Hukum Radiasi Planck

Pengertian Hukum radiasi Planck. Hukum radiasi benda hitam Planck menunjukkan distribusi atau penyebaran energi yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam. Hukum ini memperkenalkan ide gagasan baru dalam ilmu fisika, yaitu bahwa energi merupakan suatu besaran yang dipancarkan oleh sebuah benda dalam bentuk paket paket kecil yang terputus-putus, bukan dalam bentuk pancaran molar.

Paket- paket kecil ini kemudian disebut dengan istilah kuanta dan hukum ini kemudian menjadi dasar teori kuantum. Rumus Planck menyatakan energi per satuan waktu pada frekuensi f per satuan selang frekuensi per satuan sudut tiga dimensi yang dipancarkan pada sebuah kerucut tak terhingga kecilnya dari sebuah elemen permukaan benda hitam, dengan satuan luas dalam proyeksi tegak lurus terhadap sumbu kerucut.

Max Planck menyatakan dua anggapan atau postulat mengenai energi radiasi sebuah benda hitam.

1. Energi radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul molekul (osilator) benda merupakan paket – paket (kuanta) energi. Besarnya energi dalam setiap paket merupakan kelipatan bilangan bulat suatu besaran E yang diformulasikan dengan rumus berikut:

E = n.h.f

dengan

f = frekuensi,

h = sebuah konstanta Planck yang nilainya 6,626 × 10-34 Js, dan

n = 1, 2, 3 bilangan bulat yang menyatakan bilangan kuantum.

Karen energi radiasi bersifat diskrit, dikatakan energinya terkuantisasi dan energi yang diperoleh dengan n = 1, 2, 3, … disebut tingkat energi.

2. Energi radiasi diserap dan dipancarkan oleh molekul molekul secara diskret yang disebut kuanta atau foton. Energi radiasi ini terkuantisasi, di mana energi untuk satu foton adalah:

E = h.f

Dengan h = konstanta perbandingan yang dikenal sebagai konstanta Planck. Nilai h ditentukan oleh Planck dengan menyesuaikan fungsinya dengan data yang diperoleh secara percobaan. Nilai yang diterima untuk konstanta ini adalah:

h = 6,626× 10-34 Js = 4,136× 10-34 eVs.

Planck belum dapat menyesuaikan konstanta h ini ke dalam fisika klasik, hingga Einstein menggunakan gagasan serupa untuk menjelaskan efek fotolistrik.

Jika molekul molekul menyerap atau memancarkan 1 foton, tingkat energinya bertambah atau berkurang sebesar hf. Gagasan Planck ini berlaku untuk benda hitam.

Contoh Soal Perhitugan  Hukum Radiasi Benda Hitam Planck

Hitung besarnya energi foton dari cahaya merah yang memiliki frekuensinya 3 x 1014 Hz

Penyelesaian

Diketahui

f = 3 x 1014 Hz

Jawab

E = h f

E = ( 6,63 x 10-34 ) x ( 3 x1014)

E = 1,989 x 10-19 J

Contoh Soal Perhitungan Rumus Hukum Radiasi Planck

Berapakah panjang gelombang sebuah radiasi foton yang memiliki energi 3,05 × 10-19 Js ?

Jika Diketahui konstanta Planck h = 6,626× 10-34 Js dan cepat rambat cahaya c = 3× 108 m/s)

Penyelesaian:

Diketahui:

E = 3,05 × 10-19 Js

h = 6,626 × 10-34 Js

c = 3× 108 m/s

Ditanya: λ = … ?

Jawab:

E = h.f

E = h (c/λ)

λ = (h c)/E

λ = [(6,626 x10-34 )(3 x 108 )]/(3,05 10-19)

λ = 6,52 × 10-7 m

λ = 652 nm

    Daftar Pustaka

    Hukum Radiasi Planck dan Pengertian Hukum radiasi Planck dengan Hukum radiasi benda hitam Planck. Kuanta radiasi benda hitam serta Rumus Radiasi Planck atau Energi radiasi Planck dan tingkat energi radiasi dengan Nilai konstanta Planck. Bilangan Kuantum radiasi Planck dengan Energi radiasi diskrit dan Energi terkuantisasi serta energi kuanta atau foton.

    Rumus energi terkuantisasi Planck dengan Pengaruh Panjang gelombang terhadap energi radiasi. Energi Foton dan cara Menghitung energi yang dipanarkan atau diserap benda hitam. Contoh Soal Perhitugan  Hukum Radiasi Benda Hitam Planck. Contoh Soal Perhitungan Rumus Hukum Radiasi Planck.

    Efek Fotolistrik, Hukum Emisi Fotolistrik

    Efek Fotolistrik adalah pelepasan electron dari suatu permukaan logam ketika disinari oleh cahaya akibat penyerapan radiasi elektromagnetik berfrekuensi di atas ambangnya yang tergantung pada jenis permukaannya.

    Cahaya merambat dalam bentuk paket-paket energy yang disebut dengan foton. Cahaya bersifat sebagai partikel dan sebagai gelombang karena cahaya juga melakukan peristiwa interferensi, difraksi, dan polarisasi. Selain itu, cahaya juga termasuk salah satu gelombang elektromagnetik.

    Efek Fotolistrik, Pembahasan Contoh Soal Ujian Hukum Emisi Fotolistrik
    Efek Fotolistrik, Pembahasan Contoh Soal Ujian Hukum Emisi Fotolistrik

    Menurut Max Planck, cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang merupakan kuanta bergerak dengan kecepatan cahaya yang disebut foton dan memiliki dua sifat yaitu sebagai dan partikel.

    Hukum Emisi Fotolistrik.

    Untuk logam dan radiasi tertentu, jumlah fotoelektron yang dikeluarkan (atau laju electron yang terpancarkan) berbanding lurus dengan intensitas cahaya yang digunakan.

    Untuk logam tertentu, terdapat frekuensi minimum radiasi. Jika di bawah frekuensi minimumnya, maka fotoelektron tidak dapat dipancarkan.

    Energy kinetika yang dipancarkan fotoelektron tidak tergantung pada intensitas cahaya, namun tergantung pada frekuensi cahaya.

    Perbedaan waktu dari radiasi dan pemancaran fotoelektron sangat kecil, kurang daripada 10-9 detik.

    Rumus Efek Fotolistrik.

    Secara matematis, efek fotolistrik dapat direprentasikan dengan sebuah persamaan seperti berikut:

    Ek = E – W

    Ek = hf – hf0

    Keterangan:

    Ek = Energy kinetic electron (J)

    E  = Energy foton (J)

    W = Energi ambang elektron atau fungsi kerja (J)

    h = Konstanta Planck = 6,63 x 10-34 Js

    f = Frekuensi foton (Hz)

    f0 = Frekuensi ambang (Hz)

    energy biasanya dinyatakan dalam satuan electron volt (eV) dengan ketentuan 1 eV sama dengan 1,6 x 10-19 J.

    Energi foton digunakan untuk melepaskan electron dari permukaan logam, dan sisa energinya digunakan untuk bergerak atau sebagai energi kinetic dari electron yang lepas.

    Contoh Soal Ujian dan Pembahasan Materi Efek Fotolistrik.

    Perhatikan pernyataan berikut:

    • Electron yang terpancar pada peristiwa efek fotolistrik disebut electron foton
    • Laju electron yang terpencar tidak bergantung pada intensitas cahaya yang mengenai permukaan logam
    • Energy kinetic electron yang terpencar tergantung pada energy gelombang cahaya yang mengenai permukaan logam
    • Untuk mengeluarkan electron dari permukaan logam tidak bergantung pada frekuensi ambang, f0.

    Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah:

    A..(1) dan (2)    B..(1) dan (3)    C..(2) dan (3)    D..(2) dan (4)    E..(3) dan (4)

    Jawaban: B

    Pembahasan:

    Electron yang terpencar pada peristiwa efek fotolistrik disebut electron foton atau fotoelektron. Jadi Pernyataan (1) adalah benar.

    Intensitas cahaya tidak bergantung pada keluar atau tidaknya electron dari logam, namun tergantung pada laju atau jumlah electron yang keluar dari logam. Jadi Pernyataan (2) salah

    Energy electron yang terpencar dari permukaan logam bergantung pada energy foton yang mengenai logam, Ek = E – W. Jadi Pernyataan (3) Benar

    Electron akan keluar dari logam jika frekuensi foton yang datang lebih besar dari frekuensi ambang logam, Ek = hf – hf0. Jadi Pernyataan (4) Salah

      Daftar Pustaka

      Efek Fotolistrik dengan Energi Ambang Elektron dan Energi Foton. Energi Kinetika Elektron beserta Frekuensi Ambang Elektron dan Hukum Emisi Fotolistrik. Konstanta Planck Pembahasan Contoh Soal Ujian Efek Fotolistrik. Pengertian Efek Compton dan Pengertian Efek Fotolistrik serta Pengertian Fotoelektron dengan Pengertian Radiasi Elektromagnetik denga Rumus Efek Fotolistrik.