CBR Rangkaian Terintegrasi Rina [PDF]

Citation preview

CBR MK. FISIKA KUANTUM PRODI S1 PSPF - FMIPA



CRITICAL BOOK REPORT KETIDAKPASTIAN HEISENBERG Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika Kuantum OLEH : NAMA



: Rina Saputri



(4172121014)



KELAS



: Fisika Dik B 2017



DOSEN PENGAMPU



: Dewi Wulandari,S.Si.,M.Si.



MATA KULIAH



: FISIKA KUANTUM



PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2019



KATA PENGANTAR Puji Syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa karena berkat rahhmat-Nya penyusun diberi kesehatan dan kesempatan untuk menyelesaikan tugas Critical Book Report (CBR) yang diberikan kepada penyusun mengenai “Ketidakpastian Heisenberg” yang diampu oleh Ibu Dewi Wulandari,S.Si.,M.Si. Dalam penyusunan makalah ini penulis banyak mendapat dukungan, bimbingan,



serta



semangat



dari



banyak



pihak



sehingga



penulis



bisa



menyelesaikannya tepat waktu . Untuk itulah dengan penuh rasa hormat penyusun ucapkan terima kasih. Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna dan masih memerlukan pengembangan lebih lanjut. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat penyusun harapkan agar nantinya dapat diperoleh hasil yang lebih maksimal dan demi kesempurnaan tugas berikutnya. Dalam kesempatan ini penyusun juga mohon maaf jika ada hal-hal yang tidak berkenan dalam makalah ini dan proses yang dilalui dalam penyusunannya. Akhir kata, penyusun ucapkan terimakasih kepada semua yang berpartisipasi demi terselesaikannya tugas ini dan semoga kita terus dalam lindungan Tuhan Yang Maha Esa.



Medan, 19 September 2019



Penyusun



i



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................................. ii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1 1.2 Tujuan................................................................................................... 1 1.3 Manfaat ............................................................................................... 1 BAB II IDENTIFIKASI BUKU 2.1 Identitas Buku....................................................................................... 2 2.2 Ringkasan Isi Buku .............................................................................. 3 BAB III PEMBAHASAN 3.1 Kelebihan Buku.................................................................................... 11 3.2 Kelemahan Buku................................................................................... 12 BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan ..........................................................................................13 4.2 Saran ....................................................................................................13 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................14



ii



BAB I PENDAHULUAN 1.1.



Latar Belakang Dalam dunia fisika yang banyak berhubungan dengan partikel-partikel



berukuran besar, nilai konstanta Planck (h)dapat diabaikan karena kecil. Tetapi dalam dunia atom, hnilainya cukup besar sehingga tidak dapat diabaikan. Salah satu prinsip dasar fisika klasik menyatakan bahwa posisi dan momentum suatu partikel dapat ditentukan secara bersamaan secara pasti, tetapi menurut Heisenberg posisi dan momentum tidak dapat ditentukan secara bersamaan jika partikel memiliki sifat-sifat gelombang. Bila elektron padatingkat energi terendah mempunyai tingkat energi yang sama dengan nol, maka kecepatannya juga harus nol, yang berarti momentumnya (mv) juga bernilai nol. Maka, baik posisi maupun momentum elektron dapat diketahui. Menurut prinsip ketidakpastian Heisenberg(1972) hal tersebut tidak benar, Heisenberg menyatakan bahwa tidak mungkin mengukur posisi dan momentum sebuah partikel secara pasti pada waktu bersamaan. Jika posisi partikel diketahui dengan pasti; maka momentum partikel tidak dapat ditentukan dengan pasti, demikian pula sebaliknya. 1.2.Tujuan Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan Critical Book Report ini adalah : 1. Penyelesaian tugas mata kuliah Fisika Kuantum 2. Menambah wawasan tentang ketidakpastian heisenberg pada mata kuliah Fisika Kuantum. 1.3.Manfaat Adapun manfaat dari tugas CBR ini adalah untuk menyelesaikan tugas mata kuliah Fisika Kuantum, menguatkan, menambah wawasan, meningkatkan pemahaman dn menguatkan landasan dari teori Ketidakpastian Heisenberg,serta dapat mengetahui isi dari kedua buku yang di kritik.



1



BAB II IDENTIFIKASI BUKU 2.1 Identitas Buku 1. Buku Utama Judul Buku



: Quantum Physics



Penulis



: Stephen Gasiorowicz



Penerbit



: Hamilton Printing Company



Tahun Terbit



: 2003



Edisi



: Third Edition



Jumlah Halaman



: 333 halaman



Kota Terbit



: America



2. Buku Pembanding Judul Buku



: Mekanika Kuantum



Penulis



: Vani Sugiyono,S.T.



Penerbit



: Center For Academic Publishing Service



Tahun Terbit



: 2016



Edisi



: Pertama



Jumlah Halaman



: 558 Halaman



Kota Terbit



: Yogyakarta



2



2.2 Ringkasan Isi Buku 1. Buku Utama HUBUNGAN KETIDAKPASTIAN HEISENBERG Mari kita kembali ke hubungan timbal balik yg diperoleh dalam persamaan.(2-8), ∆ k ∆ x>1 /2 Mengingat identifikasi ħ k dengan momentum, hubungan ini mengambil bentuk ∆ x ∆ p ≥ħ /2 (2-27) Ini disebut hubungan ketidakpastian Heisenberg, atau hubungan ketidakpastian Heisenberg. Itu muncul dalam konteks diskusi kita tentang paket-paket gelombang, tetapi seperti yang kita lihat sekarang, ini adalah pernyataan tentang fungsi gelombang. Kami melihat bahwa ⍦ (x) tidak dapat menggambarkan partikel yang terlokalisasi dengan baik di ruang angkasa dan memiliki momentum yang tajam. Ini sangat kontras dengan mekanika klasik. Apa yang dinyatakan oleh relasinya adalah bahwa ada batasan kuantitatif pada keakuratan yang dengannya kita dapat menggambarkan suatu sistem menggunakan gagasan posisi dan momentum klasik kita yang akrab. Posisi dan momentum dikatakan sebagai variabel pelengkap. Kita dapat menggambarkan batasan ini dengan beberapa contoh Difraksi dari Photon Beam Pertimbangkan seberkas foton, melewati celah lebar a (Gbr. 2-2). Ketika balok diperlakukan sebagai gelombang elektromagnetik, orang dapat menunjukkan bahwa balok difraksi dengan penyebaran sudut besar θ≈



λ a



di mana λ adalah panjang gelombang cahaya. Dualitas gelombang partikel mekanika kuantum memungkinkan kita untuk menggambarkan berkas sebagai sekuens foton yang melewati celah. Dalam keadaan seperti itu, orang tidak akan mengharapkan penyebaran balok. Jadi, hubungan yang tidak pasti menyelamatkan 3



kita dari paradoks. Momentum foton dalam arah x diberikan oleh Px = h/λ Koordinat-y dari foton tidak pasti sejauh itu ∆ y ≤ a



Ketidakmampuan untuk Melokalkan Orbital Bohr Mekanika kuantum tidak memungkinkan kita untuk berbicara tentang orbit klasik sebuah elektron di bidang Coulomb of a proton. Misalkan kita ingin melakukan percobaan untuk mempelajari lokasi elektron dalam orbit. Mari kita batasi diri kita pada orbit melingkar. Kami ingin membedakan antara orbitradius yang ditandai dengan bilangan kuantum n dan orbit yang berdekatan. Jika kita menggunakan sinar foton untuk melakukan ini, kita membutuhkan sinar dengan panjang gelombang sedemikian rupa



yang cukup besar untuk menendang elektron keluar dari "orbitnya". Sekali lagi, upaya untuk melokalisasi elektron harus disertai dengan transfer momentum yang tidak terkendali.



4



Satu komentar lagi: Judul bagian ini termasuk Hubungan. Kita akan melihat dalam Bab 5 bahwa hubungan ketidakpastian yang kami gunakan di atas mengikuti secara formal dari Persamaan Schrodinger, asalkan kita menggunakan definisi yang sesuai dari makna ∆ x dan ∆ p. Ada hubungan lain yang tidak secara langsung diturunkan, tetapi itu tetap berlaku. Ini adalah hubungan yang akrab dalam teori gelombang klasik. Kereta gelombang yang terbatas waktunya, sehingga bisa bertahan lama ∆t, harus memiliki penyebaran frekuensi yang diberikan oleh ∆ v ≥ 1/∆ t yang diterjemahkan ke dalam ∆ E ∆ t >h Kita akan melihat contoh ini ketika kita membahas masa hidup elektron dalam keadaan tereksitasi dan lebar terkait dari garis spektral. 2. Buku Pembanding Ketidakpastian Heisenberg Para fisikawan klasik dimasa lalu mengimani 6 gagasan sakral yang sudah mendarah daging dalam sanubari mereka. Salah satu diantaranya adalah iman bahwa “tidak mustahil mengukur dua besaran fisis dalam waktu yang bersamaan dengan ketelitian tinggi”. Hal inilah yang kemudian membuat Heisenberg “kadang merasa sedih”. Karena sejatinya keimanan tersebut “menyedihkan” jika dibenturkan dengan fakta-fakta eksperimental. Secara kuantitatif,dua buah eksperimen yang identik dilakukan untuk mengukur posisi elektron dengan momentum awal yang sudah diketahui secara pasti dan pada kedua eksperimen sama. Namun,setelah eksperimen itu berjalan,ternyata posisi elektron pada dua eksperimen berbeda. Jelas hal ini sudah berhasil meruntuhkan salah satu dari 6 gagasan sakral yang diimani oleh fisikawan-fisikawan klasik pada masa lalu. Karena ternyata momentum dan posisi elektron dari dua eksperimen yang identik tidak dapat diketahui secara pasti salah satunya,jadi apabila momentum elektron diketahui secara pasti,maka posisi elektron tidak dapat diketahui secara pasti. Dan begitupun sebaliknya jika posisi elektron diketahui secara pasti maka momentum elektron tidak dapat diketahui secara pasti. Dari hasil eksperimennya tersebut,Heisnberg mengeluarkan sebuah asas yang kemudian disebut sebagai Asas Ketidakpastian Heisenberg yang berbunyi : 5



“Jika momentum sebuah partikel diketahui secara pasti,maka akan diikuti dengan posisi elektron yang tidak pasti”. Apabila kita nyatakan dalam bentuk persamaan gelombang maka standar deviasi momentum elektron dapat dinyatakan oleh :



6



7



8



9



10



11



BAB III PEMBAHASAN 3.1 Kelebihan Buku A. Pada buku utama : 1. Pada buku utama ini jika dilihat dari covernya, cover pada buku ini cukup menarik sehingga membuat pembaca tertarik untuk membacanya 2. Dilihat dari isi buku yang disajikan isi pada buku ini lebih lengkap daripada buku pembanding, karena materi mengenai ketidakpastian heisenberg dibahas dengan mendetail daripada buku pembanding, walaupun buku pembanding sebenarnya sudah cukup lengkap. Sehingga buku ini juga dapat digunakan sebagai sumber referensi lain bagi mahasiswa dengan jurusan kependidikan. 3. Kata-kata yang digunakan pada buku ini juga sudah baik karena pembaca tidak perlu mengulang-ulang membaca untuk mengerti isi dari buku utama ini. 4. Pada buku utama ini sangat banyak diberikan contoh-contoh soal beserta



cara



pengerjaannya



sehingga



mempermudah



para



mahasiswa dalam memahami materi dan penyelesaian soal-soal tentang materi yang disajikan tiap bab nya. B. Pada buku pembanding : 1. Dilihat dari segi penyajian materi, buku pembanding sudah cukup lengkap, sehingga sudah cocok untuk di gunakan sebagai buku referensi



mahasiswa untuk belajar



tentang



Ketidakpastian



Heisenberg pada mata kuliah Fisika Kuantum, khususnya bagi mahasiswa dengan jurusan kependidikan. 2. Dilihat dari penggunaan kata-kata pada buku pembanding ini sudah cukup bagus karena isi buku ini mudah untuk di mengerti, tidak perlu membacanya berulang-ulang kali. 3. Dilihat dari segi pemilihan jenis font dan spasi pada buku ini sudah cukup bagus sehingga tidak membuat orang yang membaca buku ini bosan dan jenuh dalam membaca buku ini 12



3.3 Kelemahan Buku A. Pada Buku Utama : Karena buku utama ini merupakan elektronik book (ebook), hal ini mempercepat kelelahan pada mata saat membaca buku ini di karenakan radiasi, sehingga hal ini mungkin dapat membuat orang yang ingin membacanya sedikit enggan untuk membacanya dikarenakan takut terkena radiasi dari barang elektronik yang digunakan untuk membaca buku ini. B. Pada Buku Pembanding : 1. Dilihat dari spasi yang digunakan pada penulisan buku ini, spasinya terlalu rapat di dalam penulisan buku ini sehingga dapat membuat pembaca mudah bosan membacanya. 2. Kemudian jika dilihat dari jenis font yang digunakan pada buku ini kurang menarik.



13



BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil yaitu tentunya setiap buku memiliki kelemahan



dan



kelebihannya



masing-masing



sehingga



pembaca



harus



menyesuaikan buku mana yang nyaman dan menurutnya pas untuk dibaca sebagai sumber ilmu pengetahuannya. 4.2 Saran Saya menyadari bahwa dalam CBR yang kami susun ini masih banyak yang kurang atau dikatakan masih jauh dari sempurna oleh karena itu, saya berharap para pembaca memberikan saran atau masukannya untuk penyempurnaannya.



14



DAFTAR PUSTAKA Gasiorowicz, Stephen. 2013. Quantum Physics. United States of America. Main Book : ISBN 0-471-05700-2. Wiley International Edition : ISBN 0-471 42945-7. Sugiyono,Vani. 2016. Mekanika Kuantum. Yogyakarta : CAPS.



15