dualisme partikel gelombang 2

17
DUALISME DUALISME PARTIKEL-GELOMBANG PARTIKEL-GELOMBANG Bagian 2 Bagian 2 Sidikrubadi Pramudito Sidikrubadi Pramudito

Upload: ariefsulaeman

Post on 28-Dec-2015

334 views

Category:

Documents


38 download

TRANSCRIPT

Page 1: Dualisme Partikel Gelombang 2

DUALISME DUALISME PARTIKEL-GELOMBANGPARTIKEL-GELOMBANG

Bagian 2Bagian 2

Sidikrubadi PramuditoSidikrubadi Pramudito

Page 2: Dualisme Partikel Gelombang 2

PENDAHULUANPENDAHULUAN 1905: Penemuan sifat partikel pada radiasi 1905: Penemuan sifat partikel pada radiasi

elektromagnetik melalui data eksperimental elektromagnetik melalui data eksperimental yang tadinya merupakan misteri yaitu yang tadinya merupakan misteri yaitu spektrum radiasi benda hitam dan efek spektrum radiasi benda hitam dan efek fotolistrikfotolistrik

1923: Sifat partikel dari radiasi e.m. 1923: Sifat partikel dari radiasi e.m. dikukuhkan dengan ditemukannya efek dikukuhkan dengan ditemukannya efek ComptonCompton

1924: de Broglie mengajukan hipotesis 1924: de Broglie mengajukan hipotesis bahwa materi bisa bersifat gelombang tanpa bahwa materi bisa bersifat gelombang tanpa adanya bukti-bukti eksperimentaladanya bukti-bukti eksperimental

1927: percobaan difraksi elektron 1927: percobaan difraksi elektron membuktikan kebenaran hipotesis de Broglie membuktikan kebenaran hipotesis de Broglie

Page 3: Dualisme Partikel Gelombang 2

TUJUAN INSTRUKSIONALTUJUAN INSTRUKSIONAL

Setelah pertemuan ini mahasiswa Setelah pertemuan ini mahasiswa diharapkan dapat membedakan sifat diharapkan dapat membedakan sifat partikel dan sifat gelombang dari partikel dan sifat gelombang dari materi dan dapat menggunakannya materi dan dapat menggunakannya untuk mendapatkan prinsip untuk mendapatkan prinsip ketidakpastianketidakpastian

Page 4: Dualisme Partikel Gelombang 2

MATERIMATERI

Gelombang de BroglieGelombang de Broglie Gelombang Apa?Gelombang Apa? Persamaan GelombangPersamaan Gelombang Difraksi PartikelDifraksi Partikel Partikel dalam KotakPartikel dalam Kotak Prinsip KetidaktentuanPrinsip Ketidaktentuan Penerapan Prinsip Ketidaktentuan Penerapan Prinsip Ketidaktentuan

Page 5: Dualisme Partikel Gelombang 2

GELOMBANG DE BROGLIEGELOMBANG DE BROGLIE

Foton berfrekuensi Foton berfrekuensi mempunyai mempunyai momentum:momentum:

Panjang gelombang foton:Panjang gelombang foton:

De Broglie mengusulkan agar De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang gelombang persamaan panjang gelombang tersebut berlaku umum, baik bagi tersebut berlaku umum, baik bagi foton maupun bagi materi. Panjang foton maupun bagi materi. Panjang gelombang de Broglie:gelombang de Broglie:

mm adalah massa relativistik adalah massa relativistik

h

c

hp

p

h

mv

h

Page 6: Dualisme Partikel Gelombang 2

GELOMBANG DE BROGLIEGELOMBANG DE BROGLIE

Contoh Soal: hitung panjang gelombang de Broglie dari (a) Contoh Soal: hitung panjang gelombang de Broglie dari (a) kelereng bermassa 10 gram yang bergerak dengan kelereng bermassa 10 gram yang bergerak dengan kelajuan 10 m/s (b) elektron yang bergerak dengan kelajuan 10 m/s (b) elektron yang bergerak dengan kelajuan 10kelajuan 1077 m/s. Berikan ulasan dari hasil perhitungan m/s. Berikan ulasan dari hasil perhitungan tersebuttersebut

Jawab: Jawab: kk = 6.63 x 10 = 6.63 x 10-35-35 m m

panjang gelombang ini jauh lebih kecil dibandingkan panjang gelombang ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan dimensi bendanya sehingga aspek gelombangnya dengan dimensi bendanya sehingga aspek gelombangnya tidak muncultidak muncul

ee = 7.3 x 10 = 7.3 x 10-11-11 m mpanjang gelombang ini jauh lebih besar dari ukuran panjang gelombang ini jauh lebih besar dari ukuran elektron dan sebanding dengan ukuran atom, maka efek elektron dan sebanding dengan ukuran atom, maka efek gelombangnya mungkin akan muncul bila berinteraksi gelombangnya mungkin akan muncul bila berinteraksi dengan atomdengan atom

Page 7: Dualisme Partikel Gelombang 2

GELOMBANG APA?GELOMBANG APA?

20 Eh

cN

Perhatikan kasus radiasi e.m

Medan Listrik

Medan Magnet Arah jalar

gelombang

Sebagai gelombang

Sebagai partikel

Ditempat yang intensitas medan listriknya besar peluang untuk mendapatkan foton juga besar

Page 8: Dualisme Partikel Gelombang 2

GELOMBANG APA?GELOMBANG APA?

20 Eh

cN

Hubungan ini memberikan inspirasi mengenai arti gelombang de Broglie

Kuantitas variabel yang memberi karakterisasi gelombang de Broglie disebut fungsi gelombang yang diberi lambang

Harga fungsi gelombang yang berkaitan dengan sebuah benda yang bergerak pada suatu titik (x, y, z) tertentu pada saat t berpautan dengan peluang untuk mendapatkan benda tersebut di titik (x, y, z) pada saat t.

Peluang untuk secara eksperimental mendapatkan benda yang diperikan dengan fungsi gelombang pada titik (x, y, z) pada saat t berbanding lurus dengan harga ||2 di titik (x, y, z) pada saat t.

Page 9: Dualisme Partikel Gelombang 2

PERSAMAAN GELOMBANGPERSAMAAN GELOMBANG

Gelombang sinusoidal: y = A sin(kx – kwt)

y

x-wt

Kecepatan gelombang: v

c

mv

h

h

mcfw

22

Persamaan gelombang sinusoidal murni tidak dapat memerikan sifat partikel

v

m

Page 10: Dualisme Partikel Gelombang 2

PERSAMAAN GELOMBANGPERSAMAAN GELOMBANG

ku

Tinjau kasus perlayangan gelombang yang dihasilkan dari superposisi dua gelombang yang hampir sama frekuensinya

w

u

k

w

Kecepatan fasa

Kecepatan grup

+

Page 11: Dualisme Partikel Gelombang 2

PERSAMAAN GELOMBANGPERSAMAAN GELOMBANG

vdk

du

v

c

kw

2

vm

v

Gelombang partikel merupakan superposisi dari berbagai panjang gelombang dari yang kecil sekali sampai yang besar sekali sehingga membentuk grup gelombang terbatas

Yang mempunyai arti fisis adalah kecepatan grup u yaitu yang bersesuaian dengan kecepatan benda yang bergerak

Page 12: Dualisme Partikel Gelombang 2

DIFRAKSI ELEKTRONDIFRAKSI ELEKTRON

1927: Davisson & Germer mempelajari elektron 1927: Davisson & Germer mempelajari elektron yang terhambur oleh kristal nikel oksidayang terhambur oleh kristal nikel oksida

Senapan elektron

Target kristal nikel oksida

Detektor elektron 50o

Hasil: Terjadi difraksi

Page 13: Dualisme Partikel Gelombang 2

FUNGSI GELOMBANG DAN FUNGSI GELOMBANG DAN KETIDAKPASTIANKETIDAKPASTIAN

x besar; p kecil

Sifat gelombang menonjol

x kecil; p besar

Sifat gelombang menonjol

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg : p ∙x /2

Page 14: Dualisme Partikel Gelombang 2

PARTIKEL DALAM KOTAKPARTIKEL DALAM KOTAK

L

L

= 2L

= L

= 2L/3

2

22

8mL

hnEn

Page 15: Dualisme Partikel Gelombang 2

BAGAIMANA SIFAT MATERI ITUBAGAIMANA SIFAT MATERI ITU

MATERI

BERSIFAT GELOMBAN

G

BERSIFAT PARTIKEL

Ketidakpastian posisi besar

Ketidakpastian momentumi besar

Sifat-sifat materi diperikan oleh fungsi gelombang

Page 16: Dualisme Partikel Gelombang 2

SIFAT MATERI atau RADIASI EMSIFAT MATERI atau RADIASI EM

MATERI

Atau

RADIASI EM

BERSIFAT GELOMBAN

G

BERSIFAT PARTIKEL

Ketidakpastian posisi besar

Ketidakpastian momentumi besar

Sifat-sifat materi diperikan oleh fungsi gelombang

Page 17: Dualisme Partikel Gelombang 2

PENUTUPPENUTUP

Dualisme partikel-gelombang terjadi pada Dualisme partikel-gelombang terjadi pada radiasi EM maupun materiradiasi EM maupun materi

Dari dualisme ini dapat dikembangkan Dari dualisme ini dapat dikembangkan teori kuantumteori kuantum

Bahan kuliah selanjutnya adalah teori Bahan kuliah selanjutnya adalah teori kuantum:kuantum: Teori kuantum lama yang dikembangkan oleh Teori kuantum lama yang dikembangkan oleh

BohrBohr Teori kuantum baru yang dikembangkan oleh Teori kuantum baru yang dikembangkan oleh

Heisenberg, Schroedinger, Dirac dll.Heisenberg, Schroedinger, Dirac dll.