FISIKA KUANTUM Kelompok 2: Muhamad Pauji ( )

Presentasi berjudul: "FISIKA KUANTUM Kelompok 2: Muhamad Pauji ( )"— Transcript presentasi:

1 FISIKA KUANTUM Kelompok 2: Muhamad Pauji (3215076851)
Imti hadiyanti ( ) Rezki M Saputra ( ) Fitri Savitri ( ) Nurul Muttaqina ( )

2 EFEK FOTOLISTRIK 1. Tidak ada elektron yang dipancarkan jika frekuensi cahaya yang masuk menurun dan lebih kecil daripada frekuensi ambang fo, di mana fo adalah karakteristik dari bahan material yang dipakai pada efek fotolistrik. *Secara sederhana, efek ini dapat terjadi pada frekuensi ambang dan memperlihatkan intensitas yang cukup tinggi. Potensial henti (Vs) sebagai fungsi dari frekuensi ambang (fo) pada cahaya untuk bahan material sodium

3 EFEK FOTOLISTRIK 2. Energi kinetik maksimum Kmax = e.Vs
tidak tergantung pada intensitas cahaya Arus fotolistrik dibandingkan dengan beda potensial yang dipakai pada dua intensitas cahaya.

4 EFEK FOTOLISTRIK 3. Kmax meningkat seiring kenaikan pada frekuensi cahaya * Secara sederhana kmax tidak tergantung pada frekuensi 4. Elektron memancar dari permukaan plat dengan cepat,bahkan pada intensitas cahaya rendah. Secara sederhana, elektron memerlukan waktu tertentu untuk menyerap radiasi. Plat yang digunakan untuk menerima pancaran cahaya yang digunakan dalam percobaan efek fotolistrik, dimana plat ini berperan sebagai katoda. Potensial henti (Vs) sebagai fungsi dari frekuensi (f) pada cahaya untuk bahan sodium 4

5 Pada 1905, Einstein menjelaskan tentang efek fotolistrik.
Dia mengasumsikan frekuensi cahaya f dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan laju dari proton dengan energi E yang dinyatakan: E = hf Foton dianggap dapat memberikan energi kepada sebuah elektron pada metal energi kinetik maksimum untuk melepaskan elektron adalah: Kmax= hf – Ф Ф disebut fungsi kerja (energi minimum yang dimiliki sebuah elektron yang terikat pada metal)

6 Teori foton membantu menjelaskan teori sebelumnya yang tidak dapat dijelaskan oleh teori klasik
1. Efek ini tidak dapat diamati jika dibawah f0 * energi foton datang harus lebih besar atau sama dengan Ф 2. Kmax tidak bergantung pada intensitas cahaya * intensitas meningkat jika banyaknya foton yang diterima (meningkatnya jumlah fotoelektron) 3. Kmax meningkat seiring dengan peningkatan dari frekuensi ambang f0 *energi kinetik bergantung pada f0 4.Elektron mengalir dengan cepat *Peristiwa energi ini terlihat seperti paket kecil dan adanya suatu interaksi antar foton dan elektron.

7 Aplikasi Efek Fotolistrik
Pengukur cahaya dalam kamera Cahaya merefleksikan objek pada permukaan yang sensitive terhadap cahaya dan memancarkan elektron serta arus pada sirkuit terluar tergantung pada cahaya tersebut 2. Alarm bahaya Ultraviolet ditembakan melewati dan dari sumber permukaan yang sensitif terhadap cahaya Arus yang diperbesar dan digunakan untuk memberi energi ke elektromagnet yang menarik tangkai metal Penghalang memotong berkas cahaya elektromagnet dan mematikannya dan alarm tersebut mati (tidak nyala)

8 3. Soundtrack Filem Tempat gelap pada soundtrack suatu film bioskop bervariasi serta intensitas cahaya mencapai sel foto dan karenanya arus mengalir ke pengeras suara (speaker). Soundtrack ditempatkan pada sepanjang sisi film dalam wujud suatu pola cahaya yang berhubung dengan mata dan garis gelap. cahaya dari proyektor diarahkan melalui soundtrack ke arah suatu phototube variasi dalam menirukan bunyi asli dalam speaker

9 Efek Compton 1923, A. H. Compton melakukan suatu eksperimen yang menetapkan partikel seperti bagian dari radiasi elektromagnetik Compton mempelajari interaksi antara sinar x dan elektron Secara sederhana, elektron akan diatur ke dalam gerakan yang bergetar yang dikendalikan oleh gelombang osilasi medan listrik. Piranti Compton Suatu berkas cahaya sinar-x dari panjang gelombang= 71.1 pm yang diarahkan ke suatu bahan karbon.

10 Saat mempercepat pengisian suatu sumber gelombang elektromagnetis maka gelombang elektromagnetis dari frekuensi yang sama sebagai gelombang masuk akan dipancarkan ke segala arah Compton menemukan bahwa konsentrasi yang terbesar dari penyebaran sinar x mempunyai suatu panjang gelombang lebih panjang dibanding fenomena radiasi dan bahwa panjang gelombang bervariasi sesuai dengan sudut yang dideteksi. Model sederhana dari penyebaran sinar x dari elektron

11 Energi foton E=hf dan momentumnya p=hf/c
Compton dan asistennya menerangkan hasil ini dengan perlakuan foton bukan sebagai gelombang tetapi lebih sebagai partikel, dan diasumsikan sebagai energi dan momentum setiap tumbukan pada pasangan foton-electron Energi foton E=hf dan momentumnya p=hf/c Penyebaran sinar x dibandingkan dengan penyebaran panjang gelombang dari efek compton pada θ = 0º,45º,90º,135º

12 Elektron memancar melalui sudut Ф seolah-olah peristiwa ini adalah suatu bola billiard yang berbenturan. Foton mentransferkan energi ke elektron selama benturan terjadi dan pancaran sinar x mempunyai suatu panjang gelombang yang panjang. Puncak yang tidak bergeser (λ0) dalam penyebaran dari atom yang elektron bagian dalamnya dengan kuat terikat sehingga terjadi tanpa kehilangan energi yang signifikan Model kuantum yang digunakan untuk menjelaskan Efek Compton.

13 Dengan menggunakan asumsi ini dan hukum konservasi energi dan momentum, ia memperoleh Persamaan Pergeseran Compton dimana panjang gelombang Compton λc Pengukuran Compton mendapatkan persetujuan sempurna dengan perkiraanya dan ini benar-benar meyakinkan ahli fisika atas kebenaran yang pokok dari teori kuantum

14 Dualisme Gelombang Partikel
Efek Compton dan Efek fotolistrik menawarkan bukti yang sulit dirubah bahwa ketika cahaya dan semua yang saling berhubungan, mereka bertindak seperti partikel. Pada sisi lain, cahaya dan gelombang elektromagnetis yang lain mengalami gangguan interferensi dan efek difraksi yang konsisten hanya dengan penafsiran gelombang P : Yang mana model (partikel atau gelombang) yang benar? Q : tergantung pada peristiwa yang diamati- oleh beberapa eksperimen semata-mata dijelaskan menggunakan model partikel sedangkan yang lainnya adalah lebih baik dijelaskan menggunakan model gelombang cahaya mempunyai 2 sifat alami. Dan itu semua memperlihatkan bahwa keduanya mempunyai sifat dari karakter gelombang dan partikel

15 Untuk memahami mengapa foton kompatibel dengan gelombang elektromagnetis, mempertimbangkan karena frekuensi 2.5 MHZ Energi E≈10–8 eV – terlalu kecil untuk dideteksi diperlukan banyak foton untuk menghasilkan sinyal yang terdeteksi–garis gelombang hilang. Pada frekuensi yang lebih tinggi, energi partikel lebih tinggi dan garis gelombang dapat dengan mudah dideteksi. Karena frekuensi yang sangat tinggi seperti frekuensi sinar x, foton mudah dideteksi sebagai peristiwa tunggal, tetapi efek gelombang ini sulit untuk diamati.

16 spektrum garis emisi untuk hidrogen, mercury dan neon
Spektrum Atom Objek memancarkan radiasi panas yang ditandai oleh distribusi kontinu dari panjang gelombang. Di dalam kontras,gas yang bertekanan rendah menghasilkan lucutan listrik yang memancarkan garis spektrum ( spektrum emisi ) Format spektroskopi yang lain adalah spektroskopi penyerapan. spektrum garis emisi untuk hidrogen, mercury dan neon

17 Spektrum penyerapan diperoleh dengan melewatkan cahaya pada sumber kontinu melewati gas atau melemahkan solusi Terdiri dari satu rangkaian garis gelap melapisi spektrum kontinu dari sumber cahaya Secara umum, tidak semua garis terdapat pada spektrum emisi dari suatu unsur yang terdapat dalam spektrum penyerapan Spektrum serap untuk hidrogen

18 Pada 1884, seorang Guru Sekolah swiss, Johann Balmer menyadari bahwa panjang gelombang yang pertama 4 garis dalam spektrum dari hidrogen telah terkait oleh: n = 3,4,5,… RH adalah kontanta disebut konstanta Rydberg untuk hidrogen (1.097×107 m-1). Deret lain dari garis pada hidrogen ditemukan setelah itu dan persamaan Balmer dapat dituliskan secara umum: Deret Balmer – n2 = 2 (cahaya tampak); Deret Lyman– n2 = 1 (UV);Deret Paschen – n2 = 3(IR); etc.

19 Teori Atom Bohr Q : Mengapa atom memancarkan dan menyerap cahaya di dalam garis spektrum kontinu? Pada 1913, Niels Bohr mengusulkan suatu teori atom yang dirangkum dalam spektrum garis hidrogen 1. Elektron pindah ke orbit yang berbentuk lingkaran di sekitar proton di bawah pengaruh gaya coulomb Diagram yang mewakili model Bohr tentang suatu atom hidrogen, yang mana elektron diijinkan mengorbit dimana saja menjadi hanya dalam spesifik garis edar

20 Pertanyaan Kapankah efek foto lostrik dapat terlihat?
Apakah energi kinetik maksimum bergantung terhadap intensitas cahaya? Pada saat intensitas rendah apakah elektron dapat berpindah?