1. Dokumen tersebut membahas tentang landasan fisika kuantum dan kegagalan teori fisika klasik, termasuk hipotesis Planck mengenai sifat partikel dari radiasi. 2. Teori elektromagnetik Maxwell dan mekanika Newton berhasil menjelaskan banyak fenomena makroskopik, namun gagal menjelaskan interaksi antara radiasi dan materi pada skala mikroskopik. 3. Planck mengusulkan bahwa pertukaran energi antara radiasi

1. FISIKA KUANTUM
SUJITO

2. LANDASAN FISIKA KUANTUM
MEKANIKA KLASIK MEDAN ELEKTROMAGNET
FISIKA KLASIK

3. MEKANIKA NEWTON
• Partikel terkurung dalam ruang
• Materi dipandang tersusun atas partikel-partikel
titik
• Partikel-partikel penyusun itu bergerak di bawah
aksi gaya yang saling mempengaruhi
• Hukum yang paling berpengaruh adalah……
• Bersama dengan hukum gravitasi sukses
menjelaskan gerak planet dan memberi
gambaran yang baik tentang gerak benda-benda
makroskopik yang netral muatan listrik

4. Bagian paling esensial dari
Mekanika Klasik adalah
Meteri diperlakukan sebagai partikel
yang memilki massa tertentu, gerak
partikel bebas didefinisikan menurut
energi E dan momentumnya P

5. TEORI MEDAN
ELEKTROMAGNET
• Cahaya merupakan gelombang
• Dua besaran yang berkaitan, yaitu
• Konsep utama teori maxwell
E B
0
)
(
)
(
1 2
2
2
2



















x
B
x
E
t
c

6. • 2 Medan merambat dalam ruang dengan bentuk
gelombang dengan kecepatan tertentu c.
• Pada range frekuensi tertentu gelombang tsb
tiada lain adalah gelombang cahaya
• Ditinjau dari sudut pandang optik, konsep cahaya
sebagai gelombang tidaklah esensial tetapi
tinjauan ini mutlak diperlukan untuk menjelaskan
gejala interferensi, khususnya difraksi
• Pernyataan matematis dari solusi pers.
Gelombang berjalan
 
t
x
k
i
e .
.
(x) 
 


7. • Karakteristik dasar adalah ……..
• Medan-medan dalam pers. Maxwell
merupakan fungsi yang kontinyu thdp
posisi dan waktu, nilainya tunggal, dan
terbatas

8. GAGASAN PENTING MAXWELL
• Gelombang adalah……
• Partikel adalah……..
Sesuatu yang merambat dalam ruang dan
mengalami difraksi, interferensi dan
menyebar ke segala arah sebagai
manifestasi sifatnya yang lentur
Sesuatu yang menempati posisi tertentu
dalam ruang

9. PENGHUBUNG
Mekanika klasik dan elektromagnet dihubungkan
hukum Lorentz, yang menyatakan bahwa partikel
bermuatan e, yang bergerak dengan kecepatan v dalam
medan listrik dan medan magnet akan mengalami gaya
Pada pandangan klasik, yakni materi terdiri atas partikel
dan radiasi terdiri atas gelombang. Partikel, misalnya
elektron dan proton memiliki massa dan muatan listrik
satu satuan, dan berinteraksi melalui interaksi gravitasi
(massa) dan elektromagnetik. Akan tetapi, teori klasik
tetap tidak mampu menjelaskan interaksi antar partikel
bermuatan dengan radiasi.








 )
(
1
)
(
)
( x
B
v
c
x
E
e
x
F

10. KESIMPULAN
• Mekanika klasik (Newton, Lagrange, Hamilton dll)
sukses menjelaskan gerak dinamis benda-benda
makroskopis.
• Cahaya sebagai gelombang (Fresnel, Maxwell,
Hertz) sangat berhasil menjelaskan sifat-sifat
cahaya.
• Pada akhir abad 19, teori-teori klasik tidak mampu
memberikan penjelasan yang memuaskan bagi
sejumlah fenomena “berskala-kecil” seperti sifat
radiasi dan interaksi radiasi-materi.
• Akibatnya, dasar-dasar fisika yang ada secara
radikal diteliti-ulang, dan dalam perempat pertama
abad 20 muncul berbagai pengembangan teori
seperti relativitas dan mekanika kuantum.

11. KEGAGALAN TEORI KLASIK
DAN KUANTUM LAMA
• Sifat Partikel dari Radiasi dan Hipotesis
Plank
• Aspek Gelombang dari Materi dan
Hipotesis de Broglie
• Tingkatan Energi dan Hipotesis Bohr

12. Sifat Partikel dari Radiasi dan
Hipotesis Plank
Secara Historis, indikasi pertama mengenai kegagalan konsep-konsep
klasik terkait dengan gejala radiasi benda hitam, berhubungan dengan
termodinamika dari pertukaran energi antara radiasi dan benda
(peristiwa pemancaran dan penyerapan energi oleh material)
Benda hitam adalah benda ideal yang mampu menyerap atau
mengabsorbsi semua radiasi yang mengenainya, serta tidak bergantung
pada frekuensi radiasi tersebut.
Bisa dikatakan benda hitam merupakan penyerap dan pemancar yang
sempurna.
Benda hitam pada temperatur tertentu meradiasi energi dengan laju
lebih besar dari beanda lain.
Model yang dapat digunakan untuk mengamati sifat radiasi benda hitam
adalah model rongga.

13. • Secara klasik diasumsikan bahwa pertukaran
energi ini bersifat kontinu, yang berarti bahwa
cahaya dengan frekuensi dapat memberikan
jumlah energi berapa saja dalam absorpsi,
jumlah pasti dalam kasus tertentu bergantung
pada intensitas energi dari berkas
• Planck menemukan bahwa rumus termodinamik
yang benar dapat diperoleh apabila pertukaran
energi diasumsikan diskret. Secara khusus
Planck mempostulatkan bahwa radiasi dengan
frekuensi sudut hanya dapat mempertukarkan
energi dengan materi dalam cacah , dengan
merupakan tetapan Planck

16. Radiasi Benda Hitam
 Max Planck mengkaji emisi cahaya oleh benda panas.
 Pendapat Planck :
Benda memancarkan energi dengan jumlah tertentu yang
relatif kecil disebut kuanta
Kuantum : jumlah minimum satuan energi yang dapat
dilepas/ diperoleh suatu atom.

17. rapat
energi
12
Radiasi Benda Hitam
Wien dengan model fungsi tebakannya (kurva merah) mendapatkan hasil
sesuai dengan untuk panjang-gelombang kecil (frekuensi tinggi)
Rayleigh & Jeans dengan model fisika klasik (kurva kuning) mendapatkan
hasil sesuai dengan panjang- gelombang besar (frekuensi rendah). Hasil
ini disebut bencana ultraviolet
Planck (1900) menemukan rumus dengan menginterpolasikan rumus Wien
dan rumus Rayleigh-Jeans dengan mengasumsikan bahwa terbentuknya
radiasi benda hitam adalah dalam paket-paket dengan energi per paket :
E = hf
panjang gelombang
Eks perim en
Wien
Rayleigh-
Jeans