Fisika kuantum atau fisika modern pertama kali diperdengarkan oleh Albert Einstein yang mengubah pandangan manusia tentang alam semesta. Hal ini sama seperti Isaac Newton yang mengubah pandangan manusia terhadap hukum-hukum alam semesta pada saat itu.
Selama ini yang sering dipelajari disekolah adalah fisika klasik atau disebut Fisika Newtonian. Jika pada fisika klasik kita membahas tentang hukum-hukum pada benda solid yang dapat dilihat sehari-hari, pada fisika kuantum kita lebih membahas tentang benda-benda yang sangat kecil yang tidak mampu dilihat dengan mata telanjang. Lalu apa itu sebenarnya fisika kuantum?
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang fisika kuantum, simak penjelasan dibawah ini tentang pengertian fisika kuantum, teori fisika kuantum, rumus dan contoh soal fisika kuantum dengan penjelasannya.
Baca Juga : Efek Rumah Kaca dan Penjelasannya
Pengertian Fisika Kuantum
Kuantum berasal dari bahasa latin “Quantum” yang mengacu pada unit diskrit materi dan energi yang diprediksi dan diamati dalam fisika quantum.
Fisika kuantum adalah studi tentang perilaku materi dan energi pada tingkat molekuler, atom, nuklir dan tingkat mikroskopis hingga yang lebih kecil lagi.
Dalam penelitian fisika kuantum, peneliti tidak dapat melihat objek yang di teliti, peneliti hanya merasakan objek melalui ukuran-ukuran tertentu yang terdeteksi. Fisika kuantum lebih sulit dipelajari dibandingkan dengan fisika klasik. Karena itulah fisika kuantum tidak dipelajari di sekolah-sekolah karena lebih berfokus pada konsep dan perumusan matematis.
Baca Juga : Pengertian Pencemaran Tanah dan Penjelasannya
Teori Fisik Kuantum
Munculnya teori kuantum akibat adanya fenomena-fenomena yang tidak sesuai dengan gagasan fisika klasik. Berikut ini beberapa teori dari para ahli tentang fisika kuantum, yaitu:
- Seluruh benda yang berada di alam semesta merupakan molekul molekul yang terdiri dari atom-atom. Seluruh benda yang dapat terlihat merupakan energi yang bergetar. Fenomena tersebut menyebabkan benda seolah-olah nayata padahal sebenarnya tidak.
- Benda yang berada dialam semesta berasal dari ruang hampa, berupa energi yang tampak dan bergetar.
- Ilmuwan fisika kuantum menyebutkan bahwa realitas yang nyata adalah ilusi semata
- Ilmuwan fisika kuantum membuktikan bahwa suatu benda dapat berada pada 2 dimensi yang berbeda dalam waktu yang sama
- Ketika roh menguasai tubuh secara sumpurna, maka dalam diri tersebut berlaku hukum fisika kuantum.
- Teori biocentrisme mengatakan bahwa tubuh bisa mati namun kesadaran akan abdi. Artinya kematian kesadaran sama sekali tidak ada.
Baca Juga : Pengertian Pencemaran Udara dan Penjelasannya
Rumus Fisika Kuantum
Berdasarkan penemuan dari Max Planck, diketahui bahwa tiap elemen energi (E) berbanding lurus dengan frekuesinya.
Secara mateamtis, rumus yang digunakan yaitu:
E = hv
Ket:
E = energi (J)
h = konstanta planck (6,626 x 10-34 J.s)
v = frekuensi radiasi (s-1)
Berdasarkan penemuan efek fotolistrik oleh Albert Einstein, menjelaskan jika cahaya terdiri dari partikel-partikel foton yang energinya sebanding dnegan frekuensi cahaya. Hal ini berarti, jika frekuensi tinggi maka setiap foton memiliki energi yang tinggi juga sehingga mampu melepaskan electron (James E.Brady).
Hal tersebut menyebabkan arus meningkat yang secara sistematis dapat dituliskan sebagai berikut:
E = hv atau E = c/λ
Ket:
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 tergantung dari intensitas cahaya yang diberikan sehingga energi kinetik maksimum dari efek fotolistrik dapat dituliskan sebagai berikut:
Ekmaks = e.V0
Ket:
e = muatan electron (C)
V0 = potensial henti (volt)
Sedangkan hubungan antar energi foton, fungsi kerja dan energi fotolistrik bisa dituliskan sebagai berikut:
EK = E-W
EK = h.f – h.f0
Ket:
E = energi foton (J)
f = frekuensi foton (Hz)
f0 = frekuensi ambang (Hz)
Ek = energi kinetic electron (J)
W = energi ambang electron atau fungsi kerja (J)
Baca Juga : Pengertian Perubahan Iklim dan Penjelasannya
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
F0 = 4 x 1014 Hz
Ek = 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 = Ek + W0
E = h.f, maka f = (EK+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.
Baca Juga : Pengertian Satelit dan Penjelasannya
Demikian artikel mengenai Fisika Kuantum dan Pejelasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.