DUALISME GELOMBANG PERTIKEL ( Fisika )

DUALISME GELOMBANG PERTIKEL

Gejala Foto Listrik.

            Yang dimaksud dengan gejala foto listrik adalah emisi (pancaran) elektron dari logam sebagai akibat penyinaran gelombang elektromagnetik (cahaya) pada logam tersebut.

Cahaya biasa mampu melepaskan elektron dari logam-logam alkali.

Hasil-hasil percobaan yang seksama menunjukkan bahwa :

1. Makin besar intensitas cahaya, semakin banyak elektron-elektron yang diemisikan.
2. Kecepatan elektron-elektron yang diemisikan hanya bergantung kepada frekwensi cahaya, makin besar frekwensi cahaya makin besar pula kecepatan elektron yang diemisikan.
3. Pada frekwensi cahaya yang tertentu (frekwensi batas) emisi elektron dari logam tertentu sama.

Peristiwa-peristiwa di atas tidak dapat diungkap dengan teori cahaya Huygens.

Pada tahun 1901, Planck mengetengahkan hipotesa bahwa cahaya (gelombang elektromagnetik) harus dianggap sebagai paket-paket energi yang disebut foton. Besar paket energi tiap foton dirumuskan sebagai :

E = h . f

E	=	Energi tiap foton dalam Joule.
f	=	Frekwensi cahaya.
h	=	Tetapan Planck yang besarnya          h = 6,625 .10 –34 J.det

Cahaya yang intensitasnya besar memiliki foton dalam jumlah yang sangat banyak. Tiap-tiap foton hanya melepaskan satu elektron. Kiranya mudah dipahami bahwa semakin besar intensitas cahaya semakin banyak pula elektron-elektron yang diemisikan.

E = a + Ek        h . f = a + mv2

Tiap foton yang datang pada logam, sebagian energinya digunakan untuk melepaskan elektron dan sebagian menjadi energi kinetik elektron. Jika energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron sebesar a dan energi yang menjadi energi kinetik sebesar Ek maka dapat ditulis persamaan :

                                                                                      

Dari persamaan nampak jelas, makin besar frekwensi cahaya, makin besar kecepatan yang diperoleh elektron.

Bila frekwensi cahaya sedemikian sehingga h.f = a, maka foton itu hanya mampu melepaskan elektron tanpa memberi energi kinetik pada elektron. Penyinaran dengan cahaya yang frekwensi lebih kecil tidak akan menunjukkan gejala foto listrik.

Sifat Kembar Cahaya.

            Gejala-gejala interferensi dan difraksi memperlihatkan sifat gelombang yang dimiliki cahaya, dilain pihak cahaya memperlihatkan sifat sebagai paket-paket energi (foton).

Timbul suatu gagasan apakah foton itu dapat diartikan sebagai partikel-partikel.

Untuk menjawab pertanyaan ini A.H. Compton mempelajari tumbukan-tumbukan antara foton dengan elektron.

Kesimpulan yang diperolehnya menunjukkan bahwa foton dapat berlaku sebagai partikel dengan momentum.

p_{foto = h x f}

              _c

Tidak ada keraguan lagi bahwa cahaya memiliki sifat kembar, sebagai gelombang dan sebagai partikel.