1. landasan fisika kuantum

Petunjuk Penggunaan media

Untuk menuju ke slide pertama

A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK

Tombol navigasi untuk menuju slide awal

Tombol navigasi untuk menuju slide materi fisika klasik

Tombol navigasi untuk menuju slide materi krisis fisika klasik

Tombol navigasi untuk mengakhiri persentasi

Tombol navigasi untuk menuju slide selanjutnya

Tombol navigasi untuk menuju slide sebelumnya


A. Fisika Klasik

• Fisika Klasik berakhir sampai akhir abad IX

• Fisika klasik mempunyai dua cabang utama, yaitu

mekanika klasik newtonian dan teori medan EM

maxwellian

• Mekanika klasik newtonian dicirikan oleh kehadiran

partikel sebagai sesuatu yang terkurung didalam

ruang. (terkurung berarti ada batas antara materi

dengan lingkungannya)


• Medan EM dicirikan oleh kuantitas medan dan

gelombang yang menyebar didalam ruang.

Medan tersebar di dalam ruang bagai kabut

dengan ketebalan yang berbeda dan menipis

sampai akhirnya benar-benar lenyap. Batas

antara ruang yang bermedan dan yang tidak

belum jelas/kabur

• Secara umum, ciri utama fisika klasik adalah

bersifat common sense dan deterministik


1. Mekanika Sistem partikel


Sifat deterministik


2. Medan Elektromagnetik


B. Krisis Fisika Klasik

Krisis Fisika Klasik yang dimaksud adalah kelemahan-

kelemahan fisika klasik dalam artian, fisika klasik tidak

mampu menjelaskan beberapa fenomena fisika.

Fenomena-fenomena tersebut diantaranya:

Radiasi Benda Hitam, Efek Photo Listrik, efek Compton,

Hipotesis de broglie dan difraksi elektron serta teori

atom bohr.


1. Radiasi Benda Hitam

• Radiasi termal adalah radiasi (sinaran GEM) yang

dipancarkan oleh suatu benda akibat temperaturnya

• Setiap benda dalam waktu yang bersamaan selalu

memancarkan dan menyerap radiasi termal ke dan

dari lingkungannya

• Radiasi termal terbentang dalam bentuk spektrum.

Artinyaterdiri atas sederetan gelombang dengan

frekuensi atau panjang gelombang.

• Spektrum tersebut dapat berupaspektrum kontinu

dan spektrum garis


• Spektrum yang dihasailkan oleh radiasi termal benda

padat dan cair adalah spektrum spektrum kontinu,

sedangkan benda gas adalah spektrum garis.

• Secara umum, spektrum radiasi termal bergantung

pada temperatur dan bahan penyusunnya. Tetapi

untuk benda hitam (black body) hanya bergantung

pada temperaturnya saja

• Benda hitam didefinisikan sebagai benda yang

menyerap seluruh radiasi yang mengenainya


Contoh benda hitam terbaik digambarkkan dengan

lubang kecil didinding yang berongga.

Pada gambar 1, radiasi yang masuk sulit untuk keluar,

dan semakin kecil lubang di dinding maka semakin

kecil kemungkinan radiasi untuk keluar

gambar 1


Beberapa eksperimen tentang Radiasi benda Hitam

• Radiansi adalah banyaknya energi yang dipancarkan

tiap satu satuan luas permukaan benda tiap satu

satuan waktu

• Jika energi persatuan waktu adalah daya, maka

radiansi adalah daya pancar persatuan luas.

• Spektral yang dimaksud adalah deskripsi radiansi yang

disumbangkan oleh masing-masing komponen

spektrum. Spektrum tersebut dicirikan olh panjang

gelombang atau frekuansi

a. Distribusi Radiansi Spektral (spectral radiancy

distribution)


Gambar 2 disamping, terlihat

bahwa distribusi spektral

radiansi benda hitam pada

temperatur T5>T4>T3>T2>T1.

dan beda antara temperatur

yang berdekatan adalah

sama

Gambar 2


• Berdasarkan gambar 2, spektrum Radiasi benda hitam

adalah spektrum kontinu dengan radiansi yang

beragam bagi masing-masing komponen spekktrum.

• Komponen spektrum yang berfrekuensi sangat rendah

memiliki radiansi sangat lemah. Dengan kenaikan

frekuansi, radiansinya berangsur-angsur naik sampai

batas tertentu kemudian turun.

• Setiap temperatur tertentu selalu terdapat komponen

spektrum yang radiansinya paling besar. Semakin

tinggi temperatur benda maka semakin tinggi pula

frekuensi komponen spektrum yang radiansinya paling

besar


b. Hukum Pergeseran Wien

Atau (1)

Bentuk lain dari rumus (1) diatas adalah

(2)


Luasan dibawah gambar 2 diatas dapat ditulis

c. Hukum Stefan-Boltzzmann

(3)

Yang menyatakan luasan tersebut menyatakan energi

termal yang dipancarkan tiap satuan luasan permukaan

benda hitam tiap satu satuan waktu pada temperatur T

tertentu. Oleh stefan-bolzmann energi termal tersebut

dirumuskan

(4)


Telaah Radiasi Benda HitamPendekatan telaahnya adalah radiasi didalam rongga,

bukan radiasi yang dipancarkan dari lubang di dinding

rongga.

(5)


(6)

V adalah volume rongga


(7)

Oleh Rayleigh-Jean, energi rata-rata tiap ragamnya

adalah: (8)

(9)

Sehingga jika persamaan (8) dan (6) disubstitusikan

ke (7) maka diperoleh:


Teori Rayleigh_jeans

Hasil eksperimen

Gambar 3

Persamaan (9) tersebut tidak cocok dengan hasil

eksperimen. Teori rayleigh jean tersebut cocok untuk

frekuansi kecil tetapi gagal pada frekuansi tinggi. Gagal

untuk frekuensi tinggi ini dikenal dengan istilah bencana

ultraungu (ultraviolet catastrophe)


Masalah diatas diselesaikan oleh Max Planck

dengan bentuk rumusan:

(10)

SEKIAN...

1. landasan fisika kuantum

Documents