2 Perkembangan Fisika Klasik and Dark Clouds (before 20th century)

Presentasi berjudul: "2 Perkembangan Fisika Klasik and Dark Clouds (before 20th century)"— Transcript presentasi:

1

2 2 Perkembangan Fisika Klasik and Dark Clouds (before 20th century)

3 3 Classical Mechanics Newton, Sir Isaac, PRS, (1643 – 1727), English physicist and mathematician Euler, Leonhard (1707 -- 1783), Swiss mathematician. Lagrange, Joseph Louis (1736 -- 1813), Italian-French mathematician, astronomer and physicist. Hamilton, William Rowan (1805 -- 1865), Irish mathematician and astronomer.

4 4 Classical Electrodynamics Coulomb, Charles Augustin (1736 – 1806), French physicist Biot, Jean Baptiste (1774 --1862), French Physicist; Savart, Félix (1791 -- 1841), French Physicist Ampere, Andre Marie (1775 -- 1836), French Physicist Faraday, Michael (1791 -- 1867), English Physicist Lorentz, Hendrik Antoon (1853 -- 1928), Dutch Physicist Maxwell, James Clerk (1831 – 1879), Scottish physicist

5 5 Classical Thermodynamics Clausius, Rudolf Julius Emanuel (1822 -- 1888), German mathematical physicist. Thomson, William (Baron Kelvin) (1824 - 1907), British physicist and mathematician. Boltzmann, Ludwig, (1844 – 1906), Austrian physicist. Helmholtz, Hermann Ludwig Ferdinand von (1821 -- 1894), German physicist and physician. Carnot, Nicolas Léonard Sadi (1796 -- 1832), French physicist. Dalton, John (1766 -- 1844), British chemist and physicist. Joule, James Prescott (1818 -- 1889), British physicist. Maxwell, James Clerk (1831 – 1879), Scottish physicist

6 6 Classical Statistical Mechanics Boltzmann, Ludwig, (1844 – 1906), Austrian physicist. Equal a priori probability postulate (Boltzmann) Given an isolated system in equilibrium, it is found with equal probability in each of its accessible microstates. Microcanonical ensemble (independent system) Canonical ensemble (isolated system) Grandcanonical ensemble (opened system)

7 7 Dark Clouds Lord and Lady Kelvin at the coronation of King Edward VII in 1902. Sir William Thomson working on a problem of science in 1890. William Thomson produced 70 patents in the U.K. from 1854 to 1907. “There is nothing new to be discovered in physics now. All that remains is more and more precise measurement.”

8 8 Dark Clouds Nineteenth-Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light (27th April 1900, Lord Kelvin) "Beauty and clearness of theory... Overshadowed by two clouds..." Michelson, Albert Morley, Edward Einstein, Albert Planck, Max Michelson-Morley Experiment (1887) Ultraviolet catastrophy in blackbody radiation (before October, 1900)

9 Panas tubuh manusia normal sekitar 36-37 derajat celcius atau 309- 310 K, tetapi mengapa kita tidak dapat melihat spektrum yang dipancarkan tubuh kita???? Panas tubuh manusia normal sekitar 36-37 derajat celcius atau 309- 310 K, tetapi mengapa kita tidak dapat melihat spektrum yang dipancarkan tubuh kita????

10

11 Jika suatu benda dipanaskan, maka akan menghasilkan spektrum seperti gambar ini

12

13 Perumusan Empiris Wein yang menyatakan hubungan antara intensitas radiasi dengan panjang gelombang Persamaan Pergeseran Wein

14

15 Hasil perhitungan R-J adalah sebagai berikut: Ternyata baik Wein maupun R-J memperoleh hasil yang tidak sesuai dengan percobaan. Wien dan R-J gagal karena masih menggunakan teori klasik bahwa energi radiasi yang dipancarkan bersifat kontinu. Jika panjang gelombang kecil (ke arah warna ungu) maka intensitas membesar menuju tak hingga. Ini yang disebut sebagai bencana ultra ungu (Ultraviolet Cathastrope)

16 Energi yang dipancarkan tidak bersifat kontinu melainkan mempunyai nilai tertentu yang bersifat diskrit yaitu kelipatan bilangan bulat dari hf. Perumusan Empiris Planck

17 PERFECT, Sesuai percobaan

18

19 . Peristiwa terlontarnya atau terlepasnya elektron pada permukaan logam ketika logam disinari. ( Heinrich Hertz ) Dengan menggunakan hipotesis Planck, Albert Einstein berhasil menjelaskan efek ini dengan sempurna. Planck menganggap energi radiasi GEM dipancarkan dalam bentuk paket-paket atau kuanta energi. Ini aneh karena gelombang termasuk bersifat kontinu tidak terpaket-paket. Ini berarti gelombang termasuk cahaya memiliki sifat layaknya partikel atau materi. Paket-paket cahaya tersebut disebut dengan foton. Dengan teori inilah Einstein menjelaskan efek fotolistrik dengan baik yang membawanya pada penghargaan nobel.

20 Pengukuran Efek Fotolistrik dengan rangkaian sederhana Cahaya menyinari permukaan logam sehingga membebaskan elektron yang bergerak menuju plat kolektor Hasil percobaan: 1.Arus listrik 2.Jika frekuensi sinar dan tegangan dijaga tetap maka arus listrik 3.Jika Intensitas cahaya dan frekuensi dijaga tetap dan tegangan perlambat diperbesar maka arus listrik

21 Pengukuran Efek Fotolistrik dengan rangkaian sederhana Cahaya menyinari permukaan logam sehingga membebaskan elektron yang bergerak menuju plat kolektor Hasil percobaan: 1.Arus listrik terbaca amperemeter terjadi seketika saat logam disinari (delay time sangat kecil sekitar 1 ns. 2.Jika frekuensi sinar dan tegangan dijaga tetap maka arus listrik sebanding dengan intensitas cahaya. 3.Jika Intensitas cahaya dan frekuensi dijaga tetap dan tegangan perlambat diperbesar maka arus listrik akan turun hingga menuju nol. Tegangan saat arus listrik nol disebut sebagai tegangan henti / stopping potential ( ∆ V s ). 4.Untuk bahan tertentu stopping potential berubah secara linear terhadap frekuensi 5.Untuk bahan tertentu, terdapat frekuensi ambang (threshold frequency)

22 Laju pemancaran elektron bergantung pada intensitas cahaya Laju pemancaran elektron bergantung pada panjang gelombang cahaya di bawah suatu panjang gelombang tertentu ; diatas nilai itu arus berangsur menurun hingga menjadi nol pada panjang gel/frek. penggal (cutoff wavelenght) λc (terletak pada daerah biru dan ultraviolet). λc tidak bergantung pada intensitas cahaya, tapi hanya bergantung pada jenis logam yang digunakan. (λ foton < λc, sembarang intensitas cahaya, selemah apapun, akan menyebabkan terjadinya fotoelektron. Dan sebaliknya k maks fotoelektron tidak bergantung pada intensitas cahaya, tetapi hanya bergantung pada frekuensi dan fungsi kerja( K maks bertambah secara linear terhadap hf- W)

23

24

25 Efek Compton adalah peristiwa terhamburnya foton ketika ditembakkan pada elektron.

26

27 Efek Fotolistrik dan Efek Compton adalah peristiwa yang membuktikan bahwa gelombang cahaya dapat berperilaku sebagai partikel. Jika gelombang cahaya dapat berperilaku sebagai partikel, bisakah partike l berperilaku sebagai GELOMBANG ??????

28  De Broglie memikirkan tentang simetri alam berdasarkan teori Einstein yang menyatakan cahaya bersifat seperti partikel.  Hipotesis de Broglie adalah “Jika gelombang cahaya dapat bersifat sebagai partikel, maka partikel seharusnya dapat bersifat sebagai gelombang”.  3 tahun kemudian Fisikawan Davisson dan Germer berhasil menghitung panjang gelombang elektron.

29