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.