Fisika Kuantum (Pengertian, Rumus, Teori, Contoh Soal)

  

Apa kabar temen-temen? Semoga baik-baik aja yaa. Di artikel kali ini, kita akam membahas tentang fisika kuantum. Simak poin-poin pembahasannya yaa

Pengertian Fisika Kuantum

Sebenarnya apa itu fisika kuantum?

Jadi temen-temen, 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.  

Dalam pembahasan fisika kuantum kita harus meninggalkan konsep klasik fisika, dan berurusan dengan ukuran pada skala atomic dan bahkan subatomic guna mempelajari karakteristik/sifat partikel.

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).

Fisika kuantum sendiri merupakan ilmu fisika yang membahas tentang gelombang elektromagnetik dengan menghitung kecepatan cahaya 186,000 mil/detik.

Nah selanjutnya kitta akan membahas tentang teori dari fisika kuantum yaa. Simak pembahasannya ya temen-temen.

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.
• Seseorang akan menjadi abadi bila bisa melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya. Dan pada kecepatan cahaya pula, masa lalu, kini , dan masa depan bisa ada secara bersamaan.
• Kesadaran kuantum merupakan teori kesadaran dimana semua orang dan segala sesuatu bahkan di ruang angkasa pun saling berhubungan atau memiliki keterhubungan. Hal ini didasarkan fakta bahwa medan kuantum dapat menjangkau segala sesuatu.
• Lazan berpendapat bahwa beberapa alam semesta dapat eksis dalam waktu yang bersamaan. Ini artinya oang yang mati dan berpergian dalam terowongan yang sama maka akan berakhir di dunia yang sama dengan yang dihuni dulu (berinkarnasi). Dia juga berpendapat bahwa dunia tidak berakhir ketika tubuh mati.
• Teori biocentrisme mengatakan bahwa tubuh bisa mati namun kesadaran akan abdi. Artinya kematian kesadaran sama sekali tidak ada.
• Interaksi antara sesame makhluk hidup akan memengaruhi segala sesuatu di alam semesta ini.

Di poin selanjutnya kita akan membahas tentang mekanika fisika kuantum. Simak penjelasannya yaa.

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.

Konsep ini bertentangan dengan teori fisika klasik yang menyatakn bahwa energi itu berkesinambungan.

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.

Nah temen-temen, selanjutnya akan dibahas poin mengenai rumus fisika kuantum. Berikut penjelasannya.

Rumus Fisika Kuantum

Dari penemuan dari max  planck, maka diketahui bahwa tiap elemen energi (E) berbanding lurus dengan frekuensinya.

Penulisan matematisnya sebagai berikut :

E = hv

Dimana

• E = energi (J)
• h = konstanta planck (6,626 x 10^-34 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 :

E = hv atau E = c/λ

Dimana

• E = energi (J)
• h = konstanta planck (6,626 x 10^-34 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:

Ek_maks = 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 :

E_K = E-W

E_K = h.f – h.f₀

Dimana

• E = energi foton (J)
• f = frekuensi foton (Hz)
• f₀ = frekuensi ambang (Hz)
• E_k = energi kinetic electron (J)
• W = energi ambang electron atau fungsi kerja (J)

nah selanjutnya, agat temen-temen paham dengan baik. Simak contoh soalnya yaaa.

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 10^-20 J. Maka berapakah frekuensi foton bila h = 6,62 x 10^-34Js

Pembahasan

Diketahui

F_{0 =} 4 x 10¹⁴ Hz ; E_k = 19,86 x 10^-20 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 10^-20 J

E = E_k + W₀

E = h.f, maka f = (E_K+W₀)/H

E = (19,86 x 10^-20 J + 26,48 x 10^-20 J)/ 6,62 x 10^-34Js

E = 7 x 10¹⁴ Hz.

Okeyy temen-temen, sampailah kita pada penghujung pembahasan. Semoga materi ini bisa bermanfaat untuk pembaca dan penulis. Aamiinn.

Jumpa lagi di materi selanjutnyaaa..:)