penulisan artikel non penelitian

PERTEMUAN KEEMPAT
FISIKA MODERN
TEORI KUANTUM
TENTANG RADIASI
ELEKTROMAGNET
TEKNIK PERTAMBANGAN
UNIVERSITAS MULAWARMAN
TEORI FOTON
Gelombang Elektromagnetik termasuk cahaya memiliki
dwi-sifat (Dualisme)
Dalam Vakum sifat gelombangnya yang lebih menonjol.
Dalam interaksinya dengan atom atau molekul, berkas
gelombang elektromagnetik berprilaku sebagai berkas
korpuskuler (benda kecil)
Berkas kecil tersebut disebut foton yang terdiri atas
paket-paket energi (kuanta, jamaknya kuantum)
Teori yang mempelajarinya disebut Teori Kuantum.
Energi Foton
E  h f  hc /
dimana
Beberapa catatan:
E = Energi Foton (J)
h = Tetapan Planck
hc = 12,4 keV Å
(6,626 x 10-34 J.s)
f = frekuensi radiasi (Hz)
1eV = 1,602x10-19 J
c = kecepatan cahaya (m/s)
= panjang gelombang
radiasi (m)
1Å = 10-10 m
Momentum Foton
 Foton adalah partikel tidak bermassa diam
 Seluruh massanya adalah hasil geraknya
dengan kecepatan c
mc2 = hf
Momentum foton
m = hf/c2
(P)  mc = hf/c = h/
Contoh Soal
1. Hitung Energi foton cahaya infra merah 1240 nm!
2. Supaya ikatan kimia dalam molekul kulit manusia
dapat diputuskan diperlukan energi foton 3,5 eV.
Sesuai dengan panjang gelombang manakah ini?
3. Berapa panjang gelombang foton agar
momentumnya sama dengan momentum elektron
yang berkecepatan 2 x 105 m/s?
Efek Foto Listrik





Efek Foto listrik adalah peristiwa keluarnya elektron-elektron dari
permukaan logam yang dikenai radiasi elektromagnetik (cahaya,
sinar inframerah , sinar ultraviolet, dan lain-lain).
Rumusan empiris Kmaks dan frekuensi f :
hf = Kmaks + hfo
Menurut Einstein, tiga suku dalam persamaan diatas dapat
ditafsirkan:
hf
= isi energi dari masing-masing kuantum cahaya datang.
Kmaks = energi kinetik foto elektron maksimum
hfo =
energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan
elektron dari permukaan logam yang disinari (Fungsi Kerja/ Wmin).
Contoh Soal
1. Bila permukaan tembaga disinari cahaya tampak,
apakah terjadi pembebasan elektron dari permukaan
tembaga, jika diketahui fungsi kerja tembaga 4,4 eV
2. Emiter dalam sebuah tabung fotolistrik memiliki
panjang gelombang ambang 6000 Å. Tentukan
panjang gelombang cahaya datang pada tabung itu
jika tegangan henti cahaya ini 2,5 V !
Sinar X
Sinar-X ; Sinar X pertama kali ditemukan oleh Wihelm
Roentgen pada tahun 1895.
Sifat sinar X baru diketahui pada tahun 1912 seiring dengan
penemuan difraksi sinar X oleh kristal. Sifat-sifat sinar X adalah:
Tidak dapat dilihat oleh mata, bergerak dalam lintasan lurus, dapat
mempengaruhi film fotografi sama seperti cahaya tampak.
Daya tembusnya lebih tinggi dari pada cahaya tampak, dapat
menembus tubuh manusia, kayu serta beberapa lapis logam.
Merupakan gelombang elektromagnetik dengan energi E = hf
Orde panjang gelombang sinar X adalah 0,5 – 2,5 Å, jadi letak
sinar X dalam diagram spektrum GE adalah antara sinar UV dan
sinar gamma. Satuan panjang gelombang sinar X juga sering
dinyatakan dalam satuan sinar X ( X unit, disingkat XU), 1 kXU =
1000 XU = 1,00202 Å
Efek Compton


Pada tahun 1923, Compton mengamati hamburan sinar-X oleh suatu
sasaran dari grafit, ketika ia menembakan sinar-X monokromatik. Pada
grafit tersebut ditemukan bahwa sinar-X yang terhambur mempunyai
panjang gelombang lebih besar dari sinar-X aslinya. Compton
menyimpulkan bahwa efek ini dapat difahami sebagai benturan antar
foton-foton dengan elektron-elektron, dengan foton berperilaku seperti
partikel.

h
m0 c
Foton hambur
Foton datang
)

elektron target
   ' 
elektron hambur
h
1  cos  
m0 c
Yang akhirnya dikenal dengan persamaan Compton.
Contoh Soal
1. Hitunglah persentase perubahan panjang
gelombang sebuah sinar X dengan panjang
gelombang 0,400 Å yang mengalami hamburan
Compton 90o dari sebuah elektron.
2. Dalam sebuah eksperimen Compton, sebuah
elektron mencapai energi kinetik 0,100 MeV ketika
sinar X berenergi 0,500 MeV menumbuknya.
Tentukan panjang gelombang foton terhambur, jika
pada mulanya elektron diam

h
h

P mv
Gelombang de Broglie
 Louis de Broglie pada tahun 1923 membuat suatu
postulat yang sangat berani yaitu bahwa semua materi
termasuk elektron mempunyai sifat gelombang. Broglie
menggunakan rumus Einstein tentang momentum dan
energi foton. Diperoleh panjang gelombang foton:
h
h
 
P mv
dengan:
h = konstanta Planck
= 6,63 x 10-34 Js
m = massa partikel (kg)
v = kecepatan partikel (m/s)
Contoh Soal
1.
Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 2 x 106 m/s.
Berapakah panjang gelombang de Broglienya seandainya
partikel itu: (a) elektron, (b) proton, dan (c) bola 0,2 kg.
2.
Berapa beda potensial yang diperlukan dalam mikroskop
elektron agar elektronnya berpanjang gelombang 0,5Å?
3.
Hitung energi kinetik sebuah netron yang panjang
gelombang de Broglienya 0,5Å?