Dasar-dasar piranti photonik

Dasar-dasar piranti photonik
Sejarah Photonik
Energi Photon
Struktur Inti Atom
Spektrum Elektromagnetik
Model Atom Hidrogen Bohr
Teori Kuantum Plank
Sejarah photonik
Pada tahun 1905 , Einstein membuat
hipotesis yang besar karena dapat
dibuktikan secara eksperimen bahwa
cahaya seringkali berperilaku sebagaiman
bila energinya dikonsentrasikan dalam
bundel diskrit (Kuanta Cahaya).
Source : http://imprensaregional.cienciaviva.pt/img/artigos/FOTO%20-%20einstein.jpg
Photon bisa tercipta dari proses alami
1. Ketika sebuah partikel yang bermuatan dipercepat.
2. Elektron dalam sebuah atom berpindah level.
3. Matter dan antimatter bertemu, bertabrakan dan saling
menghilangkan sehingga melepas energi besar berupa
photon.
Source :http://www.fnal.gov/pub/today/images/images12/NS120907_Figure01.jpg
Photon
Source : http://study.com/cimages/multimages/16/photonpar.jpg
Photon merupakan bagian dari partikel cahaya.
Namun tidak memiliki sifat gelombang berupa
frekuensi. Photon adalah partikel unik karena tidak
memiliki massa. Dan photon tidak bermuatan.
Photon adalah kuantum radiasi elektromagnetik.
Kuantum adalah unsur terkecil dari kuantitas.
Energi photon
Source : http://imprensaregional.cienciaviva.pt/img/artigos/FOTO%20-%20einstein.jpg
Einsteins mengemukakan pendapatnya bahwa besarnya
energi dari satu photon adalah E = hv
E = Energi
h = Konstanta Plank
V = Frekuensi Cahaya
Energi photon
Sebuah energi yang positif yang
bisa ditularkan pada manusia.
Energi photon memiliki
perbandingan yang sama
dengan frekuensinya. Jika
energi photon rendah maka
frekuensi juga rendah. Photon
masuk dalam jenis gelombang
cahaya mikro. Photon
ditemukan oleh Gilbert Lewis
pada tahun 1927.
Source : http://astrojem.com/imagenes_voltaire/gilbertlewis.jpg
Model atom
Model Atom Dalton
Model Atom Thomson
Model Atom Rutherford
Model Atom Dalton
Atom ialah bagian terkecil suatu zat
yang tidak dapat dibagi-bagi.
Atom tidak dapat dimusnahkan &
diciptakan.
Source : https://the-history-of-the-atom.wikispaces.com/
Konsep Model Atom Dalton
1. Setiap benda (zat) tersusun atas
partikel partikel terkecil yg tidak
dapat dipisahkan lagi disebut
atom.
2. Setiap benda (zat) mempunyai
sifat yg sama dg atom atom
penyusunnya.
3. Bila sifat - sifat suatu zat berbeda
dg lainnya, menunjukkan atom atom penyusun zat-zat tersebut
berbeda pula.
Source : https://the-history-of-the-atom.wikispaces.com/
Model Atom Thomshon
Atom merupakan bola pejal yang
bermuatan positif dan didalamya
tersebar muatan negatif elektron
Source :http://media-1.web.britannica.com/eb-media
Model Atom Thomshon
Thomson melakukan percobaan lampu tabung.
Source : http://kimia.upi.edu
Teori Model Atom Thomson
1. Atom bukan sebagai partikel terkecil dari
suatu benda.
2. Atom berbentuk bola pejal,dimana
terdapat muatan listrik positif dan negative
yang tersebar merata di seluruh bagian.
3. Pada atom netral jumlah muatan listrik
negatif sama dengan jumlah muatan listrik
positif.
4. Masa elektron jauh lebih kecil
dibandingkan dengan masa atom.
Source : https://pipihseptianingsih.files.wordpress.com/2012/05/thomson.jpg
Model Atom Rutherford
1. Atom terdiri atas inti atom yang
bermuatan listrik positif, massa
atom seluruhnya berada pada inti
atom.
2. Muatan litrik negatif berada sangat
jauh dari inti atom.
3. Untuk menjaga kestabilan jarak
muatan elektron terhadap inti,
maka elektron senantiasa bergerak
mengelilingi inti.
Source : Source : http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/antiqueimages/rutherford.jpg
Percobaan Rutherford
1. Sinar alfa ditembakkan ke lempeng
emas, sebagian besar dapat tembus
karena melalui daerah hampa.
2. Yang mendekati inti atom dibelokkan
karena mengalami gaya tolak inti.
3. Yang menuju inti atom dipantulkan
karena inti bermuatan positif dan
sangat masif.
Source : http://kimia.upi.edu
Struktur inti atom
Inti atom terdiri atas 2 partikel utama yaitu
proton dan neutron. Seringkali disebut dengan
nukleon.
Source : http://i.livescience.com/images/i/000/053/538/original/atom-structure.jpg?1370472365
PROTON
Proton adalah partikel subatomik
dengan muatan positif sebesar 1,6 x
10−19 coulumb dan 938 MeV
(1,6726231 x 10−27 kg atau sekitar
1.836 kali massa sebuah elektron)
NEUTRON
Neutron adalah partikel subatomik
yang tidak bermuatan (netral) dan
memiliki massa 940 MeV/𝐶 2
(1,6749 x 10-27 kg, sedikit lebih
berat dari proton)
Spektrum elektromagnetik
Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua
radiasi elektromgnetik. Spektrum untuk daerah
optis ditampilkan dengan skala yang diperbesar,
dimana daerah cahaya dapat didekteksi oleh mata
manusia berada hanya pada daerah dengan
panjang gelombang 0,4 µm hingga 0,7 µm.
Spektrum Elektromagnetik
Model atom bohr
Pada tahun 1913 Neils Bohr
mengusulkan model untuk atom
hidrogen. Diasumsikan bahwa atom
hidrogen dapat mengemisi dan
mengabsorpsi radiasi hanya ketika atom
berubah dari salah satu kondisi
stasionernya ke kondisi yang lain.
Bohr menemukan bahwa energi atom
hidrogen dalam keadaan stasioner
adalah
E = -13,6 / 𝑛2 (eV)
n = 1, 2, 3, ......
Source : http://ilmukimia.org
Model atom bohr
Atom terdiri dari inti berukuran sangat kecil dan bermuatan positif
dikelilingi oleh elektron bermuatan negatif yang mempunyai orbit.
Source : http://ilmukimia.org
Bunyi Postulat Teori Atom Bohr
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Elektron mengitari inti atom dalma orbit tertentu yang berbentuk lingkaran.
Elektron dalam tiap orbit mempunyai energi tertentu yang makin tinggi.
Energi ini bersifat terkuantisasi sebesar n.
Selama dalam orbitnya elektron tidak memancarkan energi dan dikatakan
dalam keadaan stasioner.
Elektron mampu berpindah dari orbit satu ke orbit lain yang mempunyai
energi lebih tinggi.
Atom dalam molekul dikatakan dalam keadaan tingkat dasar apabila
elektronnya menempati orbit sedemikian sehingga memberikan energi total
terendah.
Apabila elektron-elektron menempati orbit yang memberikan energi lebih
tinggi daripada energi tingkat dasarnya dikatakan atom dalam tingkat
tereksitasi.
Kelemahan Atom Bohr
1. Melanggar asas ketidakpastian Heisenberg karena
elektron mempunyai jari-jari dan lintasan yang telah
diketahui.
2. Model atom bohr mempunyai nilai momentum sudut
lintasan yang salah.
3. Lemahnya penjelasan tentang prediksi spektra atom
yang lebih besar.
4. Tidak dapat memprediksi intensitas relatif garis spektra.
5. Model atom bohr tidak dapat menjelaskan struktur garis
spektra yang baik.
6. Tidak dapat menjelaskan efek Zeemen.
ASAS KETIDAKPASTIAN HEISENBERG
“Tidak mungkin menentukan posisi dan kecepatan elektron
dalam satu waktu dengan ketelitian yang tinggi.
Jika suatu percobaan dibuat untuk menentukan posisi elektron,
maka kecepatannya tidak bisa ditentukan dengan pasti. Begitu
pula sebaliknya,
jika dibuat percobaan untuk menentukan kecepatan (momentum)
elektron, maka posisinya menjadi berubah”
EFEK ZEEMEN
Efek zeemen adalah efek garis – garis tambahan dalam spektrum
emisi Saat atom – atom tereksitasi diletakkan di daerah bermedan
magnetik homogen.
Teori atom bohr
Teori atom bohr ini pada pinsipnya menggabungkan
teori kuantum plank dengan teori atom dari ernest
rutherford yang dikemukakan pada tahun 1911. Bohr
mengemukakan bahwa “apabila elektron dalam orbit
atom menyerap suatu kuantum energi, elektron akan
meloncat keluar menuju orbit yang lebih tinggi .
Sebaiknya jika elektron itu memancarkan suatu
kuantum energi, elektron akan jatuh ke orbit yang
lebih dekat dengan inti atom.
Teori kuantum plank
Pada tahun 1990, Max Plank
menjelaskan radiasi benda panas
dengan suatu teori yang sangat
radikal. Menurutnya radiasi ini
tidak bersifat continue. Artinya
benda hanya dapat
memancarkan / menyerap radiasi
dalam ukuran paket kecil yang
disebut dengan kuantum.
http://www.maxplanckflorida.org/wp-content/uploads/2014/05/Max-Planck-.jpg