Farhan Radjak
I am a College Student of Physics which interested in Mechanics, Modern Physics, Quantum Physics and Astrophysics
Contact Me on BBM : D2253058 or Via IG : @alanradjak
Phone: +6285824699505
Address: Jl. Raja Eyato, Kelurahan Lekobalo, Kecamatan Kota Barat, Kota Gorontalo, Indonesia KP : 96131
Contact Me on BBM : D2253058 or Via IG : @alanradjak
Phone: +6285824699505
Address: Jl. Raja Eyato, Kelurahan Lekobalo, Kecamatan Kota Barat, Kota Gorontalo, Indonesia KP : 96131
less
Related Authors
Interests
Uploads
Papers by Farhan Radjak
frekuensinya. Sehingga semakin besar frekuensi, maka semakin besar pula
energinya. Dengan percobaan yang teliti, konstanta kesebandingan, konstanta
planck dapat ditentukan.
Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan
magnet yang berosilasi dan merambat melewati ruang dan membawa energi
dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk
radiasi elektromagnetik. Penelitian teoretis tentang radiasi elektromagnetik
disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.
Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Gelombang
elektromagnetik termasuk gelombang transversal. Setiap muatan listrik yang
memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Ketika kawat
(atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi
elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik.
Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti
gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan
(kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau
dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan
masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang
ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hf, di mana E adalah energi foton, h
ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan f adalah frekuensi
gelombang.
Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hf.
fotoelektron hanya bergantung pada jenis cahaya, dan intensitas cahaya
tersebut. Sehingga, semakin tinggi frekuensi cahaya, semakin besar energinya
pula.
Model klasik gelombang memprediksikan bahwa KEmax, akan bergantung
pada intensitas cahaya. Dalam kata lain, semakin terang cahaya, semakin
besar energinya.
Penemuan penting terakhir sebelum penjelasan Einstein dibuat pada tahun
1902 oleh Philip Lenard, yang mempelajari efek fotolistrik dengan sumber
cahaya busur karbon yang intens. Dia menemukan bahwa elektron
dipancarkan dari logam dengan kisaran kecepatan dan bahwa energi kinetik
maksimum fotoelektron, Kmaxtidak bergantung pada intensitas cahaya yang
menariknya. Meski ia tidak mampu menjalin hubungan yang tepat, Lenard
juga mengindikasikan bahwa Kmax meningkat dengan frekuensi ringan.
Aparatus khas yang digunakan untuk mengukur energi kinetik maksimum
dari photoelectrons. Kmax mudah diukur dengan menerapkan tegangan
retarding dan secara bertahap meningkatkannya sampai elektron yang paling
energik berhenti dan arus photocurrent menjadi nol. Pada saat ini,
2
max max
1
2 K mev eVs (1.0)
Dimana e m adalah massa dari electron, max v adalah kecepatan maksimum
electron, e adalah muatan electron, dan s V adalah stopping potential.1
Teori Klasik Efek Fotolistrik
1. Energi kinetik maksimum elektron harus sebanding dengan intensitas
radiasi. Seiring kecerahan sumber cahaya meningkat, lebih banyak energi
dikirim ke permukaan (medan listrik lebih besar) dan elektron harus
dilepaskan dengan energi kinetik yang lebih besar. Secara ekuivalen,
peningkatan intensitas sumber cahaya akan meningkatkan medan listrik
dari gelombang, yang juga meningkatkan gaya F eE
pada elektron dan
energi kinetiknya saat ia akhirnya meninggalkan permukaan.
2. Efek fotoelektrik harus terjadi untuk cahaya frekuensi atau panjang
gelombang. Menurut teori gelombang, selama cahaya cukup kuat untuk
melepaskan elektron, efek fotolistrik harus terjadi tidak peduli berapa
frekuensi atau panjang gelombangnya.
3. Elektron pertama harus dipancarkan dalam selang waktu dari urutan detik
setelah radiasi mulai menyerang permukaan. Dalam teori gelombang, energi
gelombang terdistribusi secara merata di depan gelombang. Jika elektron
menyerap energi secara langsung dari gelombang, jumlah energi yang dikirim
ke elektron ditentukan oleh berapa banyak energi radiasi yang terjadi pada
area permukaan di mana elektron tersebut dikonfirmasikan. Dengan asumsi
daerah ini berukuran seukuran atom, perhitungan kasar menghasilkan
perkiraan bahwa jeda waktu antara menyalakan lampu dan mengamati
fotoelektron pertama harus dilakukan dalam hitungan detik.
di bawah grafik. Tampak bahwa total energi kalor radiasi radiasi meningkat
dengan meningkatnya suhu ( menurut Hukum Stefan- Bolztman). Energi kalor
sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak.
Suatu benda hitam adalah benda yang menyerap semua energi radiasi yang
jatuh padanya. Energi per detik yang dipancarkan oleh permukaan ditentukan oleh
hukum Stefan-Boltzmann:
𝑃 = 𝜀𝐴𝜎𝑇4 (3)
Semua benda yang temperaturnya berada di atas nol absolut memancarkan
energi. Ketika terdapat dua keadaan (benda dan lingkungan) dimana keduanya
hampir mendekati kesetimbangan termal, maka temperatur lingkungan memiliki
pengaruh terhadap besar energi radiasi yang dipancarkan benda. Misal suatu
benda temperatur absolut T berada di dalam suatu lingkungan dengan temperatur
Te, energi yang dipancarkan adalah
𝑃 = 𝜀𝐴𝜎(𝑇4 − 𝑇𝑒
4) (4)
dengan ε merupakan emisivitas, A luas permukaan.
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
diatas dikenal juga sebagai Hukum Stefan-Boltzmann, yang berbunyi:
“Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda hitam
dalam satuan waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur
termodinamikanya”.
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 :
𝐼 = 𝜎𝑇4 (1)
dengan
I = intensitas radiasi pada permukaan benda hitam pada semua frekuensi
T = suhu mutlak benda (K)
σ = tetapan Stefan-Boltzman, yang bernilai 5,67 × 10-8 Wm-2K-4.
menyatakan besarnya intensitas atau kekuatan fisika berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak dari sumber pemancarnya. Hukum kuadrat terbalik umumnya
berlaku ketika suatu gaya, energi atau kuantitas kekal lainnya dipancarkan secara
radial dari sumbernya. Karena luas permukaan sebuah bola sebanding dengan
kuadrat jari-jari, maka semakin jauh kuantitas tersebut dipancarkan dari sumber,
semakin menyebar dalam sebuah daerah yang sebanding dengan kuadrat jarak
dari sumber. Dengan demikian, kuantitas yang melewati satu satuan luas
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber
Intensitas cahaya atau gelombang linear lain yang memancar dari titik
sumber berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber. Jadi obyek (ukuran
yang sama) dua kali lebih jauh, hanya menerima seperempat dari energy (dalam
jangka waktu yang sama). Lebih umum, radiasi yaitu intensitas (energy persatuan
luas) dari sebuah bola wavefront berbanding terbalik dengan kuadrat jarakdari
titik sumber (dengan asumsitidak ada kerugian yang disebabkan oleh penyerapan
atau hamburan). Hubungan intensitas dengan jarak dari sumber:
𝐼~
1
𝑟2
Dengan :
I = intensitas radiasi
r = jarak dari sumber
Misalkan daya total yang diradiasikan dari sebuah titik adalah P pada jarak
yang jauh dari sumber, daya ini akan didistribusikan pada luasan permukaan
berjarijari r (jarak dari sumber), sehingga intensitas yang dipancarkan pada jarak r
dari sumber radiasi adalah
𝐼 =
𝑃
4𝜋𝑟2
Dengan :
I = intensitas (W/m2)
P = daya yang dipancarkan (W)
r = jarak dari sumber (m)
atau permukaan karena temperatur yang dimiliki oleh benda atau permukaan
tersebut. Pada suhu ruang, radiasi termal ini paling banyak terdapat dalam daerah
spektrum inframerah. Radiasi yang dipancarlan benda biasanya tidak hanya
bergantung pada suhu, tetapai juga pada sifat-sifat lainnya, seperti rupa benda,
sifat permukaannya, bahan pembuatnya. (Krane,1982:91)
Pada suhu ruang, radiasi termal banyak terdapat dalam daerah inframerah
karena pada daerah tersebut mata kita tidak lagi peka. Fisika baru memberikan
tafsiran benar terhadap radiasi termal, ini dikemukakan oleh max planck. Planck
mengemukakan bahwa sebuah atom yang bergetar hanya dapat menyerap atau
memancarkan energi kembali dalam bentuk bungkusan kecil yang disebut kuanta.
Apabila energi kuanta berbanding lurus dengan frekuensi radiasi, maka apabila
frekuensi meningkat, energinya akan ikut meningkat.
Dalam radiasi termal dikenal radiasi benda hitam. Benda hitam memiliki
emisivitas sama dengan satu. Benda hitam merupakan benda dengan kemampuan
menyerap dan memancarkan panas terbaik. Dalam fisika benda hitam ( black
body ) merupakan obyek yang menyerap seluruh radiasi elektromagnetik yang
jatuh padanya. Secara teori dalam fisika klasik benda hitam haruslah juga
memancarkan seluruh panjang gelombang energi yang mungkin.
Kata kunci : Intensitas Cahaya, Tegangan LDR, Resistansi LDR.
Kata kunci : Dioda sambungan p-n, Vpotong, lonjakan arus.
frekuensinya. Sehingga semakin besar frekuensi, maka semakin besar pula
energinya. Dengan percobaan yang teliti, konstanta kesebandingan, konstanta
planck dapat ditentukan.
Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan
magnet yang berosilasi dan merambat melewati ruang dan membawa energi
dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk
radiasi elektromagnetik. Penelitian teoretis tentang radiasi elektromagnetik
disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.
Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Gelombang
elektromagnetik termasuk gelombang transversal. Setiap muatan listrik yang
memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Ketika kawat
(atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi
elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik.
Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti
gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan
(kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau
dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan
masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang
ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hf, di mana E adalah energi foton, h
ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan f adalah frekuensi
gelombang.
Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hf.
fotoelektron hanya bergantung pada jenis cahaya, dan intensitas cahaya
tersebut. Sehingga, semakin tinggi frekuensi cahaya, semakin besar energinya
pula.
Model klasik gelombang memprediksikan bahwa KEmax, akan bergantung
pada intensitas cahaya. Dalam kata lain, semakin terang cahaya, semakin
besar energinya.
Penemuan penting terakhir sebelum penjelasan Einstein dibuat pada tahun
1902 oleh Philip Lenard, yang mempelajari efek fotolistrik dengan sumber
cahaya busur karbon yang intens. Dia menemukan bahwa elektron
dipancarkan dari logam dengan kisaran kecepatan dan bahwa energi kinetik
maksimum fotoelektron, Kmaxtidak bergantung pada intensitas cahaya yang
menariknya. Meski ia tidak mampu menjalin hubungan yang tepat, Lenard
juga mengindikasikan bahwa Kmax meningkat dengan frekuensi ringan.
Aparatus khas yang digunakan untuk mengukur energi kinetik maksimum
dari photoelectrons. Kmax mudah diukur dengan menerapkan tegangan
retarding dan secara bertahap meningkatkannya sampai elektron yang paling
energik berhenti dan arus photocurrent menjadi nol. Pada saat ini,
2
max max
1
2 K mev eVs (1.0)
Dimana e m adalah massa dari electron, max v adalah kecepatan maksimum
electron, e adalah muatan electron, dan s V adalah stopping potential.1
Teori Klasik Efek Fotolistrik
1. Energi kinetik maksimum elektron harus sebanding dengan intensitas
radiasi. Seiring kecerahan sumber cahaya meningkat, lebih banyak energi
dikirim ke permukaan (medan listrik lebih besar) dan elektron harus
dilepaskan dengan energi kinetik yang lebih besar. Secara ekuivalen,
peningkatan intensitas sumber cahaya akan meningkatkan medan listrik
dari gelombang, yang juga meningkatkan gaya F eE
pada elektron dan
energi kinetiknya saat ia akhirnya meninggalkan permukaan.
2. Efek fotoelektrik harus terjadi untuk cahaya frekuensi atau panjang
gelombang. Menurut teori gelombang, selama cahaya cukup kuat untuk
melepaskan elektron, efek fotolistrik harus terjadi tidak peduli berapa
frekuensi atau panjang gelombangnya.
3. Elektron pertama harus dipancarkan dalam selang waktu dari urutan detik
setelah radiasi mulai menyerang permukaan. Dalam teori gelombang, energi
gelombang terdistribusi secara merata di depan gelombang. Jika elektron
menyerap energi secara langsung dari gelombang, jumlah energi yang dikirim
ke elektron ditentukan oleh berapa banyak energi radiasi yang terjadi pada
area permukaan di mana elektron tersebut dikonfirmasikan. Dengan asumsi
daerah ini berukuran seukuran atom, perhitungan kasar menghasilkan
perkiraan bahwa jeda waktu antara menyalakan lampu dan mengamati
fotoelektron pertama harus dilakukan dalam hitungan detik.
di bawah grafik. Tampak bahwa total energi kalor radiasi radiasi meningkat
dengan meningkatnya suhu ( menurut Hukum Stefan- Bolztman). Energi kalor
sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak.
Suatu benda hitam adalah benda yang menyerap semua energi radiasi yang
jatuh padanya. Energi per detik yang dipancarkan oleh permukaan ditentukan oleh
hukum Stefan-Boltzmann:
𝑃 = 𝜀𝐴𝜎𝑇4 (3)
Semua benda yang temperaturnya berada di atas nol absolut memancarkan
energi. Ketika terdapat dua keadaan (benda dan lingkungan) dimana keduanya
hampir mendekati kesetimbangan termal, maka temperatur lingkungan memiliki
pengaruh terhadap besar energi radiasi yang dipancarkan benda. Misal suatu
benda temperatur absolut T berada di dalam suatu lingkungan dengan temperatur
Te, energi yang dipancarkan adalah
𝑃 = 𝜀𝐴𝜎(𝑇4 − 𝑇𝑒
4) (4)
dengan ε merupakan emisivitas, A luas permukaan.
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
diatas dikenal juga sebagai Hukum Stefan-Boltzmann, yang berbunyi:
“Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda hitam
dalam satuan waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur
termodinamikanya”.
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 :
𝐼 = 𝜎𝑇4 (1)
dengan
I = intensitas radiasi pada permukaan benda hitam pada semua frekuensi
T = suhu mutlak benda (K)
σ = tetapan Stefan-Boltzman, yang bernilai 5,67 × 10-8 Wm-2K-4.
menyatakan besarnya intensitas atau kekuatan fisika berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak dari sumber pemancarnya. Hukum kuadrat terbalik umumnya
berlaku ketika suatu gaya, energi atau kuantitas kekal lainnya dipancarkan secara
radial dari sumbernya. Karena luas permukaan sebuah bola sebanding dengan
kuadrat jari-jari, maka semakin jauh kuantitas tersebut dipancarkan dari sumber,
semakin menyebar dalam sebuah daerah yang sebanding dengan kuadrat jarak
dari sumber. Dengan demikian, kuantitas yang melewati satu satuan luas
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber
Intensitas cahaya atau gelombang linear lain yang memancar dari titik
sumber berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber. Jadi obyek (ukuran
yang sama) dua kali lebih jauh, hanya menerima seperempat dari energy (dalam
jangka waktu yang sama). Lebih umum, radiasi yaitu intensitas (energy persatuan
luas) dari sebuah bola wavefront berbanding terbalik dengan kuadrat jarakdari
titik sumber (dengan asumsitidak ada kerugian yang disebabkan oleh penyerapan
atau hamburan). Hubungan intensitas dengan jarak dari sumber:
𝐼~
1
𝑟2
Dengan :
I = intensitas radiasi
r = jarak dari sumber
Misalkan daya total yang diradiasikan dari sebuah titik adalah P pada jarak
yang jauh dari sumber, daya ini akan didistribusikan pada luasan permukaan
berjarijari r (jarak dari sumber), sehingga intensitas yang dipancarkan pada jarak r
dari sumber radiasi adalah
𝐼 =
𝑃
4𝜋𝑟2
Dengan :
I = intensitas (W/m2)
P = daya yang dipancarkan (W)
r = jarak dari sumber (m)
atau permukaan karena temperatur yang dimiliki oleh benda atau permukaan
tersebut. Pada suhu ruang, radiasi termal ini paling banyak terdapat dalam daerah
spektrum inframerah. Radiasi yang dipancarlan benda biasanya tidak hanya
bergantung pada suhu, tetapai juga pada sifat-sifat lainnya, seperti rupa benda,
sifat permukaannya, bahan pembuatnya. (Krane,1982:91)
Pada suhu ruang, radiasi termal banyak terdapat dalam daerah inframerah
karena pada daerah tersebut mata kita tidak lagi peka. Fisika baru memberikan
tafsiran benar terhadap radiasi termal, ini dikemukakan oleh max planck. Planck
mengemukakan bahwa sebuah atom yang bergetar hanya dapat menyerap atau
memancarkan energi kembali dalam bentuk bungkusan kecil yang disebut kuanta.
Apabila energi kuanta berbanding lurus dengan frekuensi radiasi, maka apabila
frekuensi meningkat, energinya akan ikut meningkat.
Dalam radiasi termal dikenal radiasi benda hitam. Benda hitam memiliki
emisivitas sama dengan satu. Benda hitam merupakan benda dengan kemampuan
menyerap dan memancarkan panas terbaik. Dalam fisika benda hitam ( black
body ) merupakan obyek yang menyerap seluruh radiasi elektromagnetik yang
jatuh padanya. Secara teori dalam fisika klasik benda hitam haruslah juga
memancarkan seluruh panjang gelombang energi yang mungkin.
Kata kunci : Intensitas Cahaya, Tegangan LDR, Resistansi LDR.
Kata kunci : Dioda sambungan p-n, Vpotong, lonjakan arus.