FISIKA DASAR II
BUKU AJAR UNTUK MAHASISWA TEKNIK
OLEH :
DRA. DWI PURWANTI, MS
NIP.195910201990022001
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN
BAB I. RELATIVITAS
A. TEORI RELATIVITAS KHUSUS
B. PENJUMLAHAN KECEPATAN SECARA RELATIVISTIK C. PEMUAIAN WAKTU
D. KONTRAKSI LORENTZ
E. MASSA DAN MOMENTUM RELATIVISTIK F. ENERGI RELATIVISTIK
BAB II. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
A. TEORI MAXWELL TENTANG TIMBULNYA GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK.
B. SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
C. APLIKASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI.
BAB III. ATOM
A. MODEL ATOM THOMSON DAN MASSA ELEKTRON B. PERCOBAAN MILLIKAN DAN MUATAN ELEKTRON C. MODEL ATOM RUTHERFORD
D. MASSA DAN MUATAN PROTON E. MODEL ATOM NIELS BOHR BAB IV. SIFAT CAHAYA
A. DUALISME SIFAT CAHAYA B. RADIASI BENDA HITAM C. EFEK FOTOLISTRIK D. EFEK COMPTON
BAB V. SIFAT GELOMBANG DARI PARTIKEL A. HIPOTESA DE BROGLIE
B. PRINSIP KETIDAKPASTIAN HEISENBERG C. MODEL ATOM BARU
B. BILANGAN KUANTUM C. TRANSISI RADIAKTIF BAB VII. INTI ATOM
A. BILANGAN ATOM DAN BILANGAN MASSA B. ISOTOP
1. GAYA NUKLIR
2. PERANAN NEUTRON C. RADIOAKTIVITAS
D. ALAT-ALAT PENDETEKSI RADIOAKTIVITAS BAB VIII. REAKSI INTI
A. UMUR PARO B. REAKSI INTI
PENDAHULUAN
Perbedaan fisika modern yang mulai diperkenalkan pada awal abad ke 20 dengan fisika klasik yaitu fisika modern menyelidiki gejala-gejala pada skala ukuran yang sangat kecil ( kira-kira 10-10 m ) dan pada skala kecepatan yang sangat tinggi yaitu mendekati kecepatan cahaya c = 3 x 108 m/s atau disebut juga pada kecepatan relativistik. Ternyata gejala-gejala pada skala atom tersebut dan penemuan tentang gelombang elektromagnetik serta sifat dualisme dari cahaya dapat dimanfaatkan untuk mengembangkan berbagai bentuk teknologi baru seperti televisi, komputer,
pengendali jarak jauh ( remote control ). sel fotolistrik, laser, mesin roentgen, energi nuklir dan sebagainya yang kesemuanya tidak mungkin dapat ditemukan dan
dibayangkan tanpa fisika modern.
Perkembangan fisika modern akan berlanjut terus dan bahkan akan semakin kompleks, yang menuntut alternatif cara berpikir baru pula. Hal-hal baru tersebut khususnya mekanika kuantum maupun teori relativitas agak sukar dipahami karena pada umumnya siswa berkembang berdasarkan pengalaman sehari-hari yang menggunakan paradigma fisika klasik.
Pada umumnya para mahasiswa, khususnya mahasiswa teknik, mengalami kesulitan dalam mempelajari materi fisika modern karena pada pembelajaran sains yang selama ini diberikan konsep-konsep yang diajarkan diperoleh melalui
BAB I RELATIVITAS
A. TEORI RELATIVITAS KHUSUS
Kejadian-kejadian yang terjadi sehari-hari di sekitar kita pada umumnya berhubungan dengan kecepatan yang jauh lebih kecil dari kecepatan cahaya. Karena itu sampai awal abad ke-20 ide awal tentang ruang dan waktu dijelaskan berdasarkan kecepatan ini dan hukum-hukum mekanika mengacu pada hukum Newton yang saat itu sangat diakui kebenarannya. Tetapi ternyata pada percobaan gerak partikel yang menggunakan kecepatan mendekati kecepatan cahaya ( disebut kecepatan
relativistik) hukum Newton gagal diterapkan. Contoh kegagalan hukum Newton ini
adalah pada saat dilakukan percobaan pemercepat partikel, yaitu elektron dalam suatu akselerator yang diberi potensial sangat tinggi ( sampai jutaan Volt ) sehingga
mempunyai kecepatan sampai kira-kira 0,99 c. Menurut hukum energi Newton berlaku rumus Ek = ½ mv2, untuk massa ( m ) elektron yang tetap jika energi
akselerator ditingkatkan menjadi 4 kali dengan cara diberi beda potensial listrik yang lebih tinggi maka seharusnya kecepatan elektron akan menjadi 1,98 c ( 2 kali
kecepatan semula ). Tapi hasil percobaan menunjukkan bahwa kecepatan elektron hampir tetap yaitu sebesar 0,99 c. Dari hasil percobaan ini terbukti bahwa Hukum Newton tidak berlaku karena ternyata kecepatan partikel mempunyai batasan tertentu.
Pada tahun 1905, Albert Einstein ( 1879 – 1955 ) seorang pegawai jawatan paten Swiss mengemukakan teori relativitas khusus untuk menjelaskan batas kecepatan suatu partikel. Teori ini memberi penjelasan untuk benda – benda yang bergerak dalam kecepatan tetap . Kedua postulat yang dikemukakan oleh Einstein adalah sebagai berikut :
2. Kelajuan cahaya dalam vakum memiliki nilai yang sama dalam semua kerangka acuan inersial yaitu sebesar c = 3 x 108 m/s
Karya besar Einstein inilah yang merupakan tonggak dari fisika modern, dan disebut teori relativitas khusus karena teori relativitas ini hanya berlaku bagi kerangka acuan inersial. Selanjutnya baru pada tahun 1916 Einstein mengusulkan teori
relativitas umum yang berlaku bagi semua kerangka acuan baik inersial maupun non inersial. Dalam hal ini hanya akan dibahas mengenai teori relativitas khusus yang akan menghasilkan ramalan-ramalan mengenai kecepatan relativistik, penyusutan panjang , pemuluran waktu serta rumus spektakuler yang dikemukakan Einstein tentang energi relativistik.
B. PENJUMLAHAN KECEPATAN SECARA RELATIVISTIK
Pada fisika klasik, Newton telah menyatakan bahwa semua gerak adalah relatif. Sebagai gambaran jika seorang Pengamat diam di tepi jalan dilewati oleh sebuah bus yang melaju ke Utara dengan kelajuan 80 km/jam, maka Pengamat akan mengatakan bahwa bus bergerak menjauh dengan kelajuan 80 km/jam arah ke Utara. Tetapi orang yang ada di dalam bus akan mengatakan Pengamatlah yang bergerak ke Selatan dengan kelajuan 80 km/jam. Jika selanjutnya orang yang di dalam bus berjalan searah dengan arah gerak bus dengan kelajuan 60 km/jam maka akan diperoleh penjumlahan kecepatan relatif menurut relativitas Newton dan Pengamat akan mengatakan bahwa laju orang di dalam bus tersebut menjadi 80 km/jam + 60 km/jam = 140 km/jam ke arah Utara. Demikian pula sebaliknya orang tersebut menganggap Pengamat bergerak ke arah Selatan dengan laju sebesar laju dirinya ditambah laju bus yaitu 140 km/jam. Akan tetapi penjumlahan kecepatan relatif menurut Newton seperti contoh di atas tidak akan berlaku jika kecepatannya adalah mendekati kecepatan cahaya c. Sebagai contoh dari kasus di atas jika kelajuan bus dimisalkan adalah 0,8 c dan laju orang di dalam bus adalah 0,6 c keduanya searah ke Utara maka seharusnya menurut
Oleh karena itu berdasarkan transformasi Lorentzs tentang kecepatan, Einstein mengoreksi kesalahan penjumlahan kecepatan relatif tersebut dengan memberikan persamaan yang berlaku untuk penjumlahan kecepatan relativistik
v =
v2 = kecepatan benda/partikel kedua terhadap benda/partikel pertama ( m/s ) c = kecepatan cahaya = 3 x 108 m/s
Jika rumus ini diterapkan pada contoh kasus di atas maka akan diperoleh
kecepatan relatif dari orang yang di dalam bus terhadap Pengamat yang diam adalah sebesar penjumlahan untuk kecepatan relativistik maka kecepatan relatif yang diperoleh
harganya tidak akan mungkin melebihi kecepatan mutlak c.
C. PEMUAIAN WAKTU
Berdasarkan penjelasan tersebut terbukti bahwa waktu juga bersifat relatif. Untuk mengukur selang waktu relatif antara dua kejadian yang terjadi pada tempat yang sama dan diukur oleh pengamat yang diam serta oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan relativistik maka digunakan rumus :
Selang waktu sejati adalah selang waktu yang diukur oleh jam atau pengamat yang
diam terhadap kejadian sedangkan selang waktu relativistik adalah selang waktu yang diukur oleh jam atau pengamat yang bergerak terhadap kejadian. Faktor pengali
disebut tetapan transformasi dan harganya selalu lebih besar dari 1. Akibatnya
pada rumus (2) di atas akan berlaku ∆t selalu lebih besar daripada ∆t0 atau dapat dikatakan bahwa selang waktu relativistik selalu lebih lama daripada selang waktu sejati.
Contoh soal :
Sebuah kincir angin ketika diamati oleh seorang pengamat yang diam di bumi, untuk berputar satu kali membutuhkan waktu 5,00 sekon. Berapakah waktu yang dibutuhkan oleh kincir angin tersebut untuk berputar satu kali menurut seorang pengamat yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,96 c ?
Waktu yang dibutuhkan oleh kincir angin untuk berputar satu kali atau periode kincir angin adalah periode sejati ∆t0 = 5,00 sekon Sedangkan periode kincir angin yang diamati oleh pengamat yang bergerak adalah periode relativistik ∆t
Kecepatan pengamat v = 0,96 c
selanjutnya dengan menggunakan rumus (2) diperoleh waktu relativistik :
∆t = γ ∆t0 = x 7 25
5,00 detik = 17,857 sekon
Dari hasil tersebut terlihat bahwa periode relativistik akan lebih besar dari periode sejati.
D. KONTRAKSI LORENTZ
Jika seorang pengamat dalam keadaan diam mengukur panjang suatu benda
dalam komponen x dan mendapatkan panjang benda tersebut adalah Lo maka Lo disebut panjang sejati benda tersebut. Selanjutnya jika benda tersebut kemudian diberi kecepatan v dalam arah x atau sejajar terhadap arah memanjang benda , maka menurut pengamat yang diam, komponen x benda panjangnya akan tampak berubah dan disebut panjang relativistik L ( Perhatikan, hanya komponen x saja yang tampak berubah sedangkan komponen y dan z yang tegak lurus terhadap arah gerak tidak mengalami perubahan ). Harga panjang relativistik ini dirumuskan sebagai :
c = kelajuan cahaya dalam vakum = 3 x 108 m/s
Karena tetapan transformasi γ harganya selalu lebih besar dari 1 ( γ > 1 ), maka sebagai akibatnya harga relativistik L akan selalu lebih kecil dari harga sejati Lo,
atau dapat dinyatakan panjang relativistik selalu lebih pendek daripada panjang sejati ( L < Lo ). Efek berkurangnya panjang benda jika bergerak sejajar terhadap arah memanjang benda ini disebut penyusutan panjang atau kontraksi panjang. Peristiwa ini pertama kali diramalkan oleh Hendrik Anton Lorentz, seorang fisikawan Belanda, karena itu peristiwa penyusutan panjang ini disebut juga kontraksi Lorentz
Contoh soal :
Sebuah pesawat ruang angkasa ketika diam di bumi menurut seorang pengamat panjangnya adalah 100 m. Berapakah panjang pesawat tersebut ketika bergerak dengan kecepatan 0,85 c menurut pengamat yang diam di bumi ?
Jawab :
Panjang pesawat ketika diam di bumi adalah panjang sejati, berarti Lo = 100 m Kecepatan pesawat terhadap bumi adalah v = 0,85 c, maka panjang pesawat ketika bergerak adalah panjang relativistik L. Dengan menggunakan rumus ( 3 ) akan diperoleh :
Dari hasil tersebut terbukti bahwa pesawat dalam keadaan bergerak dengan kecepatan relativistik akan tampak lebih pendek dari panjang sejatinya.
E. MASSA DAN MOMENTUM RELATIVISTIK
bahwa panjang dan selang waktu ternyata bersifat relatif, sehingga menimbulkan pertanyaan mungkinkah massa juga bersifat relatif.
Berdasarkan hukum kekekalan momentum akhirnya Einstein kembali dapat membuktikan bahwa massa suatu benda yang bergerak dengan kecepatan relativistik akan bertambah besar dan berarti bersifat relativistik pula. Besarnya massa relativistik ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
m = 2
2 0 1
c v m
mo kg ( 4 )
Keterangan :
m = massa relativistik ( diukur terhadap kerangka acuan yang bergerak terhadap benda ) dalam kg
mo = massa diam benda ( diukur terhadap kerangka acuan yang diam terhadap benda ) dalam kg
v = kelajuan relativistik benda ( m/s )
c = kelajuan cahaya dalam vakum = 3 x 108 m/s γ = tetapan transformasi > 1
Berdasarkan rumus ( 4 ) di atas, jika kecepatan benda v ditambah terus hingga harganya sama dengan kecepatan cahaya c ( v = c ) maka massa benda akan menjadi tak terhingga ( m
), dan ini berarti dibutuhkan gaya-gaya yang tak terhingga pula besarnya agar benda dapat mencapai kecepatan cahaya c. Dari keadaan ini dapat disimpulkan bahwa tidaklah mungkin suatu benda diberi kecepatan sebesar c,sehingga c adalah batas maksimum kecepatan semua benda.
Contoh soal
Sebuah elektron mempunyai massa diam 9,11 x 10-31 kg. Berapakah massanya saat bergerak dengan kelajuan :
a. 0,05 c ? b. 0,92 c ?
a. Massa relativistik elektron saat bergerak dengan kelajuan v = 0,05 c adalah
terlihat bahwa walaupun kecepatan elektron sudah cukup tinggi yaitu 0,05 c tetapi kenaikan massa elektron hanya kecil sekali yaitu 0,01 x 10-31 kg atau sekitar 0,12% dari massa diamnya
b. Massa relativistik elektron saat bergerak dengan kelajuan v = 0,92 c adalah
m = x kg
ternyata untuk elektron yang bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya akan terjadi kenaikan massa sebesar 2,55 kali massa diamnya. .
Sebelumnya pada fisika klasik sudah dijelaskan bahwa jika suatu benda yang bermassa m bergerak dengan kecepatan v maka benda akan mempunyai momentum sebesar :
p = m v
Pada relativitas khusus, karena benda bergerak dengan kecepatan relativistik maka momentum yang timbul disebut momentum relativistik. Besarnya momentum relativistik ini juga merupakan hasil kali antara massa dengan kecepatan, tetapi massa dalam hal ini adalah massa relativistik, sehingga :
v = kecepatan relativistik ( m/s ) mo = massa diam benda ( kg ) c = kecepatan cahaya. ( m/s )
Contoh soal
Berapakah momentum dari proton yang bergerak dengan kecepatan 0,96 c jika massa diam proton adalah 1,6 x 10-27 kg ?
Jawab :
Dengan menggunakan rumus (5) maka akan diperoleh :
p =
Hubungan yang paling terkenal yang diperoleh Einstein dari postulat relativitas khusus adalah mengenai massa dan energi. Berdasarkan hukum II Newton tentang gaya dan rumus usaha yang merupakan hasil kali antara gaya dengan lintasan perpindahan maka Einstein berhasil menurunkan rumus energi relativistik yaitu :
Ek = E – Eo = m c2 - mo c2 Joule ( 6 )
Keterangan :
Ek = energi kinetik relativistik ( J ) E = energi total ( J )
Eo = energi diam ( J )
Jika suatu partikel memiliki massa sebesar m maka partikel ini akan memiliki energi
Hubungan kesetaraan antara massa dan energi ini pertama kali dikemukakan oleh Einstein sehingga persamaan ( 7 ) yang sangat terkenal disebut sebagai hukum kesetaraan massa – energi Einstein.
Contoh soal :
BAB II
GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
A. TEORI MAXWELL TENTANG TIMBULNYA GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
James Clark Maxwell ( 1831 – 1875 ) adalah ilmuwan Skotlandia yang pertama kali mengemukakan hipotesa tentang adanya hubungan antara medanlistrik dan medan magnet. Keyakinan Maxwell ini dikemukakan pada tahun 1964 sebagai hipotesa karena saat itu memang tidak mudah membuktikan pendapatnya ini melalui
percobaan. Didasari oleh hukum-hukum yang dikemukakan tiga pakar sebelumnya yaitu :
1. Hukum Coulomb yang menyatakan bahwa suatu medan listrik akan ditimbulkan di sekitar muatan listrik.
2. Selanjutnya menurut hukum Biot Savart, jika muatan listrik bergerak dengan kecepatan tetap misalnya di dalam suatu kawat konduktor maka akan
timbullah medan magnetik yang tetap berbentuk lingkaran-lingkaran
konsentris di sekitar kawat konduktor tersebut. Jelas jika muatan listrik yang mengalir ini berubah-ubah besarnya maka medan magnet yang
ditimbulkannya pun akan berubah-ubah besarnya. Demikian pula jika muatan listrik bergerak dengan kecepatan yang tidak tetap, maka besarnya medan magnet yang ditimbulkan akan berubah-ubah pula.
3. Teori faraday menyatakan bahwa jika ada medan magnetik yang berubah-ubah maka akan dihasilkan medan listrik yang berubah-ubah pula.
Berdasarkan ketiga hukum tersebut maka Maxwell mengemukakan
Sebagai sumber medan listrik adalah muatan listrik. Jika muatan listrik ini tidak tetap dan berubah secara sinusoidal maka medan listrik yang ditimbulkan juga akan berubah-ubah terhadap waktu membentuk sinusoidal, demikian pula medan magnetik yang ditimbulkan juga tidak tetap besarnya ( sinusoidal ). Perubahan medan magnetik yang sinusoidal menimbulkan medan listrik sinusoidal, demikian proses ini
berlangsung terus saling timbal balik sehingga diperoleh proses berantai dari pembentukan medan magnetik dan medan listrik yang merambat ke segala arah. Karena perubahan yang merambat biasanya disebut gelombang , maka gejala ini
disebut gelombang elektromagnetik. Medan listrik E dan medan magnetik B
yang timbul ini saling tegak lurus, dan keduanya tegak lurus terhadap arah
perambatan gelombang, sehingga gelombang elektromagnetik merupakan
gelombang transversal. Gelombang elektromagnetik ini juga membawa energi dan
memberikan energi ini kepada benda-benda yang dilewatinya. Hubungan antara kuat medan magnet B dan kuat medan listrik E oleh teori Maxwell dinyatakan sebagai
E = c B .
Satu hal lagi yang diformulasikan oleh Maxwell adalah mengenai kecepatan gelombang elektromagnetik yang diperkirakan sebesar kecepatan cahaya c, dan ternyata dengan menggunakan dua buah dari keempat persamaan dasar matematis yang dirumuskannya Maxwell menemukan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik adalah sebesar c yang diperoleh dari :
c =
o o
1
( 8 )
dengan
c = cepat rambat gelombang elektromagnetik ( m/s )
μo = permeabilitas magnetik dalam hampa udara = 4π x 10-7 Wb A-1 m-1 εo = permitivitas listrik dalam hampa udara = 8,85418 x 10-12 C2 N-1 m-2 dengan memasukkan nilai μo dan εo maka akan diperoleh :
Dari perhitungan di atas terlihat bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik adalah sama dengan cepat rambat cahaya yaitu sebesar c, sehingga dapat
disimpulkan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik. Berdasar
persamaantersebut juga dapat ditunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik terdiri dari komponen medan magnet yang diwakili oleh sifat magnetis permeabilitas μo dan medan listrik yang diwakili oleh permitivitas εo
Untuk membuktikan hipotesa Maxwell ini, pada tahun 1887 Heinrich Hertz
melakukan percobaan dan berhasil membangkitkan dan mendeteksi adanya gelombang elektromagnetik. Dalam percobaannya tersebut Hertz juga dapat menunjukkan bahwa radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dibangkitkan mempunyai sifat-sifat gelombang cahaya yaitu interferensi, difraksi, pemantulan, pembiasan dan polarisasi gelombang, dan Hertz juga dapat menghitung bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik yang dibangkitkan ternyata tepat sama dengan kecepatan cahaya yaitu sebesar c = 3 x 108 m/s. Dari kenyataan ini terbukti bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik dan panjang gelombang dari gelombang elektromagnetik dirumuskan sebagai :
cf ( 9 )
dengan :
λ = panjang gelombang elektromagnetik ( m ) f = frekuensi gelombang elektromagnetik ( Hz )
c = cepat rambat gelombang elektromagnetik = kelajuan cahaya 3 x 108 m/s Dari percobaannya ini pula Hertz memperoleh hasil bahwa radiasi gelombang
frekuensi radio yang berhasil dibangkitkan juga memiliki sifat-sifat seperti gelombang cahaya, yang membedakan hanya frekuensinya. Sehingga dapat disimpulkan bahwa gelombang frekuensi radio adalah gelombang elektromagnetik juga. Lebih jauh Maxwell dapat membuktikan bahwa ada berbagai jenis gelombang elektromagnetik lainnya yang berbeda-beda frekuensinya tetapi kesemuanya menunjukkan sifat-sifat gelombang cahaya.
B. SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
gelombang elektromagnetik tetapi dengan frekuensi yang berbeda-beda. Untuk setiap rentang frekuensi yang berbeda atau panjang gelombang yang berbeda akan
mempunyai energi yang berbeda pula sehingga dapat dikategorikan pada spektrum gelombang elektromagnetik tertentu dengan fungsi yang tertentu pula. Rentang spekrum gelombang elektromagnetik ini sangat besar, mulai dari 101 sampai 1022 Hz Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 1 : Spektrum Gelombang Elektromagnetik.
No Daerah Frekuensi Jenis Gelombang Elektromagnetik
1 100 Hz s.d 109 Hz Gelombang radio dan TV
2 109 Hz s.d 3 x 1011 Hz Gelombang mikro ( micro wave ) 3 3 x 1011 Hz s.d 4 x 1014 Hz Sinar infra merah
4 3,9 x 1014 Hz s.d 7,8 x 1014 Hz Cahaya tampak, terdiri dari
warna-warna ( mulai frekuensi rendah ):
- merah
- jingga
- kuning
- hijau
- biru
- ungu
5 8 x 1014 Hz s.d 3 x 1017 Hz Sinar ultraviolet 6 5 x 1017 Hz s.d 3 x 1020 Hz Sinar X
7 1020 Hz s.d 1025 Hz Sinar gamma
C. APLIKASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI.
1. GELOMBANG RADIO
elektronik yang disebut osilator. Gelombang radio ini akan dipancarkan melalui antenna dan akan diterima oleh antenna pula. Gelombang radio ini dikelompokkan menurut frekuensinya atau menurut panjang gelombangnya dan mempunyai penggunaan yang berbeda-beda seperti yang terangkum pada tabel 2 berikut :
Tabel 2 : Pengelompokan Gelombang Radio Sesuai Penggunaannya
No Lebar frekuensi Panjang Gelombang Penggunaan
1 30 kHz – 300 kHz ( Low Freq )
1500 m ( long wave ) Komunikasi jarak jauh dengan radio gelombang
30 m ( short wave ) Komunikasi radio amatir, CB, radio gelombang
Super High Frequence dengan panjang gelombang sekitar 3 cm sehingga disebut gelombang pendek atau micro wave. Sifat dari gelombang mikro ini jika diserap oleh benda maka akan menimbulkan efek pemanasan pada benda tersebut. Karena itu gelombang mikro ini sekarang dimanfaatkan dalam rumah tangga sebagai oven micro wave yang mampu memasak makanan dalam waktu yang singkat sehingga praktis dan ekonomis.
Selain itu, karena panjang gelombangnya yang hanya beberapa sentimeter maka gelombang mikro akan dengan mudah dipantulkan oleh benda-benda dengan ukuran yang jauh lebih besar atau yang seukuran dengan panjang gelombang ini. Dengan memanfaatkan sifat pemantulan ini maka gelombang mikro dipergunakan sebagai alat pendeteksi dan pencari jejak/ lokasi sebuah benda atau biasa dikenal sebagai RADAR
Gelombang mikro juga dipergunakan dalam rangkaian televisi tertutup untuk mengirim sistem audio-video dari kendaraan-kendaraan penyiar yang berada di lapangan ke studio atau untuk siaran langsung. Selain itu juga digunakan untuk komunikasi satelit, telepon dan sebagainya.
3. SINAR INFRA MERAH
Gelombang infra merah dihasilkan oleh elektron-elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan, sehingga setiap benda panas pasti memancarkan sinar infra merah. Penggunaan gelombang ini banyak dipergunakan di industri, untuk penentuan struktur molekul, dalam astronomi, pemotretan bumi, untuk diagnonis kesehatan juga dipakai untuk mengeringkan cat mobil pada industri mobil. Penggunaan yang paling marak akhir-akhir ini adalah sebagai pengendali jarak jauh (remote control ) untuk mengendalikan peralatan-peralatan elektronik seperti televisi, AC ( Air Conditioning ), atau bahkan sebagai pengendali pintu mobil, pagar halaman dan sebagainya.
4. SINAR X ( SINAR RONTGEN )
Sinar X pertama kali diketemukan oleh Wilhelm K. Rontgen ( 1845 – 1923 ) pada bulan November tahun 1895 ketika sedang mempelajari sinar katoda. Sinar ini dihasilkan oleh elektron-elektron yang terletak di bagian dalam kulit elektron atom. Selain itu sinar X juga akan dipancarkan jika electron dengan kecepatan yang tinggi ditumbukkan pada logam. Cara inilah yang digunakan pada tabung sinar X yang merupakan sumber sinar X yang dipergunakan sehari-hari.
Sinar X mempunyai daya tembus yang kuat, tetapi daya tembusnya juga
bergantung pada jenis bahan yang ditembusnya. Misalnya sinar X mampu menembus buku tebal, kayu setebal beberapa sentimeter dan pelat aluminimum setebal 1
BAB III MODEL ATOM
A. MODEL ATOM DALTON
"Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi". Sedangkan Prouts menyatakan bahwa "Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap". Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:
Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi
Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:
B. MODEL ATOM THOMSON
Sir Joseph John Thomson atau lebih dikenal sebagai J.J Thomson (1856-1940) seorang Fisikawan Inggris telah berhasil memperoleh hadiah Nobel Fisika pada tahun 1906 atas penemuan elektron. Dalam penelitiannya dia mempelajari bahwa tabung katoda pada kondisi vakum parsial (hampir vakum) yang diberi tegangan tinggi akan mengeluarkan “berkas sinar” dimana Thomson menyebut sinar ini sebagai “berkas sinar katoda” disebabkan berkas sinar ini berasal dari katoda (elektroda negative). Berkas sinar katoda ini apabila didekatkan dengan medan listrik negative maka akan dibelokan (berkas sinar katoda ini tertolak oleh medan negative), berdasarkan hal ini maka Thomson menyatakan bahwa berkas sinar katoda itu adalah partikel-partikel yang bermuatan negative yang ia sebut sebagai “corpuscle”.
yang berbeda-beda sebagai elektroda yang dia gunakan pada tabung katoda maka percobaan Thomson tetap menghasilkan berkas sinar katoda yang sama.
Akhirnya Thomson menyimpulkan bahwa setiap atom pasti tersusun atas corpuscle. Corpuscle yang ditemukan oleh Thomson ini kemudian disebut sebagai “electron” oleh G. Johnstone Stoney. Dari asumsi tersebut dia akhirnya meyakini bahwa atom sebenarnya tidak berbentuk masiv (berbentuk bulatan yang pejal) akan tetapi tersusun atas komponen-komponen penyususn atom.
Di alam atom berada dalam keadaan yang stabil dan memiliki muatan yang netral, dengan demikian Thomson lebih lanjut mengasumsikan bahwa didalam atom itu sendiri pasti terdapat bagian yang bermuatan positif. Dari asumsi tersebut maka Thomson mengajukan struktur atom sebagai bulatan awan bermuatan posistif dengan elektron yang terdistribusi random di dalamnya. (lihat gambar)
Model atom Thomson ini lebih dikenal sebagai “plum pudding model” atau dalam bahasa Indonesia dikenal sebagai “model roti kismis”. Untuk memudahkan
membayangkan model atom ini maka Anda harus membayangkan sebuah roti dalam bentuk bola yang didalamnya terdapat kismis yang menyebar merata secara random.
Kelebihan dan Kelemahan Model Atom Thomson
Kelebihan
Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.
Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
C. MODEL ATOM RUTHERFORD
Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden)melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih. Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:
Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
Kelebihan
Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti
Kelemahan
Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.
Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama - kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti Ambilah seutas tali dan salah satu
ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu sedangkan ujung yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Benar. Lama kelamaan putarannya akan pelan dan akan mengenai kepala Anda karena putarannya lemah dan Anda pegal memegang tali tersebut. Karena Rutherford adalah telah dikenalkan lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit.
D. MODEL ATOM NIELS BOHR
Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan
- Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
- Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap. - Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan
stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.
Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck. Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.
Berdasarkan model atom Rutherford dan teori kuantum, Neils Bohr mengemukakan teorinya:
Elektron hanya dapat mengelilingi inti atom melalui lintasan-lintasan tertentu saja, tanpa membebaskan energi. Masing-masing lintasan hanya dapat dilalui elektron yang memiliki momentum anguler kelipatan bulat dari h/2p.
Elektron akan mengalami eksitasi (pindah ke lintasan yang lebih tinggi) atau ionisasi jika menyerap energi, dan transisi ke lintasan yang lebih rendah jika memancarkan energi foton.
Jari-jari lintasan elektron:
rn = 5.28 x 10-11 n2 meter
n = 1, 2, 3, ... = bilangan kuantum utama
Tingkat-tingkat energi (energi kulit ke-n):
En = - (k e2/2 r n2)= (-13.6/n2) ev
1 eV= 1.6 x 10-19 joule
Kelemahan Model Atom Bohr:
Tidak dapat menerangkan atom berelektron banyak
Tidak dapat menerangkan pengaruh medan magnet terhadap spektrum atom (kelemahan ini dapat diperbaiki oleh Zeeman, yaitu setiap garis pada spektrum memiliki intensitas dan panjang gelombang yang berbeda)
Tidak dapat menerangkan kejadian ikatan kimia
E.SPEKTRUM ATOM HIDROGEN (SPEKTRUM GARIS)
Menurut Neils Bohr :
1/l = R [ (1/nA2) - (1/nB2) ]
DE = EB - EA = h . c/l
R = konstanta Rydberg = 1.097 x 107 m-1
DE = energi yang diserap/dipancarkan pada saat elektron pindah
Gambar . Model Atom Hidrogen.
I.Deret Lyman
terletak pada daerah ultra ungu nA = 1 ; nB = 2, 3, 4, ...
II.Deret Balmer
terletak pada daerah cahaya tampak nA = 2 ; nB = 3, 4, 5. ... ...
terletak pada daerah infra merah 1 nA=3 ; nB = 4, 5, 6,...
IV.Deret Bracket
terletak pada daerah infra merah 2 nA = 4 ; nB = 5, 6, 7,...
V.Deret Pfund
terletak pada daerah infra merah 3 nA = 5 ; nB = 6, 7, 8, ...
F.LUCUTAN GAS
Lucutan gas adalah peristiwa mengalirnya muatan listrik di dalam tabung lucutan gas (tabung Crookes) pada tekanan gas sangat kecil ® menghasilkan berkas sinar katoda
PERBANDINGAN MASSA DAN MUATAN ELEKTRON (e/m)
Dihitung oleh JJ Thomson: e/m= 1,7588 x 1011 coul/kg
R.A. Milikan menghitung besarnya muatan elektron: e = 1,6021 x 10-19 coulomb
Sehingga massa elektron dapat ditentukan: me = 9,1091 x 10-31
Kelebihan
Bahwa atom ini terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya electron
Kelebihan
BAB IV SIFAT CAHAYA
A. DUALISME CAHAYA
"Cahaya dapat bersifat sebagai gelombang dan dapat juga bersifat sebagai materi (partikel)".
Cahaya dapat didefinisikan dalam dua pengertian yaitu :
- Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm.[1] Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak.
- Cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.
Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan
sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern.
Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fasa cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris
(en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).
Pada puncak optika klasik, cahaya didefinisikan sebagai gelombang
bahwa energi yang teradiasi dan terserap dapat terbagi menjadi jumlahan diskrit yang disebut elemen energi, E. Pada tahun 1905, Albert Einstein membuat percobaan efek fotoelektrik, cahaya yang menyinari atom mengeksitasi elektron untuk melejit keluar dari orbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan oleh Louis de Broglie menunjukkan elektron mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang, hingga tercetus teori dualitas partikel-gelombang. Albert Einstein kemudian pada tahun 1926 membuat postulat berdasarkan efek fotolistrik, bahwa cahaya tersusun dari kuanta yang disebut foton yang mempunyai sifat dualitas yang sama. Karya Albert Einstein dan Max Planck mendapatkan penghargaan Nobel masing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasar teori kuantum mekanik yang dikembangkan oleh banyak ilmuwan, termasuk Werner Heisenberg, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, David Hilbert, Roy J. Glauber dan lain-lain. Era ini kemudian disebut era optika modern dan cahaya didefinisikan sebagai dualisme gelombang transversal elektromagnetik dan aliran partikel yang disebut foton. Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannya sinar maser, dan sinar laser pada tahun 1960.
Era optika modern tidak serta merta mengakhiri era optika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya yang lain yaitu difusi dan hamburan.
B.RADIASI BENDA HITAM Hipotesis Planck
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/l
E = energi radiasi (joule)
l = 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.
C. EFEK FOTOLISTRIK
Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam), bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari energi ambang (fungsi kerja) logam. Efek fotolistrik ini ditemukan oleh Albert Einstein, yang menganggap bahwa cahaya (foton) yang mengenai logam bersifat sebagai partikel.
Energi kinetik foto elektron yang terlepas:
Ek = h f - h fo
Ek maks = e Voh f = energi foton yang menyinari logam h fo = Fo frekuensi ambang = fungsi kerja
= energi minimum untuk melepas elektron e = muatan elektron = 1.6 x 10-19C
Vo = potensial penghenti
Proses kebalikan foto listrik adalah proses pembentukan sinar X yaitu proses
perubahan energi kinetik elektron yang bergerak menjadi gelombang elektromagnetik (disebut juga proses Bremmsstrahlung).
Kesimpulan:
Agar elektron dapat lepas dari permukaan logam maka f > fo atau l < lo
D.EFEK COMPTON
Konsep foton dikembangkan oleh Compton, yang menunjukkan bahwa foton memiliki momentum (p) yang besarnya:
p = E/c - h f/c = h/l
Hal ini menunjukkan bahwa foton dapat berkelakuan sebagai partikel (materi), dengan massa (m):
m = p/c karena m = E/c² = hf/c² = h/c l
Pada gejala Compton,foton (sinar X) yang menumbuk elektron atom suatu zat dihamburkan dengan panjang gelombang lebih besar.
Selisih panjang gelombang foton yang dihamburkan:
BAB V
SIFAT GELOMBANG DARI PARTIKEL
A.HIPOTESIS de BROGLIE
Louis de Broglie mengemukakan hipotesis:
- “Cahaya selain memiliki sifat sebagai partikel, juga memiliki sifat sebagai gelombang".
Panjang gelombang de Broglie:
ldB = h/m v = h/p
h = konstanta Planck m = massa partikel v = kecepatan partikel
B. PRINSIP KETIDAKPASTIAN HEISENBERG
Prinsip ini dikemukakan oleh Heisenberg, karena adanya sifat dualisme cahaya. - "Pengukuran posisi dan momentum partikel secara serentak, selalu
menghasilkan ketidakpastian yang lebih besar dari konstanta Planck".
Dx . Dp = h
Dx = ketidakpastian posisi partikel Dp = ketidakpastian momentum partikel
Contoh:
Tentukan panjang gelombang sinar elektron pada mikroskop elektron !
Elektron bergerak di dalam beda potensial mikroskop elektron, sehingga:
Ek = Elistrik
½ m v² = e Vo ® v = Ö(2 e Vo / m)
Panjang gelombang elektron (partikel) yang bergerak mengikuti rumusan de Broglie, yaitu:
l = h/mv = h/Ö(2 e m Vo)
Jadi panjang gelombang elektron di dalam mikroskop elektron berbanding terbalik dengan akar tegangan (Ö(Vo) yang dipakai..
C.MODEL ATOM MODERN
Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian
menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.
Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin
Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.
Persamaan Schrodinger
x,y dan z = Posisi dalam tiga dimensi Y = Fungsi gelombang m = massa
ђ = h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14 E = Energi total
V = Energi potensial
Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Model atom mutakhir atau model atom mekanika gelombang
Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.
D.CIRI KHAS MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG
Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar
ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
Kelemahan Model Atom Modern
BAB VI
MEKANIKA KUANTUM
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 cukup revolusioner, karena bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.
A.SEJARAH
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.
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.
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. 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.
DAFTAR PUSTAKA
Beiser, Arthur. 1990. Konsep Fisika Modern. Edisi keempat. Terjemahan The Houw Liong. Jakarta : Erlangga. .
Bueche, J. Frederick. 1989. Fisika. Edisi kedelapan. Terjemahan Darmawan, B Jakarta : Erlangga.
Brotosiswojo, B. S. 2000. Hakikat Pembelajaran Fisika di Perguruan Tinggi.
Proyek Pengembangan Universitas Terbuka Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Depdiknas.
Depdikbud. 1990. Kurikulum Pendidikan MIPA LPTK Program Strata1 (S1).
Jakarta : Depdikbud.
Gerry van Klinken. 1991. Pengantar Fisika Modern. Semarang : Satya Wacana. Halliday & Resnick. 1990. Fisika Modern. Edisi ketiga. Jakarta : Erlangga. Hartono. 2006. Pembelajaran Fisika Modern Bagi Mahasiswa Calon Guru. Disertasi S3. Bandung : PPS UPI. Tidak dipublikasikan.
Krane, K.S. 1992. Fisika Modern. Terjemahan Hans J.Wospakrik. Jakarta : UI-Press. Marthen Kanginan. 2003. Fisika 2000. Jilid 3B. Jakarta : Erlangga.
McDermott, L.C., Shaffer, P.S., and Constantinous, C.P. 2000. "Preparing teachers to teach physics and physical science by inquiry". Physics Education 35 (6)
November 2000.
McDermott, L.C. 1990. " Perspective on tescher preparation in physics and other sciences : The need for special science courses for teachers", The American Journal of Physics Volume 58. Number 8, August 1990.
McEvoy, J.P., Zarate, Oscar. 2000. Mengenal Teori Kuantum For Beginners.
Terjemahan Ahmad Baiquni. Bandung : Mizan.
Reif, F . 1995. " Millikan Lecture 1994 : Understanding and teaching important scientific thought processes". American Journal Physics, Volume 63. Number 1. January 1995.
Supangkat, H. 1991. Fisika Modern. Bandung : ITB.
---. 1979. Fisika Dasar : Fisika Modern. Bandung : ITB
