kelompok 8 fisika kuantum

7/25/2019 Kelompok 8 Fisika Kuantum

1/15

FENOMENA KUANTUM

(Radiasi Benda Hitam,Efek Fotolistrik,Efek Compton)

Oleh:

Kelompok 8

Heline Putri (!!!"!#")

$ndah %uprapt& (!!!"!#"')

ia %ihmita %ari (!!!"!#*)

+a&sana ritonan- (!!!"!#')

FK./% +/E+/$K 01 $+. PE12E/H.1 +

.1$3ER%$/% 1E2ER$ +E01

"#!4

1


2/15

Kata Pengantar

Pu5i s&ukur kami pan5atkan kehadirat /uhan 6an- maha Esa, atas 7erkat rahmat dan

hida&ahn&a kami dapat men&elesaikan tu-as makalah ini &an- 7er5udul Fenomena

Kuantum9

.;apan terimakasih 5u-a kami u;apkan kepada dosen pem7im7in- &an- telah

mem7eri kami tu-as makalah 7a-i kelompok ini+akalah ini 7ertu5uan untuk menin-katkan

pen-etahuan kita men-enai fenomena kuantum

%emo-a makalah ini dapat mem7erikan manfaat dan moti


3/15

Daftar Isi

BB $

PE10H..1

!! atar Belakan- +asalah

!" Perumusan +asalah

! /u5uan

BB $$*

$%$*

"! Radiasi Benda Hitam*

"" Efek Fotolistrik>" Efek Compton!!

" +anfaat Fenomena Kuantum!"

"! +anfaat Radiasi Benda Hitam!"

"" +anfaat Efek Fotolistrik!"

" +anfaat Efek Compton!"

BB $$$!

PE1./.P!

0aftar Pustaka!

3


4/15

BAB I

PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang Masalah

0alam fisika modern radiasi 7enda hitam, efek fotolistrik, dan ham7uran Compton

merupakan salah satu pokok 7ahasan &an- mempun&ai kedudukan istime=a karena se5arah

ter5adin&a peristi=a ini telah men-antarkan fisika pada tahapan 7aru &an- melahirkan fisika

kuantum +akalah ini kami 7uat untuk memenuhi tu-as kami kepada dosen fisika kuantum

0an karena 7e-itu pentin-n&a materi ini maka den-an ini kami mem7uat makalah Fisika

Kuantum den-an 5udul 2e5ala kuantum

1.2. Per!san Masalah

pa itu radiasi 7enda hitam dan penerapann&a dalam kehidupan sehari?hari @

pa itu efek fotolistrik dan penerapann&a dalam kehidupan sehari?hari@

pa itu efek ;ompton dan penerapann&a dalam kehidupan sehari?hari @

%iapa sa5a tokoh?tokoh &an- 7erpen-aruh dalam penemuan fenomena kuantum

1." T#an

+en-etahui apa &an- dimaksud den-an radiasi 7enda hitam dan penerapann&a dalam

kehidupan sehari?hari

+en-etahui apa &an- dimaksud den-an efek fotolistrik dan penerapann&a dalam

kehidupan sehari?hari +en-etahui apa &an- dimaksud den-an efek ;ompton dan penerapann&a dalam

kehidupan sehari?hari

+en-etahui tokoh?tokoh &an- terli7at dalam penemuan fenomena kuantum

4


5/15

BAB II

I$I

2.1 %a&iasi Ben&a Hita!

Benda hitam didefinisikan se7a-ai 7enda &an- men&erap semua radiasi

elektroma-netik &an- men-enain&a atau pen-?emisi semua radiasi elektroma-netik &an-

dimilikin&a, sehin--a 7enda terse7ut men5adi hitam %etiap 7enda selalu meman;arkan

-elom7an- elektroma-netik aki7at -etaran inti?inti atom pen&usunn&a Pada suhu kamar,

-elom7an- elektroma-netik &an- dipan;arkan 7enda tidak terlihat, karena intensitasn&a

rendah dan ma&oritasn&a 7erada di infra?merah Aika suhu dinaikkan, pan5an- -elom7an-

&an- palin- 7an&ak dipan;arkan akan 7er-eser ke arah pan5an- -elom7an- &an- le7ih ke;il,

men-ikuti rumus per-eseran ien :

m T='m T

'

(!)

Hasil peker5aan +a=ell dan HertD telah menun5ukkan kesimpulan 7ah=a ;aha&a,

radiasi panas, dan -elom7an- radio seluruhn&a adalah -elom7an- elektroma-netik &an-

7er7eda han&a frekuensi dan pan5an- -elom7an-n&a 1amun 7erikutn&a para ilmu=an

menemukan 7ah=a distri7usi spe;tral radiasi dari ron--a panas tidak dapat di5elaskan

den-an men--unakan teori -elom7an- klasik

5

Gambar


6/15

Ka5ian tentan- radiasi 7enda hitam 7ertu5uan untuk men5elaskan fenomena &an-

terkait den-an intensitasi radiasi(da&a emisi) suatu 7enda pada temperatur tertentu Pada

tahun !'>", / ed5ood mendapati 7ah=a sifat uni 2usta< R Kir;hoff mem7uktikan se7uah teorema &an- didasarkan pada

sifat termodinamika 7endaBah=a pada 7enda dalam kesetim7an-an termal, da&a emisi

(pan;ar) dan da&a a7sor7si (serap) sama 7esar $de kir;hoff din&atakan dalam se7uah

persamaan :

e f=J( f ,T )A f (")

Ket: e f da&a emisi per frekuensi ;aha&a tiap satuan luas

f = frekuensi ;aha&a

/ suhu mutlak 7enda

A f da&a a7sor7si

Pada persamaan " 7erlakuA f=1 sehin--a e f=J(f , T) (da&a emisi per

frekuensi per satuan luas han&a 7er-antun- pada f dan / sa5a)

Pada tahun !8'>, A %tefan menemukan (se;ara eksperimental) 7ah=a da&a total tiap

satuan luas &an- dipan;arkan oleh 7enda padat pada semua frekuensi 7er-antun- pada

pan-kat empat dari suhu T4

, atau

e total=0

e f(f , T)d f=a T4

..........')

0en-an

0


7/15

2am7ar" : Kur


8/15

P ( )=P0e(0 )

kB

T(4)

0en-an # adalah ener-i dasar (terendah) osilator, ener-i osilator,

P0=P(0)

merupakan peluan- osilator memiliki ener-i se7esar # , kBkontanta BoltDmann dan /

suhu mutlak sistem (dalam hal ini ron--a)

.ntuk men-atasi masalah &an- tim7ul pada hukum Ra&lei-h?Aeans, +a Plan;k

mempostulatkan 7ah=a ener-i osilator adalah se7andin- den-an frekuensi -elom7an-,

n=nf (n 7ilan-an 7ulat positif dan h konstanta Plan;k)

0en-an men--unakan ar-ument termodinamika umum, Plan;k telah mem7uktikan 7ah=a

u(f,/), ener-i radiasi 7enda hitam persatuan


9/15

2.2 Efek F*t*listrik

Hasil eksperimen menun5ukkan, 7ah=a suatu 5enis lo-am tertentu 7ila disinari (dikenai

radiasi) den-an frekuensi &an- le7ih 7esar dari har-a tertentu akan melepaskan elektron,

=alaupun intensitas radiasin&a san-at ke;il %e7alikn&a, 7erapapun 7esar intensitas radiasi

&an- dikenakan pada suatu 5enis lo-am 5ika frekuensin&a le7ih ke;il dari har-a tertentu maka

tidak akan dapat melepaskan elektron dari lo-am terse7ut Efek fotolistrik adalah suatu

proses dimana elektron akan keluar dari permukaan lo-am ketika ;aha&a den-an frekuensi

&an- ;ukup tin--i datan- pada permukaan lo-am terse7ut Fenomena efek fotolistrik pertama

kali ditemukan oleh Heinri;h HertD, &aitu 7ah=a permukaan lo-am &an- 7ersih ketika

disinari oleh ;aha&a ultra#" :

! Ener-i kinetik rata?rata elektron foto tidak 7er-antun- pada intensitas ;aha&a &an-

di-unakanK=e o , den-an 3o adalah potensial henti +emper7esar intensitas

han&a men&e7a7kan makin 7an&akn&a elektron foto &an- dihasilkan atau arus &an-

terukur oleh amperemeter makin 7esar, namun ener-i kinetik elktronfoto tetap sama

" Ener-i kinetik elektron foto akan makin 7esar 7ila frekuensi ;aha&a &an- di-unakan

untuk men&inari permukaan lo-am 7ertam7ah 7esar

/iap 5enis lo-am memiliki ;ut off frekuensi (frekuensi am7an-) &an- 7er7eda 7eda,

7ila ;aha&a &an- datan- pada permukaan o-am frekuensin&a le7ih ke;il dari frekuensi

am7an-n&a maka tidak akan ter5adi efek fotolistrik meskipun intensits ;aha&an&a

;ukup 7esar

9


10/15

2am7ar : Hasil penelitian &an- dilakukan oleh Philip enard

10


11/15

2am7ar * : %usunan lat Eksperimen Efek Fotolistrik

1amun, fakta?fakta eksperimen terse7ut tidak 7isa di5elaskan men--unakan fisika

klasik (teori -elom7an- elektroma-netik), &aitu pen5elasan teoritis tidak sesuai den-an fakta

eksperimen, hal itu 7erarti ada keter7atasan kemampuan teori fisika klasik ketika diterapkan

pada fenomena efek fotolistrik

%elan5utn&a pada tahun !>#* Einstein men-emukakan teorin&a untuk men5elaskan

fenomena efek fotolistrik, dia 7erasumsi 7ah=a pada peristi=a efek fotolistrik ;aha&a &an-

datan- pada permukaan lo-am tidak 7er7entuk -elom7an- elektroma-netik, tetapi 7er7entuk

partikel partikel &an- dise7ut foton /iap foton 7er


12/15

Berdasarkan hukum kekekalan ener-i maka :

f=W+Kma% (dimana adalah fun-si ker5a dari lo-am), hfo,

sehin--a Kma h(f?fo)

2am7ar 4 : foton -elom7an- elektroma-netik

6an- men&atakan 7ah=a ener-i kinetik elektron foto han&a 7er-antun- pada

frekuensi ;aha&a &an- di-unakan, dan sama sekali tidak 7er-antun- pada intensitas ;aha&a

(sesuai den-an fakta eksperimen)

2." Efek +*!,t*n

Efek Compton adalah -e5ala &an- tim7ul 5ika radiasi (sinar ) 7erinteraksi den-an

partikel (elektron) Efek Compton pertama kali ditemukan oleh rthur Hol& Compton pada

tahun !>" &an- men&atakan 7ah=a sinar? diham7urkan oleh elektron 7e7as dimana

pan5an- -elom7an- sinar ham7uran le7ih pan5an- dari sinar se7elum 7erinteraksi den-an

elektron 7e7as terse7ut

12


13/15

2am7ar ': Ham7uran Compton

Aika dan I adalah pan5an- -elom7an- sinar?J se7elum dan sesudah ham7uran, dan m e

adalah massa diam elektron, maka diperoleh hu7un-an :

(

1cos

'=

mec

Hal ini dapat di7uktikan den-an hukum kekekalan momentum dan kekekalan ener-i

me c #,##" nm, dise7ut pan5an- -elom7an- ;ompton

Ke7erhasilan teori foton dalam men5elaskan interaksi antara ;aha&a dan elektron,

se;ara ta5am kontras den-an ke7erhasilan teori -elom7an- klasik dalam men5elaskan

polarisasi, refleksi dan polarisasi dari ;aha&a Hal terse7ut tentu menim7ulkan pertan&aan

apakah ;aha&a itu -elom7an- atau partikel @ namun sekaran- telah diterima 7ah=a ;aha&a

dan partikel 7ersifat dualisme

2.- Manfaat Fen*!ena Kant!

2.-.1. Manfaat %a&iasi Ben&a Hita!

! +en-ukur suhu matahari

" Pen--unaan =arna pakaian

Prinsip ker5a termos

Prinsip ker5a panel sur&a

2.-.2. Manfaat Efek F*t*listrik

0alam dunia hi7uran, suara du77in- direkam dalam 7entuk sin&al optik di sepan5an-

pin--iran kepin- film Pada saat film diputar, sin&al ini di7a;a kem7ali melalui proses efek

fotolistrik dan sin&al listrik diperkuat den-an men--unakan amplifier ta7un- sehin--a

men-hasilkan film 7ersuara

Efek fotolistrik 5u-a di-unakan dalam produk?produk &an- dilen-kapi den-an kamera

CC0(charge coupled device) +isaln&a kamera pada ponsel, kamera den-an resolusi hin--a

!" me-apiksel, atau pemindai kode 7atan-(7ar;ode) &an- dipakai diseluruh supermarket 5u-a

memanfaatkan efek fotolistrik

2.-." Manfaat Efek +*!,t*n

Efek ompton diterapkan pada 1uklir Compton /eles;ope 6an- mana ini merupakan

eksperimen 7alloon?7ome untuk mendeteksi sinar -amma dari sum7er astrofisika seperti

13


14/15

superno


15/15

Daftar Pstaka

en, Fredd& P "#!#Fisika Kuantum Bandun-: $/B Press

6osi , R "#!*Pendalaman Materi Fisika : Mekanika Kuantum 6o-&akarta: .16 Press

+artopra=iro, +uhamad () Struktur dan katan Kimia

6ana, Ramli"#!9Radiasi 7enda hitam dan penerapann&a dalam kehidupan sehari?hari9

(http:GGramli&ana?fisika7lo-spot;oidG"#!G#Gradiasi?7enda?hitam?dan?

penerapann&ahtml) diakses : #> Fe7ruari "#!4

15
http://ramliyana-fisika.blogspot.co.id/2013/04/radiasi-benda-hitam-dan-penerapannya.htmlhttp://ramliyana-fisika.blogspot.co.id/2013/04/radiasi-benda-hitam-dan-penerapannya.htmlhttp://ramliyana-fisika.blogspot.co.id/2013/04/radiasi-benda-hitam-dan-penerapannya.htmlhttp://ramliyana-fisika.blogspot.co.id/2013/04/radiasi-benda-hitam-dan-penerapannya.html

kelompok 8 fisika kuantum

Documents