FISIKA MODERN 1. EFEK FOTOLISTRIK 2. DIFRAKSI ELEKTRON 3. EFEK COMPTON 4. MICROSOFT ELEKTRON

DIFRAKSI ELEKTRON KELOMPOK 6: UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FISIKA S1 MARTA MASNIARY NAINGGOLAN 120801034 BENGET LASIDO HUTAGAOL 120801036 KARYAMAN HARTO ZEBUA 120801038 ENI INDRIANI 120801080 FISIKA S1 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

DIFRAKSI ELEKTRON Bentuk kisi yang dapat mendifraksikan elektron yaitu kisi yang memiliki keteraturan dan tersusun secara periodik, seperti halnya kisi pada kristal. Berkas sinar monokromatik yang jatuh pada sebuah kristal akan dihamburkan ke segala arah, akan tetapi karena keteraturan letak atom-atom, pada arah tertentu gelombang hambur itu akan berinterferensi konstruktif sedangkan yang lainnya berinterferensi destruktif. Syarat terjadinya difraksi adalah apabila panjang gelombang sinar sama dengan lebar celah/kisi difraksi.

DUALISME GELOMBANG PARTIKEL RADIASI KALOR EFEK FOTO LISTRIK TEORI DE BROGLIE HK. STEFAN – BOLTZMANN PANJANG GELOMBANG DE BROGLIE EKSPERIMEN R.A. MILIKAN HK. PERGESE- RAN WIEN TEORI EINSTEIN TEORI RELEIGH DAN JEANS PERCOBAAN DAVISSON DAN GERMER EFEK COMPTON TEORI PLANCK

HUBUNGAN ANTARA MOMENTUM ( p ) DENGAN PANJANG GELOMBANG () deBROGLIE v Bergerak lurus dengan momentum p = m.v m Menurut deBroglie partikel bergerak seperti gelombang , dengan demikian partikel pada saat bergerak selain memiliki momentum (p) juga memiliki panjang gelombang( ) v m  = panjang gelombang deBroglie (m) p = momentum (N.s) h = tetapan Planck = 6,626 x 10-34 J.s HUBUNGAN ANTARA MOMENTUM ( p ) DENGAN PANJANG GELOMBANG ()

GELOMBANG deBroglie De Broglie mengemukakan bahwa benda dalam pergerakannya dapat bersifat sebagai gelombang maupun sebagai partikel (tahun 1924 secara teori dan tahun 1927 secara eksperimen) Teori ini menunjang penemuan Bohr dan Eintein Sebagaimana dibahas pada bagian depan sebuah foton yang berfrekuensi f mempunyai momentum sebesar : p = [hf / C] atau p = [h / λ] sehingga panjang gelombang sebuah foton terspesifikasi oleh momentumnya , yaitu : λ = [h / p] Persamaan diatas berlaku baik untuk partikel maupun untuk foton. Panjang gelombang de Broglie untuk partikel bermassa m dan kecepatan v adalah : λ = [h / mv] ; p = mv

Makin besar momemtum partikel ,makin pendek panjang gelombang Makin besar momemtum partikel ,makin pendek panjang gelombang. Experimen Young dan Fresnel mengenai interferensi cahaya yang. Berazaskan teori Huygens menunjang pendapat bahwa cahaya. merupakan gelombang transversal dan sebaliknya berdasarkan. experimen dari Einstein mengenai efek fotolistrik dan experimen lainnya , teori Bohr mengenai model atom struktur atom , cahaya merupakan partikel energi (foton). Ke dua sifat cahaya ini dikenal sebagai dualisme gelombang-partikel atau dualisme cahaya . Contoh : Carilah λ de Broglie untuk a). bola golf m = 46 gr yang bergerak dengan kecepatan 30 m/s b). electron yang bergerak dengan kecepatan 107 m/s Jawaban : a). λ = [h / mv] λ = [6.63 x 10 – 34 J/s / ( 0.046 kg x 30 m/s) = 4.8 x 10 – 34 m

λ nya sedemikian kecilnya sehingga bila dibandingkan dengan ukuran bendanya tidak memperlihatkan aspek gelombang b) v << C → m ≈ m0 ≈ 9.1 x 10 – 31 kg λ = [h / mv] = [6.63 x 10 – 34 J/s / (9.1 x 10 – 31 kg x 10 7 m/s] = 7.3 x 10 – 11 m Bila dibandingkan dengan radius atom hidrogen (= 5.3 x 10 – 11 m) maka gerakan electron akan terasosiasi pada gerak gelombang .

APAKAH SEMUA BENDA YANG BERGERAK MEMILIKI PANJANG GELOMBANG deBROGLIE ? Karena elektron bergerak dengan kecepatan mendekati cahaya maka massa elektron menjadi massa relatif TIDAK !  = h p p = m.v Hanya berlaku pada partikel kecil (elektron), yang bergerak dengan kecepatan cukup besar mendekati kecepatan cahaya Teori deBroglie dibuktikan kebenarannya melalui percobaan oleh Davisson dan Germer pada th. 1927

TEORI KUANTUM CAHAYA Untuk mengetahui bentuk kurva radiasi benda hitam yang tepat W..Wien , Lord Rayleigh dan Jeans (1900) secara teoritis mengu- . sulkan persamaan kurva radasi benda hitam yang kemudian dikenal dengan kurva Wien dan Kurva Rayleigh-Jeans .Namum ke dua kurva yang dihasikan tidak sepenuhnya cocok dengan hasil experi- . men. Max Planck di akhir tahun 1900 membuat suatu rumus imperis yang ternyata cocok dengan hasil experimen , yaitu ; dimana I = intensitas , λ = panjang gelombang , T = suhu Kelvin k = kostanta Boltzman , C = kecepatan cahaya dan h = konstanta Boltzman yang dicocokkan dengan kurva

Berdasarkan kesesuaian h = 6. 626 x 10 – 34 J. s dengan experimen, Berdasarkan kesesuaian h = 6.626 x 10 – 34 J . s dengan experimen, . Boltzman menyatakan bahwa distribusi energi dari atom-atom yang . bergetar adalah : E = n h f , n = 1 , 2 , 3 , …….. (01) energi suatu osilator tidak kontinu melainkan diskrit . * Cahaya sebagai foton (“partikel energi”) Einstein (1905) merumuskan bahwa sumber cahaya memancar- . kan energi dalam bentuk “ partikel energi” atau foton , besarnya E = h f …….. (02) Cahaya sebagai “ partikel energi “ memiliki momentum sebesar p = h / λ …………(03) - Intensitas cahaya I , sebagai foton : I = N h f , f = frekuensi …………(04) N = jumlah foton per sekon per satuan luas

* Cahaya sebagai gelombang Cahaya merupakan gelombang EM , yang dapat merambat dalam . ruang hampa , maka cahaya mempunyai panjanggelombang () , . . frekuensi (f) , perioda (T) dan kecepatan rambat (C) . - Intensitas cahaya I , sebagai gelombang I = ε0 C E2 [ W /m2] ……………..(05) ε0 = konstanta dielektrikum dalam hampa . C = kecepatan cahaya . E = harga rata-rata dari kuadrat besaran sesaat dari . gelombang elektrik Persamaan (04) dan (05) menyatakan besaran yang sama . sehingga : N = I / (h f) .............(06)

Hitunglah panjang gelombang de Broglie dari elektron yang bergerak dengan kecepatan 2,4.108 m/s, dengan menggunakan teori : a. non relativistik b. relativistik massa elektron diam 9,1.10-31 kg b). dengan menggunakan teori relativistik, massa elektron berubah saat bergerak m0 m = ; v2/c2 = (0,8c)2/c2 = 0,64 1 - v2/c2 h h l = = mv m0 . v h 1 - v2/c2 6,626.10-34 1 - 0,64 l = = m0 . v 9,1.10-31.2,4.108 6,626.10-34.0,6 l = = 1,82.10-12 m 2,184.10-22 Penyelesaian: Diketahui : v = 2,4.108 m/s = 0,8 c m0= 9,1.10-31 kg; h = 6,626.10-34 j.s Ditanyakan : panjang gelombang deBroglie (l) Jawab: a). dengan teori non relativistik, berarti selama elektron bergerak massanya tetap m = m0 h 6,626.10-34 l = = mv 9,1.10-31.2,4.108 = 3,304.10-12 m

KESIMPULAN 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 SAMA EKSPERIMEN DAVISON DAN GERMER MEMBUKTIKAN ASUMSI DARI deBROGLIE BAHWA PARTIKEL DAPAT MENUNJUKKAN SIFAT GELOMBANG

Sebuah logam memiliki fungsi kerja 6,08. 10-19 j Sebuah logam memiliki fungsi kerja 6,08.10-19 j. Pada saat logam disinari terlepas elektron dari permukaan logam dengan energi kinetik 3,08 ev. Hitunglah panjang gelombang dari sinar itu ? Penyelesaian: Diketahui : c = 3.108 m/s W0= 6,08.1,6.10-19 j Ek= 3,08 ev = 3,08.1,6.10-19 = 4,928.10-19 j h = 6,626.10-34 j.s Ditanyakan : Panjang gelombang sinar (l) Jawab: W = W0 + Ek = 6,08.10-19 + 4,928.10-19 = 11,008.10-19 j. hc W = l l = W 6,626.10-34.3.10 8 l = = 18.10-8 m 11,008.10-19

SEKIAN DAN TERIMAKASIH