PENGANTAR FISIKA MODERN (3 SKS)
PERTEMUAN KE-1
Nurun Nayiroh, M.Si
JURUSAN FISIKA UIN MALIKI MALANG
TA’ARUF
Nama : Nurun Nayiroh, M.Si
Alamat Asal : Keling-Kepung-Kediri
Alamat sekarang : Jl.Tirto Taruno Gang 3 Landungsari Malang
Alamat e-mail : nayiroh@gmail.comatau nurun@fis.uin-malang.ac.id
Blog : http://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id
Telepon : 085 234 642 740
Tujuan Instruksional Umum
FISIKA DASAR
Fisika Klasik
FISIKA MODERN
Memberikan pemahaman terhadap bidang fisika khususnya Fisika Quantum dan diharapkan memperoleh dasar atau
LATAR BELAKANG
Muncul teori relatifitas khusus dan kuantum (Fisika Modern) Muncul kegalauan baru
Percobaan pemancaran gelombang EM oleh benda panas berpijar tidak dapat dipahami dengan teori klasik (radiasi benda hitam)
Akhir abad ke-19 merupakan puncak keberhasilan dalam bidang Fisika
Mekanika (Newton) Kelistrikan dan kemagnetan (teoritik Maxwell)
Gelombang elektromagnetik (Percobaan Hertz)
Sifat-sifat gelombang EM (Maxwell dan Hertz) Fisika Modern berawal dari teori relativitas khusus dan kuantum untuk memahami:
Sif at atom, inti atom, partikel penyusun, molekul dan zat padat,
Kosmik, Asal mula dan evolusi alam semesta
Teori Kuantum disebut juga Mekanika Gelombang
Satuan dan Konstanta
10-18 10-15
10-12 10-9
10-6 106 109101210151018
Pokok Bahasan
Teori Relativitas Khusus
Dualisme Partikel dan Gelombang
Struktur Atom
Mekanika kuantum
Model Atom Mekanika Kuantum
Molekul dan Zat Padat
Fisika Inti
Topik 1: Teori Relativitas Khusus
Gerak Relatif
Postulat Relativitas Einstein
Konsekuensi Postulat Einstein
Momentum & Massa relativistik
Energi Relativistik
Topik 2:Teori Kuantum Radisai (Dualisme Partikel dan Gelombang)
Sifat Partikel dari Gelombang
Gelombang elektromagnetik
Teori quantum cahaya
Teori Gelombang De Broglie
Sifat Gelombang dari Partikel
Fungsi Gelombang dan Interprestasi Statistik
Prinsip Ketidakpastian Heisenberg
Topik 3: Struktur Atom
Model Awal dari Atom
Model Atom Rutherford
Orbit Elektron
Spektrum Atomik
Atom Bohr
Laser
Topik 4: Mekanika Kuantum
Fungsi dan Persamaan Gelombang
Persamaan Schrodinger
Partikel dalam kotak
Osilator Harmonik
Topik 5 : Model Atom Menurut Teori Kuantum
Atom Menurut Mek. Kuantum
Atom Hidrogen
Atom Kompleks & Tabel Periodik
Aplikasi
(Sinar-X, Fluoresensi, Fosforisensi, Laser, Holografi)
Topik 6: Molekul dan Zat Padat
Ikatan dan energi potensial pada molekul
Spektrum Molekul
Ikatan dlm Zat Padat
Pita Energi pada Zat Padat
Kristal
amorf
Topik 7: Fisika Inti
Struktur dan Sifat Inti
Energi Ikat dan Gaya Inti
Radioaktivitas
Peluruhan alfa, beta dan sinar gama
Hukum Kekekalan Peluruhan
Waktu Paro dan Laju Peluruhan
Deret Peluruhan
Referensi
Beiser, A. , Konsep Fisika Modern (terjemahan The Houw Liong), Erlangga, Jakarta, 1983.
Atam P. Arya , Elementary Modern Physics, Addison Wesley.
Eisberg R., and Resnick R. ,Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles, John Wiley, 1974.
Krane, K.S., 1983, Modern Physics, John Wiley & Sons
Beiser, A., 1995, Concepts of Modern Physics, 5th Edition, McGraw-Hill, Inc., New York.
Giancoli, D..C., 1998, Physics, 5th ed., Prentice Hall, New Jersey.
Kontrak Perkuliahan
PENILAIAN
UAS 30%
UTS 25%
Praktikum 20%
Tugas 15%
Kuis 10%
Absensi sebagai prasyarat mengikuti UAS (80% masuk)
KOMITMEN PERKULIAHAN
Maksimal 4 kali absen untuk mengikuti UAS
Terlambat dalam pengumpulan Tugas dianggap nilai 0
Tidak ada remidi Kuis ataupun UTS dan UAS
10 menit membaca al-qur’an sebelum perkuliahan
Dikembangkan pada awal abad 20 salah satu bagian dari ilmu Fisika
yang mempelajari perilaku materi dan energi pada skala atomik dan partikel-partikel subatomik atau gelombang dan partikel yang bergerak dengan kecepatan tinggi
KLIK
!!!!
Perumusan-perumusan dalam Fisika Klasik tidak lagi mampu menjelaskan fenomena- fenomena yang terjadi pada FISIKA
MODERN WHAT?
WHEN?
HOW? WHY?
How?
Fisika Modern diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa besaran energi suatu benda yang berosilasi (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.
Konsep Fisika Modern
Fisika Modern secara umum dibagi menjadi 3 bagian pembahasan yaitu
Model atom Teori kuantum lama Teori kuantum modern
Fisika Menyenangkan...
Teori Kuantum Lama
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
Next…….
Einstein pada tahun 1905 menggunakan konstanta Planck dalam merumuskan energi yang dipancarkan oleh berkas cahaya/foton (penemuan efek fotolistrik)
Konsep yang paling mendasar dalam fisika modern adalah konsep dualisme partikel dan gelombang. Konsep ini sangat penting karena perilaku partikel dan gelombang semuanya sudah dipelajari dan diamati di fisika klasik.
Konsep dualisme partikel-gelombang ini diamati oleh
Teori Kuantum Modern
Teori Kuantum Modern dikembangkan dalam perhitungan energi partikel atau elektron menggunakan persamaan gelombang yang dirumuskan oleh Erwin Schroedinger, karenanya dikenal dengan persamaan Schroedinger :
dimana ψ adalah fungsi gelombang dari partikel/elektron, m adalah massa elektron, ħ= h / 2p, E adalah energi dan V adalah potensial.
Persamaan ini bersama dengan prinsip ekslusi Pauli yang menyatakan bahwa elektron dan partikel Fermion lain tidak dapat memiliki keadaan kuantum yang sama (energi, orbital, spin dll) merupakan dasar bagi penerapan teori kuantum modern dalam menjelaskan efek Zeeman, atom berelektron banyak, osilator harmonis dan atom hidrogen.
Aplikasi
Surat Ali Imran ayat 190-191
ِباَبْلَ ْلأا يِلوُ ِلأ ٍتاَي َلآ ِراَھﱠنلاَو ِلْيﱠللا ِف َلاِتْخاَو ِضْرَ ْلأاَو ِتاَوَمﱠسلا ِقْلَخ يِف ﱠن ِإ )
190 َنيِذﱠلا(
اَم اَنﱠبَر ِضْرَ ْلأاَو ِتاَوَمﱠسلا ِقْلَخ يِف َنوُرﱠكَفَتَيَو ْمِھِبوُنُج ىَلَعَو اًدوُعُقَو اًماَيِق َ ﱠﷲ َنوُرُكْذَي ِراﱠنلا َباَذَع اَنِقَف َكَناَحْبُس ًلاِطاَب اَذَھ َتْقَلَخ
) (191)
“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal, (yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadaan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (seraya berkata): "Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau
Mempelajari Fisika modern adalah salah satu bentuk upaya mengamalkan ayat al-qur’an untuk menjadi insan ulul albab.
dari ayat di atas, kita dapat menyimpulkan beberapa sifat ulul albab sebagai berikut :
Dapat melihat tanda-tanda kekuasaan Allah SWT pada penciptaan langit dan bumi serta pergantian siang dan malam ( ِلْيﱠللا ِف َلاِتْخاَو ِضْرَ ْلأاَو ِتاَوَمﱠسلا ِقْلَخ يِف ﱠنِإ ِباَبْلَ ْلأا يِلوُ ِلأ ٍتاَي َلآ ِراَھﱠنلاَو)
Senantiasa berzikir kepada Allah SWT di mana saja berada dan situasi kondisi bagaimana pun ( ْمِھِبوُنُج ىَلَعَو اًدوُعُقَو اًماَيِق َ ﱠﷲ َنوُرُكْذَي َنيِذﱠلا).
Tiada henti-hentinya mengembangkan ilmu, meningkatkan kualitas ilmu dan metodologi ilmu pengetahuan ( ِض ْرَ ْلأاَو ِتاَوَمﱠسلا ِقْلَخ يِف َنوُرﱠكَفَتَيَو).
Selalu memohon dan memanfaatkan potensi dan kesempatan yang disediakan oleh Allah SWT ( ًلاِطاَب اَذَھ َتْقَل َخ اَم اَنﱠبَر)
Mengakui kekuasaan Allah SWT ( َكَناَحْبُس)
Cenderung menjauhkan prilaku menyimpang dan kembali pada prilaku yang mendapat keridhaan Allah SWT ( ِراﱠنلا َباَذَع اَنِقَف
