LEMBAR PENGESAHANJudul Percobaan: Konstanta PlanckNama: Khairul AnamNo. Stambuk: G 101 12 005Laporan ini telah diperiksa dan disetujui.

Mengetahui : Palu, April 2015 Koordinator Asisten Asisten Praktikum

Sri Ayuni Basri Sri Ayuni Basri NIM : G 101 10 006 NIM : G 101 11 006

ABSTRAKSalah satu konstanta penting dalam fisika adalah nilai muatan listrik yang dibawa oleh sebuah elektron. Konstanta Planck (h) adalah konstanta fisika untuk menjelaskan ukuran kuanta. Konstanta planck berhubungan erat dengan radiasi elektromagnetik yang bersifat diskontinyu atau dalam bentuk kuanta. Diskontinyuitas radiasi elektromagnetik dikuatkan oleh efek fotolistrik, sedangkan kuantisasi atau kuanta energi digunakan dalam momentum sudut elektron untuk pengembangan teori tentang atom hidrogen. Percobaan ini mengunakan alat eksperimen konstanta planck dan didapatkan hasil percobaan jika nilai potensial penghalang kecil maka frekuensi yang dihasilkan akan besar. Begitu pula sebaliknya, jika nilai potensialnya besar maka frekuensi yang dihasilkan akan kecil. Berdasarkan hal ini dapat disimpulkan bahwa potensial penghalang bergantung terhadap panjang gelombangnya.Kata kunci: konstanta planck, elektromagnetik, kuanta

KATA PENGANTARAlhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT karena dengan nikmat kesehatan dan kesempatan sehingga penulis dapat membuat dan menyelesaikan laporan ini. Laporan ini disusun sebagai laporan praktikum Fisika Inti dengan judul Konstanta Planck. Shalawat serta salam tak lupa kita haturkan kepada baginda Rasulullah SAW sebagai suri tauladan bagi umat manusia hingga akhir zaman.Demikian laporan ini, penulis harapkan dapat bermanfaat bagi pendidikan pada umumnya dan ilmu fisika pada khususnya. Namun, penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam pembuatan laporan ini sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran-Nya. Kepada mahasiswa fakultas MIPA khususnya jurusan fisika serta asisten praktikum dan dosen pembimbing yang telah membimbing dan memberikan kritik dan saran diucapkan terima kasih.

Palu, April 2015

Penulis

DAFTAR ISILEMBAR PENGESAHANiABSTRAKiiKATA PENGANTARiiiDAFTAR ISIivDAFTAR GAMBARviDAFTAR TABELviiBAB I PENDAHULUAN11.1Latar belakang11.2Tujuan11.3Rumusan Masalah21.4Manfaat2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA3BAB III METODOLOGI73.1Waktu dan Tempat Penelitian73.2Alat dan Bahan73.3Prosedur Kerja8BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN104.1Hasil Pengamatan104.2Pembahasan11BAB V PENUTUP135.1Kesimpulan135.2Saran13DAFTAR PUSTAKA14LAMPIRAN15BIOGRAFI18

DAFTAR GAMBARGambar 2.1 Alat efek fotolistrik4Gambar 3.1. Rangkaian Peralatan Eksperimen8Gambar 3.2. Filter8Gambar 4.1 Grafik hubungan antara Potensial Penghalang (V)terhadap Frekuensi (f)10

DAFTAR TABELTabel 4.1 Hasil Pengamatan10

Konstanta Planck | 15

BAB IPENDAHULUANLatar belakangMax Planck, ahli fisika dari Jerman, pada tahun 1900 mengemukakan teori kuantum. Planck menyimpulkan bahwa atom-atom dan molekul dapat memancarkan atau menyerap energi hanya dalam jumlah tertentu. Jumlah atau paket energi terkecil yang dapat dipancarkan atau diserap oleh atom atau molekul dalam bentuk radiasi elektromagnetik disebut kuantum. Planck menemukan bahwa energi foton (kuantum) berbanding lurus dengan frekuensi cahaya.Adapun bebearapa hal yang melatar belakangi percobaan ini adalah agar kita dapat membuat grafik hubungan antara potensial penghalang (V) terhadap frekuensi (f x 10-13), dapat membuat sudut kemiringan antara data penghalang (V) terhadap frekuensi (fx10-13) dan dapat menghitung sudut kemiringan dengan menggunakan rumus regresi linier dan menggunakan hasilnya untuk menetapkan konstanta planck. Dengan melakukan perobaan ini nilai konstanta Planck dapat di ketahui.TujuanAdapun rumusan masalah dari percobaan ini, yakni :1. Membuat grafik hubungan antara potensial penghalang (V) terhadap frekuensi (f x 10-13).2. Membuat sudut kemiringan antara data penghalang (V) terhadap frekuensi (fx10-13).3. Menghitung sudut kemiringan dengan menggunakan rumus regresi linier dan menggunakan hasilnya untuk menetapkan konstanta planck.Rumusan MasalahAdapun tujuan dari percobaan ini ialah :1. Bagaimana cara membuat grafik hubungan antara potensial penghalang (V) terhadap frekuensi (f x 10-13)?2. Bagaimana cara membuat sudut kemiringan antara data penghalang (V) terhadap frekuensi (fx10-13)?3. Bagaimana cara menghitung sudut kemiringan dengan menggunakan rumus regresi linier dan menggunakan hasilnya untuk menetapkan konstanta planck?ManfaatAdapun manfaat dari percobaan ini adalah :1. Dapat membuat grafik hubungan antara potensial penghalang (V) terhadap frekuensi (f x 10-13).2. Dapat embuat sudut kemiringan antara data penghalang (V) terhadap frekuensi (fx10-13).3. Dapat menghitung sudut kemiringan dengan menggunakan rumus regresi linier dan menggunakan hasilnya untuk menetapkan konstanta planck.

BAB IITINJAUAN PUSTAKAPlanck menyimpulkan bahwa atom-atom dan molekul dapat memancarkan atau menyerap energi hanya dalam jumlah tertentu. Jumlah atau paket energi terkecil yang dapat dipancarkan atau diserap oleh atom atau molekul dalam bentuk radiasi elektromagnetik disebut kuantum. Planck menemukan bahwa energi foton (kuantum) berbanding lurus dengan frekuensi cahaya.E = h . ............................................................... (1)Dengan: E = energi ( J ) H = konstanta Planck ( 6,626 x 10-34) J.s = frekuensi radiasi (s-1)Salah satu fakta yang mendukung kebenaran dari teori kuantum Max Planck adalah efek fotolistrik, yang dikemukakan oleh Albert Einstein pada tahun 1905. Efek fotolistrik adalah keadaan di mana cahaya mampu mengeluarkan elektron dari permukaan beberapa logam (yang paling terlihat adalah logam alkali) (Iqbal, 2011).Susunan alat yang dapat menunjukkan efek fotolistrik ada pada gambar 1.1. Elektrode negatif (katode) yang ditempatkan dalam tabung vakum terbuat dari suatu logam murni, misalnya sesium. Cahaya dengan energi yang cukup dapat menyebabkan elektron terlempar dari permukaan logam. Elektron tersebut akan tertarik ke kutub positif (anode) dan menyebabkan aliran listrik melalui rangkaian tersebut.

Gambar 2.1 Alat efek fotolistrik( Claudia, 2010 )Percobaan Efek Fotolistrik Memperlihatkan susunan alat yang menunjukkan efek fotolistrik, Seberkas cahaya yang ditembakkan pada permukaan pelat logam akan menyebabkan logam tersebut melepaskan elektronnya.Elektron tersebut akan tertarik ke kutub positif dan menyebabkan aliran listrik melalui rangkaian tersebut (Claudia, 2010).Menurut Nursyamsiah, 2011. Einstein menerangkan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya. Jika frekuensinya rendah, setiap foton mempunyai jumlah energi yang sangat sedikit dan tidak mampu memukul elektron agar dapat keluar dari permukaan logam. Jika frekuensi (dan energi) bertambah, maka foton memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan elektron (James E. Brady, 1990). Hal ini menyebabkan kuat arus juga akan meningkat. Energi foton bergantung pada frekuensinya. Planck dapat menurunkan rumus yang dapat menerangkan radiasi spectrum ini (yaitu kecerahan relatif dari berbagai panjang gelombang yang terdapat) sebagai fungsi dari temperature dari benda yang meradiasikannya kalau ia menganggap kalau radiasi yang dipancarkan terjadi secara tak malar (diskontinu), dipancarkan dalam caturan kecil, suatu anggapan yang sangat asing dalam teori electromagnet. Catuan ini disebut kuanta. Planck mendapatkan bahwa kuanta yang berpautan dengan frekuensi tertentu v dari cahaya semuanya harus berenergi sama dan bahwa energi ini E berbanding lurus dengan v. Jadi: E = hf .................................................................... (2)Dengan h, pada waktu itu disebut tetapan Planck, berharga:h = 6,626 X 10-34 J.sTetapan PlanckE = h ................................................................... (3)dengan:h = tetapan Planck (6,626 1034 J dt)c = kecepatan cahaya dalam vakum (3 108 m det1) = panjang gelombang (m)Ek = hf hf0 ....................................................................... (4)Dimana: W = hf0 = energi ambangh = Konstanta Planck (6,626 x 10-34 J.s) f0 = Frekuensi ambang f = Frekuensi gelombang yang datang

Energi foton untuk massa diam ()E = n h f ............................................................................. (5)E = n h ............................................................................ (6)Dimana:E = Energi foton

Panjang gelombang cahaya (m)C = Kecepatan cahaya (3 x 108 m/s)F = Frekuensi cahayan = Jumlah Partikel

BAB IIIMETODOLOGIWaktu dan Tempat PenelitianPercobaan mengenai ini dilaksanakan pada :Hari/tanggal: Selasa, 14 April 2015Pukul: 13.30 WITA SelesaiTempat: Laboratorium Fisika Material, Energi dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, FMIPA.UNTADAlat dan BahanAdapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan yaitu :1. Optical filters, Apertures, Caps danScrews2. Mercury Light Source Enclosure3. Base4. Photodiode Enclousure5. Power Supply6. Photoelectric Effect Apparatus7. Filters: 365 nm, 405 nm, 436 nm, 546 nm, 577 nm8. Aperatures: 2 mm, 4 mm, 8 mm9. Caps: Photodiode, Mercury lamp.

Gambar 3.1. Rangkaian Peralatan Eksperimen

Gambar 3.2. FilterProsedur KerjaA. Kalibrasi Alat1. Sebelum dimulai, pastkan lubang Lampu Merkuri dan Lubang Photodioda tertutup dan saling berjauhan.2. Menyalakan Power Suplay dan lampu merkuri, membiarkan lampu merkuri dipanaskan selama lebih dari 20 menit. Pada fotoelektrik apparatus menekan power pada posisi on.3. Mengeset tegangan antara -2 s/d 2, memutar current ranges ke skala 10-30.4. Untuk kalibrasi alat, mengeset arus (current amplifier) menjadi nol. Caranya melepaskan kabel A, K, dan Ground dari belakang panel Photodioda.5. Mengeset Phototube Signal pada posisi Calibration dan memutar Current Calibration hingga arus menjadi nol, kemudin menekan kembali Phototube Signal pada posisi Measure.6. Memasang kembali kabel A, K, dan Ground.B. Pengukuran1. Membuka penutup lubang Photodioda. Meletakkan filter diameter 4 mm dan 365 nm kedalam lubang Photodioda.2. membuka penutup lubang lampu merkuri sehingga cahaya dengan panjang gelombang 365 nm menyinari Chatode.3. Menyesuaikan Voltage Adjust hingga arus pada ammeter bernilai nol.4. Mencatat magnitude potensial penghalang untuk panjang panjang gelombang 365 nm.5. Menutup kembali lubang Lampu Mercury.6. Mengulangi langkah 1-4 untuk mengukur potensial penghalang.

BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASANHasil PengamatanTabel 4.1 Hasil PengamatanItem12345

Panjang gelombang () (m)365x10-9405x10-9436x10-9546x10-9577x10-9

Frekuensi, v = c/,(x10 Hz)8,22x10147,42x10146,88x10145,49x10145,19x1014

Potensial penghalang-1,866-1,854-1,508-0,929-0,791

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara Potensial Penghalang (V) terhadap Frekuensi (f)

PembahasanPercobaan kali ini adalah percobaan tentang efek fotolistrik Konstanta Planck, yang dimana akan diketahui mengenai suatu hubungan antara potensial penghalang terhadap frekuensinya. Dimana efek fotolistrik itu merupakan emisi antara elektron yang terjadi pada permukaan suatu logam yang terjadi pada saat disinari oleh radiasi elektromagnetik yang nampak (seperti cahaya tampak atau sinar ultraviolet) dengan menggunakan frekuensi tertentu. Tetapi untuk percobaan yang dilakukan di dalam laboratorium, nampak dari suatu sinar radiasi elektromagnetik yang dapat digunakan yang berasal dari sinar lampu mercuri yang sebelumnya telah dipanaskann terlebih dahulu dalam beberapa menit.Selanjutnya, dalam melakukan suatu percobaan yang mengenai suatu efek fotolistrik dapat juga menggunakan beberapa filter dengan panjang gelombang yang berbeda-beda yang dalam hal ini akan diletakkan didalam lubang fotodioda. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan besarnya nilai potensial penghalang untuk setiap panjang gelombang yang berbeda-beda dalam suatu alat yang dapat disebut dengan ammeter. Selanjutnya dapat ditentukan besarnya frekuensi mengenai suatu percobaan efek fotolistrik yang dilakukan di dalam laboratorium. Pada hasil pengamatan untuk masing-masing panjang gelombang, diperoleh nilai magnitude potensial penghalang yang berkisar antara -2,0 sampai -0,9 Volt. Magnitude potensial penghalang yang dihasilkan pada masing-masing panjang gelombang terjadi karena ketika cahaya menyinari katoda maka elektron lepas dan pindah ke anoda.Pada percobaan ini, frekuensi juga harus ditentukan untuk setiap panjang gelombangnya. Dimana frekuensi merupakan perbandingan antara cepat rambat cahaya dengan panjang gelombang masing-masing perlakuan. Dari perhitungan ini maka diperoleh nilai frekuensi yaitu berkisar antara 5,19 x 1014 Hz sampai dengan 8,22 x 1014 Hz. Dari pengamatan data dan grafik terlihat bahwa nilai potensial penghalang berbanding terbalik dengan nilai frekuensi. Dimana semakin besar nilai potensial penghalang, maka nilai frekuensi akan semakin kecil. Begitu pula sebaliknya, jika nilai potensial penghalangnya kecil, maka nilai frekuensinya yang dihasilkan akan besar. Ini berbeda dengan hubungan panjang gelombang terhadap potensial penghalang, dimana potensial penghalang bergantung terhadap panjang gelombangnya. Semakin besar panjang gelombang yang digunakan maka potensial penghalang yang dihasilkan akan semakin besar pula

BAB VPENUTUPKesimpulanBerdasarkan percobaan Pengukuran Konstanta Planck yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :1. Konstanta Planck (h) adalah konstanta fisika untuk menjelaskan ukuran quanta. Konstanta planck berhubungan erat dengan radiasi elektromagnetik yang bersifat diskontinyu atau dalam bentuk kuanta.2. Perhitungan nilai frekuensi yaitu berkisar antara 5,19 x 1014 Hz sampai dengan 8,22 x 1014 Hz.SaranSebaiknya sebelum melakukan kegiatan praktikum, alat dan bahan diperlukan telah disiapkan dan sebaiknya alat-alat yang rusak segera diperbaiki agar pengambilan data dapat berjalan dengan baik.

DAFTAR PUSTAKAClaudia, 2010. Konstanta Planck (http://4-shared.com): diakses pada tanggal 14 April 2015Iqbal, 2011. Efek Fotolistrik (http://syahrir010.blogspot.com): diakses pada tanggal 14 April 2015.Nursyamsiah, 2014. Konstanta Planck (http://www. Wikipedia(id).com): diakses pada tanggal 14 april 2015.Tim penyusun. 2015. Eksperimen Fisika Inti. Jurusan Fisika FMIPA UNTAD.Palu

LAMPIRANANALISA DATAMenentukan Frekuensi:

1. Panjang gelombang 365 nm

= 2. Panjang gelombang 405 nm

= 3. Panjang gelombang 436 nm

=4. Panjang gelombang 546 nm

=

5. Panjang gelombang 577 nm

=Gambar 1 Grafik hubungan antar Potensial Penghalang (V) terhadap Frekuensi (f) sebelum regresiTable 1 hubungan antar Potensial Penghalang (V) terhadap Frekuensi (f) Sebelum regresiNoX : V=c/,(x10Hz)Y: vZ = ln YX2Xi.Zi

18.2220.63445818428670542.375.215

27.421.8540.61734546727239676.944.580

36.881.5080.4107842726229754.12.826

45.490.929-0.0736465423430749.03-4.043

55.1990.791-0.23445731122801315.75-1.219

3.320971.3544840757627250.54.4981

5.72

Table 2 hubungan antar Potensial Penghalang (V) terhadap Frekuensi (f) sesudah regresiNox : V=c/,(x10Hz)Y

18.22E+14158.7155114

27.42E+14158.6601791

36.88E+14158.6210204

45.49E+14158.5125473

55.199E+14158.4882684

Gambar 2 Grafik hubungan atantar Potensial Penghalang (V) terhadap Frekuensi (f) setelah regresi

BIOGRAFIPenulis, Khairul Anam Triat Mojo. Lahir di desa Kalangkangan, kecamatan Galang, kabupaten Tolitoli, Sulawesi Tengah. Dari ayah bernama Ahmad Nahru (Alm) dan ibu bernama Rosmah Ibrahim. Memulai pendidikan formal dari sekolah R.A Al-Munawwarah pada tahun 2000. Setelah lulus kemudian melamnjutkan ke pendidikan dasar di sekolah MIN Tambun Tolitoli dan lulus pada tahun 2006. Kemudian melanjutkan ke pendidikan mennengah pertama di MTsN tambun Tolitoli.Pada tahun 2009 lulus dari pendidikan menengah pertama dan melanjutkan ke pendidikan menengah atasdi sekolah MAN Tolitoli hingga tahun 2012. Pada tahun yang sama, Ia melanjutkan di Universitas Tadulako dan mengambil Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.