Makalah ini membahas tentang radiasi benda hitam dan teori kuantum cahaya. Teori kuantum Planck menjelaskan bahwa energi gelombang hanya dapat berupa paket-paket diskret (kuanta), sedangkan teori kuantum cahaya menjelaskan efek fotolistrik."
Ringkasan dokumen tersebut adalah:
1. Dokumen tersebut membahas tentang radiasi panas dan hukum-hukum terkaitnya seperti hukum Stefan-Boltzmann dan Wien.
2. Juga dibahas tentang efek fotolistrik, efek Compton, teori kuantum Planck, dan teori de Broglie.
3. Diberikan contoh perhitungan terkait intensitas radiasi, daya radiasi, panjang gelombang radiasi, dan panjang gelombang de Brogl
Dokumen tersebut membahas tentang benda hitam, teori radiasi benda hitam, dan beberapa teori fisika modern seperti teori kuantum cahaya, efek fotolistrik, sinar-X, efek Compton, dan dualitas gelombang-partikel. Secara ringkas, dokumen tersebut menjelaskan sifat radiasi benda hitam, perkembangan teori untuk menjelaskannya, serta beberapa aplikasi teori kuantum dalam bidang optik dan sinar-X
Iya, menurut teori de Broglie semua partikel yang bergerak memiliki sifat gelombang. Panjang gelombangnya ditentukan oleh momentum partikel tersebut. Semakin besar momentum partikel, semakin pendek panjang gelombangnya. Oleh karena itu, semua benda yang bergerak, baik partikel subatomik maupun benda makroskopik, sebenarnya memiliki sifat gelombang dan panjang gelombangnya. Hanya saja untuk benda makroskopik, panjang
Dokumen tersebut membahas tentang radiasi benda hitam dan bagaimana fisika kuantum dapat menjelaskan fenomena tersebut, sedangkan fisika klasik gagal. Teori Max Planck mengenai kuantisasi energi gelombang elektromagnetik dapat menjelaskan data eksperimen radiasi benda hitam.
Rencana pelaksanaan pembelajaran (RPP) ini membahas tentang radiasi benda hitam dalam 3 pertemuan, meliputi konsep energi radiasi, teori Planck tentang kuantum cahaya, dan efek foto listrik. Materi akan disampaikan melalui diskusi kelompok dan ceramah, diukur dengan tes formatif dan post-tes.
Makalah ini membahas tentang radiasi benda hitam dan teori kuantum cahaya. Teori kuantum Planck menjelaskan bahwa energi gelombang hanya dapat berupa paket-paket diskret (kuanta), sedangkan teori kuantum cahaya menjelaskan efek fotolistrik."
Ringkasan dokumen tersebut adalah:
1. Dokumen tersebut membahas tentang radiasi panas dan hukum-hukum terkaitnya seperti hukum Stefan-Boltzmann dan Wien.
2. Juga dibahas tentang efek fotolistrik, efek Compton, teori kuantum Planck, dan teori de Broglie.
3. Diberikan contoh perhitungan terkait intensitas radiasi, daya radiasi, panjang gelombang radiasi, dan panjang gelombang de Brogl
Dokumen tersebut membahas tentang benda hitam, teori radiasi benda hitam, dan beberapa teori fisika modern seperti teori kuantum cahaya, efek fotolistrik, sinar-X, efek Compton, dan dualitas gelombang-partikel. Secara ringkas, dokumen tersebut menjelaskan sifat radiasi benda hitam, perkembangan teori untuk menjelaskannya, serta beberapa aplikasi teori kuantum dalam bidang optik dan sinar-X
Iya, menurut teori de Broglie semua partikel yang bergerak memiliki sifat gelombang. Panjang gelombangnya ditentukan oleh momentum partikel tersebut. Semakin besar momentum partikel, semakin pendek panjang gelombangnya. Oleh karena itu, semua benda yang bergerak, baik partikel subatomik maupun benda makroskopik, sebenarnya memiliki sifat gelombang dan panjang gelombangnya. Hanya saja untuk benda makroskopik, panjang
Dokumen tersebut membahas tentang radiasi benda hitam dan bagaimana fisika kuantum dapat menjelaskan fenomena tersebut, sedangkan fisika klasik gagal. Teori Max Planck mengenai kuantisasi energi gelombang elektromagnetik dapat menjelaskan data eksperimen radiasi benda hitam.
Rencana pelaksanaan pembelajaran (RPP) ini membahas tentang radiasi benda hitam dalam 3 pertemuan, meliputi konsep energi radiasi, teori Planck tentang kuantum cahaya, dan efek foto listrik. Materi akan disampaikan melalui diskusi kelompok dan ceramah, diukur dengan tes formatif dan post-tes.
1. Teori-teori klasik hanya berlaku pada spektrum tertentu dan tidak mampu menjelaskan fenomena fisika pada seluruh spektrum
2. Cahaya memiliki sifat gelombang dan partikel yang tidak dapat muncul secara bersamaan
3. Percobaan Compton dan Davisson-Germer membuktikan sifat gelombang dan partikel cahaya secara eksperimental
Ringkasan dari dokumen tersebut adalah:
1) Dokumen tersebut membahas perkembangan teori-teori fisika tentang radiasi termal dan sifat gelombang-partikel cahaya, mulai dari hukum Stefan-Boltzmann, hingga percobaan Compton dan Davisson-Germer.
2) Teori-teori awal seperti hukum Wien dan teori Rayleigh-Jeans hanya berlaku untuk sebagian spektrum cahaya.
3) Percobaan Compton dan Davis
Dokumen ini membahas tentang radiasi benda hitam dan hukum-hukum terkaitnya. Benda hitam didefinisikan sebagai benda yang menyerap seluruh radiasi yang datang padanya. Intensitas radiasi benda hitam berhubungan dengan suhu keempatnya sesuai hukum Stefan-Boltzmann. Teori Planck memperkenalkan konsep kuanta energi dan menjelaskan distribusi energi radiasi benda hitam pada seluruh panjang gelombang.
a. Teori atom berkembang dari model Demokritus, Dalton, Thomson, hingga Rutherford dan Bohr
b. Model Bohr menjelaskan kuantisasi momentum dan energi elektron serta terjadinya spektrum diskrit
c. Model ini juga menjelaskan efek Zeeman dan struktur elektron atom berelektron banyak
1. Berbagai teori tentang radiasi benda hitam hanya berlaku pada bagian spektrum tertentu dan mengalami kegagalan pada bagian spektrum lainnya.
2. Cahaya memiliki sifat dualistik sebagai gelombang dan partikel, meskipun kedua sifat tersebut tidak muncul secara bersamaan.
3. Percobaan Compton dan de Broglie membuktikan sifat gelombang dan partikel cahaya serta elektron.
Dokumen ini membahas tentang radiasi benda hitam, yaitu benda yang menyerap semua radiasi yang datang padanya. Dokumen menjelaskan hukum Stefan-Boltzmann yang menyatakan bahwa daya radiasi benda hitam berbanding empat dengan suhu mutlaknya, serta hukum pergeseran Wien yang menunjukkan hubungan antara panjang gelombang dan suhu mutlak benda hitam. Teori Planck mengenai energi getaran molekul dalam rongga benda hitam yang
Dokumen tersebut membahas tentang radiasi benda hitam dan teori-teori yang berkaitan dengan radiasi tersebut. Radiasi benda hitam adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh benda ketika dipanaskan, dan intensitas serta panjang gelombang maksimum radiasi tersebut bergantung pada suhu benda. Beberapa teori yang dibahas antara lain teori Planck yang menjelaskan sifat kuanta dari radiasi, serta efek fotolistrik yang menduk
Fisika Modern (Teori Wien, Efek Fotolistrik, Efek Compton)Ismail Musthofa
Dokumen tersebut membahas dualisme gelombang-partikel dalam fisika modern. Ia menjelaskan bahwa radiasi elektromagnetik memiliki sifat gelombang dan partikel sekaligus, yang ditunjukkan melalui peristiwa interferensi dan efek fotolistrik. Dokumen ini juga menjelaskan hukum radiasi benda hitam, pergeseran Wien, teori Planck, dan efek Compton yang mendukung sifat partikel cahaya.
Mekanika kuantum lahir pada tahun 1925 ketika Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Mekanika kuantum menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom dan memberikan kerangka matematika untuk cabang-cabang fisika dan kimia. Dasar mekanika kuantum adalah bahwa energi bersifat diskrit dalam bentuk 'paket' atau 'kuanta'.
Dokumen ini membahas pendinginan atom dengan laser sampai suhu yang sangat rendah. Metode ini memanfaatkan penyerapan atom terhadap cahaya laser yang frekuensinya diatur mendekati resonansi atom. Penyerapan momentum laser dapat menghasilkan gaya yang memperlambat atom. Dokumen ini juga membahas efek Doppler dan pemanasan akibat emisi spontan yang dapat meningkatkan suhu atom kembali. Suhu minimum yang dapat dicapai disebut Doppler limit.
Dokumen tersebut membahas tentang fisika modern yang memberikan pemahaman tentang fenomena alam yang tidak dapat dijelaskan melalui fisika klasik seperti kecepatan tinggi dan kelakuan partikel sangat kecil, serta tujuan instruksional untuk menjelaskan fenomena tersebut melalui teori fisika modern."
Dokumen tersebut membahas tentang sifat gelombang dan partikel, termasuk efek fotolistrik, sinar-X, gelombang de Broglie, dan prinsip ketidakpastian. Materi ini penting untuk memahami konsep dasar fisika modern.
1. Teori-teori klasik hanya berlaku pada spektrum tertentu dan tidak mampu menjelaskan fenomena fisika pada seluruh spektrum
2. Cahaya memiliki sifat gelombang dan partikel yang tidak dapat muncul secara bersamaan
3. Percobaan Compton dan Davisson-Germer membuktikan sifat gelombang dan partikel cahaya secara eksperimental
Ringkasan dari dokumen tersebut adalah:
1) Dokumen tersebut membahas perkembangan teori-teori fisika tentang radiasi termal dan sifat gelombang-partikel cahaya, mulai dari hukum Stefan-Boltzmann, hingga percobaan Compton dan Davisson-Germer.
2) Teori-teori awal seperti hukum Wien dan teori Rayleigh-Jeans hanya berlaku untuk sebagian spektrum cahaya.
3) Percobaan Compton dan Davis
Dokumen ini membahas tentang radiasi benda hitam dan hukum-hukum terkaitnya. Benda hitam didefinisikan sebagai benda yang menyerap seluruh radiasi yang datang padanya. Intensitas radiasi benda hitam berhubungan dengan suhu keempatnya sesuai hukum Stefan-Boltzmann. Teori Planck memperkenalkan konsep kuanta energi dan menjelaskan distribusi energi radiasi benda hitam pada seluruh panjang gelombang.
a. Teori atom berkembang dari model Demokritus, Dalton, Thomson, hingga Rutherford dan Bohr
b. Model Bohr menjelaskan kuantisasi momentum dan energi elektron serta terjadinya spektrum diskrit
c. Model ini juga menjelaskan efek Zeeman dan struktur elektron atom berelektron banyak
1. Berbagai teori tentang radiasi benda hitam hanya berlaku pada bagian spektrum tertentu dan mengalami kegagalan pada bagian spektrum lainnya.
2. Cahaya memiliki sifat dualistik sebagai gelombang dan partikel, meskipun kedua sifat tersebut tidak muncul secara bersamaan.
3. Percobaan Compton dan de Broglie membuktikan sifat gelombang dan partikel cahaya serta elektron.
Dokumen ini membahas tentang radiasi benda hitam, yaitu benda yang menyerap semua radiasi yang datang padanya. Dokumen menjelaskan hukum Stefan-Boltzmann yang menyatakan bahwa daya radiasi benda hitam berbanding empat dengan suhu mutlaknya, serta hukum pergeseran Wien yang menunjukkan hubungan antara panjang gelombang dan suhu mutlak benda hitam. Teori Planck mengenai energi getaran molekul dalam rongga benda hitam yang
Dokumen tersebut membahas tentang radiasi benda hitam dan teori-teori yang berkaitan dengan radiasi tersebut. Radiasi benda hitam adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh benda ketika dipanaskan, dan intensitas serta panjang gelombang maksimum radiasi tersebut bergantung pada suhu benda. Beberapa teori yang dibahas antara lain teori Planck yang menjelaskan sifat kuanta dari radiasi, serta efek fotolistrik yang menduk
Fisika Modern (Teori Wien, Efek Fotolistrik, Efek Compton)Ismail Musthofa
Dokumen tersebut membahas dualisme gelombang-partikel dalam fisika modern. Ia menjelaskan bahwa radiasi elektromagnetik memiliki sifat gelombang dan partikel sekaligus, yang ditunjukkan melalui peristiwa interferensi dan efek fotolistrik. Dokumen ini juga menjelaskan hukum radiasi benda hitam, pergeseran Wien, teori Planck, dan efek Compton yang mendukung sifat partikel cahaya.
Mekanika kuantum lahir pada tahun 1925 ketika Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Mekanika kuantum menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom dan memberikan kerangka matematika untuk cabang-cabang fisika dan kimia. Dasar mekanika kuantum adalah bahwa energi bersifat diskrit dalam bentuk 'paket' atau 'kuanta'.
Dokumen ini membahas pendinginan atom dengan laser sampai suhu yang sangat rendah. Metode ini memanfaatkan penyerapan atom terhadap cahaya laser yang frekuensinya diatur mendekati resonansi atom. Penyerapan momentum laser dapat menghasilkan gaya yang memperlambat atom. Dokumen ini juga membahas efek Doppler dan pemanasan akibat emisi spontan yang dapat meningkatkan suhu atom kembali. Suhu minimum yang dapat dicapai disebut Doppler limit.
Dokumen tersebut membahas tentang fisika modern yang memberikan pemahaman tentang fenomena alam yang tidak dapat dijelaskan melalui fisika klasik seperti kecepatan tinggi dan kelakuan partikel sangat kecil, serta tujuan instruksional untuk menjelaskan fenomena tersebut melalui teori fisika modern."
Dokumen tersebut membahas tentang sifat gelombang dan partikel, termasuk efek fotolistrik, sinar-X, gelombang de Broglie, dan prinsip ketidakpastian. Materi ini penting untuk memahami konsep dasar fisika modern.
Dokumen tersebut membahas tentang struktur atom dan sistem periodik. Secara singkat, dibahas mengenai penemuan elektron, inti atom, model atom Bohr, teori gelombang elektron, dan konfigurasi elektron dalam atom.
Teks tersebut membahas tentang sifat partikel dari gelombang dan radiasi benda hitam. Secara singkat, teks tersebut menjelaskan bahwa cahaya memiliki sifat sebagai partikel maupun gelombang, dan mendefinisikan beberapa hukum tentang radiasi benda hitam seperti hukum Planck dan hukum Stefan-Boltzmann.
Dokumen tersebut membahas tentang struktur atom, elektron dalam atom, radiasi elektromagnetik, spektrum elektromagnetik, teori atom Bohr, mekanika gelombang, dan bilangan kuantum.
Teks tersebut membahas konsep dan fenomena kuantum seperti konsep foton, efek fotolistrik, hukum Planck, teori kuantum cahaya, sifat gelombang partikel, dan ketidakpastian Heisenberg.
Dokumen tersebut membahas tentang perbedaan model atom modern dengan model-model atom sebelumnya. Model atom modern adalah model mekanika kuantum yang menggambarkan elektron bergerak dalam orbital-orbital yang menunjukkan kemungkinan lokasi elektron, bukan lintasan tetap seperti model Bohr.
Dokumen tersebut membahas perkembangan model atom dari Demokritus hingga Bohr, termasuk model Thomson, Rutherford, dan Bohr. Model Bohr mampu menjelaskan spektrum diskrit dan kuantisasi momentum serta energi elektron pada atom hidrogen. Dokumen ini juga menjelaskan konsep dasar fisika atom seperti ionisasi, spektrum emisi dan absorpsi, serta hubungan antara model atom dengan kaidah-kaidah kimia.
Terdiri dari Bab mekanika gelombang, operator, solusi persamaan schrodinger, atom hidrogendan momentum sudut. Dilengkapi dengan Contoh soal dan pembahasannya.
Disusun oleh :
Dindi, Dini, Sasti, Rima, Alfi, Yuni, Fina, Nur89, wawan, Aziz Ayu dini Wiwis, denin, Nur, Anis, dan Ms Ihsan.
PENDIDIKAN FISIKA UNIVERSITAS JEMBER
Dokumen tersebut membahas tentang difraksi sinar-X oleh kristal, meliputi sejarahnya, proses interaksinya dengan material, hukum Bragg, dan komponen-komponen eksperimen sinar-X.
Dokumen tersebut membahas tentang efek fotolistrik, yaitu fenomena pelepasan elektron dari logam ketika diterangi cahaya. Einstein menjelaskan bahwa cahaya memiliki sifat partikel dengan energi yang berhubungan dengan frekuensinya, sehingga cahaya dapat memberikan energinya secara penuh untuk melepaskan elektron. Efek ini membuktikan sifat kuantum cahaya.
2. Percobaan J.J. Thomson : Penemuan elektron
B
Perbandingan muatan/massa e– Thomson’s = –1.76 x 108 C/g
B = medan magnet
e = muatan elektron
V = kecepatan
r = jarak
X = medan listrik
m = massa
Percobaan Thomson
J.J. Thomson menemukan e- dan menghitung
rasio muatan/massa elektron.
(Pemenang Nobel bidang Fisika tahun 1906 )
Ketika diberi medan
listrik, berbelok ke arah
muatan listrik positif,
berarti muatannya (-)
Ketika diberi gangguan
medan magnet
Ketika medan magnet
dan medan listrik saling
meniadakan
3. e– charge = –1.60 x 10–19 C
Thomson’s charge/mass of e– = –1.76 x 108 C/g
e– mass = 9.10 x 10–28 g
Menghitung massa e-
(1923 Nobel Prize in Physics)
2.2
An X-ray beam dislodges an electron from air
molecules which becomes attached to an oil droplet.
Percobaan Millikan :
Penemuan massa Elektron ≪ massa atom
4. (1908 Nobel Prize in Chemistry)
Design Percobaan Rutherford
Kecepatan partikel 𝛼 ~ 1.4 x 107 m/s
(~5% kecepatan cahaya)
Lempeng
emas
Layar Pendeteksi
celah
1. Muatan positif atom terkonsentrasi pada nukleus (inti)
2. proton (p) memiliki muatan lawan (+) , yaitu elektron (-)
3. massa p = 1840 x massa e- (1.67 x 10-24 g)
4. Elektron bergerak massiv dalam ruang hampa didalam atom
(muatan +)
Sinar 𝛼 diteruskan
= ruang hampa
Sinar 𝛼 dipantulkan
balik = menumbuk
partikel bermuatan
sama
Model atom
Rutherford :
5. Radiasi Benda Hitam
• Benda hitam e−
pada dinding rongga akan
mendapatkan tambahan energi bergerak
dipercepat.
• Elektron yang dipercepat menghasilkan radiasi secara
kontinu.
• Selain pemancaran, radiasi ini juga mengalami
pemantulan dan penyerapan berkali-kali oleh
dinding rongga sehingga seluruh energinya habis
terserap di dalam rongga.
• Bila dinding rongga diberi sebuah lubang maka radiasi
akan keluar melalui lubang itu sebagai pancaran
radiasi. Radiasi ini disebut radiasi benda hitam.
Benda hitam :
• suatu sistem ideal yang mampu
menyerap seluruh radiasi yang
datang padanya.
• Misalnya :ruang tertutup
berongga yang diberi sebuah
lubang (sangat) kecil
dipanaskan
6. Intensitas Radiasi Benda Hitam
Intensitas total yang dipancarkan oleh
radiasi benda hitam sesuai dengan rumusan
Stefan-Boltzmann untuk radiasi termal
dengan e = 1 (untuk benda hitam
sempurna).
Distribusi spektrum radiasi benda hitam untuk
empat temperatur yang berbeda.
𝐼 = 𝜎𝑇4
Keterangan:
𝐼 : intensitas radiasi (watt/m2)
𝜎 ∶ konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 . 10-8 watt/m2K4
𝑇 : suhu mutlak benda (K)
7. Pergeseran Wien
• λ𝑚𝑎𝑘𝑠 bergeser ketika suhu benda dinaikkan. Makin
tinggi suhu, makin kecil λ𝑚𝑎𝑘𝑠.
λ𝑚𝑎𝑘𝑠 = b
1
T
atau λ𝑚𝑎𝑘𝑠𝑇 = b
b= 2,898 𝑥 10−3
m.K dan λ adalah Panjang
gelombang (meter.) Hubungan ini disebut hukum
pergeseran Wien.
Distribusi spektrum radiasi benda hitam untuk
empat temperatur yang berbeda.
8. Teori Spektrum Radiasi Benda Hitam (Rayleigh-Jeans)
• Lord Rayleigh dan James Jeans mengusulkan formula
dengan mengasumsikan bahwa molekul/muatan di
dinding benda berongga dihubungkan oleh semacam
pegas . Ketika suhu dinaikkan molekul mendapatkan
energi tambahan dan bergetar.
dengan k adalah konstanta Boltzmann yang nilainya
1,38 𝑥 10−23
J/k dan
𝐼 =
8𝜋𝑘𝑇
λ4
Distribusi spektrum radiasi benda hitam pada
temperature 5000 K
• Model ini berhasil menerangkan spektrum radiasi
benda hitam pada panjang gelombang yang panjang,
namun gagal untuk panjang gelombang pendek
(katastrof ultraviolet atau bencana ultraviolet).
9. “Radiasi Benda Hitam”
Solusi Planck (1900) : Hipotesis Kuantum Planck
Max Planck menggunakan anggapan yang sama dengan Rayleigh-
Jeans bahwa radiasi dihasilkan oleh muatan yang bergetar.
Planck menambahkan : Energi vibrasi (karena pemanasan) atom
dalam molekul tidak dapat sembarang nilai, tetapi merupakan kelipatan
sebuah nilai minimum (diskrit/kuantum) yang berhubungan dengan
frekuensi vibrasinya yaitu :
Dimana
ℎ = tetapan planck = 6,63 × 10−34J. s
𝑣 = frekuensi vibrasi (𝑠−1)
𝑛 = bilangan kuantum = 1, 2, 3, ... = tingkat energi ke-n
Hipotesis ini sampai saat ini berlaku bahkan bagi frekuensi selain
frekuensi vibrasi atom
7.1
𝐸 = 𝑛. ℎ. 𝑣
10. Teori Spektrum Radiasi Benda Hitam (Planck)
• Distribusi spektrum radiasi benda
hitam hasil pemodelan Planck
𝐼 =
2𝜋ℎ𝑐2
λ5(𝑒
ℎ𝑐
𝜆𝑘𝑡 − 1)
• Diperoleh hasil yang sama persis
dengan eksperimen
11. “Efek fotolistrik”
ditemukan solusinya oleh Einstein (1905)
Terilhami dari hipotesis Planck
Photon : “partikel” cahaya
hn
KE e-
Ketika lempeng logam ditembaki
dengan foton, elektron pada kulit logam
dapat tereksitasi (pindah ke tingkat
energi yang lebih tinggi)
Jika energi foton yang menumbuk
memenuhi energi minimum (energi
ambang) yang nilainya 𝐸0 = ℎ. 𝑣0
Hasil percobaan efek fotolistrik (a) pengaruh frekuensi
foton terhadap energi kinetic electron foto (b) pengaruh
beda potensial terhadap arus pada rangkaian
𝑣0 = frekuensi ambang
12. • Setiap elektron foto hanya
menangkap energi dari satu foton.
• Energi foton digunakan untuk
melepaskan elektron dari permukaan
logam, Jika 𝑬 > 𝑬𝟎 , kelebihannya
digunakan sebagai energi kinetik.
• Energi kinetik maksimum elektron
sebanding dengan tegangan hentinya
𝐸 = 𝐸0 + 𝐾
ℎ𝑓 = ℎ𝑣0 + 𝐾
ℎ𝑐
λ
=
ℎ𝑐
λ0
+ 𝐾
𝐸 : energi foton (J)
𝐸0: energi ambang/fungsi kerja logam (J)
𝑓 : frekuensi foton (Hz)
𝑣0 : frekuensi ambang foton (Hz)
𝐾 : Energi kinetic foton (J)
λ : Panjang gelombang foton
λ0 : Panjang gelombang ambang(m)
𝑉
𝑠 : tegangan henti (V)
Energi Fotoelektron
𝐾 = 𝑒𝑉
𝑠
13. Efek Fotolistrik
• Efek fotolistrik terjadi apabila : 𝑬 ≥ 𝑬𝟎 atau 𝒇 ≥ 𝒗𝟎 atau 𝝀 ≤ 𝝀𝟎
• Intensitas penyinaran tidak mempengaruhi energi kinetik maksimum
elektron K, tetapi berpengaruh pada arus maksimum bila syarat terjadinya
efek fotolistrik terpenuhi.
• Energi kinetik maksimum elektron 𝐾 berbanding lurus dengan frekuensi
cahaya yang digunakan
• Cahaya dapat memperlihatkan sifat gelombang juga dapat memperlihatkan
sifat-sifat partikel (foton)
14. Kuantum pada Sinar X
Sinar X adalah pancaran radiasi gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari
tumbukan elektron cepat dengan kepingan logam. Radiasi yang disebabkan oleh
pengereman seperti ini diberi nama “bremsstrahlung”.
Skema Produksi X Ray
Energi diskrit/
terkuantisasi
15. Sifat-Sifat Sinar X
• Mempunyai daya tembus tinggi
• Mempunyai panjang gelombang pendek (frekuensi tinggi)
• Merambat lurus, tidak dibelokkan oleh medan listrik ataupun medan
magnetik
• Mempunyai efek fotografi. Sinar X dapat menghitamkan emulsi film setelah
diproses di kamar gelap dan dapat digunakan dalam proses radiografi.
• Mempunyai sifat ionisasi. Efek primer sinar X apabila mengenai suatu
bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan zat
tersebut.
• Mempunyai efek biologi. Sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan
biologi pada jaringan. Efek biologi ini dimanfaatkan dalam pengobatan
radioterapi.
16. Aplikasi Sinar X dalam Medis
• Prinsip radiografi digital adalah memanfaatkan
perbedaan penyerapan sinar X pada bagian-
bagian tulang dan jaringan lainnya.
• Pada tulang padat sinar X yang diserap lebih
banyak sehingga sinar yang datang ke layar
menjadi berkurang mengakibatkan gambar
tulang menjadi lebih putih dibanding bagian
lainnya.
• Dengan demikian gambaran jaringan tulang
yang densitasnya berbeda akan ditampilkan
berbeda pula pada layar tampilan gambar.
17. Hamburan Compton
• Penelitian hamburan sinar-X yang dilakukan
oleh ahli Fisika Amerika Serikat, Arthur H.
Compton (1892-1962) menghasilkan gejala
baru, yakni perubahan panjang gelombang
sebelum dan sesudah sinar-X dihamburkan.
• Percobaan dilakukan pada keping tipis
berilium yang ditembak dengan sinar X yang
memiliki panjang gelombang tunggal
(monokromatik). Kemudian dipasang detektor
untuk mengamati hamburan elektron dan
foton dari sinar X.
• Hasil pengamatan menunjukkan energi foton
sebagian terserap elektron sehingga sinar X
yang berhamburan panjang gelombangnya
lebih besar dari semula.
18. Hamburan Compton
• Gejala ini dijelaskan oleh Compton dengan
mengasumsikan terjadinya tumbukan antara
foton dan electron. Bukti tambahan bahwa
cahaya berperilaku sebagai partikel (foton).
• Panjang gelombang sinar X yang terhambur
hanya dipengaruhi oleh sudut hamburan foton,
sama sekali tidak tergantung pada lamanya
penyinaran.
Keterangan:
λ′
: panjang gelombang foton terhambur
λ : Panjang gelombang foton datang
h : Konstanta planck
𝑚0 : massa diam electron
𝑐 : Kecepatan cahaya
θ : Sudut hambur
λ′
− λ =
h
𝑚0𝑐
1 − cos θ
𝜽
ϕ
λ′
λ
19. 1. e- hanya memiliki nilai energi
yang spesifik (quantized)
2. Cahaya diemisikan
sebagaimana e- berpindah
dari satu level energi ke
elevel energi yang lebih
rendah
Terilhami Planck : Model
Atom Bohr (1913)
En = -RH ( )
1
n2
n (bilangan kuantum utama) = 1,2,3,…
RH (tetapan Rydberg) = 2.18 x 10-18J
7.3
E = hn
E = hn
20. 7.3
Garis emisi spektrum atom hidrogen
Spektrum Atom Hidrogen
Gas yang dipanaskan dapat
memancarkan energi. Pada tahun
1900 diketahui bahwa besarnya energi
yang dihasilkan tidak kontinu tetapi
diskrit/terkuantisasi.
Gas yang tereksitasi dan
memancarkan energi dengan Panjang
gelombang spesifik maka hal ini dapt
digunakan dalam karakterisasi gas
tersebut (seperti sidik jari)
Spektrum atom hidrogen (deret
balmer, mulai dari n=2) yang berada
pada daerah sinar tampak
menunjukkan panjang gelombang
yang diskrit.
21. Ephoton = DE = Ef - Ei
Ef = -RH ( )
1
n2
f
Ei = -RH ( )
1
n2
i
i f
DE = RH ( )
1
n2
1
n2
nf = 1
ni = 2
nf = 1
ni = 3
nf = 2
ni = 3
Spektrum Atom
Hidrogen
22. De Broglie (1924) menjelaskan bahwa
e- mempunyai sifat gelombang
7.4
u = kecepatan e-
m = massa e-
2pr = nl l =
h
mu
De Broglie : Elektron yang mengorbit didalam atom
(model atom Bohr) bergerak seperti gelombang
berdiri (hanya daerah disekitar petikan pada senar
gitar yang bergetar membentuk gelombang). Hanya
jika pada panjang gelombang tertentu terpenuhi
akan terbentuk gelombang berdiri (diskrit)
Representasi gelombang berdiri yang dibentuk
elektron ketika bergerak mengelilingi inti.
Model atom Bohr hanya sesuai untuk atom hidrogen,
untuk atom berelektron banyak selanjutnya dijelaskan
dengan persamaan gelombang Scrodinger
23. Sifat Gelombang dari partikel
• Jika Einstein menjelaskan teorinya tentang sifat partikel dari cahaya, Louis de
Broglie menjelaskan teorinya tentang sifat gelombang dari partikel.
• Dengan menurunkan dari rumus energi foton dan momentum foton, ia
memperoleh Panjang gelombang dari setiap partikel (dikenal dengan panjang
gelombang Broglie) yaitu:
• Frekuensi gelombang materi yang memiliki energi E adalah
λ =
ℎ
𝑝
𝑓 =
𝐸
ℎ