RKP, 2017 Problem set 2: ketidakpastian Heisenberg, paket gelombang, postulat2 kuantum, persamaan Schroedinger 1. Pada problem set 1 no.2c kita simpulkan bahwa electron bersifat nonrelativistik sedangkan untuk soal 2d, electron bersifat relativistic. a. Untuk soal 2c, hitung juga panjang gelombang de Broglie utk electron ini tetapi gunakan mekanika relativistic. Bandingkan hasilnya dengan hasil anda di problem set 1 no.2c (non-relativistik). Apa kesimpulan anda? b. Untuk soal 2d, hitung juga panjang gelombang de Broglie utk electron ini tetapi gunakan mekanika non-relativistic. Bandingkan hasilnya dengan hasil anda di problem set 1 no.2d (relativistik). Apa kesimpulan anda? 2. Jawablah a. Hitung ketidakpastian dalam posisi sebuah mobil bermassa 1000 kg yang sedang bergerak pada lintasan licin dengan kelajuan 36 km/jam, jika diketahui ketidakpastian dalam kecepatan mobil 0.005 m/s. b. Apa komentar anda? 3. Jawablah a. Apakah electron dalam atom memiliki orbit yang pasti? b. Fakta bahwa electron tidak jatuh ke inti atom tidak dapat dijelaskan dengan teori klasik. Mengapa? c. Gunakan prinsip ketidakpastian Heisenberg, jelaskan mengapa electron tidak jatuh ke inti atom! 4. Salah satu aplikasi ketidakpastian Heisenberg (terkait energi dan waktu) adalah terkait energi dan lifetime keadaan-keadaan tereksitasi atom dan molekul. a. Mengapa energi keadaan dasar sistem lebih well-defined dibanding energi keadaan-keadaan tereksitasinya? b. Jika diketahui life-time suatu keadaan tereksitasi adalah 10-9 sekon, tentukan ketidakpastian energi keadaan tereksitasi ini. 5. Teori dalam fisika biasanya dideskripsikan oleh suatu set persamaan untuk beberapa besaran yang disebut besaran yang disebut variable dinamik dari teori itu. Setelah suatu teori dikemukakan, tugas selanjutnya adalah mencari solusi untuk persamaan-persamaan dinamik ini. Setiap solusi persamaan menjelaskan salah satu kemungkinan “reality” (menurut teori itu). Setiap teori dapat memiliki lebih dari satu solusi. Sebagai contoh, salah satu solusi teori gravitasi Einstein adalah ekspansi semesta. Pertanyaan: teori dalam fisika dapat bersifat linear maupun tidak linear. a. Jelaskan secara singkat teori linear (misalnya teori EM Maxwell) dan teori nonlinear (misalnya teori gravitasi Einstein) b. Apakah kuantum termasuk teori linear atau non-linear? Jelaskan.
