
|
Hijau
|
Ungu
|
Kuning
|
Hijau
|
Ungu
|
|
100%
|
0,015
|
0,01
|
0,005
|
2
|
1
|
0,75
|
80%
|
0,0125
|
0,0075
|
0,0025
|
1,5
|
1
|
0,75
|
60%
|
0,01
|
0,0075
|
0,0025
|
1,25
|
0,75
|
0,75
|
40%
|
0,0075
|
0,005
|
0,001875
|
1
|
0,5
|
0,5
|
20%
|
0,005
|
0,005
|
0,00125
|
0,75
|
0,25
|
0,25
|
Dit ,
a.
Tentukanlah energi kinetik setiap warna untuk absorbsi yang
berbeda.
b.
Tentukanlah energi foton setiap warna untuk absorbsi yang
berbeda.
c.
Tentukanlah fungsi kerja setiap warna untuk absorbsi yang
berbeda.
d.
Tentukanlah frekuensi ambang setiap warna untuk absorbsi
yang berbeda.
e.
Ujilah tetapan Planck setiap warna untuk absorbsi yang
berbeda berdasarkan pada persamaan potensial penghenti yaitu :
Jawab :
a.
Untuk absorbsi 100%
Untuk absorbsi 80%
Untuk absorbsi 60%
Untuk absorbsi 40%
Untuk absorbsi 20%
b.
c.
Untuk Absorbsi 100%
Untuk Absorbsi 80%
Untuk Absorbsi 60%
Untuk Absorbsi 40%
Untuk Absorbsi 20%
d.
Untuk Absorbsi 100%
Untuk Absorbsi 80%
Untuk Absorbsi 60%
Untuk Absorbsi 40%
Untuk Absorbsi 20%
e.
Dengan
maka f =
Untuk Absorbsi 100%
Untuk Absorbsi 80%
UntukAbsorbsi 60%
Untuk
Absorbsi 40%
Untuk
Absorbsi 20%
TEORI KESALAHAN
1.
Tingkat kesalahan tanpa menggunakan Filter
2.
Tingkat kesalahan untuk penggunaan Filter
a.
Absorbsi 100%
b.
Absorbsi 80%
c.
Absorbsi 60%
d.
Absorbsi 40%
e.
Absorbsi 20%
IX. KESIMPULAN
Berdasarkan
pada hasil percobaan kami, maka dapat disimpulkan percobaan di atas sebagai berikut
:
1.
Pada saat suatu sel foto menerima cahaya maka arus listrik akan
mengalir.
2.
Tegangan yang muncul pada multimeter saat melakukan percobaan
efekfotolistrik, merupakan tegangan penghenti yang dapat menghentikan proses
efekfotolistrik.
3.
Tetapan Planck apabila sudah diketahui potensial penghentinya
maka dapat di uji dengan persamaan :
Dengan
4.
Berdasarkan pengujian dengan menggunakan persamaan di atas,
terbukti kalau percobaan ini sudah mendekati benar karenatingkat kesalahan pada
percobaan ini kurang dari 10% dengan nilai tetapan Plancknya sebagai berikut :
Intensitas
|
Tetapan
Planck Untuk Spektrum Warna
|
||
Kuning
|
Hijau
|
Ungu
|
|
Tanpa
Filter
|
|||
100%
|
|||
80%
|
|||
60%
|
|||
40%
|
|||
20%
|
|||
X. DAFTAR PUSTAKA
Penuntun Praktikum Lab. Fisika 1 “EFEK
FOTO LISTRIK”.
Giancolli C. Douglas,2002,Fisika Jilid
2. Erlangga:Jakarta
Tidak ada komentar:
Posting Komentar