Gejala Kunatum I
-
Upload
abhie-furqon-sunrise -
Category
Documents
-
view
49 -
download
6
description
Transcript of Gejala Kunatum I
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
1/26
Kelompok 3:
1.Ferdi saputra(06101011003)
2.Meice Pratama SP(061011008)
3.Nurul Yulianti (06101011033)
Dosen Pengasuh
Drs.Imron Husaini
2012
FISIKA
MODERN
[GEJALA KUANTUM]Fakultas keguruan dan Ilmu Pendidikan universitas sriwijaya
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
2/26
KATA PENGANTAR
Puji syukur senantiasa kami panjatkan kehadirat Tuhan yang maha kuasa, karena atas
berkat rahmat dan karunia yang telah diberikan kami dapat menyelesaikan makalah yang
bertema Gejala Kuantum ini tepat pada waktunya.
Didalam makalah ini terdapat beberapa materi mengenai efek foto listrik,hamburan
Compton,konsep foton,radiasi benda hitam dan relasi de Broglie serta beberapa contoh soal dan
penerapannya.
Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika Modern. Dan
dalam menyusun makalah ini, kami ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih kami,
kepada Bapak Imron Husaini sebagai dosen mata kuliah Fisika Modern, juga tak lupa kepadaseluruh pihak yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan makalah ini.
Akhirnya tak ada gading yang tak retak,begitu pula dengan makalah yang kami buat ini
masih jauh dari kata sempurna.Maka dari itu kami mengharapkan partisipasi dari rekan-rekan
sekalian untuk memberikan kritik dan saaran demi tercapainya kesempurnaan pada makalah
kami ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Inderalaya,08 Oktober 2012
Penyusun
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
3/26
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.
DAFTAR ISI ...............................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................................
A. Latar Belakang .......................................................................................................
B. Perumusan Masalah ................................................................................................C. Tujuan dan Manfaat ...............................................................................................
BAB II PEMBAHASAN ............................................................................................
A. Efek foto listrik ......................................................................................................
B. Hamburan Compton ...............................................................................................
C. Konsep Foton .........................................................................................................
D. Relasi de Broglie ....................................................................................................
BAB III PENUTUP ....................................................................................................
3.1.Kesimpulan ...........................................................................................................SOAL-SOAL DAN JAWABANNYA ........................................................................
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
4/26
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Mekanika klasik (Newton, Lagrange, Hamilton dll) sukses menjelaskan gerak dinamis
benda-benda makroskopis. Cahaya sebagai gelombang (Fresnel, Maxwell, Hertz) sangat
berhasil menjelaskan sifat-sifat cahaya.
Pada akhir abad 19, teori-teori klasik di atas tidak mampu memberikan penjelasan yang
memuaskan bagi sejumlah fenomena berskala-kecil seperti sifat radiasi dan interaksi radiasi-
materi.
Akibatnya, dasar-dasar fisika yang ada secara radikal diteliti-ulang lagi, dan dalam
perempat pertama abad 20 muncul berbagai pengembangan teori seperti relativitas dan mekanika
kuantum.
Efek fotolistrik adalah munculnya arus listrik akibat permukaan suatu bahan logam
disinari. Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam),
bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari
energi ambang (fungsi kerja) logam. Einstein menemukan bahwa setiap foton mempunyai energi
yang sangat besar, bergantung pada frekuensi.
1.1Tujuan1. Mengetahui apa itu efek foto listrik
2. Menunjukkan hamburan compton
3. Mengetahui konsep foton
4. Menunjukkan bagaimana radiasi benda hitam
1.2Rumusan Masalah1. Apakah yang dimaksud dengan Efek foto listrik?
2. Apa Hamburan compton?
3. Apakah konsep foton?
4. Bagaimana radiasi benda hitam?
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
5/26
5. Bagaimanakah relasi De Broglie?
5. Menunjukkan relasi De Broglie
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 EFEK FOTOLISTRIK
Efek fotolistrik adalah munculnya arus listrik akibat permukaan suatu bahan logam
disinari. Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam),
bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari
energi ambang (fungsi kerja) logam.
Menurut beberapa ahli:
1. Hallwach ( tahun1887)
Hallwach mengamati bahwa pelat yang dilapisi seng yang bermuatan negatif akan
kehilangam muatannya jika disinari ultraviolet.
2. Lenard ( tahun1902)
Lenard mengamati bahwa jika pelat (seng) disniari dengan sinar ultraviolet, maka
elektron akan lepas dan meninggalkan pelat.
3. Einsten (tahun 1905)
Dalam makalah ilmiah tentang efek fotolistrik, menurut Einstein, cahaya terdiri dari
partikel-partikel yang kemudian disebut sebagai foton. Ketika cahaya ditembakkan ke suatu
permukaan logam, foton-fotonnya akan menumbuk elektron-elektron pada permukaan logam
tersebut sehingga elektron itu dapat lepas. Peristiwa lepasnya elektron dari permukaan logam itu
dalam fisika disebut sebagai efek fotolistrik.
4. Robert Millikan (tahun 1916)
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
6/26
Millikan menggunakan bahan Lithium sebagai katode dan mendapatkan hasil, nilai
tetapan h besarnya Js.Luar biasa!Angka yang nyaris sama dengan yang diperoleh Planck ! Hasil
pengamatan Millikan membuktikan kebenaran teori foton yang dilontarkan Einsten sebelumnya.
Bagaimana Eksperimen Efek fotolistrik
G
e
K A
LAMPU
e
CAHAYA
Einstein menemukan bahwa setiap foton mempunyai energi yang sangat besar, bergantung pada
frekuensi. Dalam fisika, energi dari foton dituliskan sebagai
E = h f
Simbol f adalah frekuensi dan h adalah konstanta Planck.
Energi kinetik foto elektron yang terlepas:
Ek = h f - h fo
Ek = h f - Wo
Ek maks = e Vo
h f = energi foton yang menyinari logam
h fo = Fo frekuensi ambang
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
7/26
= fungsi kerja
= energi minimum untuk melepas elektron
e = muatan elektron = 1.6 x 10-19 J
Vo = potensial penghenti
Wo = fungsi kerja
Kesimpulan hasil eksperimen:
Agar elektron dapat lepas dari permukaan logam maka f > fo atau l < lo
Ek maksimum elektron yang terlepas tidak tergantung pada intensitas cahaya yang digunakan,
hanya tergantung pada energi atau frekuensi cahaya. Tetapi intensitas cahaya yang datang
sebanding dengan jumlah elektron yang terlepas dari logam.
Aplikasi Efek fotolistrik
Aplikasi pertama efek fotolistrik berada dalam dunia hiburan yaitu untuk menghasilkan film
bersuara
Selanjutnya,di kalangan akademis adalah tabung foto-pengganda (photomultiplier tube).
Kamera pada ponsel,Kamera digital,dll
2.2 Efek Compton(Hamburan Compton)
Setelah Einsten mengembangkan konsep foton dan menyimpulkan bahwa suatu foton
yang bergerak mempunyai momentum. Tahun 1923 Arthur Holly Compton melakukan
eksperimen untuk menyelidiki hamburan foton oleh suatu electron.
Proses hamburan ini dianalisis sebagai suatu interaksi (tumbukan) antara sebuah foton dari sinar-
x dan sebuah electron yang dianggap diam.
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
8/26
Menurut gambaran gelombang ; energy foton yang dipancarkan itu lebih kecil daripada
energy foton datang. Namun panjang gelombangnya tetap sama.ternyata bahwa konsep foton
meramalkan hal yang berbeda bagi foton terhambur.
Analisis Compton tentang hamburan foton setelah bertumbukan dengan sebuah electron yang
mula-mula diam.
Foton datang dengan energy:
dan ; frekuensi dan panjang gelombang foton datang dan momentumnya ;
Menumbuk sebuah electron diam dengan energy diam . Setelah tumbukan, foton
terhambur dengan sudut terhadap arah foton datang. Foton terhambur dengan energi :
Dan momentum
dan : frekuensi dan panjang gelombang foron terhambur electron, lalu bergerak denga
energy total
dan
=
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
9/26
Dengan ; momentum electron. Electron bergerak dengan arah terhadap foton datang. Agar
analisisnya mencakuo foton datang berenergi tinggi yang member energy sangat besar pada
electron, maka pembahasan menggunakan kinematika relativistic bagi electron.
Menurut hukun kekelan energy (relativistic) :
Dengan mensubsitusi pers 5 ke pers 7, diperoleh energy kinetic electron, yaitu :
Atau
Subtitusikan per 5 ke pers 6, diperoleh;
..(pers 10)
Subtitusukan pers 9 ke pers 10, diperoleh;
+ =
(pers 11)
Dari hokum kekelan momentum;
Terhadap sumbu x:
Terhadap sumbu y:
0 =
Persamaan 10 dan 13 menghasilkan;
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
10/26
Merupakan persamaan efek Compton (1920)
2.3 KONSEP FOTON
Foton awalnya dinamakan sebagai kuantum cahaya (das Lichtquant) olehAlbert
Einstein. Nama modern "photon" berasal dari kataBahasa Yunaniuntuk cahaya ,
ditransliterasi sebagaiphs, dan ditelurkan oleh kimiawan fisikGilbert N. Lewis, yang
menerbitkan teori spekulatif yang menyebutkan foton sebagai "tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan". Meskipun teori Lewis ini tidak dapat diterima karena bertentangan dengan hasil
banyak percobaan, nama barunya ini,photon, segera diadopsi oleh kebanyakan fisikawan.IsaacAsimovmenyebutArthur Comptonsebagai orang yang pertama kali mendefinisikan kuantum
cahaya sebagai foton pada tahun 1927 .
Dalam fisika, foton biasanya dilambangkan oleh simbol abjad Yunanigamma.Simbol
ini kemungkinan berasal darisinar gamma, yang ditemukan dan dinamakan olehVillard, dan
dibuktikan sebagai salah satu bentuk radiasi elektromagnetik pada 1914 olehErnest
RutherforddanEdward Andrade.
Dalamkimiadanrekayasa optik, foton biasanya dilambangkan oleh , energi
foton, adalahkonstanta Planckdan abjad Yunani adalahfrekuensifoton. Agak jarang
ditemukan adalah foton disimbolkan sebagai hf,fdi sini melambangkan frekuensi.
Foton di dalam fisika merujuk pada partikel dasar yang mengakibatkan penghasilan
semua fenomena elektromagnetik. Partikel ini merupakan unit dasar cahaya dan semua bentuk
radiasi elektromagnetik, termasuk sinar gama, sinar X, sinar ultraviolet (ultralembayung), cahaya
tampak, sinar inframerah, mikrogelombang bahkan gelombang radio. Partikel ini berbeda jika
dibandingkan dengan partikel-partikel yang lain seperti elektron dan kuark dari segi materiistirahatnya, yaitu nol.
Oleh karena itu, foton bergerak di dalam vakum dengan kecepatan cahaya, c. Sama
seperti semua kuantum, foton memiliki sifat kedualan partikel-gelombang. Sifat gelombang yang
http://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewishttp://id.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewishttp://id.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewishttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arthur_Comptonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arthur_Comptonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arthur_Comptonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gammahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paul_Ulrich_Villard&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paul_Ulrich_Villard&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paul_Ulrich_Villard&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Andrade&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Andrade&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Andrade&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_optikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_optikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_optikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_Planckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_Planckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_Planckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_Planckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_optikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Andrade&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherfordhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paul_Ulrich_Villard&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gammahttp://id.wikipedia.org/wiki/Arthur_Comptonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimovhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein -
5/28/2018 Gejala Kunatum I
11/26
dimiliki foton bisa ditemukan dengan mempelajari pembiasan foton oleh lensa dan interferensi
destruktif ketika gelombang yang dipantul saling memusnahkan satu sama lain.
Foton adalahpartikel elementer dalam fenomenaelektromagnetik. Biasanya foton
dianggap sebagai pembawaradiasi elektromagnetik berbeda dengan partikel elementer lainsepertielektron dan quark, karena ia tidak bermassa dan dalam ruang vakum foton selalu
bergerak dengan kecepatan cahaya, c. Foton memiliki baik sifat gelombang maupun partikel
("dualisme gelombang-partikel").
Sebagai gelombang, satu foton tunggal tersebar di seluruh ruang dan menunjukkan
fenomena gelombang sepertipembiasan oleh lensa daninterferensi destruktif ketika gelombang
terpantulkan saling memusnahkan satu sama lain.
Sebagai partikel, foton hanya dapat berinteraksi dengan materi dengan memindahkan energi
sejumlah:
,
di mana adalah konstanta Planck, adalah laju cahaya, dan adalah panjang
gelombangnya.
Selain energi partikel foton juga membawamomentum dan memilikipolarisasi. Foton
mematuhi hukummekanika kuantum, yang berarti kerap kali besaran-besaran tersebut tidak
dapat diukur dengan cermat. Biasanya besaran-besaran tersebut didefinisikan sebagai
probabilitas mengukur polarisasi, posisi, atau momentum tertentu.Sebagai contoh, meskipun
sebuah foton dapat mengeksitasi satumolekul tertentu, sering tidak mungkin meramalkan
sebelumnya molekul yang mana yang akan tereksitasi.
Deskripsi foton sebagai pembawa radiasi elektromagnetik biasa digunakan oleh para
fisikawan. Namun dalamfisika teoretis sebuah foton dapat dianggap sebagai mediator buat
segala jenis interaksi elektromagnetik, sepertimedan magnet dan gaya tolak-menolak antara
muatan sejenis.
Konsep modern foton dikembangkan secara berangsur-angsur antara 1905-1917 olehAlbert
Einsteinuntuk menjelaskan pengamatan eksperimental yang tidak memenuhi model klasik untuk
cahaya. Model foton khususnya memperhitungkan ketergantungan energi cahaya terhadap
http://id.wikipedia.org/wiki/Partikel_elementerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Quarkhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dualisme_gelombang-partikel&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pembiasanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Interferensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Polarisasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_teoretishttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_teoretishttp://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Polarisasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Interferensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Pembiasanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dualisme_gelombang-partikel&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Quarkhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Partikel_elementer -
5/28/2018 Gejala Kunatum I
12/26
frekuensi, dan menjelaskan kemampuanmateri dan radiasi elektromagnetik untuk berada
dalamkesetimbangan termal. Fisikawan lain mencoba menjelaskan anomali pengamatan ini
dengan model semiklasik, yang masih menggunakanpersamaan Maxwell untuk mendeskripsikan
cahaya. Namun dalam model ini objek material yang mengemisi dan menyerap cahaya
dikuantisasi. Meskipun model-model semiklasik ini ikut menyumbang dalam
pengembanganmekanika kuantum, percobaan-percobaan lebih lanjut
membuktikanhipotesis Einstein bahwa cahaya itu sendirilah yang terkuantisasi. Kuantum cahaya
adalahfoton.
Konsep foton telah membawa kemajuan berarti dalam fisika teoretis dan eksperimental,
sepertilaser,kondensasi Bose-Einstein, teori medan kuantum dan interpretasi probabilistik dari
mekanika kuantum. Menurut model standar fisika partikel, foton bertanggung jawab dalam
memproduksi semuamedan listrik danmedan magnet dan foton sendiri merupakan hasil
persyaratan bahwa hukum-hukum fisika memiliki kesetangkupan pada tiap titik padaruang-
waktu. Sifat-sifat intrinsik foton sepertimuatan listrik,massa danspin ditentukan dari
kesetangkupangaugeini.
Konsep foton diterapkan dalam banyak area sepertifotokimia,mikroskopi resolusi tinggi dan
pengukuran jarak molekuler. Baru-baru ini foton dipelajari sebagai unsurkomputer kuantum dan
untuk aplikasi canggih dalam komunikasi optik sepertikriptografi kuantum.
Diagram Feynmanpertukaran foton virtual (dilambangkan oleh garis gelombang dan gamma, )
antara sebutirpositron danelektron.
http://id.wikipedia.org/wiki/Materihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kesetimbangan_termalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_Maxwellhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hipotesishttp://id.wikipedia.org/wiki/Laserhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kondensasi_Bose-Einsteinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_medan_kuantum&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang-waktu&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang-waktu&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Massahttp://id.wikipedia.org/wiki/Spinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fotokimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantumhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kriptografi_kuantum&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Diagram_Feynman&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Positronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Electron-positron-scattering.svghttp://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Electron-positron-scattering.svghttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Positronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Diagram_Feynman&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kriptografi_kuantum&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fotokimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Spinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Massahttp://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang-waktu&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang-waktu&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_listrikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_medan_kuantum&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kondensasi_Bose-Einsteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Laserhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hipotesishttp://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_Maxwellhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kesetimbangan_termalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Materi -
5/28/2018 Gejala Kunatum I
13/26
Foton diemisikan dalam banyak proses alamiah, contohnya ketika muatan dipercepat,
saat transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang lebih rendah, atau ketika
sebuah partikel danantipartikelbertumbukan dan saling memusnahkan. Foton diserap dalam
proses dengan waktu mundur (time-reversed) yang berkaitan dengan yang sudah disebut di atas:
contohnya dalam produksi pasangan partikel-antipartikel, atau dalam transisi molekuler, atomik
atau nuklir ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Dalam ruang hampa foton bergerak dengan laju (laju cahaya).
Energinya danmomentum dihubungkan dalam persamaan , di mana merupakan
nilai momentum. Sebagai perbandingan, persamaan terkait untuk partikel dengan
massa adalah , sesuai denganteori relativitas khusus.
2.4 RADIASI BENDA HITAM
Radiasi
Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas,
partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber radiasi. Ada beberapa
sumber radiasi yang kita kenal di sekitar kehidupan kita, contohnya adalah televisi, lampu
penerangan, alat pemanas makanan (microwave oven), komputer, dan lain-lain.
Selain benda-benda tersebut ada sumber-sumber radiasi yang bersifat unsur alamiah dan
berada di udara, di dalam air atau berada di dalam lapisan bumi. Beberapa di antaranya adalah
Uranium dan Thorium di dalam lapisan bumi; Karbon dan Radon di udara serta Tritium dan
Deuterium yang ada di dalam air.
Perbedaan Radiasi dalam bentuk partikel dan radiasi dalam bentuk gelombang
elektromagnetik yaitu radiasi dalam bentuk partikel adalah jenis radiasi yang mempunyai massa
terukur. Sebagai contoh adalah radiasi alpha dengan simbol:
24
http://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Laju_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Laju_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Laju_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas_khusushttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas_khusushttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas_khusushttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas_khusushttp://id.wikipedia.org/wiki/Momentumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Laju_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikel -
5/28/2018 Gejala Kunatum I
14/26
angka 4 pada simbol radiasi menunjukkan jumlah massa dari radiasi tersebut adalah 4 satuan
massa atom (sma) dan angka 2 menunjukkan jumlah muatan radiasi tersebut adalah positif 2,
serta radiasi beta dengan simbol:
-10
menunjukkan bahwa jumlah massa dari jenis radiasi tersebut adalah 0 dan jumlah muatannya
adalah 1 negatif, sedangkan radiasi neutron dengan simbol:
10
menunjukkan bahwa jumlah massa dari neutron adalah 1 sma dan jumlah muatannya adalah 0.
Radiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau disebut juga dengan foton adalah jenis
radiasi yang tidak mempunyai massa dan muatan listrik. Misalnya adalah gamma dan sinar-X,
dan juga termasuk radiasi tampak seperti sinar lampu, sinar matahari, gelombang microwave,
radar dan handphone.
Jenis-Jenis Radiasi
Dalam fisika, radiasi mendeskripsikan setiap proses di mana energi bergerak melalui
media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain. Orang awam sering
menghubungkan kata radiasi ionisasi (misalnya, sebagaimana terjadi pada senjata nuklir, reaktor
nuklir, dan zat radioaktif), tetapi juga dapat merujuk kepada radiasi elektromagnetik (yaitu,gelombang radio, cahaya inframerah, cahaya tampak, sinar ultra violet, dan X-ray), radiasi
akustik, atau untuk proses lain yang lebih jelas. Apa yang membuat radiasi adalah bahwa energi
memancarkan (yaitu, bergerak ke luar dalam garis lurus ke segala arah) dari suatu sumber.
geometri ini secara alami mengarah pada sistem pengukuran dan unit fisik yang sama berlaku
untuk semua jenis radiasi. Beberapa radiasi dapat berbahaya.
Radiasi Ionisasi
Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi
(terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila berinteraksi dengan materi.
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
15/26
Beberapa jenis radiasi memiliki energi yang cukup untuk mengionisasi partikel. Secara
umum, hal ini melibatkan sebuah elektron yang 'terlempar' dari cangkang atom elektron, yang
akan memberikan muatan (positif). Hal ini sering mengganggu dalam sistem biologi, dan dapat
menyebabkan mutasi dan kanker. Jenis radiasi umumnya terjadi di limbah radioaktif peluruhan
radioaktif dan sampah.
Tiga jenis utama radiasi ditemukan oleh Ernest Rutherford, Alfa, Beta, dan sinar gamma.
radiasi tersebut ditemukan melalui percobaan sederhana, Rutherford menggunakan sumber
radioaktif dan menemukan bahwa sinar menghasilkan memukul tiga daerah yang berbeda. Salah
satu dari mereka menjadi positif, salah satu dari mereka bersikap netral, dan salah satu dari
mereka yang negatif. Dengan data ini, Rutherford menyimpulkan radiasi yang terdiri dari tiga
sinar. Beliau memberi nama yang diambil dari tiga huruf pertama dari abjad Yunani yaitu alfa,
beta, dan gamma.
Radiasi non-ionisasi
Radiasi non-ionisasi, sebaliknya, mengacu pada jenis radiasi yang tidak membawa energi
yang cukup per foton untuk mengionisasi atom atau molekul. Ini terutama mengacu pada bentuk
energi yang lebih rendah dari radiasi elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, gelombangmikro, radiasi terahertz, cahaya inframerah, dan cahaya yang tampak). Dampak dari bentuk
radiasi pada jaringan hidup hanya baru-baru ini telah dipelajari. Alih-alih membentuk ion
berenergi ketika melewati materi, radiasi elektromagnetik memiliki energi yang cukup hanya
untuk mengubah rotasi, getaran atau elektronik konfigurasi valensi molekul dan atom. Namun
demikian, efek biologis yang berbeda diamati untuk berbagai jenis radiasi non-ionisasi
Radiasi Neutron
Radiasi Neutron adalah jenis radiasi non-ion yang terdiri dari neutron bebas. Neutron ini
bisa mengeluarkan selama baik spontan atau induksi fisi nuklir, proses fusi nuklir, atau
dari reaksi nuklir lainnya. Ia tidak mengionisasi atom dengan cara yang sama bahwa
partikel bermuatan seperti proton dan elektron tidak (menarik elektron), karena neutron
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
16/26
tidak memiliki muatan. Namun, neutron mudah bereaksi dengan inti atom dari berbagai
elemen, membuat isotop yang tidak stabil dan karena itu mendorong radioaktivitas dalam
materi yang sebelumnya non-radioaktif. Proses ini dikenal sebagai aktivasi neutron.
Radiasi elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik mengambil bentuk gelombang yang menyebar dalam udara
kosong atau dalam materi. Radiasi EM memiliki komponen medan listrik dan magnetik
yang berosilasi pada fase saling tegak lurus dan ke arah propagasi energi. Radiasi
elektromagnetik diklasifikasikan ke dalam jenis menurut frekuensi gelombang, jenis ini
termasuk (dalam rangka peningkatan frekuensi): gelombang radio, gelombang mikro,
radiasi terahertz, radiasi inframerah, cahaya yang terlihat, radiasi ultraviolet, sinar-X dan
sinar gamma. Dari jumlah tersebut, gelombang radio memiliki panjang gelombang
terpanjang dan sinar gamma memiliki terpendek. Sebuah jendela kecil frekuensi, yang
disebut spektrum yang dapat dilihat atau cahaya, yang dilihat dengan mata berbagai
organisme, dengan variasi batas spektrum sempit ini. EM radiasi membawa energi dan
momentum, yang dapat disampaikan ketika berinteraksi dengan materi.
Cahaya
Cahaya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang yang terlihat oleh mata
manusia (sekitar 400-700 nm), atau sampai 380-750 nm. Lebih luas lagi, fisikawan
menganggap cahaya sebagai radiasi elektromagnetik dari semua panjang gelombang, baik
yang terlihat maupun tidak.
Radiasi termal
Radiasi termal adalah proses dimana permukaan benda memancarkan energi panas dalam
bentuk gelombang elektromagnetik. radiasi infra merah dari radiator rumah tangga biasa
atau pemanas listrik adalah contoh radiasi termal, seperti panas dan cahaya yang
dikeluarkan oleh sebuah bola lampu pijar bercahaya. Radiasi termal dihasilkan ketika
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
17/26
panas dari pergerakan partikel bermuatan dalam atom diubah menjadi radiasi
elektromagnetik. Gelombang frekuensi yang dipancarkan dari radiasi termal adalah
distribusi probabilitas tergantung hanya pada suhu, dan untuk benda hitam asli yang
diberikan oleh hukum radiasi Planck. hukum Wien memberikan frekuensi paling
mungkin dari radiasi yang dipancarkan, dan hukum Stefan-Boltzmann memberikan
intensitas panas.
Satuan Radiasi
Sama halnya dengan besaran fisis lainnya, seperti panjang yang mempunyai satuan
(ukuran) meter, inchi, feet; satuan berat (kilogram, ton, pound); satuan volume (liter, meter
kubik); maka radiasi pun mempunyai satuan atau ukuran untuk menunjukkan besarnya paparan
atau pancaran radiasi dari suatu sumber radiasi maupun banyaknya dosis radiasi yang diberikan
atau diterima oleh suatu medium yang terkena radiasi.
Mengapa radiasi nuklir mempunyai satuan tidak lain karena radiasi nuklir, seperti halnya
panas dan cahaya yang dipancarkan dari matahari, membawa (mentransfer) energi yang
diteruskan ke bumi dan atmosfir. Jadi radiasi nuklir juga membawa atau mentransfer energi dari
sumber radiasi yang diteruskan ke medium yang menerima radiasi. Sumber radiasi dapat berasaldari zat radioaktif, pesawat sinar-X, dan lainnya.
Satuan radiasi ada beberapa macam. Satuan radiasi ini tergantung pada kriteria
penggunaannya, yaitu :
1. Satuan untuk paparan radiasi adalah Rontgen, dengan simbol satuan R.
2. Satuan untuk dosis absorbsi medium adalah Radiation Absorbed Dose, dengan simbol
satuan Rad.
3. Satuan untuk dosis ekuivalen adalah Rontgen equivalen of man, dengan simbol satuan
Rem.
4. Satuan untuk aktivitas sumber radiasi adalah Bacquerel, dengan simbol satuanBq.
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
18/26
RADIASI BENDA HITAM
Secara umum bentuk terperinci dari spektrum radiasi panas yang dipancarkan leh suatu
benda panas bergantung pada komposisi benda itu. Walaupun demikian, hasil eksperimen
menunjukkan bahwa ada satu kelas benda panas yang memancarkan pektra panas dengan
karakter universal. Benda ini adalah benda hitam atau black body. Benda hitam didefinisikan
sebagai sebuah benda yang menyerap semua radiasi yang datang adanya. Dengan kata lain, tidak
ada radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam. Jadi, benda hitam mempunyai harga
absorptansi dan emisivitas yang besarnya sama engan satu.
Seperti yang telah kalian ketahui, bahwa emisivitas (daya pancar) merupakan arakteristik
suatu materi, yang menunjukkan perbandingan daya yang dipancarkan per satuan luas oleh suatu
permukaan terhadap daya yang dipancarkan benda hitam pada temperatur yang sama. Sementara
itu, absorptansi (daya serap) merupakan perbandingan fluks pancaran atau fluks cahaya yang
diserap oleh suatu benda terhadap fluks yang tiba pada benda itu.
Benda hitam ideal digambarkan oleh suatu rongga hitam dengan lubang kecil. Sekali
suatu cahaya memasuki rongga itu melalui lubang tersebut, berkas itu akan dipantulkan berkali-
kali di dalam rongga tanpa sempat keluar lagi dari lubang tadi. Setiap kali dipantulkan, sinar
akan diserap dinding-dinding berwarna hitam. Benda hitam akan menyerap cahaya sekitarnya
jika suhunya lebih rendah daripada suhu sekitarnya dan akan memancarkan cahaya ke sekitarnyajika suhunya lebih tinggi daripada suhu sekitarnya. Hal ini ditunjukkan pada dibawah. Benda
hitam yang dipanasi sampai suhu yang cukup tinggi akan tampak membara.
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
19/26
1. Hukum Stefan-Boltzmann
Radiasi benda hitam adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah benda
hitam. Radiasi ini menjangkau seluruh daerah panjang gelombang. Distribusi energi pada daerah
panjang gelombang ini memiliki ciri khusus, yaitu suatu nilai maksimum pada panjang
gelombang tertentu. Letak nilai maksimum tergantung pada temperatur, yang akan bergeser ke
arah panjang gelombang pendek seiring dengan meningkatnya temperatur. Pada tahun 1879
seorang ahli fisika dari Austria, Josef Stefan melakukan eksperimen untuk mengetahui karakter
universal dari radiasi benda hitam. Ia menemukan bahwa daya total per satuan luas yang
dipancarkan pada semua frekuensi oleh suatu benda hitam panas (intensitas total) adalah
sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. Sehingga dapat dirumuskan: 4
TItotal
dengan I menyatakan intensitas radiasi pada permukaan benda hitam pada semua frekuensi, T
adalah suhu mutlak benda, dan adalah tetapan Stefan-Boltzman, yang bernilai 5,67 10-8
Wm-2K-4. Untuk kasus benda panas yang bukan benda hitam, akan memenuhi hukum yang
sama, hanya diberi tambahan koefisien emisivitas yang lebih kecil daripada 1 sehingga:
4TeI
total Intensitas merupakan daya per satuan luas, maka persamaan diatas dapat ditulis
sebagai:4Te
A
P
Beberapa tahun kemudian, berdasarkan teori gelombang elektromagnetik cahaya, Ludwig
Boltzmann (1844 - 1906) secara teoritis menurunkan hukum yang diungkapkan oleh Joseph
Stefan (1853 - 1893) dari gabungan termodinamika dan persamaan-persamaan Maxwell. Oleh
karena itu, persamaan dikenal juga sebagai Hukum Stefan- Boltzmann, yang berbunyi:
4TeI
total
Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda hitam dalam satuan
waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur termodinamikanya.
2. Hukum pergeseran wien
Untuk sebuah benda hitam, berlaku suatu
hubungan antara panjang gelombang dengan suhu mutlak
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
20/26
yang dinyatakan: CTm
. denganm
merupakan panjang gelombang yang sesuai dengan
radiasi energi maksimum, T adalah temperatur termodinamik benda, dan C adalah tetapan
pergeseran Wien (2,898 10-3
mK). Hubungan tersebut disebut Hukum pergeseran Wien, yang
dinyatakan oleh Wilhelm Wien (1864 - 1928). Gambar disamping memperlihatkan grafik
hubungan antara intensitas radiasi dan panjang gelombang radiasi benda hitam ideal pada tiga
temperatur yang berbeda. Grafik ini dikenal sebagai grafik distribusi spektrum. Intensitas
merupakan daya yang dipancarkan per satuan panjang gelombang. Ini merupakan fungsi panjang
gelombang I maupun temperatur T, dan disebut distribusi spektrum. Dari grafik terlihat bahwa
puncak kurva penyebaran energi spektrum bergeser ke arah ujung spektrum panjang gelombang
pendek dengan semakin tingginya temperatur.
Fungsi distribusi spektrum P( ,T ) dapat dihitung dari termodinamika klasik secara
langsung, dan hasilnya dapat dibandingkan dengan Gambar diatas. Hasil perhitungan klasik ini
dikenal sebagai Hukum Rayleigh- Jeans yang
dinyatakan: P ( ,T ) = 8 kT-4
dengan k
merupakan konstanta Boltzmann. Hasil ini sesuai
dengan hasil yang diperoleh secara percobaan untuk
panjang gelombang yang panjang, tetapi tidak sama
pada panjang gelombang pendek. Begitu
mendekati nol, fungsi P ( , T ) yang
ditentukan secara percobaan juga mendekati nol,
tetapi fungsi yang dihitung mendekati tak terhingga karena sebanding dengan 4
. Dengan
demikian, yang tak terhingga yang terkonsentrasi dalam panjang gelombang yang sangat pendek.
Hasil ini dikenal sebagai katastrof ultraviolet.
3. Teori plank tentang radiasi benda hitam
Teori Wien cocok dengan spektrum radiasi benda hitam untuk panjang gelombang yang
pendek, dan menyimpang untuk panjang gelombang yang panjang. Teori Rayleigh-Jeans cocok
dengan spektrum radiasi benda hitam untuk panjang gelombang yang panjang, dan menyimpang
untuk panjang gelombang yang pendek.
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
21/26
Pada tahun 1900, Planck memulai pekerjaannya dengan membuat suatu anggapan baru
tentang sifat dasar dari getaran molekul-molekul. Dalam dinding-dinding rongga benda hitam
(pada saat itu elektron belum ditemukan). Anggapan baru ini sangat radikal dan bertentangan
dengan fisika klasik, yaitu sebagai berikut:
1) Radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul-molekul tidaklah kontinu tetapi dalam
paket-paket energi diskret, yang disebut kuantum (sekarang disebut foton). Besar energi
yang berkaitan dengan tiap foton adalah E = hf, sehingga untuk n buah foton maka energinya
dinyatakan oleh En = nhf Dengan n = 1, 2, 3, ... (bilangan asli), dan f adalah
frekuensi getaran molekul-molekul. Energi dari molekul-molekul dikatakan terkuantisasi
dan energi yang diperkenankan disebut tingkat energi. Ini berarti bahwa tingkat energi bisa
hf, 2hf, 3hf, ... sedang h disebut tetapan Planck, dengan h = 6,6 10
-34
J s (dalam 2 angkapenting)
2) Molekul-molekul memancarkan atau menyerap energi dalam satuan diskret dari energi
cahaya, disebut kuantum(sekarang disebut foton). Molekul-molekul melakukan itu dengan
melompat dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya. Jika bilangan kuantum n
berubah dengan satu satuan, persamaan (8.10) menunjukkan bahwa jumlah energi yang
dipancarkan atau diserap oleh molekul-molekul sama dengan hf. Jadi, beda energi antara dua
tingkat energi yang berdekatan adalah hf. Molekul akan memancarkan atau menyerap energi
hanya ketika molekul mengubah tingkat energinya. Jika molekul tetap tinggal dalam satu
tingkat energi tertentu, maka tidak ada energi yang diserap atau dipancarkan molekul.
Berdasarkan teori kuantum di atas, Planck dapat menyatakan hukum radiasi Wien dan
hukum radiasi Rayleigh-Jeans, dan menyatakan hukum radiasi benda hitamnya yang akan
berlaku untuk semua panjang gelombang. Hukum radiasi Planck tersebut adalah
u (, T) =
dengan h = 6,6 10-34 J s adalah tetapan Planck, c= 3,0 108m/s
adalah cepat rambat cahaya, k= 1,38 10-23
J/K adalah tetapan Boltzman, dan T adalah suhu
mutlak benda hitam
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
22/26
1.5 RELASI DE BROGLIE
Pada tahun 1924, Louis de Broglie, seorang ahli fisika dari prancis mengemukakan
hipotesis tentang gelombang materi. Gagasan ini adalh timbale balik daripada gagasab partikel
cahaya yang dikemukakan Max Planck. Louis de Broglie meneliti keberadaan gelombang
melalui eksperimen difraksi berkas elektron. Dari hasil penelitiannya inilah diusulkan materi
mempunyai sifat gelombang di samping partikel, yang dikenal dengan prinsip dualitas.
Sifat partikel dan gelombang suatu materi tidak tampak sekaligus, sifat yang tampak jelas
tergantung pada perbandingan panjang gelombang de Broglie dengan dimensinya serta dimensi
sesuatu yang berinteraksi dengannya. Pertikel yang bergerak memiliki sifat gelombang. Fakta
yang mendukung teori ini adalah petir dan kilat. Kilat akan lebih dulu terjadi daripada petir. Kilat
menunjukan sifat gelombang berbentuk cahaya, sedangkan petir menunjukan sifat pertikel
berbentuk suara.
Hipotesis tentang gelombang materi berasal dari gagasan foton Einstein. Kemudian
diterapkan Louis de Broglie pada 1922, sebelum Compton membuktikannya, untuk menurunkan
Hukum Wien (1896). Ini menyatakan bahwa "bagian tenaga elektromagnet yang paling banyak
dipancarkan benda (hitam) panas adalah yang frekuensinya sekitar 100 milyar kali suhu mutlak(273 + suhu Celsius) benda itu". Pekerjaan ini ternyata memberi dampak yang berkesan bagi de
Broglie.
Pada musim panas 1923, de Broglie menyatakan, "secara tiba-tiba muncul gagasan untuk
memperluas perilaku rangkap (dual) cahaya mencangkup pula alam partikel". Ia kemudian
memberanikan diri dengan mengemukakan bahwa "partikel, seperti elektron juga berperilaku
sebagai gelombang". Gagasannya ini ia tuangkan dalam tiga makalah ringkas yang diterbitkan
pada 1924; salah satunya dalam jurnal vak fisika Perancis, Comptes Rendus.
Penyajiannya secara terinci dan lebih luas kemudian menjadi bahan tesis doktoralnya
yang ia pertahankan pada November 1924 di Sorbonne, Paris. Tesis ini berangkat dari dua
persamaan yang telah dirumuskan Einstein untuk foton, E=hf dan p=h/. Dalam kedua persamaan
ini, perilaku yang "berkaitan" dengan partikel (energi E dan momentum p) muncul di ruas kiri,
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
23/26
sedangkan ruas kanan dengan gelombang (frekuensi f dan panjang gelombang , baca: lambda).
Besaran h adalah tetapan alam yang ditemukan Planck, tetapan Planck.
Secara tegas, de Broglie mengatakan bahwa hubungan di atas juga berlaku untuk partikel.
Ini merupakan maklumat teori yang melahirkan gelombang partikel atau de Broglie. Untuk
partikel, seperti elektron, momentum p adalah hasilkali massa (sebanding dengan berat) dan
lajunya. Karena itu, panjang gelombang de Broglie berbanding terbalik dengan massa dan laju
partikel. Sebagai contoh, elektron dengan laju 100 cm per detik, panjang gelombangnya sekitar
0,7 mm.
Menurut de Broglie, partikel yang bergerak sangat cepat, mempunyai cirri-ciri gelombang. Sifat-
sifat gelombang dari partikel dinyatakan dalam persamaan:
= h/mv
dimana: = panjang gelombang
m = massa partikel
v = kecepatan
h = tetapan Planck
persamaan diatas dikenal dengan nama persamaan de Broglie dimana persamaan ini dapat
dipergunakan untuk menghitung besarnya panjang gelombang dari suatu partikel yang bergerak
dengan kecepatan v.
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
24/26
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam), bila
permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari energi ambang
(fungsi kerja) logam. Agar elektron dapat lepas dari permukaan logam maka f > fo atau Ek maksimum
elektron yang terlepas tidak tergantung pada intensitas cahaya yang digunakan, hanya tergantung pada
energi atau frekuensi cahaya. Tetapi intensitas cahaya yang datang sebanding dengan jumlah elektron
yang terlepas dari logam.
Aplikasi pertama efek fotolistrik berada dalam dunia hiburan yaitu untuk menghasilkan film
bersuara.Selanjutnya,di kalangan akademis adalah tabung foto-pengganda (photomultiplier tube).,Kamera
pada ponsel,Kamera digital,dll.
Soal & Penyelesaian
1. Buktikanlah bahwa foton dalam berkas cahaya infra merah 1240 nm berenergi 1 eV !
Penyelesaian :
Energi=hf= = = ,
2. Fungsi kerja gelombang natrium diketahui 2,3 eV. Berapakahyang dapat menimbulkan
efek fotolistrik dalam kristal natrium?
Penyelesaian :
Pada keadaan ambang, energi foton tepat sama dengan energi yang dioperlukan untuk
melepas elektron dari logam, yakni fungsi kerja logam
34 8
9
(6, 63 10 . )(3 10 / )
1240 10
x J s x m s
x m
hc
191, 60 10x
J = 1 eV
min
hcW
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
25/26
=540nm
3. Sebuah benda dengan luas permukaan 100 cm2 bersuhu 727
oC. Jika koefisien Stefan-
Boltzman 5,67 x 108
W/mK4 dan emisivitas benda adalah 0,6 tentukan laju rata-rata
energi radiasi benda tersebut.
Pembahasan:
DIketahui :
= 5,67 x 108
W/mK4
T = 727oC = 1000 K
e = 0,6
A = 100 cm2= 100 x 10
4= 10
2
Penyelesaian:
Laju energi rata-rata:
P = e T4
A
P = (0,6)(5,67 x 108
)(1000)4(10
2)
P = 340,2 joule/s
4. Permukaan benda pada suhu 37oC meradiasikan gelombang elektromagnetik. Bila
konstanta Wien = 2,898 x 103
m.K maka panjang gelombang maksimum radiasi
permukaan adalah.....
Pembahasan:
Diketahui :
T = 37oC = 310 K
C = 2,898 x 103m.K
Ditanya: maks= ....?
Jawab: maksT = C
maks(310) = 2,898 x 103
maks= 9,348 x 106
m
19 34 81, 60 10 (6, 63 10 . )(3 10 / )
(2, 3 )( )1
x J x J s x m seV
eV
-
5/28/2018 Gejala Kunatum I
26/26
DAFTAR PUSTAKA
Beiser, Arthur. 1981.Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.
Krane, Kenneth. 1992.Fisika Modern. Jakarta: UI.
Krane, K.S. 1983.Modern Physics. New York: Jonh Willey and Sons.
Wikipedia.http://id.wikipedia.org/wiki/Foton (online,05oktober 2012)
Zemansky, Sears. 1981.Fisika untuk Universitas. Jakarta: Erlangga
http://id.wikipedia.org/wiki/Foton(online,05http://id.wikipedia.org/wiki/Foton(online,05http://id.wikipedia.org/wiki/Foton(online,05http://id.wikipedia.org/wiki/Foton(online,05