Daya Emisi Foton
|
Yulita Inayatus Shiddiqah, Inechia Gevanda, Philin Yolanda
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: vivat.itsku@gmail.com |
Abstrak—Sebuah percobaan Daya Emisi Foton
telah selesai dilakukan. Percobaan ini bertujuan untuk menghitung daya
emisi foton dan mengetahui pengaruh jarak pada daya emisi foton yang dihasilkan
oleh laser. cara kerja dalam percobaan ini
adalah langkah pertama alat disusun sesuai dengan rangkaian praktikum, laser
He-Ne diaktifkan, letak layar diatur agar berkas laser tepat berada ditengah
layar, sensor fotodioda diletakkan disebelah berkas laser dalam posisi miring,
jarak layar dan laser diatur dengan menggunakan penggaris sehingga memiliki
jarak 6 cm, 7 cm, 8cm, 9cm, dan 10cm. Sensor fotodioda dihubungkan dengan kabel
buaya. Kemudian kabel buaya dirangkai dengan power supply, multimeter. Arus
listrik dan tegangan listrik diukur. Daya laser dihitung berdasarkan yang
tertangkap oleh sensor fotodioda dan dijelaskan hubungkan antara daya laser
dengan variasi jarak. Berdasarkan percobaan yang telah
dilakukan didapatkan hasil nilai daya emisi foton dari jarak 6cm, 7cm, 8cm,
9cm, 10cm berturut-turut adalah; 7,81E-06, 5,75E-06, 2,6E-06,
5,6E-07, 2,47E-07. Serta pengaruh
jarak pada daya emisi foton yang dihasilkan oleh laser yang tertangkap oleh
layar adalah membuktikan bahwa semakin besar jarak yang divariasikan maka akan
semakin kecil pula daya yang dihasilkan oleh laser.
I. PENDAHULUAN
Fotodioda
adalah semikonduktor photovoltaic atau semikonduktor, fotokonduktif yang
dioperasikan pada tegangan bias. Balik negatif u. Apabila sambungan p-n
disinari, maka suatu arus foto timbul sebanding dengan daya radiasi yang
terserap mengalir melalui diode kemudian terbias kembali.[5]
Semikonduktor yang digunakan dalam fotodioda adalah semikonduktor
sambungan p-n yang dapat menghasilkan arus listrik jika dikenai cahaya. Arus
listrik ini merupakan hasil aktifitas lepasnya pasangan elektron-hole. Dengan
penambahan pendadahan pada bahan semikonduktor maka dapat meningkatkan
sensitivitas daerah tanggap fotodioda pada range cahaya yang jatuh pada permukaannya.[3]
Laser adalah
piranti yang menimbulkan cahaya yang memiliki sifat yang luar biasa,
diantaranya; cahaya koheren, dengan semua cahaya sefase dengan yang lainnya.
Pola interferensi dapat diperoleh tidak hanya dengan meletakkan dua celah pada
berkas laser, tetapi juga dengan memakai dua berkas laser yang terpisah.
Cahayanya hampir ekawarna, berkas laser hampir tidak menyebar. Berkas semacam
ini dikirim dari bumi menuju ke cermin pada bulan ekpedisi apollo 11, tetap
merupakan berkas yang cukup tajam, sehingga terdeteksi ketika kembali ke bumi,
walaupun telah menempuh jarak total lebih dari tiga perempat kilometer.[1]
Helium-Neon
(He-Ne) adalah laser yang banyak digunakan untuk inferometri karena murah dan
mudah dioperasikan. Panjang gelombang output yang paling umum adalah 0,63μm dan
0,59 μm.[2]
Percobaan
Daya Emisi Foton ini dimaksudkan untuk menghitung daya emisi foton dan
mengetahui pengaruh jarak pada daya emisi foton yang dihasilkan oleh laser.[4]
II. METODE
Adapun alat dan bahan yang
diperlukan dalam percobaan Daya Emisi foton adalah sebagai berikut; Laser
He-Ne/Laser pointer, layar kertas karton warna hitam, sensor photodioda,
penggaris, amperemeter, voltmeter, dan power supply DC.
Adapun cara kerja dalam percobaan ini adalah langkah
pertama alat disusun sesuai dengan rangkaian praktikum, laser He-Ne diaktifkan,
letak layar diatur agar berkas laser tepat berada ditengah layar, sensor
fotodioda diletakkan disebelah berkas laser dalam posisi miring, jarak layar
dan laser diatur dengan menggunakan penggaris sehingga memiliki jarak 6 cm, 7
cm, 8cm, 9cm, dan 10cm. Sensor fotodioda dihubungkan dengan kabel buaya.
Kemudian kabel buaya dirangkai dengan power supply, multimeter. Arus listrik dan
tegangan listrik diukur. Daya laser dihitung berdasarkan yang tertangkap oleh
sensor fotodioda dan dijelaskan hubungkan antara daya laser dengan variasi
jarak.
Gambar 2. 1. Gambar rangkaian percobaan daya Emisi
foton.
Daya laser dapat dihitung menggunakan persamaan :
.........................................(2.1)
Adapun flow chart
nya sebagai berikut :
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data percobaan diperoleh dengan cara semua alat
dirangkai kemudian laser dan layar diatur pada variasi jarak yang pertama.
Yaitu 6 cm. Arus dan tegangan yang dihasilkan sebelum dan sesudah laser dinyalakan diukur. Langkah
ini juga dilakukan pada variasi jarak yang lain sehingga dihasilkan data
seperti tabel dibawah ini :
Tabel 1. Hasil percobaan daya emisi foton dengan
jarak 6 cm
No.
|
Jarak (cm)
|
Vawal
|
Vakhir
|
Iawal
|
Iakhir
|
1.
|
6
|
0,1233
|
0,1577
|
0,00371
|
0,0041
|
2.
|
0,1237
|
0,151
|
0,00368
|
0,00405
|
|
3.
|
0,1232
|
0,15
|
0,0037
|
0,004
|
|
4.
|
0,1233
|
0,1522
|
0,00379
|
0,0039
|
|
5.
|
0,1232
|
0,152
|
0,00375
|
0,0039
|
Tabel 2. Hasil percobaan daya emisi foton dengan
jarak 7 cm
No.
|
Jarak (cm)
|
Vawal
|
Vakhir
|
Iawal
|
Iakhir
|
1.
|
7
|
0,1214
|
0,148
|
0,00371
|
0,0039
|
2.
|
0,1244
|
0,145
|
0,00373
|
0,00397
|
|
3.
|
0,1244
|
0,1475
|
0,0037
|
0,00392
|
|
4.
|
0,1243
|
0,1485
|
0,0037
|
0,004
|
|
5.
|
0,1242
|
0,1455
|
0,0037
|
0,004
|
Tabel 3. Hasil percobaan daya emisi foton dengan
jarak 8 cm
No.
|
Jarak (cm)
|
Vawal
|
Vakhir
|
Iawal
|
Iakhir
|
1.
|
8
|
0,124
|
0,138
|
0,00373
|
0,00389
|
2.
|
0,124
|
0,1363
|
0,0037
|
0,0038
|
|
3.
|
0,123
|
0,137
|
0,00375
|
0,00394
|
|
4.
|
0,12
|
0,1393
|
0,00371
|
0,0039
|
|
5.
|
0,122
|
0,1381
|
0,00373
|
0,00393
|
Tabel 4. Hasil percobaan daya emisi foton dengan
jarak 9 cm
No.
|
Jarak (cm)
|
Vawal
|
Vakhir
|
Iawal
|
Iakhir
|
1.
|
9
|
0,1245
|
0,128
|
0,00364
|
0,0038
|
2.
|
0,1242
|
0,1295
|
0,00361
|
0,00375
|
|
3.
|
0,1241
|
0,1284
|
0,00357
|
0,00372
|
|
4.
|
0,1241
|
0,1296
|
0,00369
|
0,0038
|
|
5.
|
0,1239
|
0,1289
|
0,00365
|
0,0037
|
Tabel 5. Hasil percobaan daya emisi foton dengan
jarak 10 cm
No.
|
Jarak (cm)
|
Vawal
|
Vakhir
|
Iawal
|
Iakhir
|
1.
|
10
|
0,1237
|
0,127
|
0,00364
|
0,0036
|
2.
|
0,1237
|
0,1269
|
0,00364
|
0,0037
|
|
3.
|
0,1236
|
0,1276
|
0,00364
|
0,00376
|
|
4.
|
0,1235
|
0,127
|
0,00364
|
0,00377
|
|
5.
|
0,1235
|
0,1265
|
0,00363
|
0,00371
|
Kemudian dari data diatas dapat
dihitung daya yang dihasilkan oleh laser menggunakan persamaan (2.1). maka
didapatkan hasil sebagai berikut :
Tabel 6. Hasil perhitungan daya yang dihasilkan
laser pada jarak 6cm
No.
|
Jarak (cm)
|
P (watt)
|
Prata-rata (watt)
|
1.
|
6
|
1,34E-05
|
7,81E-06
|
2.
|
1,01E-05
|
||
3.
|
8,04E-06
|
||
4.
|
3,18E-06
|
||
5.
|
4,32E-06
|
Tabel 7. Hasil perhitungan daya yang dihasilkan
laser pada jarak 7cm
No.
|
Jarak (cm)
|
P (watt)
|
Prata-rata (watt)
|
1.
|
7
|
5,05E-06
|
5,75E-06
|
2.
|
4,94E-06
|
||
3.
|
5,08E-06
|
||
4.
|
7,26E-06
|
||
5.
|
6,39E-06
|
Tabel 8. Hasil perhitungan daya yang dihasilkan
laser pada jarak 8cm
No.
|
Jarak (cm)
|
P (watt)
|
Prata-rata (watt)
|
1.
|
8
|
2,24E-06
|
2,6E-06
|
2.
|
1,23E-06
|
||
3.
|
2,66E-06
|
||
4.
|
3,67E-06
|
||
5.
|
3,22E-06
|
Tabel 9. Hasil perhitungan daya yang dihasilkan
laser pada jarak 9cm
No.
|
Jarak (cm)
|
P (watt)
|
Prata-rata (watt)
|
1.
|
9
|
5,6E-07
|
5,6E-07
|
2.
|
7,42E-07
|
||
3.
|
6,45E-07
|
||
4.
|
6,05E-07
|
||
5.
|
2,5E-07
|
Tabel 10. Hasil perhitungan daya yang dihasilkan
laser pada jarak
10cm
No.
|
Jarak (cm)
|
P (watt)
|
Prata-rata (watt)
|
1.
|
10
|
-1,3E-07
|
2,47E-07
|
2.
|
1,92E-07
|
||
3.
|
4,8E-07
|
||
4.
|
4,55E-07
|
||
5.
|
2,4E-07
|
Data diatas memperlihatkan bahwa nilai jarak berbanding terbalik dnegan
daya yang dihasilkan. Ini disebabkan karena semakin besar nilai jarak yang
divariasikan maka semakin kecil pula intensitas cahaya yang diterima oleh
layar. Pengaruh penggunaan laser dalam percobaan adalah laser memancarkan foton
pada layar sehingga mengubah nilai tegangan dan arus. Dalam percobaan ini kita
menggunakan laser He-Ne atau laser pointer dikarenakan laser ini memiliki satu
titik. Sehingga ketika difokuskan pada layar dia akan mengenai tepat ditengan
layar. Menyebabkan nilai tegangan dan arus berubah antara sebelum da sesudah
dinyalakannya laser. Dari data diatas
dapat dibuat grafik seperti dibawah ini
Gambar 3.1 grafik hubungan antara Jarak dengan
Daya.
Grafik diatas menggambarkan apa yang telah tersaji didalam tabel perhitungan.
Yakni semakin besar nilai jarak semakin kecil daya yang dihasilkan. Ini
bersusuaian dengan teori yang menyatakan bahwa daya sama dengan gaya dibagi
dengan luas permukaan bidang yang dikenai gaya tersebut. Gaya yang berlaku
disini adalah gaya listrik. Percobaan ini sekaligus membuktikan bahwa teori
yang disebutkan tadi adalah benar. Faktor- Faktor yang mempengaruhi dari
percobaan ini adalah faktor jarak, banyak sedikitnya cahaya yang dipancarkan
(intensitas) serta tegangan dc dari power supply.
III. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan Daya Emisi Foton yang
telah dilakukan didapatkan kesimpulan bahwa nilai daya emisi foton dari jarak
6cm, 7cm, 8cm, 9cm, 10cm berturut-turut adalah; 7,81E-06, 5,75E-06, 2,6E-06, 5,6E-07,
2,47E-07. Serta pengaruh jarak pada daya emisi foton yang
dihasilkan oleh laser yang tertangkap oleh layar adalah membuktikan bahwa
semakin besar jarak yang divariasikan maka akan semakin kecil pula daya yang
dihasilkan oleh laser.
UCAPAN TERIMA KASIH
penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten Inechia Gevanda, Philin
Yolanda. rekan-rekan
praktikan dan semua pihak terkait praktikum Daya Emisi Foton dalam melakukan
percobaan dan penyelesaian laporan ini
DAFTAR
PUSTAAKA
[1] Beiser,Liong. 1992. “Konsep Fisika Modern Edisi Keempat’.
Jakarta; Erlangga.
[2] Hariharan.1900.”Optical Interferometry”. Australia;
School of Physics.
[3] Krane,Kenneth.S.1992.”Fisika
Modern”.Jakarta; UI Press.
[4] Asisten Fisika Madya. 2013. “Modul Praktikum Fisika Modern”.Surabaya; ITS
Surabaya.
[5] Tinjauan Pustaka IPB. 2011. 13-11-2013. “Sifat Fotodioda”. Repository;
ipb.ac.id.
0 komentar:
Posting Komentar