Mekanika Kuantum

FISIKA ANALITIK

MEKANIKA QUANTUM

Oleh:

DEDY PRASTYO

112100-10

INSTITUT TEKNOLOGI INDOSEMENT

2012

Mekanika Quantum

     1.      Gelombang

          

           Dimana, λ adalah Panjang gelombang, V : frequensi dan c adalah besarnya kecepatan cahaya dimana nilainya adalah 3 x 10⁸ m s^-1

            Radiasi cahaya merupakan salah satu jenis gelombang. Yakni gelombang elektromagnetik, yang terdiri dari dua jenis gelombang, yakni gelombang elektro/ listrik dan gelombang magnetik.

2.      Kegagalan / Kesalahan Fisika Klasik

            a.      Radiasi Benda Hitam (Blackbody Radiation)

 

Benda hitam adalah sebutan untuk benda yang mampu menyerap kalor radiasi (radiasi termal) dengan baik. Radiasi termal yang diserap akan dipancarkan kembali oleh benda hitam dalam bentuk radiasi gelombang elektromagnetik, sama seperti gelombang radio ataupun gelombang cahaya. Tetapi kini hokum ini sudah bias dibantah. Radiasi benda hitam tidak merambat dengan frekuensi yang sama, tetapi seperti pada peristiwa titik beku air,  yaitu naik dan turun secara frontal, tidak sama besar. Tingkat radiasinya pun juga dipengaruhi oleh besarnya suhu pada benda hitam tersebut. Semakin tinggi suhu benda hitam, semakin banyak energi yang dapat dipancarkan dengan pancaran radiasi dimulai dari panjang gelombang merah, jingga, kuning hingga putih.
           

Raylaigh-James Law :
 

Dari grafik tersebut dapat di simpulkan bahwa energy yang di serap berbanding lurus dengan temperature, dan berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya. Namun walaupun demikian, pada teori ini masih terdapat keterbatasan dimana rumus yang ada tidak dapat dipakai pada gelombang pendek.

b.      Teori Planck

 

Pada teori ini, Plank menyempurnakan teori-teori sebelumnya, dan ia menambahkan sebuah konstanta yang di beri nama Konstanta Planck. Pandangan Planck inilah yang dapat merombak pandangan fisika klasik dan mulai saat itu diakui sebagaibatas munculnya teori modern dan dikenal dengan teori kuantum Planck

Dimana h adalah konstanta Planck’s dg nilai 6,626 x 10^-34 Js
 

            

             c.     Spektrum Atom dan Molekul

Intensitas cahaya ditransmisikan atau disebarkan oleh molekul sebagai fungsi : frekuensi (v), panjang gelombang (λ),  dan jumlah gelombang yang disebut juga dengan spektrum.

Molekul menuju kepergerakan spektroskopik, terjadi perubahan bagian pada kedua frekuensi.

Molekul mengalami perpindahan spektroskopi, ketika kondisi frekuensi Bohr terpenuhi. Pergerakan spektroskopi dalam perubahan populasi tingkat energi yang terkuantisasi dari sistem yang melibatkan penyerapan, emisi, atau hamburan radiasi elektromagnetik. Hal inilah yang menyebabkana adanya warna pada suatu benda.

d.      Dualitas Gelombang Partikel

Yang dimaksud partikel mempunyai sifat dualisme gelombang adalah partikel (misalnya cahaya) menurutteori kuantum selain dapat merambatkan energi secara kontinu dari sumber sebagai gelombang, juga dapat merambatkan energi berupa paket-paket gelombang atau partikel. Efek foto listrik dapat terjadi jika radiasi diciptakan oleh foton yang mempunyai energi yang seimbang terhadap radiasi Energikinetik : 

Keterangan :

Φ = Work Function

m = massa

h = Planck’s Constant

V = Frekuensi

e.       Persamaan Schrödinger

Pada tahun 1926, ilmuwan Austria Erwin Schrödinger mengusulkan persamaan untuk mencari fungsi gelombang pada berbagai sistem. Persamaan antara massa (m) dengan energi (E) adalah :

 

Faktor v adalah potensial energy dari partikel pada titik x, karena jumlah energy adalah energy potensial dan kinetic. Terminologi ini memodofikasi konstanta plank.