1. Pen ga nta r Jika kita berada pada abad ke-19, mungkin kita hanya akan paham tentang proses fisika yang di lakukan oleh alam. Mekanika hukum Newton, termasuk hukum gravitasi, tela h di buk ti kan secara te rpe ri nci, dan kesuksesannya telah membukti kan dalam pemahaman pada interaksi diantara benda-benda. elistrikan dan magnet telah di ke mukaan oleh teori Ma!wel l dan gelombang ele ktr oagnetik yang si asums ika n oleh per samaan Ma!well telah ditemukan dan di teliti pada eksperimen konduktifitas oleh "ert#. "ukum termodinamika dan teori kinetik telah berhasil membuktikan tentang pen$elasan dari banyakfenomena yang berhubungan dengan panas dan suhu. etiga teori mekanika yang sukses itu- mekanika, kelistrikan,dan termodinamika-secara umumnya dapat disebut fisika klasik. %ada masa pertengahan abad ke-19, dunia sudah mulai mengalami perubahan. &evolusi 'ndustri membuat laboratorium dapat digunakan untuk pabrik dan mempercepat perpindahan dari agraria menu$u sosial yang terpusat. %ara peker$a membentuk inti dari kemunculan kelas menengah dan sistem ekonomi yang baru. (unia perpolitikan sudah berubah, pengertian setiap aspek fundamental dari kebiasaan manusia adalah pilihan untukmengubah lebih kritis oleh pisikolog )reudian. (al am duni a fi si ka, ada kep asti an bahwa ef ek dari re vol usi indus tr i akan didampak dunia fisika. Meskipun banyak eksperimen yang membuktikan kebenaran fisika klasik, beberapa eksperimen memberikan hasil yang tidak dapat di$elaskan secara tepat oleh teori fisika klasik. *eori elektromagnetik klasik menyatakan bahwa media diperlukan untukmer amb atka n gelombang elektromagnetik, tet api dal am eksperime n medium yang di perlukan tidak ditemukan. +ksperimen untuk mempela$ari emisi dari gelombang elektromagnetik dengan panas, memberikan hasil yang tidak dapat di$elaskan oleh teori fisika klasik dari termodinamika dan ekeltromagnetik. eberapa eks per ime n tersebut mungki n tid ak ter lal u ber signifika n, ter uta ma ketika diliha t dari kesukses an masa lalu dan kemenge ritan dengan baik dalam eksperi ment di abad ke-19. agaimanapun, eksperimen itu setidaknya memiliki pengaruh, tidak hanya dunia fisika, namun semua sains, dalam stuktur politik dunia, dan cara kita melihat diri sendiri dan tempat kita di tata surya. %ada masa dua dekade, antara 19dan 19/, kekurangan dari fisika klasik akan membawa kita ke teori umum dan spesial dari teori relativitas dan teori kuantum. (esain dari fisika modern biasanya berdasarkan pengembangan yang dimulai pada tahun 19dan menu$u teori kuantum dan teori relativitas, termasuk aplikasi terori ini untuk memahami stuktur atom, inti atom dan partikel pembuatnya, penyusun atom dalam molekul dan padatan, dalam skala kosmik, asal usul dan evolusi dari alam semesta. 2. Radi asi Therm al da n Po stul at Planck1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
1. PengantarJika kita berada pada abad ke-19, mungkin kita hanya akan paham tentang proses
fisika yang di lakukan oleh alam. Mekanika hukum Newton, termasuk hukum gravitasi,
telah di buktikan secara terperinci, dan kesuksesannya telah membuktikan dalam
pemahaman pada interaksi diantara benda-benda. elistrikan dan magnet telah di kemukaan
oleh teori Ma!well dan gelombang elektroagnetik yang si asumsikan oleh persamaan
Ma!well telah ditemukan dan di teliti pada eksperimen konduktifitas oleh "ert#. "ukum
termodinamika dan teori kinetik telah berhasil membuktikan tentang pen$elasan dari banyak
fenomena yang berhubungan dengan panas dan suhu. etiga teori mekanika yang sukses itu-
mekanika, kelistrikan,dan termodinamika-secara umumnya dapat disebut fisika klasik.
%ada masa pertengahan abad ke-19, dunia sudah mulai mengalami perubahan.
&evolusi 'ndustri membuat laboratorium dapat digunakan untuk pabrik dan mempercepat
perpindahan dari agraria menu$u sosial yang terpusat. %ara peker$a membentuk inti dari
kemunculan kelas menengah dan sistem ekonomi yang baru. (unia perpolitikan sudah
berubah, pengertian setiap aspek fundamental dari kebiasaan manusia adalah pilihan untuk mengubah lebih kritis oleh pisikolog )reudian.
(alam dunia fisika, ada kepastian bahwa efek dari revolusi industri akan
didampak dunia fisika. Meskipun banyak eksperimen yang membuktikan kebenaran fisika
klasik, beberapa eksperimen memberikan hasil yang tidak dapat di$elaskan secara tepat oleh
teori fisika klasik. *eori elektromagnetik klasik menyatakan bahwa media diperlukan untuk
merambatkan gelombang elektromagnetik, tetapi dalam eksperimen medium yang di
perlukan tidak ditemukan. +ksperimen untuk mempela$ari emisi dari gelombang
elektromagnetik dengan panas, memberikan hasil yang tidak dapat di$elaskan oleh teori
fisika klasik dari termodinamika dan ekeltromagnetik.
eberapa eksperimen tersebut mungkin tidak terlalu bersignifikan, terutamaketika dilihat dari kesuksesan masa lalu dan kemengeritan dengan baik dalam eksperiment
di abad ke-19. agaimanapun, eksperimen itu setidaknya memiliki pengaruh, tidak hanya
dunia fisika, namun semua sains, dalam stuktur politik dunia, dan cara kita melihat diri
sendiri dan tempat kita di tata surya. %ada masa dua dekade, antara 19 dan 19/,
kekurangan dari fisika klasik akan membawa kita ke teori umum dan spesial dari teori
relativitas dan teori kuantum.(esain dari fisika modern biasanya berdasarkan pengembangan yang dimulai
pada tahun 19 dan menu$u teori kuantum dan teori relativitas, termasuk aplikasi terori ini
untuk memahami stuktur atom, inti atom dan partikel pembuatnya, penyusun atom dalam
molekul dan padatan, dalam skala kosmik, asal usul dan evolusi dari alam semesta.
%ada waktu berada dekat dengan sebuah benda yang lebih pandas daripada tubuh
kita, kita merasa hangat. &asa hangant ini berasal dari radiasi elektromagnetik yang berasal
dari benda tersebut. &adiasi ini dikenal dengan radiasi thermal.erdasarkan hasil eksperimen para ahli, diperoleh bahwa banyaknya radiasi
thermal yang dipancarkan oleh suatu benda dipengaruhi oleh0
a. uhu benda, benda yang bersuhu tinggi akan memancaran lebih banyak radiasi.
b. ifat permukaan benda, permukaan kasar lebih banyak memancarkan radiasi
dibandingkan dengan permukaan halus.c. entuk benda, permukaan yang lebih luas akan memancarka radiasi yang
lebih banyak d. Jenis material, *ungsten dapat memancarkan radiasi dengan la$u /2, 34cm/
sedangkan molybdenum 5dengan ukuran dan bentuk yang sama6 hanya
meradiasikan 19,/ 34cm/.
%ada tahun 1789, berdasarkan hasil eksperimen Josef tefan, ia merumuskan besarnya intensitas radiasi yang dipancarkan oleh suatu benda. Menurut pengamatannya,
besar intensitas 5 I 6 ini sebanding dengan pangkat empat suhu 5T 6.
I = K T 4
K merupakan suatu konstanta yang tergantung pada sifat benda dan sering di
tuliskan sebagai K =eσ
. ilangan e dinamakan emisivitas benda yang besarnya antara
sampai 1 5tanpa satuan6, sedangkan σ dinamakan tetapan tefan-olt#man yang
besarnya,
σ =5,67 x10−8 W
(m2 K
4 )
I =eσ T 4
(aya P yang dipancarkan oleh benda, dihitung dengan mengalikan intensitas
dengan luas permukaan benda A,
P=eσ AT 4
&umus tersebut dinamakan rumus tefan-olt#man, karena tefan
menemukannya bedarsarkan eksperimen dan konfirmasi melalui perhitungan teori
dari energi kinetik maksimum elektroneV s=( E K )maks
arena nilai ( E K )maks hanya bergantung pada hf dan ϕ , maka nilaiV s
$uga hanya tergantung ada hf dan ϕ , tidak tergantung pada intensitas cahaya yang datang.
ehingga nilaiV s sama untuk semua intensitas.
+instein berpendapat bahwa intensitas cahaya berhubungan dengan $umlah foton.
*iap foton berhubungan dengan 1 elektron. emakin banyak $umlah foton, makan semakin
banyak elektron yang menyerap foton. emakin besar intensitas, maka semakin besar arus
yang dihasilkan.
anyaknya $umlah foton tidak berpengaruh pada energi kinetik elektron sehinggaintensitas cahaya tidak akan berpengaruh pada besar beda potensial penghenti. %eristiwa
fotolistrik berlangsung sangat cepat. +lektron dapat terpancar hanya dalam waktu yang
sangan singkat sekali, yaitu sekitar 1-9 detik setelah penyinaran,
+instein menganggap bahwa ketika permukaan logam disinari, $utaan foton secara
serentak diserap oleh $utaan elektron sehingga dalam waktu singkat akan terdeteksi arus.
ehingga cahaya dapat berkelakuan sebagai partikel.
4. Efek Compton dan efraksi !inar"#:rthur "olly =ompton dan temannya %eter (ebye terobsesi oleh iden +instein
tentang foton. Mereka menemukan bahwa hamburan foton dari sinar-> oleh elektron hanyadapat di$elaskan dengan menganggap foton sebagai partikel dengan energi hf dan
momentumh f
c , cocok seperti yang diusulkan +instein.
%ercobaan =ompton cukup sederhana. +lektron disinari dengan sinar->. inar->
akan dihamburkan oleh elektron. %an$ang gelombang sinar-> yang terhambur ini ternyata
dan difraksi. Namun cahya $uga dapet berkelakuan seperti partikel, misalnya ketika
bertumbukan dengan atom.
ukan hanya gelombang yang dapat berkelakuan seperti partikel, partikel pun
dapat berkelakuan seperti gelombang. epertipada percobaan (avisson dan <ermer.
%ada tahun 19/8 (avisson dan <ermer memilih elektron sebagai partikel untuk
mengu$i hipotesa de roglie, elektron-elektron diperoleh dari filamen yang di pi$arkan,kemudian elektron-elektron itu dipercepat dalam medan listrik yang tegangannya A volt.
etelah dipercepat, elektron memiliki energi kinetik.
Ek =54eV =54 1,6 x 10−19
!"u#e
Momentum elektron 0
p=m$=√2m1
2m$
2
p=√ 2mE k
p=√ 2 9,1 x10−31 54 16 x10−19
p=4 x10−24
k%m
s
%ada tahun 19/ 3erner "einsberg menga$ukan rumus baru dibidang fisika.
uaturumus yang sangat radikal, $auh berbeda dengan rumus klasik Newton. *eori rumus
baru ini sudah mengalami beberapa perbaikan oleh orang-orang sesudah heisenberg dan
berhasil. "ingga kini rumus tersebut diterima dan digunakan dalam semua sistem fisika.
%rinsip ketidakpasstian menyatakan bahwa hampir tidak mungkin untuk
mengukur dua besaran secara bersamaan, misalnya posisis dan momentum suat partikel.
%rinsip ketidakpastian ini men$amin bahwa tidak mungkin membuat lebih dari sekedar
dugaan-dugaaan statistik. %rinsip ini merupakan prinsip yang mendalam dibidang ilmiah dan
paling punya daya $angau lebih $auh. (alam praktik, prinsip ketidakpastian ini
mengkhususkan batas-batas teoritis tertentu terhadap keaanggupan dalam melihat hal-hal