Rangkuman Tugas Kimia Fisika Analitik

1. Kimia, Fisika Analitik 2012
1 Mulyani
11210020
“MEKANIKA KUANTUM”
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.
 Gelombang sebagai suatu fungsi sinusoida.
λ : Wave length Wavenumber (cm-1)
V : frequency
c : speed of light (3 x 108 m s-1 )
 Kegagalan Fisika Klasik
1. Radiasi Benda Hitam
Benda hitam adalah suatu benda yang permukaannya sedemikian
sehingga menyerap semua radiasi yanga datang padanya (tidak ada
radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam). Semua benda
hitam pada suhu yang sama memancarkan radiasi dengan spektrum
yang sama.

2. Kimia, Fisika Analitik 2012
2 Mulyani
11210020
Rayleigh-Jeans Law
Sayangnya (untuk Rayleigh-Jeans, dan fisika klasik),
meski pun hukum Rayleigh-Jeans cukup
berhasil pada panjang gelombang panjang (frekuensi
rendah), gagal buruk pada panjang
gelombang pendek (frekuensi tinggi).
2. Teori Planck
Teori Reyleigh-Jeans cocok dengan spektrum radiasi
benda hitam untuk panjang gelombang yang
panjang, dan menyimpang untuk panjang
gelombang yang pendek. Jelas bahwa fisika klasik
gagal menjelaskan tentang radiasi benda hitam.
Pada tahun 1900, Planck memulai pekerjaannya
membuat suatu anggapan baru tentang sifat dasar
dari getaran molekul dalam rongga-rongga benda
hitam (pada saat itu elektron belum ditemukan).
Anggapan baru ini sangat bertentangan dengan teori fisika klasik,
yaitu:
 Radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul-molekul
tidaklah kontinue tetapi dalam paket-paket energi diskret yang
disebut kuantum (sekarang foton). Besar energi yang
dikeluarkan oleh foton adalah E=h.f sehingga untuk n buah
foton maka energinya dinyatakan dalam
h= konstanta Planck
 Molekul-molekul memancarkan atau menyerap energi dalam
satuan diskret dari energi cahaya, disebut kuantum (sekarang
foton). Molekul-molekul itu melompat dari satu energi ke
tingkat energi lainnya. Jikan bilangan kuantum n berubah
dengan satu-satuan, persamaan diatas menunjukkan bahwa

3. Kimia, Fisika Analitik 2012
3 Mulyani
11210020
jumlah energi yang dipancarkan atau diserap oleh molekul-
molekul sama denga hf. Jadi, beda energi antara energi yang
berdekatan adalah hf.
3. Atom dan molekul spektrum
Record dari intensitas cahaya yang
ditransmisikan atau
tersebar oleh molekul sebagai
fungsi dari frekuensi (v),panjang
gelombang (λ), atau bilangan
gelombang yang disebut spektrum.

4. Kimia, Fisika Analitik 2012
4 Mulyani
11210020
 Wave-particle duality
 Energi Kinetik
= work function
Fisikawan Perancis Louis de Broglie berhipotesis bahwa semua materi
memiliki gelombang De Broglie yang mirip dengan cahaya.Ini berarti bahwa di
bawah kondisi yang tepat, elektron dan semua materi dapat menunjukkan
sifat-sifat seperti partikel maupun seperti gelombang.
P=mv (momentum elektron)
 Persamaan Schrödinger
Fisikawan Austria Erwin Schrödinger (1887-1961) mengusulkan ide bahwa
persamaan De Broglie dapat diterapkan tidak hanya untuk gerakan bebas
partikel, tetapi juga pada gerakan yang terikat seperti elektron dalam atom.
Dengan memperluas ide ini, ia merumuskan sistem mekanika gelombang.
Pada saat yang sama Heisenberg mengembangkan sistem mekanika matriks.
Kemudian hari kedua sistem ini disatukan dalam mekanika kuantum.
Dalam mekanika kuantum, keadaan sistem dideskripsikan dengan fungsi
gelombang. Schrödinger mendasarkan teorinya pada ide bahwa energi total
sistem, E dapat diperkirakan dengan menyelesaikan persamaan. Karena
persamaan ini memiliki kemiripan dengan persamaan yang mengungkapkan
gelombang di fisika klasik, maka persamaan ini disebut dengan persamaan
gelombang Schrödinger.

5. Kimia, Fisika Analitik 2012
5 Mulyani
11210020
 Prinsip ketidakpastian
Seorang fisikawan Jerman Werner Karl Heisenberg (1901-1976)
menyatakan tidak mungkin menentukan secara akurat posisi dan momentum
secara simultan partikel yang sangat kecil semacam elektron. Untuk
mengamati partikel, seseorang harus meradiasi partikel dengan cahaya.
Tumbukan antara partikel dengan foton akan mengubah posisi dan
momentum partikel.
Heisenberg menjelaskan bahwa hasil kali antara ketidakpastian posisi x dan
ketidakpastian momentum p akan bernilai sekitar konstanta Planck:
x p = h
Hubungan ini disebut dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg.