TEORI KUANTUM PLANCK

Cahaya bukan satu-satunya contoh gelombang elektromagnetik. Walaupun semua sifatnya memiliki pokok yang sama seperti interaksi dengan banyak materi yang bergantung dengan frekuensi gelombang. Max Planck membuktikan hal tersebut dengan mengemukakan teori kuantum. Planck menyimpulkan bahwa atom-atom dan molekul dapat memancarkan atau menyerap energi hanya dalam jumlah tertentu. Jumlah energi terkecil yang dapat dipancarkan atau diserap oleh atom atau molekul dalam bentuk radiasi elektromagnetik disebut kuantum. Planck menemukan bahwa energi foton (kuantum) berbanding lurus dengan frekuensi cahaya.

Salah satu fakta yang mendukung kebenaran dari teori kuantum Max Planck adalah efek fotolistrik, yang dikemukakan oleh Albert Eistein pada tahun 1905. Efek fotolistrik adalah keadaan di mana cahaya mampu mengeluarkan elektron dari permukaan beberapa logam. Susunan alat yang dapat menunjukkan efek fotolistrik ada pada gambar

Elektrode negatif (katode) yang ditempatkan dalam tabung vakum terbuat dari suatu logam murni, misalnya sesium. Cahaya dengan energi yang cukup dapat menyebabkan elektron terlempar dari permukaan logam, kemudian elektron tersebut akan tertarik ke kutub positif (anode) dan menyebabkan aliran listrik melalui rangkaian tersebut.

Percobaan efek fotolistrik memperlihatkan susunan alat yang menunjukkan efek fotolistrik, Seberkas cahaya yang ditembakkan pada permukaan pelat logam akan menyebabkan logam tersebut melepaskan elektronnya. Elektron tersebut akan tertarik ke kutub positif dan menyebabkan aliran listrik melalui rangkaian tersebut.

Eistein menerangkan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya. Jika frekuensinya rendah, jumlah energi foton sedikit dan tidak mampu mendorong elektron agar dapat keluar dari permukaan logam. Jika frekuensi (energi) bertambah, maka foton memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan elektron. Hal ini menyebabkan kuat arus juga akan meningkat. Energi foton bergantung pada frekuensinya.
dengan:
h = tetapan Planck (6,626 × 10–34 J dt)
c = kecepatan cahaya dalam vakum (3 × 108 m det–1)
λ = panjang gelombang (m)

written by : Novid Fitriani Gea

RADIASI BENDA HITAM

Pengertian radiasi benda hitam

Benda hitam merupakan suatu benda dimana radiasi kalor yang datang akan diserap seluruhnya, lubang kecil pada sebuah dinding yang berongga dapat dianggap sebagai benda hitam yang sempurna.

Intensitas radiasi benda hitam

Gelombang-gelombang elektromagnetik di dalam dinding berongga mempunyai panjang gelombang yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena molekul-molekul yang memancarkan gelombang ini bergerak dengan percepatan yang berbeda-beda.

Gambar di atas melukiskan grafik distribusi intensitas, Iλ radiasi benda hitam persatuan interval panjang gelombang, sebagai fungsi panjang gelombang. Pada gambar ada 4 buah kurva masing – masing untuk suhu benda hitam: 6000 K, 5.000 K, 4000 K, dan 3000 K.

Intensitas total yang dipancarkan benda hitam dapat dihitung dengan menghitung luas dibawah  Iλ sebagai fungsi λ. Besarnya intensitas total ini diperoleh dari rumus Stefan-Boltzman dengan mengambil e=1, (untuk benda hitam):

I = σT4

Tiap kurva mempunyai satu nilai maksimum yang terjadi pada panjang gelombang yang dinamakan λmaks .

Rumus radiasi benda hitam
Daya Radiasi (Laju energi rata-rata) 
P = eσ T 4A
Keterangan :
P = daya radiasi (watt = joule/s)
e = emisivitas benda 
e = 1 → benda hitam sempurna
A = luas permukaan benda (m2)
T = suhu (Kelvin)
σ = Konstanta Stefan-Boltzman = 5,67 x 10−8 W/mK4





sources:
http://www.pelajaransekolahonline.com/2016/06/pengertian-radiasi-benda-hitamrumus-soal-intensitas-radiasi-teori-planck-dan-radiasi-kalor.html
http://fisikastudycenter.com/fisika-xii-sma/370-radiasi-benda-hitam-dan-hukum-wien

written by: Clara Anabel

PERGESERAN WIEN

Hukum Wien menyatakan bahwa makin tinggi suhu suatu benda hitam, makin pendek panjang gelombang tempat pancaran maksimum itu terjadi.

Hukum Wien dapat digunakan untuk menjelaskan gejala semakin tinggi suhu suatu bintang, makin biru warnanya dan makin rendah suhunya makin merah warnanya.

Untuk sebuah benda hitam, berlaku suatu hubungan antara panjang gelombang dengan suhu mutlak yang dinyatakan :

sources:
http://fisikastudycenter.com/astronomi/322-hukum-pergeseran-wien-astronomi-benda-hitam
http://bahasapedia.com/pergeseran-wien/

written by: Sulastry Sipahutar

TEORI ATOM

1. DEMOCRITUS ( 460-370 SM )

Demokritus seorang filsuf Yunani (460-370 SM) mengatakan bahwa jika suatu benda dibelah terus – menerus maka akan didapatkan atom, yaitu bagian terkecil dari suatu benda yang tidak dapat dibagi lagi.

Di bawah ini adalah teori atom Democritus sebenarnya:

1. Atom tidak dapat dihancurkan / dibagi lagi.

2. Atom padat namun tidak terlihat.

3. Atom bersifat homogen.

4. Atom berbeda dalam ukuran, massa, bentuk, dan pengaturan.

2. JOHN DALTON (1803)
Jhon Dalton menyampaikan konsep dasar teori atomnya, yaitu:

1. Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur dan tidak dapat dibagi lagi.

2. Atom – atom sutu unsur semuanya serupa dan tidak dapat berubah menjadi atom unsur lain.

3. Dua atom atau lebih dari unsur yang berlainan dapat membentuk suatu molekul.

4. Pada suatu reaksi kimia, atom – atom berpisah, kemudian bergabung dengan unsur lin yang berbeda, tetapi massa keseluruhannya tetap.

5.  Pada reaksi kimia, atom –atom bergbung menurut perbandingan tertentu yang sederhana.

3. JOHN JOSEPH THOMSON (1897)

Thomson mengemukkan ide tentang atom, yaitu atom dianggap sebuah bola yang muatan positif dan negatifnya tersebar merata di permukaannya (mirip roti kismis).

4. ERNEST RUTHERFORD (1910)

Model atom Rutherford mengatakan bahwa :

1. Semua muatan positif dan sebagian besar massa atom terkumpul di pusat atom yang disebut inti atom.

2. Inti atom dikelilingi oleh elektron pada jarak yang sangat jauh pada lintasan tertentu, mirip lintasan planet mengelilingi matahari.

5. NIELS BOHR (1913)

Teori atom Bohr antara lain :

1.  Elektron tidak dapat mengelilingi inti atom dengan sembarangan lintasan, tetapi dengan lintasan tertentu.

2. Jari – jari lintasan orbit elektron pada atom hidrogen dirumuskan :

rn : jari –jari lintasan elektron pada kulit ke-n

n   : nomor kulit (1,2,3,…)

3. Elektron dapat pindah dari satu lintasan orbit ke lintasan orbit lainnya dengan cara melepaskan atau menerima energi. Jika elektron berpindah dari kulit satu ke kulit lainnya maka selisih energinya adalah :

En : jika elektron pada kulit ke-n (eV)

n   : orbit/kulit elektron (1,2,3,…) 

E : selisih energi lintasan (eV)

sources:
https://the-history-of-the-atom.wikispaces.com/Democritus
https://www.khanacademy.org/science/chemistry/atomic-structure-and-properties/introduction-to-compounds/a/daltons-atomic-theory-version-2
https://www.chemheritage.org/historical-profile/joseph-john-j-j-thomson


written by: Sulastry Sipahutar

DUALISME GELOMBANG

DUALISME GELOMBANG PARTIKEL / WAVE-PARTICLE DUALITY

Pertanyaan apakah cahaya terdiri dari gelombang atau partikel muncul ketika teori cahaya yang saling bersaing yang diusulkan oleh Christiaan Huygens dan Isaac Newton. Melalui hasil kerja Albert Einstein, Louis de Broglie dan lainnya, sekarang ini diterima bahwa seluruh objek memiliki sifat gelombang dan partikel (meskipun fenomena ini hanya dapat terdeteksi dalam skala kecil, seperti atom).

EFEK FOTOLISTRIK / THE PHOTOELECTRIC EFFECT
Aspek yang luar biasa dari efek fotolistrik saat pertama kali diamati adalah :
1. Elektron dipancarkan langsung, tidak ada jeda waktu.
2. Meningkatkan intensitas cahaya akan meningkatkan intensitas elektron, tetapi bukan energi kinetik maksimum mereka.
3. Cahaya merah tidak akan mengeluarkan elektron, berapapun intensitasnya.
4. Sebuah cahaya violet lemah akan mengeluarkan beberapa elektron, namun energi kinetik maksimum cahaya violet melebihi energi kinetik maksimum cahaya lainnya dengan panjang gelombang yang lebih panjang.
Peristiwa-peristiwa di atas tidak dapat diungkap dengan teori cahaya Huygens.

Pada tahun 1901, Planck mengetengahkan hipotesa bahwa cahaya (gelombang elektromagnetik) harus dianggap sebagai paket-paket energi yang disebut foton. Besar paket energi tiap foton dirumuskan sebagai :

E = h . f

E	=	Energi tiap foton dalam Joule.
f	=	Frekwensi cahaya.
h	=	Tetapan Planck yang besarnya          h = 6,625 .10 –34 J.det

Cahaya yang intensitasnya besar memiliki foton dalam jumlah yang sangat banyak. Tiap-tiap foton hanya melepaskan satu elektron. Kiranya mudah dipahami bahwa semakin besar intensitas cahaya semakin banyak pula cahaya yang diemisikan.

SIFAT KEMBAR CAHAYA

Gejala-gejala interferensi dan difraksi memperlihatkan sifat gelombang yang dimiliki cahaya, dilain pihak cahaya memperlihatkan sifat sebagai paket-paket energi (foton).

Timbul suatu gagasan apakah foton itu dapat diartikan sebagai partikel-partikel.

Untuk menjawab pertanyaan ini A.H. Compton mempelajari tumbukan-tumbukan antara foton dengan elektron.

Kesimpulan yang diperolehnya menunjukkan bahwa foton dapat berlaku sebagai partikel dengan momentum

sources:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod1.html

http://www.pnas.org/content/109/24/9314.full

http://pakguru-fisika.blogspot.co.id/2014/03/sifat-kembar-cahaya.html

written by: Clara Anabel