⚛️ Praktikum Tetapan Planck
1. Area Simulasi Interaktif — Tampak Atas Meja Laboratorium
Amati rangkaian efek fotolistrik yang divisualisasikan secara realistis. Lampu Merkuri (Hg) memancarkan spektrum cahaya yang melewati monokromator menuju photocell (katoda Kalium). Atur tegangan potensiometer hingga arus pada Voltmeter 2 mendekati nol — saat itulah Tegangan Henti (V₀) tercapai.
2. Tabel Data Pengamatan & Analisis
Data akan tercatat otomatis. Setelah minimal 2 data terkumpul, grafik akan memperbarui garis regresi dan menghitung nilai tetapan Planck eksperimen.
| No | Warna | λ (nm) | Frekuensi, ν (×10¹⁴ Hz) | Tegangan Henti, V₀ (Volt) | Status |
|---|---|---|---|---|---|
| Belum ada data. Lakukan pengukuran pada simulasi. | |||||
📊 Hasil Perhitungan Otomatis
Gradien Grafik (m): - V/Hz
Tetapan Planck Eksperimen (h = m × e): - J.s
Nilai Literatur: 6.626 × 10⁻³⁴ J.s
Error Relatif: - %
3. Petunjuk Penggunaan
- Pilih Spektrum: Gunakan dropdown untuk memilih garis spektrum lampu Merkuri (Kuning, Hijau, Biru, atau Ungu).
- Amati Rangkaian: Lampu Hg akan menyala dengan warna sesuai spektrum. Foton bergerak dari monokromator menuju photocell.
- Atur Tegangan: Geser slider "Tegangan Potensiometer" secara perlahan ke kanan. Perhatikan knob potensiometer berputar.
- Perhatikan Voltmeter 2: Saat tegangan penghambat meningkat, arus fotoelektron menurun (jarum voltmeter bergerak ke kiri).
- Cari Tegangan Henti: Saat jarum Voltmeter 2 tepat di angka 0, berhentikan geseran. Nilai pada Voltmeter 1 saat itulah Tegangan Henti (V₀).
- Catat Data: Klik tombol "📝 Catat Data". Data akan masuk ke tabel dan grafik akan diperbarui.
- Ulangi: Ulangi langkah 1-5 untuk minimal 3 warna spektrum yang berbeda untuk mendapatkan gradien grafik yang akurat.
Rumus Utama:
Eₖₘₐₓ = hν - Aₓ → eV₀ = hν - Aₓ → V₀ = (h/e)ν - (Aₓ/e)
Dimana gradien grafik V₀ vs ν adalah m = h/e, sehingga h = m × e.
4. Teori / Dasar Hukum
Pengenalan
Efek fotolistrik adalah fenomena terlepasnya elektron dari permukaan logam (biasanya disebut fotoelektron) ketika logam tersebut disinari oleh cahaya dengan frekuensi tertentu. Fenomena ini pertama kali diamati oleh Heinrich Hertz (1887) dan berhasil dijelaskan secara teoretis oleh Albert Einstein pada tahun 1905, yang kemudian membuatnya meraih Hadiah Nobel. Penjelasan ini menjadi salah satu pilar utama lahirnya mekanika kuantum.
Dasar Teori
Menurut Einstein, cahaya terdiri dari paket-paket energi diskrit yang disebut foton. Energi satu foton berbanding lurus dengan frekuensinya:
E = hν
Ketika foton menumbuk elektron di dalam logam, energinya digunakan untuk dua hal: (1) melepaskan elektron dari ikatan logam (disebut Fungsi Kerja atau Work Function, Aₓ), dan (2) memberikan energi kinetik maksimum (Eₖₘₐₓ) pada elektron tersebut agar dapat bergerak. Persamaannya adalah:
Eₖₘₐₓ = hν - Aₓ
Dalam rangkaian percobaan, kita memberikan tegangan penghambat (retarding potential) V. Ketika tegangan ini mencapai nilai kritis yang disebut Tegangan Henti (V₀), bahkan elektron dengan energi kinetik tertinggi pun tidak dapat mencapai anoda, sehingga arus menjadi nol. Pada kondisi ini:
eV₀ = hν - Aₓ → V₀ = (h/e)ν - (Aₓ/e)
Tujuan Praktikum
- Memverifikasi hubungan linear antara Tegangan Henti (V₀) dan frekuensi cahaya (ν).
- Menentukan nilai fungsi kerja (Aₓ) dari logam katoda yang digunakan.
- Menghitung nilai tetapan Planck (h) secara eksperimen melalui analisis gradien grafik dan membandingkannya dengan nilai literatur.
5. Sesi Kuis Interaktif (20 Soal)
Soal 1 / 20 - Skor sementara: 0