Kegagalan Teori Fisika Klasik [PDF]

Citation preview

Nama



: Lulu Fajrotir Rohmah



NIM



: 4201418024



Mata Kuliah : Fisika Kuantum



Kelemahan-kelemahan Fisika Klasik yang mendorong munculnya Fisika Kuantum : a. Radiasi Benda Hitam Teori klasik yang dirumuskan oleh Rayleigh dan Jeans tentang distribusi energi radiasi, yaitu 𝐼=



2𝜋𝑐𝑘𝑇 𝜆4



hanya sesuai untuk 𝜆 yang panjang dan gagal pada 𝜆 pendek. Menurut teori tersebut, semakin pendek suatu panjang gelombang, maka intensitas radiasi energinya semakin tinggi menuju tak terhingga. Namun, hasil eksperimen menunjukkan bahwa semakin pendek panjang gelombangnya, intensitas radiasinya menurun. Kegagalan teori Rayleigh-Jeans pada 𝜆 pendek ini dikenal sebagai bencana ultraviolet atau Ultraviolet Catastrophe. Kemudian Max Planck muncul dengan gagasannya yang mampu menjelaskan permasalahan bencana ultraviolet yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan oleh ilmuan-ilmuan lainnya. b. Efek Fotolistrik Young berpendapat bahwa cahaya adalah gelombang yang dapat melepaskan elektron karena adanya transfer energi dari cahaya ke elektron. Energi elektron yang lepas dari permukaan logam akan dipengaruhi oleh intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya, semakin besar energi elektronnya. Pada kenyataannya, intensitas cahaya tidak mempengaruhi besar energi elektron yang lepas, melainkan mempengaruhi jumlah elektron yang lepas. Namun, tingkat energi yang dikeluarkan tetap sama. Hal ini terungkap setelah Einstein berpendapat bahwa cahaya bersifat sebagai partikel yang memiliki massa dan momentum sehingga partikel dapat bertumbukan atau lebih dikenal sebagai foton. Elektron-elektron yang lepas dari logam merupakan hasil tumbukan antara elektron dan foton. c. Efek Compton Efek compton menjelaskan tentang fenomena sebuah foton yang menabrak elektron diam. Pada teori klasik, panjang gelombang foton setelah terhambur sama dengan panjang gelombang foton sebelum terhambur. Namun, melalui eksperimen yang telah dilakukan oleh Compton menunjukkan bahwa foton terhambur mempunyai panjang gelombang yang berbeda dengan foton sebelum hamburan yang bergantung pada sudut hamburannya. d. Percobaan Davison & Germer Pada teori klasik mengasumsikan bahwa partikel dan gelombang merupakan pokok bahasan yang terpisah satu sama lain. Sifat gelombang yang tidak mempunyai analogi



dalam sifat partikel pada fisika klasik adalah difraksi. Syarat terjadinya difraksi yaitu apabila panjang gelombang sama dengan lebar celah/kisi difraksi. Percobaan Davison & Germer yaitu mengenai difraksi elektron. Davison dan Germer memilih elektron sebagai partikel untuk menguji hipotesa de Broglie yang menyatakan bahwa partikel yang bergerak juga memperlihatkan sifatnya sebagai gelombang.