Click here to load reader

Bab iv-dualisme-gelombang-partikel

  • View
    267

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Bab iv-dualisme-gelombang-partikel

  • DUALISME GELOMBANG PARTIKEL

    Oleh :SURATNO, S.Pd. SMA NEGERI COLOMADU KAB. KARANGANYAR

  • 1. RADIASI BENDA HITAMBeberapa Pengamatansetiap benda akan memancarkan cahaya bila dipanaskan, contoh besi yang dipanaskanwarna yang terpancar tidak bergantung pada jenis bahan atau warna asalnya, melainkan pada temperaturnya sematadi samping cahaya tampak, benda tersebut juga memancarkan radiasi infra merah

  • Beberapa Pengamatanradiasi juga tetap terjadi bila benda yang digunakan berwarna hitam (mis: karbon)radiasi baru melemah jika benda didinginkan sampai mendekati temperatur mutlak (0 kelvin)

  • Beberapa Pengamatan Lebih Jauhradiasi cahaya tampak hanya merupakan bagian kecil saja dari radiasi keseluruhanterdapat suatu maksima /Enrgi maksimum untuk setiap temperatur bahan, yang mempunyai panjang gelombang yang di sebut panjang gelombang maksimum maks

  • HUKUM PERGESERAN WIEN

    W. Wien merumuskan bahwa terjadi pergeseran maksima maks sesuai perumusan maks T = 2.898 x10-3 m K = konstanta Wien =C atau maks= hubungan di atas dikenal sebagai hukum pergeseran Wien

  • Pertanyaan

    Menurut Anda, manakah yang benar dari pernyataan berikut:suatu lampu bola menyala/bercahaya karena filamennya dipanaskansuatu lampu bola menjadi panas karena filamennya menyala

  • INTENSITAS RADIASI BENDAIntensitas radiasi yang dipancarkanoleh suatu benda memenuhi hukum Stevan Boltzman yaitu :

    I = eTP = eT A E= W = eT A t

    Dimana:I= intensitas radiasi( watt/m). P = daya radiasi ( watt). E=W= Energi radiasi ( joule). e = emisivitas benda /warna benda untuk benda hitam sepurna e=1. = konstanta stevan boltzman. T= suhu (K). A= luas (m) dan t= waktu ( s)

  • TEORI KWANTUM PLANCKBerdasarkan teori kwantum planck, atom-atom logam, seperti pada benda hitam berperilaku sebagai osilator gelombang elektromagnetik adalah merupakan :Gelombang transversalDiskontinew/ terputus-putusTerdiri dari paket-paket energi/ kwantum energi ( foton )Bergerak lurus dengan kecepatan konstan ( c = 3. 10 m/s)Besar energi foton hanya bergantung pada frekwensi gelombang Elektromagnetik ( f ) shg didapat hub. E= n h f dimana E= energi (J), n = bil. Kwantum, h = konstanta planck = 6,625. 10 Js dan f = frekwensi ( Hz )

  • EFEK FOTOLISTRIKCahaya tampak dikenal sebagai salah satu bagian dari radiasi gelombang EMP. Lenard (1902) melakukan percobaan yang membuktikan bahwa gelombang cahaya memiliki sifat seperti partikelA. Einstein (1905) mengemukakan teori efek fotolistrikpartikel pembawa energi disebut foton

  • Efek FotolistrikCahaya merah monokromatik diarahkan pada elektroda negatif (K)Arus listrik tidak akan mengalir atau terbaca di pengukur arus

    KA

  • Efek FotolistrikCahaya biru monokromatik diarahkan pada elektroda negatif (K)Arus listrik akan mengalir dan terbaca di pengukur arus ( Ammeter )KAe

  • Persamaan EnergiEnergi foton/cahaya yg datang E=hf = hc/Energi E diubah menjadi ( w + Ek )w = h fo = fungsi kerja, energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari logam Ek = mv = energi kinetik elektron yang terpancarBesarnya energi kinetik elektron (Eke) sama dengan besarnya energi listrik (W listrik ) yang dihasilkan oleh effeck foto listrikEke = Wlistrik mv = qVq = e = muatan elektron

  • Syarat terjadinya Efek foto listrikFrekuensi f f ambang/batas dari cahaya yang digunakanPanjang gelombang ambang dari cahaya yang digunakan

  • DUALISME

    Beberapa PengamatanPartikel dan gelombang sejak lama dikenal sebagai dua kuantitas yang berbeda dan sama sekali tidak berhubunganelektron dikenal sebagai partikel bermuatan negatif dan menjadi penghantar listrik dalam logamcahaya dikenal sebagai radiasi gelombang EM dari benda yang dipanaskan

  • 1.Hipotesis de BroglieBerdasarkan keyakinan akan adanya simetri di alam, Louis de Broglie (1924) mengusulkan suatu hipotesis bahwa partikel dan gelombang EM saling berinteraksigelombang EM memiliki beberapa sifat yang mirip partikelkumpulan partikel juga menunjukkan perilaku sebagai gelombang EMGelombang EM dapat dipandang sebagai gelombang

  • Hipotesis de BroglieDe Broglie mengusulkan suatu hubungan antara panjang gelombang dengan momentum partikel p = mv sebagai:

    = panjang gelombang de Broglie ( m atau sering dinyatakan dalam dengan h adalah konstanta Planck = 6.626 x 10-34 J sec.

  • Manfaat dari hubungan de BroglieHubungan de Broglie, merupakan jembatan yang menghubungkan sifat partikel dari gelombang dan sifat gelombang dari partikelsifat dominan yang muncul adalah salah satu (tidak pernah keduanya tampil bersamaan)Ini dikenal sebagai dualisme partikel gelombang

  • Aplikasi hubungan de BroglieEfek Fotolistrik adalah percobaan yang menampilkan sifat partikel dari gelombang cahaya

    Difraksi elektron adalah percobaan yang menampilkan sifat gelombang dari partikel

  • 2. EFEK COMPTONEfek Compton Menurut Compton radiasi yang terhambur mempunyai frekuensi lebih kecil dari pada radiasi yang datang dan juga tergantung pada sudut hamburan. Dari analisis Compton, hamburan radiasi elektromagnetik dari partikel merupakan suatu tumbukan elastik.

    E=hc/E'=hc/'Ek=mcBesarnya perubahan panjang gelombang

  • Contoh SOAL1. Dua lampu pijar berbentuk bola dengan perbadingan jari-jari R1 = 2 R2, jika suhu lampu 1 = 27 1C dan suhu lampu 2 = 27C Tentukan perbandingan Daya lampu 1 dan lampu 2 !

    2. Hitung panjang gelombang dari benda pijar yang dapat memancarkan energi maksimum, jika suhu benda 727C dan konstata Wien =2,898 x 10 mK

  • LANJUTAN Contoh Soal3. Panjang gelombang cahaya tampak 5000, Hitunglah besar energi fotonnya !

    4. Berkas sinar ultravioletdengan panjang gelombang 3000 dijatuhkan pada keping logan . Untuk membebaskan elektron dari logam perlu energi 4 eV. Tentukanlah! A. Energi kinetik elektron. B. Kecepatan gerak eletron.

    5. Sebuah elektron dipercepat dengan beda potensial 4 kV. Berapakah panjang gelombang yang dipancarkan oleh elektron tersebut.

  • Lanjutan 6. Sebuah foton dengan panjang gelombang 40 menumbuk sebuah elektron di udara, sehingga arah foton menyimpang 60 dari arah semula. Hitunglah ! A. panjang gelombang fton setelah menumbuk elektron. B. Energi kinetik elektron setelah ditumbuk foton

  • UJI KOGNITIFSebuah filamen Wolfram panjang 20 cm dan mempunyai garis tengah 2 mm berada pada sebuah bola lampu hampa udara pada suhu 800 K. Jika emisivitasnya 0,4 . Berapakah energi yang dipancarkan oleh bola lampu tersebut tiap detiknya.

    2. Seberkas sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 200 nm dijatuhkan pada logam kalium yang mempunyai panjang gelombang ambang 440 nm . Hitunglah Energi kinetik maksimum yang dihasilkan ( dalam eV )

    Hitunglah panjang gelombang de Brouglie dari sebuah elektron yang dipercepat dengan kelajuan 1 M m/s

  • LANJUTAN UJI KOGNITIF4. Sebuah elektron dipercepat dengan beda potensial 4000 volt . Berapakah panjang gelombang yang dipancarkan oleh elektron tersebut

    5. Sebuah foton dengan frekuensi f= 100 x 10 Hz menumbuk elektron diudara hingga arah foton menyimpang 30 dari arah semula . Htunglah frekuensi foton setelah menumbuk elektron.