Efek fotolistrikadalah pengeluaranelektrondari suatu permukaan (biasanya logam) ketika dikenai, dan menyerap,radiasi elektromagnetik(seperticahayatampak dan radiasi ultraungu) yang berada di atas frekuensi ambang tergantung pada jenis permukaan. Istilah lama untukefek fotolistrikadalahefek Hertz(yang saat ini tidak digunakan lagi). Hertz mengamati dan kemudian menunjukkan bahwa elektrode diterangi dengan sinar ultraviolet menciptakan bunga api listrik lebih mudah.Efek fotolistrik membutuhkan foton dengan energi dari beberapa electronvolts sampai lebih dari 1 MeV unsur yang nomor atomnya tinggi. Studi efek fotolistrik menyebabkan langkah-langkah penting dalam memahami sifat kuantum cahaya, elektron dan mempengaruhi pembentukan konsep Dualitas gelombang-partikel. fenomena di mana cahaya mempengaruhi gerakan muatan listrik termasuk efek fotokonduktif (juga dikenal sebagai fotokonduktivitas atau photoresistivity ), efek fotovoltaik , dan efek fotoelektrokimia .

http://id.wikipedia.org/wiki/Efek_fotolistrik

Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam), bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari energi ambang (fungsi kerja) logam.Efek fotolistrik ini ditemukan oleh Albert Einstein, yang menganggap bahwacahaya (foton) yang mengenai logam bersifat sebagai partikel.

Energi kinetik foto elektron yang terlepas:Ek= h f - h foEk maks= e Voh f= energi foton yang menyinari logam

h fo=ofrekuensi ambang = fungsi kerja

= energi minimum untuk melepas elektron

e= muatan elektron = 1.6 x 10-19C

Vo= potensial penghenti

Proses kebalikan foto listrik adalah proses pembentukan sinar X yaitu proses perubahan energi kinetik elektron yang bergerak menjadi gelombang elektromagnetik (disebut juga prosesBremmsstrahlung).Kesimpulan:1. Agar elektron dapat lepas dari permukaan logam maka f > foatau panjang gelombang bahan2. frekuensi sinar (f) > frekuensi ambang bahan (fo)3. energi foton sinar (Ef) >energi ambang bahan (Wo)Beberapa hal yang perlu diperhatikan berkaitan dengan efek fotolistrik adalah:1. elektron akan segera terlepas tanpa perlu waktu tunda2. Penambahan intensitas dari cahaya akan menambah jumlah elektron yang terlepas, tetapi tidak menambah besar energi kinetik3. Cahaya merah tidak akan menyebabkan keluarnya elektron, berapapun besar intensitasnya.4. Cahaya violet (ungu) yang lemah akan mengeluarkan sedikit elektron, tetapi besar energi kinetik maksimum akan bertambah dibandingkan untuk intensitas cahaya yang panjang gelombannya lebih besar.Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa energi yang dilepaskan elektron akan sebanding dengan frekuensi sinar yang datang. Hal sesuai dengan hipotesis Planck, bahwa radiasi benda hitam hanya terjadi dalam paket-paket energi.E = h vSumber:Istiyono, Edy. 2007. Fisika kelas XII. Klaten: Intan PariwaraBeiser, Arthur. 1999. Konsep Fisika Modern(terjemah). Jakarta: Erlangga.

Efek Fotolistrik dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-Hari

Efek FotolistrikEfek fotolistrik merupakan suatu fenomena terlepasnya elektron dari permukaan logam ketika logam tersebut dikenai cahaya. Elektron yang dipancarkan ini disebut dengan elektronfoton (fotoelektron). Dalam studi eksperimental terhadap efek fotolistrik, kita dapat megukur laju dan energi kinetik elektron yang terpancar bergantung pada intensitas dan panjang gelombang cahaya. Percobaan efek fotolistik dilakukan dalam ruang hampa. Hal ini dimaksudkan agar elektron tidak kehilangan energinya ketika bertumbukan dengan molekul-molekul udara.

Apabila cahaya datang pada permukaan logam katodaKyang bersih, elektron akan dipancarkan. Jika elektron menumbuk anodaA, terdapat arus dalam rangkaian luarnya.Jumlah elektron yang dipancarkan yang dapat mencapai elektroda dapat ditingkatkan atau diturunkan dengan membuat anoda positif atau negatif terhadap katodanya. ApabilaVpositif, elektron ditarik ke anoda. ApabilaVnegatif, elektron ditolak dari anoda. Hanya elektron dengan energi kinetik mv2yang lebih besar dari eV yang dapat mencapai anoda. Ketikategangan terus diperbesar maka pembacaan arus pada galvanometer akan menurun ke nol. Tegangan ini dinamakan sebagai PotensialV0disebut potensial penghenti. Hal ini disebabkan karena elektron yang berenergi tinggi tidak dapat melewati potensial penghenti sehingga potensial ini dihubungkan dengan energi kinetik maksimum, sehingga:Ekmaks=e.V0Adapun karakteristik dari percobaan efek fotolistrik adalah:1. Laju pemancaran elektron bergantung pada intensitas cahaya2. Laju pemancaran elektron tidak bergantung pada panjang gelombang dibawah suatu panjang gelombang tertentu. Nilai arus secara berangsur-angsur akan menurun hingga menjadi nol pada suatu gelombang pancung lamdac.Panjang gelombang lamdacbiasanya hanya terdapat pada spektrum daerah biru dan ultraviolet3. Nilai lamdatidak tergantung pada intensitas sumber cahaya, tetapi hanya bergantung pada jenis logam yang digunakan sebagai fotosensitif4. Energi kinetik maksimum elektron yang dipancarkantidak bergantung pada intensitas cahaya, tetapi hanya bergantung pada panjang gelombangnya. Energi kinetik ini dapat diamati bertambah secara linear terhadap frekuensi sumber cahaya5. Apabila sumber dinyalakan, arus akan segera mengalir (dalam selang waktu 10-9Pada percobaan efek fotolistrik ini, teori gelombang cahaya ternyata gagal menjelaskan fakta-fakta yang berkaitan dengan karakteristik percobaan efek fotolistrik. Menurut teori gelombang cahaya, sebuah atom akan menyerap energi dari gelombang elektromagnet yang sebanding dengan luasnya. Ketika laju penyerapan energinya bertambah besar, maka laju pemancaran elektronnya juga akan bertambah dan hal ini berlaku untuk semua panjang gelombang. Sehingga bertentangan dengan karakteristik atau fakta mengenai efek fotolistrik.Setelah teori gelombang cahaya gagal menjelaskan mengenai teori efek fotolistrik, barulah muncul teori efek fotolistrik yang dikemukakan Einsten. Teori Einsten didasarkan atas gagasan Planck tentang kuantum energi. Einsten menganggap bahwa kuantum energi bukanlah sifat dari atom-atom dinding rongga radiator, melainkan merupakan sifat radiasi itu sendiri. Enegi radiasi elektromagnetik bukan diserap dalam bentuk aliran kontinu gelombang, melainkan dalam bentuk kuanta yang disebut foton. Sehingga sebuah foton adalah satu kuantum energi elektromagnetik yang diserap atau dipancarkan. Setiap foton memiliki frekuensifdan memiliki energi:E = h.fEinstein juga menjelaskan bahwa untuk mengeluarkan elektron dari permukaan logam dibutuhkan energi ambang. Jika radiasi elektromagnet yang terdiri atas foton mempunyai enegi yang lebih besar dibandingkan energi ambang, maka elektron akan lepas dari permukaan logam. Akibatnya energi kinetik maksimum dari elektron dapat ditentukan dengan persamaan:Ek=h.fh.f0dengan:f, f0=frekuensi cahaya dan frekuensi ambang (Hz)h =konstanta Planck (6,63 10-34 Js)Ek= energi kinetik maksimum elektron ( J)

Percobaan yang lebih teliti dilakukan oleh Milikan pada tahun 1923 dengan menggunakan sel fotolistrik. Keping katoda dalam tabung ruang hampa dihubungkan dengan sumber tegangan searah. Kemudian, pada katoda dikenai cahaya berfrekuensi tinggi. Maka akan tampak adanya arus listrik yang mengalir dari katoda menuju anoda. Setelah katoda disinari berkas cahaya, galvanometer ternyata menyimpang. Hal ini menunjukkan bahwa ada arus listrik yang mengalir dalam rangkaian.

Penerapan Efek Fotolistrik dalam Kehidupan Sehari-HariSalah satu penerapan efek fotolistrik dalam kehidupan adalah dalam dunia hiburan. Dengan bantuan peralatan elektronika saat itu, suara dubbing film direkam dalam bentuk sinyal optik di sepanjang pinggiran keping film. Pada saat film diputar, sinyal ini dibaca kembali melalui proses efek fotolistrik dan sinyal listriknya diperkuat dengan menggunakan amplifier tabung sehingga menghasilkan film bersuara.

Gambar: Dubbing-Film

Aplikasi lain adalah pada tabung foto-pengganda (photomultiplier tube). Dengan menggunakan tabung ini, hampir semua spektrum radiasi elektromagnetik dapat diamati. Tabung ini memiliki efisiensi yang sangat tinggi, bahkan ia sanggup mendeteksi foton tunggal sekalipun. Dengan menggunakan tabung ini, kelompok penelitiSuperkamiokandedi Jepang berhasil menyelidiki massa neutrino yang akhirnya dianugrahi hadiah Nobel pada tahun 2002. Di samping itu, efek fotolistrik eksternal juga dapat dimanfaatkan untuk tujuan spektroskopi melalui peralatan yang bernamaphotoelectron spectroscopy(PES).

Gambar: Photomultiplier Tube

Contoh lain adalah penerapannya dalamfoto-diodeataufoto-transistoryang bermanfaat sebagai sensor cahaya berkecepatan tinggi. Bahkan, dalam komunikasi serat optik transmisi sebesar 40 Gigabite perdetik yang setara dengan pulsa cahaya sepanjang 10 pikodetik (10-11detik) masih dapat dibaca oleh sebuah foto-diode. Foto-transistor yang sangat kita kenal manfaatnya dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik melalui efek fotolistrik internal. Sebuah semikonduktor yang disinari dengan cahaya tampak akan memisahkan elektron dan hole. Kelebihan elektron di satu sisi yang disertai dengan kelebihan hole di sisi lain akan menimbulkan beda potensial yang jika dialirkan menuju beban akan menghasilkan arus listrik.

Gambar: Diode Laser Photo

Selain itu, efek fotolistrik juga digunakan dalam produk-produk elektronik yang dilengkapi dengan kamera CCD (charge coupled device). Sebut saja kamera pada ponsel, kamera digital dengan resolusi hingga 12 megapiksel, atau pemindai kode-batang (barcode) yang dipakai diseluruh supermarket, kesemuanya memanfaatkan efek fotolistrik internal dalam mengubah citra yang dikehendaki menjadi data-data elektronik yang selanjutnya dapat diproses oleh komputer.

Gambar: CCD

http://ramliyana-fisika.blogspot.com/2013/05/efek-fotolistrik-dan-penerapannya-dalam.html

Sementara Einstein terkenal dengan Teori Relativitas, ia memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 1921 untuk Efek fotolistrik. The Efek fotolistrik adalah apa yang terjadi ketika cahaya di atas frekuensi tertentu bersinar pada beberapa logam dan sebagai hasilnya logam menyemburkan elektron. Hasil percobaan membantu memperkuat Planck Quantum Hipotesis, yang munculnya mekanika kuantum dan teori foton cahaya.

Efek fotolistrikadalah pengeluaranelektrondari suatu permukaan (biasanya logam) ketika dikenai, dan menyerap,radiasi elektromagnetik(seperticahayatampak dan radiasi ultraungu) yang berada di atas frekuensi ambang tergantung pada jenis permukaan. Istilah lama untukefek fotolistrikadalahefek Hertz(yang saat ini tidak digunakan lagi). Hertz mengamati dan kemudian menunjukkan bahwa elektrode diterangi dengan sinar ultraviolet menciptakan bunga api listrik lebih mudah.

Foton dari sinar memiliki energi karakteristik yang ditentukan oleh frekuensi cahaya. Dalam proses photoemission, jika elektron dalam beberapa bahan menyerap energi dari satu foton dan dengan demikian memiliki lebih banyak energi daripada fungsi kerja (energi ikat elektron) dari materi, itu dikeluarkan. Jika energi foton terlalu rendah, elektron tidak bisa keluar dari materi. Peningkatan intensitas sinar meningkatkan jumlah foton dalam berkas cahaya, dan dengan demikian meningkatkan jumlah elektron, tetapi tidak meningkatkan energi setiap elektron yang dimemiliki. Energi dari elektron yang dipancarkan tidak tergantung pada intensitas cahaya yang masuk, tetapi hanya pada energi atau frekuensi foton individual. Ini adalah interaksi antara foton dan elektron terluar.

Hukum emisi fotolistrik:1. Untuk logam dan radiasi tertentu, jumlah fotoelektro yang dikeluarkan berbanding lurus dengan intensitas cahaya yg digunakan.2. Untuk logam tertentu, terdapat frekuensi minimum radiasi. di bawah frekuensi ini fotoelektron tidak bisa dipancarkan.3. Di atas frekuensi tersebut, energi kinetik yang dipancarkan fotoelektron tidak bergantung pada intensitas cahaya, namun bergantung pada frekuensi cahaya.4. Perbedaan waktu dari radiasi dan pemancaran fotoelektron sangat kecil, kurang dari 10-9detik

http://bukukita1.blogspot.com/2013/04/efek-fotolistrik.html

Sifat Partikel dari Cahaya: EfekFotolistrikPernahkah kamu melihat pelangi? Pernahkah kamu melihat warna-warni di jalan aspal yang basah? Pelangi terjadi akibat dispersi cahaya matahari pada titik-titik air hujan. Adapun warna-warni yang terlihat di jalan beraspal terjadi akibat gejala interferensi cahaya. Gejala dispersi dan interferensi cahaya menunjukkan bahwa cahaya merupakan gejala gelombang. Gejala difraksi dan polarisasi cahaya juga menunjukkan sifat gelombang dari cahaya.

pola warna-warni di atas aspal basah yang dikenai bensin terjadi akibat interferensi cahayaGejala fisika yang lain seperti spektrum diskrit atomik, efek fotolistrik, dan efek Compton menunjukkan bahwa cahaya juga dapat berperilaku sebagai partikel. Sebagai partikel cahaya disebut dengan foton yang dapat mengalami tumbukan selayaknya bola.Efek FotolistrikKetika seberkas cahaya dikenakan pada logam, ada elektron yang keluar dari permukaan logam. Gejala ini disebut efek fotolistrik. Efek fotolistrik diamati melalui prosedur sebagai berikut. Dua buah pelat logam (lempengan logam tipis) yang terpisah ditempatkan di dalam tabung hampa udara. Di luar tabung kedua pelat ini dihubungkan satu sama lain dengan kawat. Mula-mula tidak ada arus yang mengalir karena kedua plat terpisah. Ketika cahaya yang sesuai dikenakan kepada salah satu pelat, arus listrik terdeteksi pada kawat. Ini terjadi akibat adanya elektron-elektron yang lepas dari satu pelat dan menuju ke pelat lain secara bersama-sama membentuk arus listrik.Hasil pengamatan terhadap gejala efek fotolistrik memunculkan sejumlah fakta yang merupakan karakteristik dari efek fotolistrik. Karakteristik itu adalah sebagai berikut.1. hanya cahaya yang sesuai (yang memiliki frekuensi yang lebih besar dari frekuensi tertentu saja) yang memungkinkan lepasnya elektron dari pelat logam atau menyebabkan terjadi efek fotolistrik (yang ditandai dengan terdeteksinya arus listrik pada kawat). Frekuensi tertentu dari cahaya dimana elektron terlepas dari permukaan logam disebut frekuensi ambang logam. Frekuensi ini berbeda-beda untuk setiap logam dan merupakan karakteristik dari logam itu.2. ketika cahaya yang digunakan dapat menghasilkan efek fotolistrik, penambahan intensitas cahaya dibarengi pula dengan pertambahan jumlah elektron yang terlepas dari pelat logam (yang ditandai dengan arus listrik yang bertambah besar). Tetapi, Efek fotolistrik tidak terjadi untuk cahaya dengan frekuensi yang lebih kecil dari frekuensi ambang meskipun intensitas cahaya diperbesar.3. ketika terjadi efek fotolistrik, arus listrik terdeteksi pada rangkaian kawat segera setelah cahaya yang sesuai disinari pada pelat logam. Ini berarti hampir tidak ada selang waktu elektron terbebas dari permukaan logam setelah logam disinari cahaya.Karakteristik dari efek fotolistrik di atas tidak dapat dijelaskan menggunakan teori gelombang cahaya. Diperlukan cara pandang baru dalam mendeskripsikan cahaya dimana cahaya tidak dipandang sebagai gelombang yang dapat memiliki energi yang kontinu melainkan cahaya sebagai partikel.Perangkat teori yang menggambarkan cahaya bukan sebagai gelombang tersedia melalui konsep energi diskrit atau terkuantisasi yang dikembangkan oleh Planck dan terbukti sesuai untuk menjelaskan spektrum radiasi kalor benda hitam. Konsep energi yang terkuantisasi ini digunakan oleh Einstein untuk menjelaskan terjadinya efek fotolistrik. Di sini, cahaya dipandang sebagai kuantum energi yang hanya memiliki energi yang diskrit bukan kontinu yang dinyatakan sebagaiE=hf.Konsep penting yang dikemukakan Einstein sebagai latar belakang terjadinya efek fotolistrik adalah bahwa satu elektron menyerap satu kuantum energi. Satu kuantum energi yang diserap elektron digunakan untuk lepas dari logam dan untuk bergerak ke pelat logam yang lain. Hal ini dapat dituliskan sebagaiEnergi cahaya = Energi ambang + Energi kinetik maksimum elektronE=W0+Ekmhf=hf0+EkmEkm=hfhf0Persamaan ini disebutpersamaan efek fotolistrik Einstein. Perlu diperhatikan bahwaW0adalah energi ambang logam atau fungsi kerja logam,f0adalah frekuensi ambang logam,fadalah frekuensi cahaya yang digunakan, danEkmadalah energi kinetik maksimum elektron yang lepas dari logam dan bergerak ke pelat logam yang lain. Dalam bentuk lain persamaan efek fotolistrik dapat ditulis sebagaiDimanamadalah massa elektron danveadalah dan kecepatan elektron. Satuan energi dalam SI adalah joule (J) dan frekuensi adalah hertz (Hz). Tetapi, fungsi kerja logam biasanya dinyatakan dalam satuan elektron volt (eV) sehingga perlu diingat bahwa 1 eV = 1,6 1019J.Potensial PenghentiGerakan elektron yang ditandai sebagai arus listrik pada gejala efek fotolistrik dapat dihentikan oleh suatu tegangan listrik yang dipasang pada rangkaian. Jika pada rangkaian efek fotolistrik dipasang sumber tegangan dengan polaritas terbalik (kutub positif sumber dihubungkan dengan pelat tempat keluarnya elektron dan kutub negatif sumber dihubungkan ke pelat yang lain), terdapat satu nilai tegangan yang dapat menyebabkan arus listrik pada rangkaian menjadi nol.Arus nol atau tidak ada arus berarti tidak ada lagi elektron yang lepas dari permukaan logam akibat efek fotolistrik. Nilai tegangan yang menyebabkan elektron berhenti terlepas dari permukaan logam pada efek fotolistrik disebut tegangan atau potensial penghenti (stopping potential). JikaV0adalah potensial penghenti, makaEkm=eV0Persamaan ini pada dasarnya adalah persamaan energi. Perlu diperhatikan bahwaeadalah muatan elektron yang besarnya 1,6 1019C dan tegangan dinyatakan dalam satuan volt (V).Aplikasi Efek fotolistrikEfek fotolistrik merupakan prinsip dasar dari berbagai piranti fotonik (photonic device) seperti lampu LED (light emitting device) dan piranti detektor cahaya (photo detector)

http://aktifisika.wordpress.com/2010/02/22/sifat-partikel-dari-cahaya-efek-fotolistrik/