Rabu, 31 Januari 2018

Teori Kuantum

Loading...

Teori kuantum adalah teori fisika modern yang menjelaskan segala sesuatu yang tidak dapat dijelaskan oleh teori fisika klasik.
Pengantar teori kuantum antara lain radiasi benda hitam dan dualisme gelombang-partikel.
 B. RADIASI BENDA HITAM
Setiap benda akan memancarkan energi berupa gelombang elektromagnetik (cahaya tampak) dalam bentuk radiasi kalor.
Benda hitam adalah benda yang menyerap sekaligus memancarkan radiasi kalor secara sempurna.
Radiasi dipancarkan oleh seluruh benda yang memiliki suhu, dan dipengaruhi oleh warna permukaan.
Warna permukaan mempengaruhi nilai emisivitas benda (e):
1) Nilai emisivitas benda berkisar 0 ≤ e ≤ 1.
2) Warna hitam memiliki nilai e = 1,
3) Warna putih memiliki nilai e = 0.
Intensitas radiasi (I) adalah daya radiasi yang dipancarkan benda tiap satuan luas permukaan benda, dapat dirumuskan:

Daya radiasi (P) adalah energi radiasi yang dipancarkan benda tiap satuan waktu, dapat dirumuskan:
Energi radiasi (W) adalah energi kalor berupa gelombang elektromagnetik spektrum cahaya tampak yang dipancarkan benda, dapat dirumuskan:
Hukum pergeseran Wien (Wien Displacement Law) menjelaskan tentang hubungan intensitas dengan frekuensi atau panjang gelombang.
Jika suhu makin tinggi, maka pada intensitas radiasi maksimum, panjang gelombang (λm) atau frekuensi gelombang (fm) akan bergeser.
dapat dirumuskan:
Grafik pergeseran Wien:
1) Panjang gelombang (geser ke kiri)
2) Frekuensi gelombang (geser ke kanan)
 
C. DUALISME GELOMBANG -PARTIKEL
Dualisme gelombang-partikel adalah teori yang menjelaskan bahwa cahaya/gelombang dapat bersifat sebagai partikel, dan partikel dapat bersifat sebagai cahaya/gelombang.
Dua pemikiran tentang gelombang-partikel:
1) Cahaya bersifat partikel
Dikemukakan oleh teori Max-Planck, efek fotolistrik dan efek Compton.
2) Partikel bersifat cahaya
Dikemukakan oleh hipotesis de Broglie.
Teori Max-Planck menjelaskan bahwa:
Cahaya merupakan pancaran paket energi/kuantum energi yang terkuantisasi/ diskret yang disebut foton.

Foton adalah bentuk cahaya sebagai partikel yang merambat lurus berkecepatan:
c = λ.f = 3,0 x 108m/s

Energi foton dipengaruhi oleh frekuensi gelombang, dapat dirumuskan:
Efek fotolistrik dikemukakan oleh Albert Einstein dan merupakan peristiwa tereksitasinya elektron dari logam akibat pancaran energi foton.
Energi ambang adalah energi foton minimum yang dibutuhkan untuk melepas satu partikel elektron tereksitasi dari logam, dapat dirumuskan:
Pada efek fotolistrik:
1) Jika E < Eo, maka tidak terjadi efek fotolistrik.
2) Jika E = Eo, terjadi efek fotolistrik sesaat, tidak ada energi kinetik yang terbentuk.
3) Jika E > Eo, terjadi efek fotolistrik, ada energi kinetik yang terbentuk.
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki elektron akibat bergerak.
Energi kinetik elektron dapat dirumuskan:
Potensial henti adalah nilai potensial listrik yang digunakan untuk membuat elektron yang sedang bergerak menjadi berhenti.
Efek Compton merupakan kebalikan efek fotolistrik, yaitu peristiwa penghamburan foton akibat menumbuk elektron.
Momentum foton adalah nilai momentum yang terjadi ketika foton menumbuk elektron, dapat dirumuskan:
Pergeseran Compton adalah perubahan panjang gelombang yang terjadi akibat tumbukan foton dengan elektron, dapat dirumuskan:
Hipotesis de Broglie menjelaskan bahwa:
Partikel yang bergerak dapat memiliki sifat- sifat gelombang/cahaya dan panjang gelombang.

Panjang gelombang partikel dapat dirumuskan:

Artikel Terkait

Show comments
Hide comments


EmoticonEmoticon