Benda hitam Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Belum Diperiksa Dalam fisika , benda hitam (bahasa Inggris black body) adalah obyek yang menyerap seluruh radiasi elektromagnetik yang jatuh kepadanya. Tidak ada radiasi yang dapat keluar ataudipantulkannya . Namun demikian, dalam fisika klasik, secara teori benda hitam haruslah juga memancarkan seluruh panjang gelombang energi yang mungkin, karena hanya dari sinilah energi benda itu dapat diukur. Meskipun namanya benda hitam, dia tidaklah harus benar-benar hitam karena dia juga memancarkan energi. Jumlah dan jenis radiasi elektromagnetik yang dipancarkannya bergantung pada suhu benda hitam tersebut. Benda hitam dengan suhu di bawah sekitar 700 Kelvin hampir semua energinya dipancarkan dalam bentuk gelombang inframerah , sangat sedikit dalam panjang gelombang tampak . Semakin tinggi temperatur , semakin banyak energi yang dipancarkan dalam panjang gelombang tampak dimulai dari merah , jingga , kuning dan putih . Istilah "benda hitam" pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff pada tahun 1862 . Cahaya yang dipancarkan oleh benda hitam disebut radiasi benda hitam [sunting ]Penjelasan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Benda hitamDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Belum Diperiksa
Dalam fisika, benda hitam (bahasa Inggris black body) adalah obyek yang menyerap seluruh radiasi
elektromagnetik yang jatuh kepadanya. Tidak ada radiasi yang dapat keluar ataudipantulkannya. Namun
demikian, dalam fisika klasik, secara teori benda hitam haruslah juga memancarkan seluruh panjang
gelombang energi yang mungkin, karena hanya dari sinilah energi benda itu dapat diukur.
Meskipun namanya benda hitam, dia tidaklah harus benar-benar hitam karena dia juga memancarkan energi.
Jumlah dan jenis radiasi elektromagnetik yang dipancarkannya bergantung pada suhu benda hitam tersebut.
Benda hitam dengan suhu di bawah sekitar 700 Kelvin hampir semua energinya dipancarkan dalam bentuk
gelombang inframerah, sangat sedikit dalam panjang gelombang tampak. Semakin tinggi temperatur, semakin
banyak energi yang dipancarkan dalam panjang gelombang tampak dimulai
dari merah, jingga, kuning dan putih.
Istilah "benda hitam" pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff pada tahun 1862. Cahaya yang
dipancarkan oleh benda hitam disebut radiasi benda hitam
[sunting]Penjelasan
Ketika temperatur berkurang, puncak dari kurva radiasi benda hitam bergerak ke intensitas yang lebih rendah danpanjang
gelombang yang lebih panjang. Grafik radiasi benda hitam ini dibandingkan dengan model klasik dari Rayleigh dan Jeans.
Gejala gelombang dapat diperlihatkan dengan mudah,apabila kita melemparkan batu ke
dalam kolam yang airnya tenang, maka pada permukaan air kolam itu akan timbul usikan
yang merambat dari tempat batu itu jatuh ke tepi kolam.
Usikan yang merambat pada permukaan air tersebut disebut gelombang. Gelombang
didefinisikan sebagai getaran yang merambat melalui medium/perantara. Medium
gelombang dapat berupa zat padat, cair, dan gas, misalnya tali, slinki, air, dan udara.
Dalam perambatannya, gelombang membawa energi. Energi gelombang air laut sangat
terasa bila kita berdiri di tepi pantai, berupa dorongan gelombang pada kaki kita.
Gelombang dapat dikelompokkan berdasarkan sifat-sifat fisisnya, yaitu :
1. Berdasarkan arah getarannya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yakni
gelombang longitudinal dan gelombang transversal.
a. Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarannya berimpit dengan arah
rambatannya, misalnya gelombang bunyi.
b. Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan
arah rambatannya, misalnya gelombang pada tali dan gelombang cahaya.
2. Berdasarkan amplitudonya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yakni gelombang
berjalan dan gelombang diam/berdiri.
a. Gelombang berjalan, yaitu gelombang yang amplitudonya tetap pada setiap titik yang
dilalui gelombang, misalnya gelombang pada tali.
b. Gelombang diam/berdiri, yaitu gelombang yang amplitudonya berubah, misalnya
gelombang pada senar gitar yang dipetik.
3. Berdasarkan zat perantara atau medium rambatannya, gelombang dibedakan menjadi
dua, yakni gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
a. Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang dalam perambatannya memerlukan
medium, misalnya gelombang air, gelombang pada tali, dan gelombang bunyi.
b. Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang dalam perambatannya tanpa
memerlukan medium, misalnya gelombang cahaya.
Pada bab ini kita hanya akan mempelajari tentang gelombang beserta besaran-besaran
yang berkaitan dengan gelombang, yaitu simpangan (Y), amplitudo (A), frekuensi (f),
periode (T), dan fase (P).
Mengapa polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal?
Ide polarisasi gelombang dengan mudah dapat kita pahami dengan memperhatikan
secara seksama suatu gelombang transversal pada tali ketika melewati sebuah celah.
A. PENDAHULUAN
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk foton. Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat. Tak seperti lampu pijar dan neon, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. Chip LED mempunyai kutub positif dan negatif(p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya. Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik dioda yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju. Tegangan yang diperlukan sebuah dioda untuk dapat beroperasi adalah tegangan maju (Vg).
Energi foton bergantung pada frekuensi cahaya yang digunakan. Berdasarkan perumusan teoritik diperoleh hubungan
(1)
Pada tahun 1905 Einstein mengemukakan penjelasan berupa ketergantungan foton pada frekuensi radiasi,
Energi minimum disebut sebagai fungsi kerja (work function). Tegangan pada saat pertama kali menyala disebut dengan V0 (istilah berbeda dibeberapa buku).
B. PENGAMBILAN DATA
Rangkai alat seperti pada gambar berikut ini.
1. Naikkan tegangan perlahan-lahan sehingga pertambahan arus dapat dilakukan setiap 1 mA. Dari sini akan didapatkan bahwa sampai pada tegangan tertentu LED belum menyala. Lanjutkan penambahan tegangan sampai terjadi aliran arus yang ditandai dengan LED menyala.
2. Lanjutkan pencatatan sampai terbentuk kurva V-I secukupnya.3. dengan cara yang sama, gunakan LED dengan warna yang lain, misal : merah,
kuning, hijau, biru.4. dari Kurva V dan I untuk masing-masing LED tentukan Vg kemudian plot
grafik antara Vg dan [lamda].
C. ANALISIS DATA
Menentukan Analisis Vg
- Plot grafik antara V dan I
- Pilih beberapa titik yang di anggap linear y = ax+b
Dalam spektrometer massa, telah dibuktikan bahwa garis-garis spektrum dari atom yang di-ionisasi tidak
kontinyu, hanya pada frekuensi/panjang gelombang tertentu garis-garis spektrum dapat dilihat. Ini adalah
salah satu bukti dari teori mekanika kuantum.
Berdasarkan percobaan terhadap energi radiasi benda hitam, Max Planck membuat hipotesis:
"Radiasi hanya dipancarkan (atau diserap) dalam bentuk satuan-satuan/kuantum energi disebut foton yang besarnya berbanding lurus dengan frekuensi radiasi".
Energi total foton (masa foton = 0):
E = n . h . f = n . h . c/
E = energi radiasi (joule)h = konstanta Planck = 6.62 x 10-34 J.detf = frekuensi radiasi (Hz) = panjang gelombang radiasi (m)n = jumlah foton, jadi energi cahaya adalah terkuantisasi
Jadi dapat disimpulkan dari hipotesis Planck, bahwa cahaya adalah partikel sedangkan Maxwell menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang, disebut dualisme cahaya.
Fisika Modern & Fisika KlasikFisika Modern secara umum dibagi menjadi dua bagian pembahasan yaitu Teori kuantum
lama dan Teori Kuantum Modern. Teori Kuantum lama memperkenalkan besaran-besaran fisika, seperti energi merupakan besaran diskrit bukan besaran kontinu seperti halnya dibahas dalam mekanika klasik. Teori kuantum lama diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa energi yang dipancarkan oleh sumber (berupa osilator) bersifat kuanta/diskrit karena hanya bergantung pada frekuensinya bukan pada amplitudo seperti dalam mekanika klasik dimana besaran amplitudo tidak terbatas (kontinu). Pada tahun 1900 Max-Planck merumuskan besaran energi yang bersifat diskrit dalam merumuskan energi yang dipancarkan oleh benda hitam yaitu :
E = nhf
dimana n = 1, 2, 3, ... dan h = 6,626 x 10-34 Joule/detik (konstanta Planck). Albert Einstein pada tahun 1905 menggunakan konstanta Planck dalam merumuskan energi yang dipancarkan oleh berkas cahaya/foton (penemuan efek fotolistrik).http://mizwar007.blogspot.com/2012/02/makalah-fisika-modern-definisi-konsep.html
Fisika modern merupakan salah satu bagian dari ilmu Fisika yang mempelajari perilaku materi dan energi pada skala atomik dan partikel-partikel subatomik atau gelombang. Pada prinsipnya sama seperti dalam fisika klasik, namun materi yang dibahas dalam fisika modern adalah skala atomik atau subatomik dan partikel bergerak dalam kecepatan tinggi. Untuk partikel yang bergerak dengan kecepatan mendekati atau sama dengan kecepatan cahaya, perilakunya dibahas secara terpisah dalam teori relativitas khusus. Ilmu Fisika Modern dikembangkan pada
awal abad 20, dimana perumusan-perumusan dalam Fisika Klasik tidak lagi mampu menjelaskan fenomenafenomena yang terjadi pada materi yang sangat kecil. Fisika Modern diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa besaran energi suatu benda yang beosilasi (osilator) tidak lagi bersifat kontinu, namun bersifat diskrit (kuanta), sehingga muncullah istilah Fisika Kuantum dan ditemukannya konsep dualisme partikel-gelombang. Konsep dualisme dan besaran kuanta ini merupakan dasar dari Fisika Modern.Secara garis besar, kini, fisika bisa dibagi menjadi dua yaitu fisika klasik dan fisika modern. Fisika klasik biasanya mempelajari materi dan energi dari suatu kejadian keseharian yang mudah diamati (kondisi normal). Beberapa topik bahasannya adalah mekanika, termodinamika, bunyi, cahaya, dan elektromagnet (listrik dan magnet).Pada fisika modern, materi dan energi yang dipelajari sering kali berada pada kondisi ekstrem atau skala sangat besar atau sangat kecil. Sebagai contoh, topik mekanika kuantum. Atau, ada pula fisika atom dan inti. Atau, fisika partikel elementer (FPE) yang skalanya lebih kecil daripada atom dan inti. Bidang FPE ini dikenal pula dengan nama “fisika energi-tinggi”.http://athepsf.wordpress.com/fisika-itu-apa-sih/
Fisika Klasik : Cahaya digambarkan sebagai gelombang Teori ini tidak dapat menerangkan spektrum radiasi benda hitam Energi kinetik bertambah jika intensitas cahaya diperbesar Efek fotolistrik terjadi pada tiap frekuensi asal intensitasnya memenuhi Tidak dapat menjelaskan Energi kinetik maksimal jika frekuensi cahaya diperbesar Fisika klasik dibagi atas 3 fase, yakni padat, cair, gas.
· Fisika Modern : Cahaya digambarkan sebagai partikel Terdiri dari paket-paket energi yang disebut kuanta atau foton Energi kinetik tidak bergantung pada intensitas cahaya Efek fotolistrik terjadi diperlukan frekuensi minimum (frekuensi ambang) Dapat menjelaskan Energi kinetik maksimal jika frekuensi cahaya diperbesar Radiasi kalor tergantung pada suhu Makin tinggi suhu, makin besar energi kalor yang dipancarkan Fisika Modern terbagi atas 4 fase padat, cair, gas, dan plasma. Dapat membuktikan adanya fenomena efek fotolistrik dan efek Compton cahaya tersusun dari paket-paket energi diskret yang diberi nama foton Masing-masing foton memiliki energi sesuai dengan frekuensinya. Persamaan energi foton Einstein
adalah sebagai berikut:E = hυ atau E = hc/λ
Fisika Modern secara umum dibagi menjadi dua bagian pembahasan yaitu Teori kuantum lama
dan Teori Kuantum Modern. Teori Kuantum lama memperkenalkan besaran-besaran fisika, seperti
energi merupakan besaran diskrit bukan besaran kontinu seperti halnya dibahas dalam mekanika
klasik. Teori kuantum lama diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa energi yang
dipancarkan oleh sumber (berupa osilator) bersifat kuanta/diskrit karena hanya bergantung pada
frekuensinya bukan pada amplitudo seperti dalam mekanika klasik dimana besaran amplitudo tidak
terbatas (kontinu). Pada tahun 1900 Max-Planck merumuskan besaran energi yang bersifat diskrit
dalam merumuskan energi yang dipancarkan oleh benda hitam yaitu E = nhf, dimana n = 1, 2, 3, ...
dan h = 6,626 x 10-34 Joule/detik (konstanta Planck). Albert Einstein pada tahun 1905 menggunakan
Konstanta Planck dalam merumuskan energi yang dipancarkan oleh berkas cahaya/foton (penemuan
efek fotolistrik).
Fisika modern merupakan salah satu bagian dari ilmu Fisika yang mempelajari perilaku materi
dan energi pada skala atomik dan partikel-partikel subatomik atau gelombang. Pada prinsipnya sama
seperti dalam fisika klasik, namun materi yang dibahas dalam fisika modern adalah skala atomik atau
subatomik dan partikel bergerak dalam kecepatan tinggi. Untuk partikel yang bergerak dengan
kecepatan mendekati atau sama dengan kecepatan cahaya, perilakunya dibahas secara terpisah
dalam teori relativitas khusus. Ilmu Fisika Modern dikembangkan pada awal abad 20, dimana
perumusan-perumusan dalam Fisika Klasik tidak lagi mampu menjelaskan fenomena-fenomena yang
terjadi pada materi yang sangat kecil. Fisika Modern diawali oleh Hipotesa Planck yang menyatakan
bahwa besaran energi suatu benda yang beosilasi (osilator) tidak lagi bersifat kontinu, namun bersifat
diskrit (kuanta), sehingga muncullah istilah Fisika Kuantum dan ditemukannya konsep dualisme
partikel-gelombang. Konsep dualisme dan besaran kuanta ini merupakan dasar dari Fisika Modern.
Secara garis besar, kini, fisika bisa dibagi menjadi dua yaitu fisika klasik dan fisika modern.
Fisika klasik biasanya mempelajari materi dan energi dari suatu kejadian keseharian yang mudah
diamati (kondisi normal). Beberapa topik bahasannya adalah mekanika, termodinamika, bunyi,
cahaya, dan elektromagnet (listrik dan magnet).
Fisika Klasik:
a. Cahaya digambarkan sebagai gelombang
b. Teori ini tidak dapat menerangkan spektrum radiasi benda hitam
c. Energi kinetik bertambah jika intensitas cahaya diperbesar
d. Efek fotolistrik terjadi pada tiap frekuensi asal intensitasnya memenuhi
e. Tidak dapat menjelaskan Energi kinetik maksimal jika frekuensi cahaya diperbesar
f. Fisika klasik dibagi atas 3 fase, yakni padat, cair, gas.
Fisika Modern :
a. Cahaya digambarkan sebagai partikel
b. Terdiri dari paket-paket energi yang disebut kuanta atau foton
c. Energi kinetik tidak bergantung pada intensitas cahaya
d. Efek fotolistrik terjadi diperlukan frekuensi minimum (frekuensi ambang)
e. Dapat menjelaskan Energi kinetik maksimal jika frekuensi cahaya diperbesar
f. Radiasi kalor tergantung pada suhu
g. Makin tinggi suhu, makin besar energi kalor yang dipancarkan
h. Fisika Modern terbagi atas 4 fase padat, cair, gas, dan plasma.
i. Dapat membuktikan adanya fenomena efek fotolistrik dan efek Compton
j. Cahaya tersusun dari paket-paket energi diskret yang diberi nama foton
k. Masing-masing foton memiliki energi sesuai dengan frekuensinya. Persamaan energi foton Einstein
yaitu E = hυ atau E = hc/λ
Sejarah fisika dimulai pada tahun sekitar 2400 SM, ketika kebudayaan
Harappan menggunakan suatu benda untuk memperkirakan dan menghitung sudut
bintang di angkasa. Sejak saat itu fisika terus berkembang sampai ke level
sekarang. Perkembangan ini tidak hanya membawa perubahan di dalam bidang
dunia benda, matematika dan filosofi namun juga, melalui teknologi, membawa
perubahan ke dunia sosial masyarakat. Revolusi ilmu yang berlangsung terjadi
pada sekitar tahun 1600 dapat dikatakan menjadi batas antara pemikiran purba
dan lahirnya fisika klasik. Dan akhirnya berlanjut ke tahun 1900 yang
menandakan mulai berlangsungnya era baru yaitu era fisika modern. Di era ini
ilmuwan tidak melihat adanya penyempurnaan di bidang ilmu pengetahuan,
pertanyaan demi pertanyaan terus bermunculan tanpa henti, dari luasnya galaksi,
sifat alami dari kondisi vakum sampai lingkungan subatomik.Istilah fisika modern diperkenalkan
karena banyaknya fenomena-fenomena mikroskopis dan hukum-hukum baru yang ditemukan sejak
tahun 1890. Fenomena mikroskopis yaitu fenomena-fenomena yang tidak dapat dilihat secara
langsung, seperti elektron, proton, neutron, atom, dan sebagainya. Ahli fisika telah mencoba
memecahkan persoalan tentang struktur atom, elektron, radiasi dengan fisika klasik. Namun, tidak
berhasil menerangkan fenomena-fenomena tersebut. Karena itu para ahli fisika mencari ilmu dan
model-model lain yang baru. Dengan didapatnya teori-teori baru yang daat menerangkan fenomena-
fenomena mikroskopis itu, maka fisika telah memperluas ilmu ke arah yang lebih jauh lagi.
Meskipun mekanika klasik hampir cocok dengan teori klasik lainnya seperti elektrodinamika
dan termodinamika klasik, ada beberapa ketidaksamaan ditemukan di akhir abad 19 yang hanya bisa
diselesaikan dengan fisika modern. Khususnya, elektrodinamika klasik tanpa relativitas
memperkirakan bahwa kecepatan cahaya adalah relatif konstan dengan Luminiferous aether,
perkiraan yang sulit diselesaikan dengan mekanik klasik dan yang menuju kepada pengembangan
relativitas khusus. Ketika digabungkan dengan termodinamika klasik, mekanika klasik menuju ke
paradoks Gibbs yang menjelaskan entropi bukan kuantitas yang jelas dan ke penghancuran ultraviolet
yang memperkirakan benda hitam mengeluarkan energi yang sangat besar. Usaha untuk
menyelesaikan permasalahan ini menuju ke pengembangan mekanika kuantum.
Seperti kata Newton dalam Makna Fisika Baru dalam Kehidupan yaitu menciptakan teori baru
bukan berarti merobohkan gudang tua untuk dibangun gedung pencakar langit diatasnya. Ini lebih
seperti mendaki gunung, makin ke atas makin luas pandangannya, makin menemukan hubungan
antara titik awal pendakian dengan hal-hal disekelilingnya yang ternyata sangat kaya raya dan tak
terduga sebelumnya. Namun titik awal tersebut tetap ada dan dapat dilihat, meskipun tampak lebih
kecil dari pemandangan luas yang kita peroleh dari hasil perjuangan mengatasi rintangan selama
mendaki ke atas.
Pada tahun 1900, Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi dapat dibagi-bagi menjadi
beberapa paket atau kuanta. Ide ini secara khusus digunakan untuk menjelaskan sebaran intensitas
radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. Pada tahun 1905, Albert Einstein menjelaskan efek
fotoelektrik dengan menyimpulkan bahwa energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut
foton. Pada tahun 1913, Niels Bohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen, lagi dengan
menggunakan kuantisasi. Pada tahun 1924, Louis de Broglie memberikan teorinya tentang gelombang
benda.
Teori-teori di atas, meskipun sukses, tetapi sangat fenomenologikal: tidak ada penjelasan jelas
untuk kuantisasi. Mereka dikenal sebagai teori kuantum lama. Frase "Fisika kuantum" pertama kali
digunakan oleh Johnston dalam tulisannya Planck's Universe in Light of Modern Physics (Alam Planck
dalam cahaya Fisika Modern).
Mekanika kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg mengembangkan
mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan
Schrödinger. Schrödinger beberapa kali menunjukkan bahwa kedua pendekatan tersebut sama.
Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastiannya pada tahun 1927, dan interpretasi
Kopenhagen terbentuk dalam waktu yang hampir bersamaan. Pada 1927, Paul Dirac menggabungkan
mekanika kuantum dengan relativitas khusus. Dia juga membuka penggunaan teori operator,
termasuk notasi bra-ket yang berpengaruh. Pada tahun 1932, Neumann Janos merumuskan dasar
matematika yang kuat untuk mekanika kuantum sebagai teori operator.
Pada 1927, percobaan untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di luar partikel satuan, yang menghasilkan teori medan kuantum. Pekerja awal dalam bidang ini termasuk Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf dan Pascaul Jordan. Bidang riset area ini dikembangkan dalam formulasi elektrodinamika kuantum oleh Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, dan Tomonaga Shin'ichirō pada tahun 1940-an. Elektrodinamika kuantum adalah teori kuantum elektron, positron, dan Medan elektromagnetik, dan berlaku sebagai contoh untuk teori kuantum berikutnya.
Istilah Quanta (plural: quantum) dipopulerkan oleh fisika, yang merujuk pada satuan terkecil dari cahaya (foton). Penemuan sifat partikel (selain sifat gelombang) cahaya ini memulai perkembangan baru fisika, meloncat dari konsep klasik kepada konsep yang lebih modern, lazim dikenal sebagai fisika kuantum atau juga fisika modern. Untuk memahaminya mau tidak mau mesti mengenal barang sedikit fisika klasik (newtonian, maxwellian) dan fundamentalnya perubahan paradigma yang diperkenalkan fisika kuantum.
Penemu teori kuantum adalah Max Karl Ernst Ludwig Planck (lahir di Kiel, 23 April 1858 – wafat di Goettingen, 4 Oktober 1947 pada umur 89 tahun) seorang fisikawan Jerman. Lahir di Kiel, Planck memulai karir fisikanya di Universitas München di tahun 1874, lulus pada tahun 1879 di Berlin. Dia kembali ke München pada tahun 1880 untuk mengajar di universitas itu, dan pindah ke Kiel pada 1885. Di sana ia menikahi Marie Mack pada tahun 1886. Pada tahun 1889, dia pindah ke Berlin, di mana sejak 1892 dia menduduki jabatan teori fisika.
Pada 1899, dia menemukan sebuah konstanta dasar, yang dinamakan konstanta Planck, dan, sebagai contoh, digunakan untuk menghitung energi foton. Juga pada tahun itu, dia menjelaskan unit Planck yang merupakan unit pengukuran berdasarkan konstanta fisika dasar. Satu tahun kemudian, dia menemukan hukum radiasi panas, yang dinamakan Hukum radiasi badan hitam Planck. Hukum ini menjadi dasar teori kuantum, yang muncul sepuluh tahun kemudian dalam kerja samanya dengan Albert Einstein dan Niels Bohr.
Dari tahun 1905 sampai 1909, Planck berlaku sebagai kepala Perkumpulan Fisikawan Jerman (Deutsche Physikalische Gesellschaft). Istrinya meninggal pada tahun 1909, dan satu tahun kemudian dia menikahi Marga von Hoesslin. Pada tahun 1913, dia menjadi kepala Universitas Berlin. Untuk dasar dari fisika kuantum, dia diberikan penghargaan Nobel bidan fisika pada tahun 1918. Sejak tahun 1930 sampai 1937, Planck adalah kepala Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (KWG, Persatuan-Kaisar-Wilhelm untuk peningkatan dalam sains).
Selama Perang Dunia II, Planck mencoba meyakinkan Adolf Hitler untuk mengampuni ilmuwan Yahudi. Anak Planck, Erwin, dihukum mati pada 20 Juli, 1944, karena pengkhianatan dalam hubungan dengan pencobaan pembunuhan Hitler. Setelah kematian Planck pada 4 Oktober 1947 di Göttingen, KWG diubah namanya menjadi Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (MPG, Persatuan-Max-Planck untuk Peningkatan dalam Sains).
Pada zaman fisika klasik, energi dianggap merupakan bilangan kontinu dan merangkum seluruh nilai yang ada, bisa saja energi bernilai nol atau 3,142 atau 2,718 atau apa saja.
Pada tahun 1900, Max Planck menemukan bahwa energi berbanding lurus terhadap frekuensi, suatu penemuan yang ketika itu sangat radikal karena dalam tafsiran klasik energi bergantung kepada kuadrat amplitudo, bukan frekuensi seperti yang dihipotesakan oleh Planck.
Percobaan yang dilakukan oleh Planck terhadap benda yang dipanaskan menunjukkan adanya ketergantungan energi terhadap frekuensi. Planck mendapatkan suatu konstanta alam yang dinamakan dengan nama dirinya, konstanta Planck dengan nilai 6,626 x 10^-34 Js. Konstanta tersebut ditemukan oleh Planck setelah beliau ingin mencocokkan hipotesanya dengan kurva percobaan yang dihasilkan oleh Wien. Beliau mencoba dengan bilangan yang besar. Tetapi karena bilangan yang besar menyebabkan berlakunya bencana ultraungu (ultraviolet catastrophe), beliau mencoba lagi dengan bilangan yang sangat kecil. Disini beliau mendapatkan kesimpulan bahwa konstanta yang cocok bagi kurva Wien adalah konstanta yang bernilai sangat kecil dan berhingga tetapi bukan nol. Disini Planck menyimpulkan bahwa terdapat satuan energi yang lebih kecil dan diskret, bukan kontinu.
Fisika kuantum merupakan fisika yang dilahirkan dari penemuan Planck tentang satuan terkecil energi. Fisika kuantum juga membahas tentang adanya kejadian lain dalam fisika yang tidak dapat dirumuskan oleh fisika klasik seperti energi titik nol, prinsip ketidakpastian Heisenberg, Interpretasi Born tentang fungsi gelombang serta fungsi gelombang sebagai pembawa informasi dari partikel.
Mekanika kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu,
tapi diskrit — berupa ‘paket’ atau ‘kuanta’. Konsep ini revolusioner — bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.
Mekanika kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Schrödinger beberapa kali menunjukkan bahwa kedua pendekatan tersebut sama.
Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastiannya pada tahun 1927, dan interpretasi Kopenhagen terbentuk dalam waktu yang hampir bersamaan. Pada 1927, Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum denganrelativitas khusus. Dia juga membuka penggunaan teori operator, termasuk notasi bra-ket yang berpengaruh. Pada tahun 1932, Neumann Janos merumuskan dasar matematika yang kuat untuk mekanika kuantum sebagai teori operator.
Bidang kimia kuantum dibuka oleh Walter Heitler dan Fritz London, yang mempublikasikan penelitian ikatan kovalen dari molekul hidrogen pada tahun 1927. Kimia kuantum beberapa kali dikembangkan oleh pekerja dalam jumlah besar, termasuk kimiawan Amerika Linus Pauling.
Berawal pada 1927, percobaan dimulai untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di luar partikel satuan, yang menghasilkan teori medan kuantum. Pekerja awal dalam bidang ini termasuk Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf dan Pascaul Jordan.
Pembelajaran kuantum merupakan suatu teknik pembelajaran yang meniru prinsip kuantum dimana seseorang yang sudah menguasai suatu level pembelajaran bisa melompat ke level yang lebih tinggi.