Dualisme Gelombang Partikel

OlehDra. Hj. Ratna Askiah Simatupang, M.Si

HK. STEFAN

BOLTZMANN

HK. PERGESE-RAN WIEN

TEORI RELEIGH DAN

JEANS

TEORI PLANCK

EKSPERIMEN R.A. MILIKAN

TEORI EINSTEIN

EFEK COMPTON

PANJANG GELOMBANG DE BROGLIE

PERCOBAAN DAVISSON

DAN GERMER

1. MENGISI RUANG

2. MEMILIKI

1. MENEMPATI SESUAI VOLUME

2. MEMILIKI MOMENTUM

HK. STEFAN BOLTZMANN

W = e.t.T4

P = e.t.T4.A

W = PA

P = EtE = e.t.T4.A.t

W = daya pancar tiap satuan luas (w/m2)P = daya pancar /energi tiap detik (watt) E = energi pancar (joule) A = luas permukaan (m2) e = emisivitas ( 1 e >0 ) t= tetapan = 5,672 x 10-4 watt/m2K t = waktu (sekon)

m . T = C

Frekwensi

Ener

gi

panc

ar

T = 1800

T = 1200

TEORI WIEN TIDAK SESUAI JIKA DIGUNAKAN UNTUK MENGANALISA SPEKTRUM RADIASI PADA DAERAH

GELOMBANG PANJANG.

RELEIGH DAN JEANS MENGOREKSI TEORI WIEN MELALUI EKSPERIMENNYA AKAN

TETAPI HASIL EKSPERIMEN HANYA COCOK PADA DAERAH SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK

SEDANGKAN UNTUK DAERAH PANJANG GELOMBANG PENDEK TIDAK COCOK. KEGAGALAN INI DIKENAL DENGAN

BENCANA ULTRAVIOLET

RADIASI

Kwantum/kwanta/foton

ENERGI FOTON

W = h .f

E = energi foton ( j )h = tetapan Planck = 6,626 x 10-34 J.sf = frekwensi (Hz)c = 3 x 10 8 m/s = panjang gelombang(m)

w0

Ek

W

W = energi foton (J)W0 = energi ikat (J)

= fungsi kerja logam= energi ambang

O = ambangfO = frek. ambang

W = WO +Ekh.f = WO +Ekh.f = h.fO +Ekh. = h. +Ekc0

c

RADIASI elektron

foton

1. Efekfoto listrik terjadi apabila energi foton cukup untuk membebaskan elektron dari ikatannya dengan inti atom

2. Energi kinetik maksimum elektron yang dibebaskan dari keping tidak bergantung pada intensitas (lamanya) penyinaran

3. Energi kinetik maksimum elektron berbanding lurus dengan frekwensi cahaya yang digunakan (hasil eksperimen Robert A. Milikan)

RADIASI elektron

foton

Foton hambur( )

Foton datang( )

E = mo.c2

Elektron hambur

E = h.f

E = h.f

P =0

= panjang gelombang foton sebelum tumbukan = panjang gelombang foton setelah tumbukan h = tetapan Planck = 6,626 x 10 34 J.s c = kecepatan cahaya = 3 x 10 8 m/s m0 = massa diam elektron = sudut hamburan elektron

Bergerak lurus dengan momentum p = m.v

m

v

m

v

Menurut deBroglie partikel bergerak

seperti gelombang , dengan demikian partikel pada saat

bergerak selain memiliki momentum (p) juga memiliki panjang

gelombang( )

HUBUNGAN

ANTARA MOMENTUM

( p ) DENGAN PANJANG

GELOMBANG ()

= panjang gelombang deBroglie (m)p = momentum (N.s)h = tetapan Planck = 6,626 x 10-34 J.s

m = mO

c2 v21 +

APAKAH SEMUA BENDA YANG

BERGERAK MEMILIKI PANJANG

GELOMBANG deBROGLIE ?

Hanya berlaku pada partikel kecil

(elektron), yang bergerak dengan

kecepatan cukup besar mendekati kecepatan

cahaya

Karena elektron bergerak dengan kecepatan

mendekati cahaya maka massa elektron menjadi

massa relatif

p = m.v

Teori deBroglie dibuktikan kebenarannya melalui

percobaan oleh Davisson dan Germer pada th. 1927

APLIKASI DARI TEORI deBROGLIE PADA MIKROSKOP ELEKTRON DIMANA CAHAYA DIGANTI DENGAN ELEKTRON

RUMUS WIEN HANYA BERLAKU PADA SPEKTRUM GELOMBANG PENDEKTEORI RELEIGH DAN JEINS HANYA BERLAKU PADA SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK.CAHAYA MEMILIKI SIFAT KEMBAR (DUALISME) YAITU PADA KONDISI TERTENTU MEMILIKI SIFAT PARTIKEL DAN PADA KONDISI LAIN MEMILIKI SIFAT GELOMBANG. AKAN TETAPI KEDUA SIFAT TERSEBUT TIDAK MUNGKIN MUNCUL PADA SAAT YANG SAMAPERCOBAAN COMPTON MEMBUKTIKAN BAHWA CAHAYA MEMILIKI SIFAT PARTIKELEKSPERIMEN DAVISON DAN GERMER MEMBUKTIKAN ASUMSI DARI deBROGLIE BAHWA PARTIKEL DAPAT MENUNJUKKAN SIFAT GELOMBANG