RELATIVITAS

BukuELEKTRONIK FISIKA DASAR
TENTANG RELATIVITAS

DISUSUN OLEH :
Habiburrahm an 1630107011

JURUSAN TADRISFISIKA
FAKULTASTARBIYAH DAN ILMU KEGURUAN
INSTITUTAGAMA ISLAM NEGERIBATUSANGKAR

TAHUN PELAJARAN 2020/2021

i

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi
Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas
kehadirat-Nya,yangtelahmelimpahkan rahmat,hidayah,dan inayah
-Nya kepada kami,sehingga kami dapat menyelesaikan makalah
tentangrasibintangpari.

Makalah ini telah kami susun dengan maksimal dan
mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat
memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami
menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah
berkontribusidalam pembuatanmakalahini.

Terlepas darisemua itu,Kamimenyadarisepenuhnya bahwa
masih ada kekurangan baik darisegisusunan kalimatmaupun tata
bahasanya.Oleh karena itu dengan tangan terbuka kamimenerima
segala saran dan kritik daripembaca agarkamidapatmemperbaiki
m akalah ini.

Akhir kata kami berharap semoga makalah ini dapat
m em berikan m anfaatm aupun inspirasiterhadappem baca.

Batusangkar,Juni2021

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Halam an Judul i
KataPengantar ii
DaftarIsi iii
BABI Pendahuluan 1
1
A.LatarBelakang 1
B.Rum usan Masalah 1
C.Tujuan 2
BABII Pembahasan 2
A.KontraksiPanjangLorentz 3
B.DilatasiW aktu 4
C.AplikasiDilatasiWaktuDalam KehidupanSehari-Hari 5
D.TeoriKuantum 8
E.EfekFotolistrik
BABIIIPenutup
10
A.Kesim pulan

10
B.Saran

10
DaftarPustaka
11

iii

BABI
PENDAHULUAN

A.LatarBelakang
Albert Einstein tidak menciptakan sendiri transformasi

koordinat yang dibutuhkan untuk relativitas khusus.Dia tidak
harus melakukannya,karena transformasiyang dibutukan telah
ada sebelumnya. Einstein menjadi seorang yang ahli dalam
pekerjaannya yang terdahulu dan menyesuaikan diripada situasi
yang baru,dan juga dengan transformasiLorentz sepertiyang
telah Planck gunakan pada 1900 untuk menyelesaikan
permasalahan bencana ultraviolet pada radiasi benda hitam,
Einstein merancang solusi untuk efek fotolistrik, dan dengan
dem ikian dia telah m engem bangkan teorifoton untuk cahaya.

Transformasi Lorentz tersebut menggunakan sistem
koordinatempatdimensi,yaitu tiga koordinatruang (x,y,dan z)
dan satu koordinat waktu (t).Koordinat baru ditandaidengan
tandaapostrofdiucapkan “abstain,”sepertix’dibaca“x-abstain.”

TeorirelativitaskhususEinstein sebenarnya ada em pat:yaitu
yang mencakup: Pemendekan Panjang (Length Contraction),
Pemelaran Waktu/Dilatasi W aktu (Time Dilation), Penambahan
Massa (Mass Increase), dan juga hubungan antara energi dan
massa yang terkenaldengan rumusnya: .Namun yang paling
mempesonakan saya adalah masalah DilatasiWaktu/Pemelaran
Waktu (TimeDilation)saja,yang akan saya tulisdalam postingan
ini.

Karena saya bukan ahliFisika,saya mengharapkan jikalau
ada kesalahan dalam tulisan saya iniatau kalau ada yang perlu
ditam bahkan,terutam am erekayangahlifisika,tentu sayasangat
berterimakasih atas kontribusinya.Hasiltulisan saya iniadalah
penyederhanaan dari beberapa buku yang saya baca tentang
DilatasiW aktu/TimeDilation.

B.Rum usan Masalah
Darilatarbelakang diatasmaka penulisdapatmerumuskan

m asalah sebagaiberikut:
1.MengenaikontraksipanjangLorentz
2.Mengenaidilatasiwaktu /tim edilation
3.Mengenaiteorikuantum

C.Tujuan
Tujuan darim akalah iniadalah :
1.Untuk m engetahuikontraksipanjangLorentz
2.Untuk m engetahuitentangdilatasiwaktu
3.Untuk m engetahuiteorikunatum

1

BABII
PEMBAHASAN

A.KontraksiPanjangLorentz
Telah diketahuibahwa karena dilatasiwaktu dua pengamat

yang saling bergerak dengan kelajuan konstan relatif satu
terhadap lainnya akan mengukurselang waktu berbeda diantara
dua kejadian.Selang waktu adalah jarak dibagikelajuan.Karena
kelajuan relatifpangamatsatu terhadappengamatlainnya adalah
sama menurut kedua pengamat itu,maka supaya selang waktu
berbeda jarak menurut kedua pengamat harus berbeda.ternyata
panjang benda atau jarak antara duat titik yang diukur oleh
pengamatyangbergeak relatifterhadapbenda selalu lebih pendek
daripada panjang yang diukuroleh pengamatyang diam terhadap
benda.Pem endekan inidikenaldengan sebutan kontraksipanjang.

Salah satu konsekuensi dari adanya dilasi waktu adalah
kontraksi panjang objek yang diamati,objek itu terlihat lebih
besar atau terlihat lebih kecil. Kita dapat mengetahui jenis
kontraksiapa yang terjadipada pengamatan objek berdasarkan
arah gerak objek tersebutterhadappengam at.

Pada dasarnya hal ini terjadi pada semua benda yang
bergerak terhadap suatu pengamat,namun perubahannya lebih
terlihatjikabenda tersebutbergerak m endekatikecepatan cahaya.
Untukperistiwaini,mungkin salah satu yangbisakitaamatisaat
iniadalah kereta api.Anggap kita adalah sebagaipengamatyang
berada disamping relkereta api.Kita tahu panjang satu deret
kereta itu sepanjang apa,tetapi ketika mengamati kereta itu
berjalan,tampak seolah-olah kereta tersebut lebih pendek dari
kenyataannya.Dalam halini,kita sebut ukuran kereta apiitu
berkontraksi.

Pengukuran panjang seperti halnya pengukuran selang
waktu juga dipengaruhioleh gerak relative.Panjang Lbenda yang
bergerak terhadap pengamat kelihatannya lebih pendek dari
panjang Lo bila diukurdalam keadaan diam terhadap pengamat.
Gejala inidikenalsebagipengerutan Lorentz.Panjang Lo suatu
bendadalam kerangkadiamnyadisebutsebagaipanjangproper.

Perhatikan sebatang tongkatberada dalam keadaan diam
diS’dengan satu ujung dix2’dan ujung lain di x1’.Panjang
tongkatdalam kerangka iniialah panjang propernya Lo= x2’-x1’.
Panjangtongkatdalam kerangkaSdidefinisikan sebagaiL=x2-x1,
dengan x2 merupakan posisisatu ujung pada suatu waktu t2 dan
x1dalam t1=t2sebagaimanayangdiukurdikerangkaS.

Pengukuran panjang dipengaruhioleh relativitas.Kita akan
mengamatisebuah tongkat yang terletak pada sumbu x_ dalam
kerangka acuan S_ yang bergerak dengan kecepatan v terhadap
kerangka acuan S. Kedudukan tongkatterhadapS_adalah x_1dan
x_2.Panjangbatangterhadapkerangkaacuan SadalahL=x2– x1
sedangkan panjang batang terhadap kerangka acuan S_adalah L0
=x_2– x_1.
Rum us:

2

L = Panjang benda diukuroleh pengamatyang bergerak terhadap
benda
Lo = Panjang benda diukur oleh pengamat yang diam terhadap
benda
V =kecepatanrelatifterhadapkarengkaacuan
Contoh SoalKontraksiPanjang
Seorang astronot yang tingginya 2 m,berbaring sejajar dengan
sumbu pesawat angkasa yang bergerak dengan kelajuan 0,6 c
relatifterhadap bumi.Berapakah tinggiastronotjika diukuroleh
pengam atdibum i?
Jawab:
L0 =2m
v=0,6c
Jika pesawat bergerak terhadap bumi.Kita dapat menetapkan
bum isebagaikerangka acuan diam .

B.DilatasiW aktu
MenurutEinstein,selang waktu yang diukuroleh pengamat

yang diam tidak sama dengan selang waktu yang diukur oleh
pengamatyangbergerakterhadapsuatu kejadian.Ternyatawaktu
yang diukur oleh sebuah jam yang bergerak terhadap kejadian
lebih besar dibandingkan terhadap jam yang diam terhadap
kejadian.Peristiwainidisebutdilatasiwaktu (tim edilation).

Bila dua peristiwa,misalnya letusan dua petasan,terjadi
disatu terjadipada saat yang berbeda diamatioleh dua orang
pengamat,yang satu diam sedang yang kedua bergerak dengan
kecepatan U,maka selisih waktu letusan dua petasan tersebut
akan dicatatoleh pengamatkedua sebesar∆tyang nilainya lebih
besar dariyang diamatioleh yang diam,dan memenuhirumus
yanguraianyacukuprum it,yaitu ;

3

∆t =selisihwaktuyangdiamatiolehpengamatkeI{diam}
∆t’=selisih waktu yangdiam atioleh pengam atkeII
U =kecepatanpengamatkeII
C =kecepatancahaya.

Darirumusdiatas,bila U makin cepat,maka akan diperoleh
∆t’akan makin naik.Inilah gejala yang disebut dengan istilah
dilatasiwaktu (perpanjangan waktu).

Sebagaicontoh praktis,apabila kita meledakkan dua bom
atom pada tempatyang sama jam 06.00pagidan yang kedua jam
18.00 ( selisih 12 jam ). Apabila kita mengendarai kendaraan
secepat cahaya,maka waktu 12 jam tersebut akan dirasakan
dalam waktu:

Dalam jarak waktu yang lainpun akan dirasakan demikian,
yaitu dalam waktu tidak terhingga. Jadi kalau kita mampu
membuat kendaraan dengan kecepatan cahaya,maka menurut
rumus diatas,kita dapat merasakan hidup hamper kekaldan
hampir mutlak, dimana konsep waktu menjadi tidak berlaku.
Inikalau kitatinjau m enurutukuran waktu dunia.

Oleh karena itu sebaliknya bila kita matidan menjadiruh
berkecepatan melampaui kecepatan cahaya itu, jika menuruti
hitungan manusia bumitelah tercatat beribu ribu abad tahun,
tetapi pada saat kita di bangkitkan (hari akhirat) akan
mengatakan “baru satu atau setengah hari”, sebagaimana
ditegaskan dalam alQuran.Pengertian iniharus dilihat darialam
akhiratnanti.

Dengan rumus diatas akan dengan mudah dicerna adanya
alam lain disamping dunia iniyaitu alam surga dan neraka yang
kekal,karena pada saat tersebut kita berada pada posisiyang
serba mutlak,tidak pernah tua dan selalu muda,bersandingan
dengan bidadariyang selalu muda juga,karena kita telah berada
dalam posisidengan kecepatan ruh atau malaikat,yaitu minimum
m em ilikikecepatan sebesarkecepatan cahaya.
Contoh praktis untuk menggambarkan gejala dilatasi waktu ini
adalahsebagaiberikut:
1)Apabila kita mengadakan perjalan dengan kendaraan yang

berkecepatan sebesar kecepatan cahaya, maka setelah kita
kem balikebum im enurutcatatan kitabaru satu m enitperjalan,
teman teman kita yang yang sebaya dibumibarangkalisudah
menjadi kakek kakek atau bahkan sudah mati karena tua
bangka. Ini kedengarannya aneh tetapi gejala ini pernah
dibuktikan oleh D.H.Frish dan J.H.Smith ketika melakukan

4

pengukuran jimlah muon darisinar cosmos yang terdapat di
dua tempat,yang satu dekat permukaan air laut sedangkan
yanglain lagipadaketinggian 1,9km .daripengam atan tersebut
dapatdibuktikan gejaladilatasiwaktu tersebut.
2)Contoh kedua adalah apabilakita mampu memiliki umur di
dunia inimencapaiseratus tahun,maka semua amalan kita
tersebut dicatat oleh malaikat dalam waktu 17,28 detik.Kata
malaikat,itu rusan enteng,tidak perlu capek capek.Dengan
adanya gejala dilatasi waktu maka “kerja malaikat” yang
kedengarannya aneh itu,tidak sulitditerim a bukan!!!?

C.AplikasiDilatasiW aktuDalam KehidpanSehari-Hari
Muon adalah partikelyanghanyahidupselama2μ detik atau

2 x 10-6 detik. Muon terbentuk saat sinar kosmik terbentur
atmosfiratasbumidan memilikikelajuan sekitar2,994 × 108 m/s
atau 0,998c serta mencapaipermukaan lautdalam jumlah besar.
KarenaMuon hiduphanyaselama2μ detik atau 2x10-6 detik,jika
dihitung muon harusnya mereka hanya mampu berjalan dengan
m enem pu jarak:
vt0 =(2,994×108 m/s)(2×10-6s)=600m
jadidalam waktu 2μdetik atau 2x10-6 detik muon hanyamampu
bergerak sejauh 600 m,akan tetapikenyataanya,banyak Muon
ditemukan dipermukaan bumipadahalterbetuknya muon diatas
atmosferbumiyang jaraknya lebih dari6.000 m daripermukaan
laut.Kenapabisabegitu?
Ini merupakan contoh aplikasi dalam kehidupan sehari-hari
tentang konsep dilatasi waktu.Ingat pada materi sebelumnya
yang menjelaskan konsep dilatasiwaktu atau pemekaran waktu,
dimana waktu itu bersifat relatif terhadap pengamat. Untuk
memecahkan paradoks muon, kita akan memperhatikan umur
muon 2μsdiperoleh oleh pengamatdalam keadaan diam terhadap
muon.Karena muon bergerak kearah kita dengan kelajuan tinggi
0,998c,um urnya m em anjangterhadapkerangka acuan kita dengan
pem ekaran waktu m enjadi:

Jadi,muon yang bergerak memilikiumur 16 kalilebih panjang
daripada dalam keadaan diam.Dalam selang waktu 31,6s,sebuah
m uon yangm em ilikikelajuan 0,998cdapatm enem puh jarak:

5

vt0 =(2,994x108 m/s)(31,610-6 s)=9.500m
Meskipun umur muon hanya 2 μs terhadap kerangka acuan
pengamat yang diam,namun muon dapat mencapaitanah dari
ketinggian 9.500 m karena dalam kerangka acuan muon yang
bergerak,um urm uon adalah 31,6μs.

D.TeoriKuantum
Teori kuantum dari Max Planck mencoba menerangkan

radiasi karakteristik yang dipancarkan oleh benda mampat.
Radiasi inilah yang menunjukan sifat partikel dari gelombang.
Radiasi yang dipancarkan setiap benda terjadi secara tidak
kontinyu (discontinue) dipancarkan dalam satuan kecil yang
disebutkuanta (energikuantum ).
1.RadiasiBendaHitam

Radiasipanasadalahradiasiyangdipancarkan oleh sebuah
benda sebagai akibat suhunya. Setiap benda memancarkan
radiasi panas, tetapi pada umumnya, Anda dapat melihat
sebuah benda, karena benda itu memantulkan cahaya yang
datang padanya, bukan karena benda itu memancarkan
radiasi panas.Benda baru terlihat karena meradiasikan panas
jika suhunya melebihi 1.000 K. Pada suhu ini benda mulai
berpijar merah seperti kumparan pemanas sebuah kompor
listrik.Pada suhu diatas 2.000 K benda berpijar kuning atau
keputih-putihan,sepertipijar putih darifilamen lampu pijar.
Begitu suhu benda terus ditingkatkan,intensitas relatif dari
spektrum cahaya yang dipancarkannya berubah. Hal ini
menyebabkan pergeseran warna-warna spektrum yangdiamati,
yangdapatdigunakan untuk m enentukan suhu suatu benda.

Secara umum bentuk terperinci dari spektrum radiasi
panas yang dipancarkan oleh suatu benda panas bergantung
padakomposisibendaitu.W alaupun demikian,hasileksperimen
menunjukkan bahwa ada satu kelas benda panas yang
memancarkan spektra panasdengan karakteruniversal.Benda
ini adalah benda hitam atau black body. Benda hitam
didefinisikan sebagai sebuah benda yang menyerap semua
radiasi yang datang padanya. Dengan kata lain, tidak ada
radiasiyang dipantulkan keluardaribenda hitam.Jadi,benda
hitam mempunyai harga absorptansi dan emisivitas yang
besarnya sama dengan satu.Sepertiyang telah Anda ketahui,
bahwa emisivitas(daya pancar)merupakan karakteristik suatu
materi, yang menunjukkan perbandingan daya yang
dipancarkan per satuan luas oleh suatu permukaan terhadap

6

daya yang dipancarkan benda hitam pada temperatur yang

sama. Sementara itu, absorptansi (daya serap) merupakan

perbandingan fluks pancaran atau fluks cahaya yang diserap

oleh suatu bendaterhadapfluksyangtibapadabendaitu.

Radiasibenda hitam adalah radiasielektromagnetik yang

dipancarkan oleh sebuah benda hitam.Radiasiinimenjangkau

seluruh daerah panjang gelombang. Distribusi energi pada

daerah panjanggelombanginimemilikicirikhusus,yaitu suatu

nilaimaksimum pada panjang gelombang tertentu.Letak nilai

maksimum tergantungpadatemperatur,yangakan bergeserke

arah panjang gelombang pendek seiring dengan meningkatnya

tem peratur.

Hukum Stefan-Boltzmann

Pada tahun 1879 seorang ahlifisika dariAustria,JosefStefan

melakukan eksperimen untuk mengetahuikarakter universal

dariradiasibenda hitam.Ia menemukan bahwa daya totalper

satuan luasyang dipancarkan pada semua frekuensioleh suatu

benda hitam panas (intensitas total)adalah sebanding dengan

pangkat empat dari suhu mutlaknya. Sehingga dapat

dirum uskan: I= e σ T4

dengan I menyatakan intensitasradiasipada permukaan benda
hitam pada semua frekuensi, T adalah suhu mutlak benda,dan
σadalahtetapanStefan-Boltzman,yangbernilai5,67×10-8 W m
-2K-4.Gambar berikut memperlihatkan spektrum cahaya yang
dipancarkan benda hitam sempurna pada beberapa suhu yang
berbeda.Grafik tersebutmemperlihatkan bahwa antara antara
panjang gelombang yang diradiasikan dengan suhu benda
m em ilikihubungan yangsangatrum it.

Untuk kasus benda panas yang bukan benda hitam, akan
memenuhihukum yangsama,hanyadiberitambahan koefisien
em isivitasyanglebih kecildaripada 1sehingga:

I total = e.σ.T 4

Intensitasmerupakan daya persatuan luas,maka persamaan
diatasdapatditulissebagai:

7

dengan:
P =dayaradiasi(W )
Q =energikalor(J)
A =luasperm ukaan benda(m 2)
e =koefisien em isivitas
T =suhu m utlak (K)
Beberapa tahun kemudian, berdasarkan teori gelombang
elektromagnetik cahaya, Ludwig Boltzmann (1844 – 1906)
secara teoritis menurunkan hukum yang diungkapkan oleh
Joseph Stefan (1853 – 1893)darigabungan termodinamika dan
persamaan-persamaan Maxwell. Oleh karena itu, persamaan
diatas dikenal juga sebagai Hukum Stefan-Boltzmann, yang
berbunyi:
“Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan
sebuah bendahitam dalam satuan waktu akanberbandinglurus
dengan pangkatempattemperaturtermodinamikanya”.
2.TeoriMaxPlanck

Kegagalan teori Rayleigh-Jeans mendorong seorang
fisikawan jerman Max Planck (1858-1947) untuk mencoba
melakukan pendekatan lain. Planck menyadari pentingnya
untuk memasukkan konsep energi maksimum dalam
perhitungan teoritis radiasi benda hitam. Menurut Planck,
energi yang diserap atau yang dipancarkan oleh getaran-
getaran yang timbuldidalam rongga benda hitam merupakan
paket-paket atau kuanta. Besarnya energi setiap paket
merupakan kelipatan bilangan asli dari hf dengan h adalah
tetapan Planck yang besarnya 6,63 x 10¬¬¬-34 Jsdan fadalah
frekuensipaket energi.Secara matematis,perumusan Planck
dapatdituliskan m enjadi
E=nhf
dengan n adalah kelipatan bilangan asli.
Planck membuataturan bahwaenergisetiapmodusgetartidak
boleh lebih darienergirata-ratayangdimilikiradiasi(kT).Akan
tetapi,karena energiyang mungkin dimilkioleh modus getar
nhf, berarti semakin tinggi frekuensi, semakin kecil
kem ungkinan untuk tidak m elebihikT.

Hubungan kuantum Planck menunjukkan bahwa
ekuipartisienergidan setiapjenisgetaran memilikienergitotal
yang berbeda-beda. Menurut Planck, teori klasik gagal
menjelaskan radiasi benda hitam pada panjang gelombang
pendek karena pada daerah itu kuanta energinya sangatbesar
sehingga hanya sedikit jenis getaran yang tereksitasi.
Berkurangnya jenis getaran yang tereksitasi mengakibatkan
getaran tertekan dan radiasiakan menurun menuju nolpada

8

frekuensi yang tinggi. Oleh karena itu rumus Planck dapat
terhindardaricatastropiultraviolet.
Persamaan yang menujukkan besarnya energipersatuan luas
yang dipancarkan oleh suatu benda hitam yang terdistribusi
diantaraberbagaipanjangnyatelah diturunkan olehMaxPlanck
pada 1900 dengan menggunakan teorikuantum,yaitu sebagai
berikut,
E=(2πc^2h)/λ^2[1/(e^(hc/λkT)-1)] 
Padapersamaan tersebut,cadalah kecepatan rambatcahaya,λ
adalah panjang gelombang cahaya dan T adalah suhu mutlak
permukaan benda hitam. Konstanta k dan h dihitung
berdasarkan dataeksperim en,yakniklPada persam aan tersebut,
cadalah kecepatan ram batcahaya, 
k =1,38x10-23JK-1¬(disebutkonstanta Boltzm ann) 
h =6,63x10-34Js(disebutkonstanta Planck)
maksT = 2,898 x 10-3¬¬ mK.lmaks)dan suhu mutlak (T)suatu
benda hitam telah diturunkan oleh W ien yang disebutsebagai
hukum pergeseran wien, yakni Hubungan antara panjang
gelom bangenergim aksim um .
MenurutPlanck,atom-atom pada dinding rongga benda hitam
memilikisifat sepertiosilator harmonik.Energiyang dimiliki
oleh osilator-osilatorharm onik tersebuthanya pada nilai-nilaif
tertentu.Nilai-nilaitersebutmerupakan kelipatan bilangan asli
darihf,yaknihf,2hf,3hf,dan seterusnya.Osilator harmonik
tersebut tidak boleh memiliki energi selain harga-harga
tersebut. Oleh Planck energi osilator itu dikatakan
terkuantisasi.

E.Efek fotolistrik
Efek fotolistrik merupakan peristiwa terlepasnya elektron

dari permukaan sebuah logam ketika dikenai atau menyerap
radiasi gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi di
atas ambang batas permukaan logam.Elektron yang terpancar
tersebutdinam akan fotoelektron atau elektron foton.
Susunan alatuntuk percobaan efek fotolistrik

Gam bar1.Skem apercobaan efek fotolistrik
Percobaan efek fotolistrik terdiridaridua buah lempengan logam
yaitu anoda dan katoda yang dimasukkan ke dalam tabung kaca,
galvanometer untuk mengukur arus listrik,dan potensiometer.
Jika elektron mengenai permukaan katoda, maka elektron
tersebut akan dipancarkan anoda sehingga timbul arus pada

9

rangkaian. Dengan percobaan efek fotolistrik, kita dapat
mengukur laju dan energikinetik elektron yang terpancar yang
bergantung pada intensitasdan frekuensigelombang cahaya yang
datang. Tidak semua radiasi cahaya dapat menimbulkan efek
fotolistrik.
Hukum pancaranfotolistrik
1.Untuk logam dan radiasitertentu,jumlah fotoelektron yang
dipancarkan sebandingdengan intensitascahayayangdigunakan.
2.Untuk logam tertentu,terdapat frekuensi minimum radiasi,
artinya dibawah frekuensiinifotoelektron tidak bisa terpancar,
karena energinya lebih kecil dibandingkan dengan energi ikat
elektron.
3. Di atas frekuensi ambang, energi kinetik yang dipancarkan
fotoelektron tidak bergantung pada intensitas cahaya, namun
bergantungpadafrekuensicahaya.
4.Perbedaan waktu dariradiasidan pemancaran foto elektron
sangatkecil,kurangdari109detik.
▬ DeskripsiMatematikauntukefekfotolistrik▬
Efek fotolistrik dijelaskan secara matematis oleh Albert Einstein
yangmengacu padahipotesisMaxPlanck.Jikaelektron mendapat
energifoton lebih besardarienergiambangnya,maka kelebihan
energiinidigunakan untuk menambah energikinetiknya.Energi
kinetik maksimum darielektron yang terpancar ditulis sebagai
berikut.

Keterangan:
Ekm aks =selisih energifoton dan energiam bangnya;
h=konstantaPlanckyangnilainya6,63x10-34 J.s;
f=frekuansi(Hz);dan
W 0 =fungsikerjayangmerupakanenergiambangatauenergiikat
atom ;
W 0 =hf0;dan
f0 =frekuensiambang.
▬ PotensialPenghenti▬
Percobaan efek foto listrik juga merumuskan hubungan antara
tegangan dan aruslistrik yangdihasilkan.Daripercobaan tersebut
diperoleh bahwa saat tegangan nol,arus tetap mengalir pada
rangkaian.Jika keping katoda diberitegangan minus dan anoda
diberitegangan positifmakaarusyangmengalirbertambah besar.
Jika tegangan anoda dan katoda dibalik, ternyata arus yang
mengalirakan semakin kecilsampaimendekatitegangan tertentu
yang tidak ada arus. Potensial ini disebut sebagai potensial
penghentiatau disim bolkan sebagaivs.
Grafik antara aruslistrik yang dihasilkan sebagaifungsitegangan
digam barkan sebagaiberikut:

10

Gam bar3.Grafik hubungan arusdan tegangan
Besarnya potensial penghenti ini tidak bergantung pada
intensitasnya, tetapi bergantung pada energi kinetik
m aksim um nya.Berikutinipersam aannya.

Jika muatan elektron adalah edan potensialpenghentinya adalah
V0,m aka

Dari persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa kecepatan
elektron tidak bergantungpadaintensitas,akan tetapibergantung
padategangan penghentinya.
Contoh soal
Padasuatu percobaan efek fotolistrik,diketahuifungsikerja
logam yangdigunakanadalah3eV.Cahayayangdigunakan
sebagaipenyinarlogam memilikipanjanggelombangλdan
frekuensif.Tentukan energicahayam inim alyangdibutuhkan
agarelektron bisaterpancar!
Pem bahasan
Diketahui:
c=3x108 m/s
h=6,6x10-34 Js
1eV =1,6x10-19 J
Ditanyakan:W 0 ?
Jawab:
W 0 =3eV =3x1,6x10-19 Joule=4,8x10-19 Joule
Jadi,energiminimum yangdibutuhkanuntukelektronberhenti
adalah4,8x10-19 J.

11

BABIII
PENUTUP

A.Kesim pulan
Darimateri-materiyang telah dibahas dalam makalah ini

dapatkita simpulkan bahwa pengukuran panjang sepertihalnya
pengukuran selang waktu juga dipengaruhioleh gerak relative.
Panjang L benda yang bergerak terhadap pengamat kelihatannya
lebih pendek dari panjang Lo bila diukur dalam keadaan diam
terhadap pengamat.Gejala inidikenalsebagipengerutan Lorentz.
Panjang Lo suatu benda dalam kerangka diamnya disebutsebagai
panjangproper.

MenurutEinstein,selang waktu yang diukuroleh pengamat
yang diam tidak sama dengan selang waktu yang diukur oleh
pengamatyangbergerakterhadapsuatu kejadian.Ternyatawaktu
yang diukur oleh sebuah jam yang bergerak terhadap kejadian
lebih besar dibandingkan terhadap jam yang diam terhadap
kejadian.Peristiwainidisebutdilatasiwaktu (tim edilation).
B.Saran

Kepada para pembaca kamiucapakan selamat belajar dan
manfaatkanlah makalah ini dengan sebaik-baiknya. Kami
menyadaribahwa makalah inimasih perlu ditingkatkan mutunya,
oleh karenaitu,kritik dan saran sangatkam iharapkan.

12

DAFTAR PUSTAKA
Kanginan,Marthendkk.2006.FisikaUntukSMA/MA KelasXII,Jakarta
:Erlangga
Sukaryadi,Siswanto.2009.FisikaUntukSMA/MA KelasXII,Jakarta:
Departem en Pendidikan Nasional
http://www.rum us-fisika.com /2015/06/efek-fotolistrik.htm l
http://naqiibatinnadliriyah.tum blr.com /post/79434108795/sufism e-dan
-fisika-kuantum

13