Fistum 3-gel materi

1,164 views
1,090 views

Published on

Fistum 3-gel materi

Published in: Education
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,164
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Fistum 3-gel materi

  1. 1. Pertemuan 3 Fisika Kuantum Bab III Gelombang Materi dan Asas Ketidakpastian Heisenberg (Sifat Gelombang dari Partikel) Bambang Heru Iswanto, Dr.rer.nat M.Si <ul><li>Jurusan Fisika </li></ul><ul><li>Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam </li></ul>
  2. 2. Outine <ul><li>Postulat de Broglie: Gelombang Materi </li></ul><ul><li>Penafsiran Fungsi Gelombang </li></ul><ul><li>Teori Integral Fourier </li></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  3. 3. <ul><li>BAB I: Radiasi Benda Hitam </li></ul><ul><li>Konsep: “ kuantisasi energi ” </li></ul><ul><li> besar energi GEM tertentu (adalah diskret ( terkuantisasi ) </li></ul><ul><li>BAB II: Efek Fotolistrik </li></ul><ul><ul><li>Data eksp: (1) Energi GEM tidak hanya bergantung pada intensitas cahaya; (2) EFL bergantung pd frekuensi cahaya ; (3) EFL terjadi secara spontan ; </li></ul></ul><ul><ul><li>Konsep: “ Gelombang memiliki sifat seperti partikel ” </li></ul></ul><ul><li>BAB III: Gelombang materi dan asas ketidakpastian Heisenberg </li></ul><ul><ul><li>“ partikel memiliki sifat seperti gelombang ” </li></ul></ul><ul><ul><li>sifat gelombang:(1) interferensi; (2) difraksi </li></ul></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  4. 4. <ul><li>Ada dua entitas fisis di alam: </li></ul><ul><ul><li>Partikel </li></ul></ul><ul><ul><li>Gelombang </li></ul></ul><ul><li>Fisika Klasik </li></ul><ul><ul><li>Partikel memiliki massa </li></ul></ul><ul><ul><li>Jika dikenali sesuatu adalah partikel, maka selamanya ia partikel. Demikian juga dengan gelombang. </li></ul></ul><ul><li>Fisika Modern </li></ul><ul><ul><li>Partikel tidak selalu memiliki massa </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>(ingat foton ) </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Sesuatu yang bersifat gelombang bisa bersifat partikel pada saat yang lain </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>( ingat effek fotolistrik ) </li></ul></ul></ul>Gelombang  Materi ( √ ) Materi  Gelombang (?) 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  5. 5. Postulat de Broglie: Gelombang Materi <ul><li>Louis de Broglie, 1924: </li></ul><ul><li>“ sifat ganda yang dimiliki cahaya juga dimiliki oleh partikel material ” </li></ul><ul><li>Tiap partikel berenergi E dan bergerak dengan momentum p maka terdapat gelombang yang diasosiasikan dengannya </li></ul><ul><li>(disebut gelombang materi atau gelombang de Broglie ) </li></ul><ul><li>Foton berfrekuensi  memiliki: </li></ul><ul><li>De Broglie mengusulkan agar rumus tsb berlaku umum . </li></ul><ul><li>Partikel berkecepatan v memiliki panjang gelombang </li></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Louis Victor de Broglie (1892-1987) Nobel Prize for Physics (1929): “ any moving particle or object had an associated wave ”
  6. 6. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  7. 7. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  8. 8. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  9. 9. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  10. 10. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  11. 11. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  12. 12. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  13. 13. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  14. 14. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  15. 15. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  16. 16. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  17. 17. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  18. 18. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  19. 19. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  20. 20. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  21. 21. 25 o 65 o 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  22. 22. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  23. 23. Review <ul><li>Apa yang disumbangkan dari de Broglie? </li></ul><ul><ul><li>Partikel bisa memiliki sifat gelombang </li></ul></ul><ul><ul><li>Panjang gelombangnya = h/mv </li></ul></ul><ul><li>Teori de Broglie sudah lulus uji oleh percobaan Davison-Garmer (partikel = elektron) sifat gelombang dalam difraksi/interferensi. </li></ul><ul><li>Jika partikel memiliki sifat gelombang, bagaimana persamaan gelombangnya ? </li></ul><ul><ul><li>Jawab: </li></ul></ul><ul><ul><li>Persamaan group gelombang dari sejumlah tak hingga gelombang </li></ul></ul><ul><ul><li>Bagaimana menurut de Broglie? </li></ul></ul><ul><ul><li>Jawab: - </li></ul></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  24. 24. Diskusi <ul><li>Apa yang disumbangkan dari de Broglie? </li></ul><ul><ul><li>1. Partikel bisa bersifat seperti gelombang </li></ul></ul><ul><ul><li>2. Panjang gelombangnya </li></ul></ul><ul><li>Jika partikel bersifat gelombang, persamaan gelombangnya bagaimana? </li></ul><ul><ul><li>Jawab: </li></ul></ul><ul><ul><li>persamaan group gelombang dari tak hingga gelombang </li></ul></ul><ul><ul><li>Bagaimana menurut de Broglie? </li></ul></ul><ul><ul><li>Jawab: </li></ul></ul><ul><ul><li>De Broglie tidak pernah memberikan persamaan gelombang partikel </li></ul></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  25. 25. Bagaimana bentuk Gelombang Materi dari Partikel Bebas? <ul><li>Apakah gelombang berikut merepresentasikan gelombang materi dari partikel bebas? </li></ul><ul><ul><li>Gelombang monokromatik </li></ul></ul><ul><ul><li> (x,t) = A sin (kx -  t) </li></ul></ul><ul><ul><li>Gelombang polikromatik (Group Gelombang) </li></ul></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  26. 26. Gelombang Monokromatik dan Representasi Partikel Bebas <ul><li>Tinjau gelombang berikut: </li></ul><ul><li>Jika digunakan teori relativitas khusus: haruslah: </li></ul>Sulit ditafsirkan! Jika kehadiran gelombang dikaitkan dengan partikel haruslah kecepatannya sama Kecepatan fase: Tidak mungkin secara relativistik Kesimpulan: Tidak mungkin mengasosiasikan gelombang Monokromatis dengan gerak partikel 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  27. 27. Group Gelombang dan Representasi Partikel Bebas Kecepatan group gelombang = kecepatan partikel group gelombang simulasi 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  28. 28. Penafsiran Fungsi Gelombang <ul><li>Fungsi gelombang de Broglie tidak </li></ul><ul><li>memiliki arti fisis secara langsung. </li></ul><ul><li>Fungsi gelombang memberikan </li></ul><ul><li>informasi mengenai posisi dan </li></ul><ul><li>besaran2 lain dari partikel </li></ul><ul><li>Max Born 1926 menafsirkan fungsi gelombang materi secara statistik sbb: </li></ul><ul><ul><li>Dari  (x,t) </li></ul></ul><ul><ul><li>didefinisikan “ fungsi rapat probabilitas posisi” partikel: </li></ul></ul><ul><ul><li>P (x,t) = |  * | 2 =  *  </li></ul></ul><ul><ul><li> P (x,t)  probabilitas partikel di posisi x pada saat t </li></ul></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Max Born ( 1882 -1970) ,Germany. Nobel Price for Physics 1954: &quot; for his fundamental research in quantum mechanics , especially for his statistical interpretation of the wavefunction &quot;
  29. 29. Penafsiran Fungsi Gelombang <ul><li>Gelombang EM </li></ul><ul><li>Rapat energi rata-rata per satuan volume </li></ul><ul><li>Pancaran foton </li></ul><ul><ul><li>Rapat energi </li></ul></ul><ul><li>Kesetaraan: </li></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | gelombang partikel Probabilitas menemukan partikel
  30. 30. <ul><li>Rapat probabilitas posisi partikel </li></ul><ul><li>probabilitas partikel berapa pada interval x dan x+dx </li></ul><ul><li>probabilitas partikel berapa pada antara x1 dan x2 </li></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  31. 31. Teori Integral Fourier <ul><li>Jika f(x) adalah fungsi SI: </li></ul><ul><li>dimana g(x) adalah transformasi Fourier invers </li></ul><ul><li>f(x) menyajikan dalam ruang koordinat (ruang x ), g(k) menyajikannya dalam ruang k </li></ul><ul><li>. </li></ul>Fungsi gelombang materi dapat direpresentasikan dalam ruang koordinat Fungsi gelombang materi juga dapat direpresentasikan dalam ruang momentum 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  32. 32. <ul><li>. </li></ul><ul><li>. </li></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |
  33. 33. Asas Ketidakpastian Heisenberg <ul><li>Asas: “Pengukuran serempak terhadap posisi dan momentum linier partikel adalah tidak mungkin dilakukan dengan ketelitian mutlak” </li></ul><ul><li>Ketelitian terbaik yang mungkin bisa dicapai adalah: </li></ul>08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Mengapa? Ketidakpastian Posisi Ketidakpastian Momentum Werner Karl Heisenberg (1901-1976) Nobel Prize for Physics (1932) &quot;' for the creation of quantum mechanics, the application of which has, inter alia, led to the discovery of the allotropic forms of hydrogen &quot;. Asas ketidakpastian Heisenberg :
  34. 34. 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Harga harap posisi Harga ketidakpastian posisi  
  35. 35. TERIMA KASIH 08/03/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

×