Sinari pelat logam dengan cahaya, dan elektron bisa terlempar keluar. Fenomena ini disebut efek fotolistrik. Yang menarik bukan bahwa elektron terlempar, melainkan aturan mainnya โ yang ternyata tidak bisa dijelaskan jika cahaya hanya dianggap gelombang biasa. Penjelasan Einstein tentang ini membuatnya meraih Nobel pada 1921.
๐ค Teka-teki yang membingungkan
Menurut teori gelombang lama, cahaya yang lebih terang (intensitas tinggi) seharusnya memberi lebih banyak energi, sehingga elektron terlempar lebih kencang. Tapi ternyata tidak. Cahaya merah seterang apa pun tak melepaskan satu elektron pun dari logam tertentu.
๐ก Jawaban Einstein: foton
Cahaya itu paket-paket energi kecil bernama foton. Energi tiap foton hanya bergantung pada frekuensi (warna), bukan kecerahan: E = hยทf. Satu elektron ditendang oleh satu foton โ seperti tabrakan satu lawan satu.
KEโโโ = hยทf โ W
Energi gerak elektron yang lepas = energi foton (hยทf) dikurangi 'ongkos keluar' dari logam (fungsi kerja W). Jika hยทf lebih kecil dari W, tidak ada elektron yang lepas โ sekuat apa pun cahayanya.
๐กBayangkan begini: bayangkan elektron adalah bola di dalam lubang, dan kamu harus membayar "tol" (fungsi kerja W) untuk mengeluarkannya. Tiap foton adalah satu koin. Kalau nilai satu koin terlalu kecil (frekuensi rendah), tidak peduli kamu punya jutaan koin (cahaya terang) โ tidak ada satu pun yang bisa membayar tol. Hanya koin bernilai cukup besar (frekuensi tinggi) yang bisa mengeluarkan bola, dan sisa kembaliannya jadi energi gerak elektron.
๐Di Dunia Nyata: Efek fotolistrik adalah dasar kerja panel surya, sensor kamera digital, sel fotolistrik pada pintu otomatis, dan alat pengukur cahaya. Tiap kali kamu memotret dengan HP, jutaan efek fotolistrik kecil sedang terjadi di sensornya.