Konsep dan fenomena kuantum Genesis Purbo Quinanti 12 IPA 3

Konsep dan fenomena kuantum Mekanika kuantum, termasuk teori medan kuantum, adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran sistem atom dan subatom. Sistem yang mengikuti mekanika kuantum ini dapat berada dalam superposisi kuantum pada keadaan yang berbeda, tidak seperti pada fisika klasik. Definisi quantum menurut Stephen Hawking (seorang ahli fisika) adalah suatu unit terkecil yang gelombangnya bisa memancarkan atau menyerap energy. Bila di kalangan orang awam kuantum memiliki arti sebuah blok pembangun. Seperti contoh, grafitasi dari graviton, energy listrik muncul karena ada pelepasan electron, dan cahaya dibentuk karena adanya foton. Para ilmuwan fisika kuantum mempelajari apa yang akan terjadi ketika sebuah benda dibelah terus-menerus hingga ke tingkat materi yang sangat kecil menggunakan atom (paticle accelerator).

Teori fisika kuantum Teori fisika kuantum muncul karena adanya fenomena-fenomena yang tidak sesuai dengan gagasan fisika klasik. Para ahli fisika kuantum memberi kesimpulan sebagai berikut : Semua benda yang ada di alam semsta ini merupakan molekul-molekul yang terdiri dari atom-atom. Semua benda yang dapat terlihat ini tidak lain adalah energy yang bergetar. Fenomena inilah yang menyebabkan benda seolah – olah nyata/ kenyataan, padahal sebenarnya bukan. Benda yang ada di alam semesta ini berasal dari ruang hampa, berupa energy yang tampak dan bergetar. Ilmuwan fisika kuantum menyebutkan bahwa realitas yang nyata tidak lain hanyalah ilusi semata. Ilmuwan fisika kuantum juga sudah membuktikan bahwa suatu benad bisa berada pada 2 dimensi yang berbeda dalam waktu yang sama. Ketika roh menguasai tubuh secara sempurna, maka dalam diri tersebut berlaku hukum fisika kuantum. Dimana dunia hanyalah vibarasi energy.

Mekanika fisika kuantum Mekanika kuantum merupakan bagian dari teori fisika kuantum dan medan kuantum, dan merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar- dasar dari teori ini yaitu energi itu tidak kontinyu, tetapi berupa paket dan kuanta. Teori mekanika fisika kuantum berkembang pada masalah radiasi benda hitam oleh max planck, dan efek fotolistrik yang dibawa oleh albert Einstein. Dari teori ini muncul aplikasi-aplikasi penting yakni diode pancaran cahaya (LED), laser, semikonduktor,pencitraan penelitian dan medis, dan magnet superkonduktor.

Rumus fisika kuantum Dari penemuan dari max planck, maka diketahui bahwa tiap elemen energi (E) berbanding lurus dengan frekuensinya. Penulisan matematisnya sebagai berikut : Dimana E = energi (J) h = konstanta planck (6,626 x J.s v = frekuensi radiasi (s-1) selanjutnya dari penemuan efek fotolistrik oleh Albert Einstein, menerangkan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya.

Dimana bila frekuensinya tinggi maka setiap foton memiliki energi yang tinggi pula sehingga mampu melepaskan electron (James E. Brady). Hal ini menyebabkan arus meningkat. Maka secara sistematis, dapat dituliskan sebagai berikut :

Dimana E = energi (J) h = konstanta planck (6,626 x J.s v = frekuensi radiasi (s-1) c = kecepatan cahaya dalam vakum ( 3 x 108 m/s) λ = panjang gelombang (m)

nilai beda potensial bergantung pada ntensitas cahaya yang diberikan, sehingga energi kinetic maksimum dari efek fotolistrik dapat dituliskan sebagai berikut: Ekmaks = e.V0 Dimana e = muatan electron (C) V0 = potensial henti (volt) Sedangkan hubungan antara energi foton, fungsi kerja dan energi fotolistrik dapat dituliskan sebagai berikut : EK = E-W EK = h.f – h.f0 Dimana E = energi foton (J) f = frekuensi foton (Hz) f0 = frekuensi ambang (Hz) Ek = energi kinetic electron (J) W = energi ambang electron atau fungsi kerja (J)

Contoh soal fisika kuantum Frekuensi ambang dari sebuah logam yakni 4 x 1014 Hz. Ketika logam dijatuhi foton, ternyata elektronnya memiliki energi kinetic sebesar 19,86 x J. Maka berapakah frekuensi foton bila h = 6,62 x 10-34Js Pembahasan: Diketahui F0 = 4 x 1014 Hz ; Ek = 19,86 x J ; h = 6,62 x 10-34Js Maka W0 = h.f0 W0 = (6,62 x 10-34Js) (4 x 1014 Hz) W0 = 26,48 x J E = Ek + W0 E = h.f maka f = (EK+W0)/H E = (19,86 x J + 26,48 x J)/ 6,62 x 10-34Js E = 7 x 1014 Hz.