Petunjuk Penggunaan media
Untuk menuju ke slide pertama
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Tombol navigasi untuk menuju slide awal
Tombol navigasi untuk menuju slide materi fisika klasik
Tombol navigasi untuk menuju slide materi krisis fisika klasik
Tombol navigasi untuk mengakhiri persentasi
Tombol navigasi untuk menuju slide selanjutnya
Tombol navigasi untuk menuju slide sebelumnya
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
A. Fisika Klasik
• Fisika Klasik berakhir sampai akhir abad IX
• Fisika klasik mempunyai dua cabang utama, yaitu
mekanika klasik newtonian dan teori medan EM
maxwellian
• Mekanika klasik newtonian dicirikan oleh kehadiran
partikel sebagai sesuatu yang terkurung didalam
ruang. (terkurung berarti ada batas antara materi
dengan lingkungannya)
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
• Medan EM dicirikan oleh kuantitas medan dan
gelombang yang menyebar didalam ruang.
Medan tersebar di dalam ruang bagai kabut
dengan ketebalan yang berbeda dan menipis
sampai akhirnya benar-benar lenyap. Batas
antara ruang yang bermedan dan yang tidak
belum jelas/kabur
• Secara umum, ciri utama fisika klasik adalah
bersifat common sense dan deterministik
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
1. Mekanika Sistem partikel
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Sifat deterministik
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
2. Medan Elektromagnetik
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
B. Krisis Fisika Klasik
Krisis Fisika Klasik yang dimaksud adalah kelemahan-
kelemahan fisika klasik dalam artian, fisika klasik tidak
mampu menjelaskan beberapa fenomena fisika.
Fenomena-fenomena tersebut diantaranya:
Radiasi Benda Hitam, Efek Photo Listrik, efek Compton,
Hipotesis de broglie dan difraksi elektron serta teori
atom bohr.
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
1. Radiasi Benda Hitam
• Radiasi termal adalah radiasi (sinaran GEM) yang
dipancarkan oleh suatu benda akibat temperaturnya
• Setiap benda dalam waktu yang bersamaan selalu
memancarkan dan menyerap radiasi termal ke dan
dari lingkungannya
• Radiasi termal terbentang dalam bentuk spektrum.
Artinyaterdiri atas sederetan gelombang dengan
frekuensi atau panjang gelombang.
• Spektrum tersebut dapat berupaspektrum kontinu
dan spektrum garis
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
• Spektrum yang dihasailkan oleh radiasi termal benda
padat dan cair adalah spektrum spektrum kontinu,
sedangkan benda gas adalah spektrum garis.
• Secara umum, spektrum radiasi termal bergantung
pada temperatur dan bahan penyusunnya. Tetapi
untuk benda hitam (black body) hanya bergantung
pada temperaturnya saja
• Benda hitam didefinisikan sebagai benda yang
menyerap seluruh radiasi yang mengenainya
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Contoh benda hitam terbaik digambarkkan dengan
lubang kecil didinding yang berongga.
Pada gambar 1, radiasi yang masuk sulit untuk keluar,
dan semakin kecil lubang di dinding maka semakin
kecil kemungkinan radiasi untuk keluar
gambar 1
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Beberapa eksperimen tentang Radiasi benda Hitam
• Radiansi adalah banyaknya energi yang dipancarkan
tiap satu satuan luas permukaan benda tiap satu
satuan waktu
• Jika energi persatuan waktu adalah daya, maka
radiansi adalah daya pancar persatuan luas.
• Spektral yang dimaksud adalah deskripsi radiansi yang
disumbangkan oleh masing-masing komponen
spektrum. Spektrum tersebut dicirikan olh panjang
gelombang atau frekuansi
a. Distribusi Radiansi Spektral (spectral radiancy
distribution)
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Gambar 2 disamping, terlihat
bahwa distribusi spektral
radiansi benda hitam pada
temperatur T5>T4>T3>T2>T1.
dan beda antara temperatur
yang berdekatan adalah
sama
Gambar 2
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
• Berdasarkan gambar 2, spektrum Radiasi benda hitam
adalah spektrum kontinu dengan radiansi yang
beragam bagi masing-masing komponen spekktrum.
• Komponen spektrum yang berfrekuensi sangat rendah
memiliki radiansi sangat lemah. Dengan kenaikan
frekuansi, radiansinya berangsur-angsur naik sampai
batas tertentu kemudian turun.
• Setiap temperatur tertentu selalu terdapat komponen
spektrum yang radiansinya paling besar. Semakin
tinggi temperatur benda maka semakin tinggi pula
frekuensi komponen spektrum yang radiansinya paling
besar
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
b. Hukum Pergeseran Wien
Atau (1)
Bentuk lain dari rumus (1) diatas adalah
(2)
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Luasan dibawah gambar 2 diatas dapat ditulis
c. Hukum Stefan-Boltzzmann
(3)
Yang menyatakan luasan tersebut menyatakan energi
termal yang dipancarkan tiap satuan luasan permukaan
benda hitam tiap satu satuan waktu pada temperatur T
tertentu. Oleh stefan-bolzmann energi termal tersebut
dirumuskan
(4)
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Telaah Radiasi Benda HitamPendekatan telaahnya adalah radiasi didalam rongga,
bukan radiasi yang dipancarkan dari lubang di dinding
rongga.
(5)
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
(6)
V adalah volume rongga
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
(7)
Oleh Rayleigh-Jean, energi rata-rata tiap ragamnya
adalah: (8)
(9)
Sehingga jika persamaan (8) dan (6) disubstitusikan
ke (7) maka diperoleh:
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Teori Rayleigh_jeans
Hasil eksperimen
Gambar 3
Persamaan (9) tersebut tidak cocok dengan hasil
eksperimen. Teori rayleigh jean tersebut cocok untuk
frekuansi kecil tetapi gagal pada frekuansi tinggi. Gagal
untuk frekuensi tinggi ini dikenal dengan istilah bencana
ultraungu (ultraviolet catastrophe)
A. FISIKA KLASIK B. KRISIS FISIKA KLASIK
Masalah diatas diselesaikan oleh Max Planck
dengan bentuk rumusan:
(10)
SEKIAN...