15. pend. fisika modern (mp)

8/16/2019 15. Pend. Fisika Modern (MP)

1/10

18/05/2016

Pertemuan 15

Pendahuluan Fisika Modern

FISIKA DASAR 2

Tujuan Instruksional• Mendeskripsikan pengertian tentang radiasi benda hitam

• Menganalisis persamaan tentang efek fotolistrik

• Menganalisis persamaan tentang efek comptom

• Menyelesaikan soal yang berhubungan dengan Gejala Kwantum.

• Mendeskripsikan pengertian tentang radioaktivitas

• Menganalisis persamaan tentang reaksi inti

• Menganalisis persamaan tentang fusi dan fisi nuklir

• Menganalisis persamaan tentang energi nuklir

• Menyelesaikan soal yang berhubungan dengan Inti Atom.


2/10

18/05/2016

S

FISIKA MODERN

Cahaya danfisika

kuantum

Gelombang materiDan hipotesis

De Broglie

Susunan atomDan

molekul

Radiasi benda hitam

Efek fotolistrik

Efek Compton

Pendahuluanmenjelang abad ke-XX, banyak hasil-hasileksperimen dan gejala-gejala yang teramatitidak dapat dijelaskan dengan konsep-konsepfisika yang dikuasai saat itu (fisika klasik),terutama pada objek-objek fisis yang berukuranmikro seperti partikel elementer dan atom.Olehnya itu diperlukan revisi pada konsep-konsep tersebut dan hasilnya saat ini disebut‘fisika modern’ .


3/10

18/05/2016

A.Cahaya dan Fisika KuantumSumber-sumber

cahayaBenda benda padat yang dipanaskan

Seperti filamen sebuah lampu pijar danGas-gas melalui sebuah lucutan listrik

Seperti lampu neon

Intensitas radiasi/Radiansi (I)

I = P/A

P= daya radiasi

A = luas permukan benda

Radiasi Benda HitamBenda yang permukaanya sedemikian

Sehingga menyerap semua radiasi yangdatang padanya (tidak ada radiasi

Yang dipantulkan keluar

Intensitas radiasi

Hukum Stefan-Boltzman

e = emistivitas permukaan

T = suhu permukaan

4

T e A P

I tot

BENDA HITAM


4/10

18/05/2016

Sebuah plat baja tipis berbentuk persegi dengan panjang sisi 10 cm, dipanaskan

dalam suatu tungku sehingga suhunya Mencapai 1000 K. Tentukan laju rata-rata

energi radiasi dalam Satuan Watt jika plat baja dapat dianggap benda hitam?

Contoh Soal

)1067,5( 428 K Wm x

K T

K Wm x

e

mcm x A

1000

1067,5

1

02,0)10(2

428

22

W

K xm x K Wm x x

AT e P

1134

1000)02,0()1067,5(1 42428

4

Luas permukaan pelat tipis meliputi dua permukaan, sehingga:

Maka:(untuk benda hitam)

Penyelesaian

Kurva radiasibenda hitam

Hubungan antara intensitasRadiasi dengan panjang

gelombang

Teori Wien Teori Planck Teori Rayleigh-Jeans

Daerah panjangGelombang pendek

Daerah panjanggelombang tinggi


5/10

18/05/2016

Efek fotolistrik Peristiwa pelepasan elektrondari logam oleh radiasi

1. Cahaya atau radiasi terdiri atas catu catu/kuantumtenaga sebesar:

hf E f

2. Intensitas cahaya ditentukan oleh cacah kuantum tenagapersatuan waktu persatuan luas pada penampang berkascahaya.

eori Wien

mK xC w31090,2

Radiasi termal mempunyai spektrum malar/ kontinu.Untuk suhu yang lebih tinggi, disamping intensitas radiasi

Bertambah, intensitas maksimum terjadi pada panjanggelombang yang lebih pendek, pergeseran puncak spektrum

Tersebut dirumuskan Wien:

maks. T = CwTetapan Wien


6/10

18/05/2016

T=3000K

T=2000K

T = 1000K

T =4000K

Sebaran spektrum radiasi termal menurut teori Wien

)( m

I

• Teori Rayleigh-Jeans

4

2)(

ckT

Rayleigh dan Jeans menyatakan bahwa gelombang-gelombangelektromagnetik stasioner dapat dipertimbangkan memiliki suhu T,

karena bertukar energi dengan dengan dinding-dinding dan

menyebabkan suhu dalam rongga mencapai suhu yang sama dengandinding

Gelombang elektromagnetikdalam rongga


7/10

18/05/2016

Hukum Rayleigh-Jeans

I

(um)

Teori Planck

112

/2 kt hf ech

I

Atom-atom yang membentuk dinding dalam sebuahBenda padat(benda hitam) berperilaku seperti

Osilator-osilator elektromagnetik yang kecilDan mempunyai frekuensi karakteridtik

Osilator f


8/10

18/05/2016

Efek ompton

)cos1(' cm

h

e

Hamburanradiasi

Radiasi yang dikenakan pada lempeng logamberinteraksi dengan elektron bebas yang

berperilaku seperti tumbukan elastisantara dua partikel

Hukum kekekalan tenaga dan Momentum linear secara relativistik:

Skema hamburan Compton

00 , p E

11 , p E

pT ,


9/10

18/05/2016

B. Gelombang materi dan hipotesis de Broglie

Partikel(misalnya elektron) yang bergerakdengan kecepatan v memiliki sifat gelombang

dengan panjang gelombang tertentu

Louis de Broglie dengan teori gelombang – partikelnyamenyatakan :

Sifat gelombang dibuktikanada pola difraksi

Cincin difraksi

Lapisan tipisfotografis

meV

h

2

C.Susunan atom dan molekul

)4

( 22

nn

k n

Susunan atom yangPaling sederhana Hidrogen

Spektrum garis

Deret Balmer

Balmer merumuskan spektrumEmisi atom hidrogen dalam panjangGelombangnya sebagai :

n = 3,4,5,…

k = tetapan balmer= 3616A


10/10

18/05/2016

Terima Kasih

15. pend. fisika modern (mp)

Documents