Fotolistrik

Fotolistrik merupakan peristiwa dipancarkannya elektron ketika permukaan suatu logam disinari cahaya. Elektron yang terlepas dinamakan foto elektron.

Prinsip pengukuran efek fotolistrik.

   

Ada beberapa hal menarik dari percobaan fotolistrik yang tidak dapat diterangkan jika kita menganggap cahaya sebagai gelombang. Hal-hal ini pula yang menyebabkan Einstein mengemukakan teorinya.

1. Hasil percobaan tidak semua frekuensi gelombang cahaya dapat menyebabkan efek fotolistrik. Misal pada logam natrium, jika frekuensi penyinaran <>14 Hz maka tidak akan ada arus walaupun intensitas cahaya diperbesar, padahal menurut teori gelombang, apabila cahaya diperbesar intensitasnya, maka energi gelombang akan bertambah besar yang berakibat energi yang diserap elektron juga bertambah dan arus semakin besar tetapi kenyataannya tidak demikian. Menurut Einstein energi cahaya adalah berupa kuanta yang berarti energinya tidak kontinyu dimana energinya ( E ) diserap oleh tiap partikel elektron sebesar satu energi ( foton ) per elektron sehingga energi elektron akan naik sebesar E = hf , ketika kenaikan energi ini lebih besar daripada energi ikat atom logam, maka elektron akan terlepas begitu pula sebaliknya, apabila E lebih kecil daripada energi ikat atom, maka tidak akan ada arus mengalir. Frekuensi terkecil cahya yang dapat melepaskan elektron disebut f₀ . Sedangkan energinya disebut energi ambang E₀ = hf₀ . Besar energi ambang ini harus sama dengan energi ikat atom Ф = hf₀ yang dinamakan fungsi kerja. Apabila elektron mendapatkan kelebihan energi, maka kelebihan energi ini ,menjadi energi elektron  untuk bergerak yaitu yang menjadi energi kinetik maksimum.

  hf = Ф + (E_k)_max  

2. Ketika frekuensi cahaya lebih besar daripada frekuensi ambang, maka akan dideteksi arus. Tetapi energi kinetik maksimum elektron ini tidak dipengaruhi intensitas, melainkan hanya tergantung pada frekuensi sinar yang datang. Menurut einstein, intensitas yang besar berarti foton yang diserap elektron jumlahnya akan menjadi semakin besar, akibatnya akan makin banyak elektron yang terpental ( jika f > f₀ ). Namun tiap elekteon hanya mendapat "jatah" satu foton saja sehingga energi kinetik dari elektron todak dipengaruhi oleh banyaknya foton yang artinya tidak bergantung dengan intensitas cahaya yang datang. Elektron yang mendapat energi dari cahaya, tidak butuh waktu lama untuk terpental sekitar 10^-9 s bahkan untuk intensitas yang rendah. Menurut Einstein, jika kita mengacu pada teori cahaya sebagai gelombang, akan sulit untuk diterangkan.