Suatu logam disinari cahaya yang berfrekuensi 3,1 x 10^14 Hz. konstanta planck adalah 6,63 x 10^–34 Js dan 1 eV = 1,6 x 10^–19 joule. bila frekuensi ambang logam tersebut 1,5 x 10^14 Hz, maka energi kinetik fotoelektron yang dihasilkan adalah …

Suatu logam disinari cahaya yang berfrekuensi 3,1 x 10^14 Hz. konstanta planck adalah 6,63 x 10^–34 Js dan 1 eV = 1,6 x 10^–19 joule. bila frekuensi ambang logam tersebut 1,5 x 10^14 Hz, maka energi kinetik fotoelektron yang dihasilkan adalah …

Jawaban untuk pertanyaan ini adalah Ek = 0,663 eV.

Diketahui:
f0 = 1,5×10^14 Hz
f = 3,1×10^14 Hz
h = 6,63 x 10^–34 Js
1 eV = 1,6 x 10^–19 joule

Ditanya:
Ek ..?

Pembahasan:
Soal ini berkaitan dengan salah satu fenomena kuantum yaitu efek fotolistrik. efek fotolistrik adalah fenomena pelepasan elektron dari suatu permukaan ketika permukaan tersebut dikenai suatu radiasi elektromagnetik. Energi ambang logam atau fungsi kerja logam (Wo) bergantung pada permukaan logam yang dikenai radiasi elektromagnetik. Apabila energi dari gelombang elektromagnetik yang ditembakkan lebih besar daripada energi ambang, maka elektron akan terlepas dari permukaan logam dan terjadi efek fotolistrik. Namun jika energi dari gelombang elektromagnetik lebih kecil daripada energi ambang, maka tidak terjadi efek fotolistrik.

Persamaan efek fotolistrik:
E = W0 + Ek…(1)
dengan,
E : Energi foton (J)
W0 : Fungsi kerja logam (J)
Ek : Energi kinetik maksimum elektron (J)

Besarnya energi foton yang ditembakkan dapat dicari menggunakan persamaan
E = hc/λ ..(2)
E = hf …(3)
dengan,
h : konstanta planck (6,63×10^-34 Js)
c : cepat rambat cahaya (3×10^8 m/s)
λ : panjang gelombang sinar yang ditembakkan (m)
f : frekuensi foton (Hz)

Persamaan (1) dapat ditulis ulang sebagai:
Ek = E – W0
Ek = h(f – f0)
Ek = (6,63×10^-34 Js)(3,1×10^14 Hz – 1,5×10^14 Hz)
Ek = (6,63×10^-34 Js)(1,6×10^14 Hz)
Ek = 10,608×10^-20 J
Ek = 0,663 eV

Jadi, energi kinetik fotoelektron adalah 0,063 eV.