Efek Fotolistrik: Ambang Batas Energi yang Tajam

1 · Memprediksi

Cahaya dengan panjang gelombang berbeda mengenai logam dengan fungsi kerja 2,3 eV. Selama kedua panjang gelombang cukup pendek untuk mengeluarkan elektron sama sekali (energi fotonnya berada di atas energi ambang), apakah foton yang lebih biru (panjang gelombang lebih pendek) mengeluarkan elektron dengan energi kinetik lebih besar?

• Tidak — energi kinetik hanya bergantung pada intensitas cahaya, bukan panjang gelombang.
• Itu tergantung pada warna logamnya, bukan panjang gelombang cahayanya.
• Ya — di atas ambang batas, panjang gelombang yang lebih pendek berarti energi foton lebih tinggi, sehingga elektron yang dikeluarkan memiliki lebih banyak energi kinetik.

2 · Pengaturan

1. Buka preset photoelectric-threshold dan tekan Reset. Fungsi kerja fotosel ditetapkan pada 2.3 eV.
2. Aktifkan pembacaan energi foton dan energi kinetik maksimum.
3. Tetapkan panjang gelombang cahaya untuk setiap percobaan dan catat energi kinetik maksimum elektron yang dikeluarkan.

3 · Kumpulkan Data

Plot K_maks (sumbu y) terhadap 1/λ (sumbu x) untuk ketiga percobaan Anda. Apakah garisnya lurus?

4 · Analisis

1. Untuk satu percobaan, hitung E_γ = hc/λ menggunakan h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 2.998×10⁸ m/s, kemudian K_max = E_γ − φ menggunakan φ = 2.3 eV. Bandingkan keduanya dengan tabel.
2. Jelaskan mengapa K_max meningkat secara linear dengan energi foton (dan karenanya dengan 1/λ) setelah Anda berada di atas ambang batas, dengan kemiringan hc (≈1240 eV·nm ketika λ dalam nm) dan perpotongan y −φ.

5 · Perluas

1. Teori gelombang klasik memperkirakan bahwa cahaya berfrekuensi rendah dan redup sekalipun pada akhirnya akan mengeluarkan elektron jika Anda menunggu cukup lama atau menaikkan intensitasnya. Jelaskan mengapa ambang energi tajam efek fotolistrik (tidak bergantung pada intensitas) begitu mengejutkan sebelum penjelasan foton Einstein.
2. Jika Anda menggandakan intensitas cahaya pada panjang gelombang yang sama, apakah K_max akan berubah? Apa yang akan berubah?

Fisika di Balik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak