Analisis Pengaruh Frekuensi Cahaya Terhadap Energi Elektron Pada Efek Fotolistrik Menggunakan PhET

Abstract

ABSTRAK

Efek fotolistrik merupakan salah satu fenomena fundamental dalam fisika modern yang memberikan bukti eksperimental bahwa cahaya memiliki sifat partikel (foton). Fenomena ini menunjukkan bahwa emisi elektron dari permukaan logam hanya dapat terjadi apabila cahaya yang datang memiliki frekuensi minimum tertentu yang disebut frekuensi ambang. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis secara kuantitatif pengaruh frekuensi cahaya terhadap energi kinetik elektron yang dihasilkan pada peristiwa efek fotolistrik dengan memanfaatkan simulasi PhET Photoelectric Effect sebagai media eksperimen virtual. Metode penelitian yang digunakan adalah simulasi kuantitatif dengan cara memvariasikan frekuensi cahaya pada nilai intensitas yang dijaga tetap, kemudian mengamati perubahan energi kinetik maksimum elektron yang terlepas dari permukaan logam. Data hasil simulasi dianalisis melalui grafik hubungan antara frekuensi cahaya dan energi kinetik elektron. Hasil penelitian menunjukkan bahwa energi kinetik elektron meningkat secara linier seiring bertambahnya frekuensi cahaya, sedangkan perubahan intensitas cahaya tidak memengaruhi besar energi kinetik elektron, melainkan hanya memengaruhi jumlah elektron yang terlepas. Temuan ini konsisten dengan persamaan Einstein pada efek fotolistrik, Ek=hf−W, serta memperkuat konsep kuantisasi energi cahaya. Dengan demikian, simulasi PhET terbukti efektif sebagai media pembelajaran interaktif dan alat bantu analisis dalam memahami konsep-konsep fisika modern yang bersifat abstrak.

Kata Kunci: efek fotolistrik, frekuensi cahaya, energi elektron, PhET, fisika modern

ABSTRACT:

The photoelectric effect is one of the fundamental phenomena in modern physics that provides experimental evidence of the particle nature of light. This phenomenon demonstrates that the emission of electrons from a metal surface occurs only when the incident light has a minimum frequency known as the threshold frequency. This study aims to quantitatively analyze the effect of light frequency on the kinetic energy of electrons produced in the photoelectric effect using the PhET Photoelectric Effect simulation as a virtual experimental tool. The research method employed is a quantitative simulation approach in which the frequency of light is varied while the intensity is kept constant, and the resulting changes in the maximum kinetic energy of the emitted electrons are observed. The simulation data are analyzed by constructing a graph of the relationship between light frequency and electron kinetic energy. The results show that the kinetic energy of the electrons increases linearly with increasing light frequency, while changes in light intensity do not affect the kinetic energy but only influence the number of emitted electrons. These findings are consistent with Einstein’s photoelectric equation, Ek=hf−WE_k = hf - WEk​=hf−W, and strongly support the quantum theory of light. Therefore, the PhET simulation is proven to be an effective interactive learning medium and an analytical tool for understanding abstract concepts in modern physics.

Keywords: photoelectric effect, light frequency, electron energy, PhET, modern physics