Penemuan Efek Fotolistrik: Langkah Penting bagi Mekanika Kuantum

KOMPAS.com – Efek fotolistrik merupakan peristiwa terlepasnya elektron logam dikarenakan radiasi cahaya. Hukum efek fotolistrik ditemukan oleh fisikawan asal Jerman bernama Albert Einstein.

Einstein terkenal akan teori relativitasnya yang merevolusi ilmu fisika. Namun, pada tahun yang sama pula Einstein menemukan hukum efek fotolistrik. Penemuan tersebut membawanya mendaptkan hasiah Nobel pertama dalam bidang Fisika pada tahun 1921.

Tidak seperti teori relativitasnya yang bertentangan dengan mekanika kuantum. Efek fotolistrik Einstein justru merupakan langkah penting bagi perkembangan mekanika kuantum.

Dilansir dari Lumen Learning, efek fotolistrik merupakan langkah penting dalam memahami sifat kuantum cahaya dan elektron yang pada akhirnya akan melahirkan konsep dualitas cahaya (cahaya bisa berupa gelombang ataupun partikel).

Baca juga: Pertentangan Antara Relativitas dan Mekanika Kuantum

Sejarah penemuan efek fotolistrik

Berikut adalah sejarah penemuan efek fotolistrik dan ilmuan yang berperan dalam perkembangannya!

Penemuan efek fotolistrik oleh Heinrixh Hertz

Efek fotolistrik ditemukan pertama kali pada tahun 1887 bukan oleh Einstein, melainkan oleh seorang fisikawan asal Jerman lainnya bernama Heinrich Rudolf Hertz. Kala itu, Hertz sedang melakukan percobaan pada pemancar radio.

Dilansir dari Chemistry LibreTexts, Hertz menemukan bahwa pada penyerapan cahaya dengan frekuensi tertentu, zat akan mengeluarkan percikan yang terlihat. Setelah diidentifikasi, percikan tersebut ternyata adalah elektron yang tereksitasi terlepas dari permukaan logam yang disinari.

Percobaan Philipp Lenard

Penemuan efek fotolistrik oleh Hertz kemudian dilanjutkan oleh asistennya yang bernama Philipp Lenard. Lenard melakukan percobaan efek fotolistrik di dalam tabung vakum dan menyelidiki bagaimana hubungan efek fotolistrik dengan frekuensi dan intensitas cahaya.

Baca juga: Proses Terjadinya Efek Fotolistrik

Dilansir dari The Physics Hypertextbook, Lenard menemukan bahwa intensitas cahaya tidak berpengaruh pada energi kinetik fotoelektron.

Menurutnya, intensitas cahayanya hanya memengaruhi jumlah elektron yang dipancarkan. Makin besar intensitasnya, maka makin banyak elektron yang dipancarkan.

Percobaan Robert Milikan

Perkembangan efek fotolistrik kemudian dilanjutkan oleh percobaan yang dilakukan fisikawan asal Amerika bernama Robert Milikan.

Dilansir dari Physical Review Journals, milikan adalah orang pertama yang menentukan dengan sangat akurat bahwa energi kinetik maksimum dari elektron yang dikeluarkan bergantung pada frekuensi dan konstanta Planck (h).

Selain menentukan nilai h, Milikan juga menemukan bahwa energi kinetik bergantung pada panjang gelombang cahaya. Ia membuktikannya melalui percobaan efek fotolistrik dengan warna cahaya berbeda.

Milikan juga menemukan frekuensi ambang, yaitu frekuensi minimal cahaya yang bisa menyebabkan efek fotolistrik. Seberapa terangpun cahaya yang digunakan, jika tidak melewati frekuensi ambang, maka efek fotolistrik tidak akan terjadi.

Untuk penemuannya tentang muatan dasar listrik dan efek fotolistrik tersebut, Robert Milikan mendapatkan Nobel Fisika pada tahun 1923.

Baca juga: String Theory: Memadukan Relativitas Einstein dan Mekanika Kuantum