Misalkansuatu gas denagn N molekul, masing-masing bermassa m, terisolasi di dalam wadah yang mirip kubus bervolume V. Ketika sebuah molekul gas menumbuk dinding wadah yang tegak lurus terhadap sumbu koordinat x dan memantul dengan arah berlawanan pada laju yang sama (suatu tumbukan lenting), maka momentum yang dilepaskan oleh Gashidrogen yang ditempatkan di tabung lucutan gas dan diberi beda potensial akan menghasilkan cahaya merah kebiru-biruan yang dapat dianalisis dengan sebuah spektrograf. Setiap garis akan menampilan sebuah panjang gelombang cahaya yang berdasarkan sumber cahayanya, batas panjang gelombang berkisar 410,2 nm – 656,3 nm Berbedadengan yang ditampilkan table periodic unsure, bahwa Plutonioum memiliki nomor atom 242, merupakan nuklida, memiliki jumlah proton dan neurton yang sama dalam satu inti. Plutonium dan Uranium memiliki nomor atom yang besar, dan unsure ini memancarkan radiasi. Fast Money. A. Efek Fotolistrik Efek fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan logam karena logam tersebut disinari cahaya dengan frekuensi tertentu. Elektron yang terlepas dari permukaan logam tersebut disebut dengan elektron foto photoelectrons. Gambar dibawah ini menggambarkan skema alat yang digunakan untuk mengadakan percobaan Efek fotolistrik Alat tersebut terdiri atas tabung hampa udara yang dilengkapi dengan dua elektroda A dan B dan dihubungkan dengan sumber tegangan arus searah DC. Pada saat alat tersebut dibawa ke dalam ruang gelap, maka amperemeter tidak menunjukkan adanya arus listrik. Akan tetapi pada saat permukaan Katoda A dijatuhkan sinar amperemeter menunjukkan adanya arus listrik. Hal ini menunjukkan adanya aliran arus listrik. Aliran arus ini terjadi karena adanya elektron yang terlepas dari permukaan A bergerak menuju B. Apabila tegangan baterai diperkecil sedikit demi sedikit, ternyata arus listrik juga semakin mengecil dan jika tegangan terus diperkecil sampai nilainya negatif, ternyata pada saat tegangan mencapai nilai tertentu -Vo, amperemeter menunjuk angka nol yang berarti tidak ada arus listrik yang mengalir atau tidak ada elektron yang keluar dari keping A. Potensial Vo ini disebut potensial henti, yang nilainya tidak tergantung pada intensitas cahaya yang dijatuhkan. Hal ini menunjukkan bahwa energi kinetik maksimum elektron yang keluar dari permukaan adalah sebesar dengan Ek = energi kinetik elektron foto J atau eV m = massa elektron kg v = kecepatan elektron m/s e = muatan elektron C Vo = potensial henti volt Berdasarkan hasil percobaan tersebut ternyata tidak semua cahaya foton yang dijatuhkan pada keping akan menimbulkan efek fotolistrik. Efek fotolistrik akan timbul jika frekuensinya lebih besar dari frekuensi tertentu. Demikian juga frekuensi minimal yang mampu menimbulkan efek fotolistrik tergantung pada jenis logam yang dipakai. Teori gelombang belum dapat menjelaskan tentang sifat-sifat penting yang terjadi pada efek fotolistrik,yaitu a. Menurut teori gelombang, energi kinetik elektron foto harus bertambah besar jika intensitas foton diperbesar. Akan tetapi kenyataan menunjukkan bahwa energi kinetik elektron foto tidak tergantung pada intensitas foton yang dijatuhkan. b. Menurut teori gelombang, efek fotolistrik dapat terjadi pada sembarang frekuensi, asal intensitasnya memenuhi. Akan tetapi kenyataannya efek fotolistrik baru akan terjadi jika frekuensi melebihi harga tertentu dan untuk logam tertentu dibutuhkan frekuensi minimal yang tertentu agar dapat timbul elektron foto. c. Menurut teori gelombang diperlukan waktu yang cukup untuk melepaskan elektron dari permukaan logam. Akan tetapi kenyataannya elektron terlepas dari permukaan logam dalam waktu singkat spontan dalam waktu kurang 10-9 sekon setelah waktu penyinaran. d. Teori gelombang tidak dapat menjelaskan mengapa energi kinetik maksimum elektron foto bertambah jika frekuensi foton yang dijatuhkan diperbesar. Teori kuantum mampu menjelaskan peristiwa ini karena menurut teori kuantum bahwa foton memiliki energi yang sama, yaitu sebesar hf, sehingga menaikkan intensitas foton berarti hanya menambah banyaknya foton, tidak menambah energi foton selama frekuensi foton tetap. Menurut Einstein energi yang dibawa foton adalah dalam bentuk paket, sehingga energi ini jika diberikan pada elektron akan diberikan seluruhnya, sehingga foton tersebut lenyap. Oleh karena elektron terikat pada energi ikat tertentu, maka diperlukan energi minimal sebesar energi ikat elektron tersebut. Besarnya energi minimal yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari energi ikatnya disebut fungsi kerja Wo atau energi ambang. Besarnya Wo tergantung pada jenis logam yang digunakan. Apabila energi foton yang diberikan pada elektron lebih besar dari fungsi kerjanya, maka kelebihan energi tersebut akan berubah menjadi energi kinetik elektron. Akan tetapi jika energi foton lebih kecil dari energi ambangnya hf f’, sedangkan panjang gelombang yang terhambur menjadi tambah besar yaitu l > l ’. Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum dan kekekalan energi Compton berhasil menunjukkan bahwa perubahan panjang gelombang foton terhambur dengan panjang gelombang semula, yang memenuhi persamaan dengan l = panjang gelombang sinar X sebelum tumbukan m l ’= panjang gelombang sinar X setelah tumbukan m h = konstanta Planck 6,625 × 10-34 Js mO = massa diam elektron 9,1 × 10-31 kg c = kecepatan cahaya 3 × 108 ms-1 q = sudut hamburan sinar X terhadap arah semula Besaran sering disebut dengan panjang gelombang Compton. Jadi dengan hasil pengamatan Compton tentang hamburan foton dari sinar X menunjukkan bahwa foton dapat dipandang sebagai partikel, sehingga memperkuat teori kuantum yang mengatakan bahwa cahaya mempunyai dua sifat, yaitu cahaya dapat sebagai gelombang dan cahaya dapat bersifat sebagai partikel yang sering disebut sebagai dualisme gelombang cahaya. Soal latihan Soal Fisika Kelas 12 Tentang Dualisme Gelombang Partikel Sebuah foton dapat dikarakterisasikan oleh panjang gelombang, dinyatakan dengan λ atau dapat juga dikarakterisasikan oleh energi, dinyatakan dengan E. Energi sebuah foton E. dan panjang gelombang cahaya λ memiliki hubungan berbanding terbalik yang diberikan oleh persamaan Photon Energy Read more about Photon Energy dimana h adalah konstanta Planck dan c adalah kecepatan cahaya. Nilai dari konstanta-konstanta ini serta konstanta lainnya yang banyak digunakan diberikan di halaman konstanta. h = × 10 -34 joules c = × 108 m/s bila keduanya dikalikan kita mendapat hc = × 10-25 joule-m Hubungan berbanding terbalik seperti dideskripsikan di atas berarti bahwa cahaya yang terdiri dari foton berenergi tinggi seperti cahaya "biru" akan memiliki panjang gelombang yang pendek, sedangkan cahaya yang terdiri dari foton berenergi rendah seperti cahaya "merah" memiliki panjang gelombang yang panjang. Untuk "partikel" seperti foton dan elektron, satuan yang biasa digunakan adalah elektron-volt eV bukan joule J. Satu elektron-volt adalah energi yang dibutuhkan untuk menaikan satu electron melalui satu volt, sehingga energi dari sebuah foton yang memiliki energi 1 eV = × 10-19 J. Jadi, konstanta hc di atas dapat juga ditulis dalam satuan eV hc = × 10-25 joules-m × 1ev/ × 10-19 joules = × 10-6 eV-m Kemudian kita butuh mengubah satuannya menjadi µm satuan dari λ hc = × 10-6 eV-m × 106 µm/ m = eV-µm Ketika persamaan untuk energi foton dinyatakan dalam satuan eV dan µm kita mendapatkan persamaan yang biasa digunakan untuk menghubungkan energi dan panjang gelombang dari sebuah foton, sebagaimana ditunjukkan di persamaan di bawah Photon Energy Electron-Volt Read more about Photon Energy Electron-Volt Nilai sebenarnya dari 1 × 106hc/qadalah namun dalam kebanyakan penggunaan, nilai dirasa sudah cukup. Untuk mengetahui energi sebuah foton pada sebuah panjang gelombang tertentu, klik pada gambar di atas. Photon Energy Español Pada percobaan hamburan Compton, elektron ditembakkan oleh sinar dengan frekuensi yang memiliki energi foton . Setelah menumbuk elektron, sebagian energi sinar tersebut diambil untuk menghamburkan partikel elektron, sehingga elektron punya kecepatan dan energi kinetik. Konsekuensinya adalah foton yang terhambur memiliki energi yang lebih kecil dari dan karena itu frekuensi foton menjadi berkurang dan panjang gelombang setelah hamburan bertambah. Lihatlah gambar berikut! Kita dapat menggunakan proyeksi λ’ sebagai λ. Sehingga Maka panjang gelombang foton setelah tumbukkan adalah 0,800945 nm.

sebuah partikel dan foton memiliki energi yang sama apabila