Fisika Kuantum: Pengertian, Rumus, & Contoh Soal

Bagaimana kabarmu teman-teman? Semoga baik-baik saja. Pada artikel ini, kita akan membahas fisika kuantum. Simak poin-poin pembahasannya

Memahami Fisika Kuantum

Apa sebenarnya fisika kuantum itu?

Nah sobat, pengertian kuantum menurut Stephen Hawking (seorang fisikawan) adalah satuan terkecil yang gelombangnya dapat memancarkan atau menyerap energi.

Jika di antara orang awam, kuantum berarti blok bangunan. Misalnya gravitasi dari graviton, energi listrik timbul karena ada pelepasan elektron, dan cahaya terbentuk karena foton.

Dalam membahas fisika kuantum kita harus meninggalkan konsep fisika klasik, dan berurusan dengan ukuran pada skala atomik dan bahkan subatomik untuk mempelajari karakteristik/sifat partikel.

Fisikawan kuantum mempelajari apa yang terjadi ketika sebuah benda diiris terus-menerus hingga ke materi terkecil melalui atom (akselerator partikel).

Fisika kuantum sendiri adalah fisika yang membahas gelombang elektromagnetik dengan menghitung kecepatan cahaya 186.000 mil/detik.

Nah, selanjutnya kita akan membahas teori fisika kuantum. Simak pembahasannya ya teman-teman.

Teori Fisika Kuantum

Teori fisika kuantum muncul karena fenomena yang tidak sesuai dengan gagasan fisika klasik.

Fisikawan kuantum menyimpulkan sebagai berikut:

• Semua benda di alam semesta adalah molekul yang terdiri dari atom. Semua objek yang terlihat ini hanyalah energi getaran. Fenomena ini menyebabkan objek seolah-olah tampak nyata, padahal sebenarnya tidak.
• Benda-benda di alam semesta berasal dari ruang kosong, berupa energi yang terlihat dan bergetar.
• Ilmuwan fisika kuantum mengatakan bahwa realitas nyata hanyalah ilusi.
• Ilmuwan fisika kuantum juga telah membuktikan bahwa suatu benda dapat eksis dalam 2 dimensi yang berbeda pada waktu yang bersamaan.
• Ketika roh sepenuhnya menguasai tubuh, maka hukum fisika kuantum berlaku dalam diri orang tersebut. Dimana dunia hanyalah getaran energi.
• Seseorang akan menjadi abadi jika bisa melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya. Dan dengan kecepatan cahaya, masa lalu, sekarang, dan masa depan bisa ada secara bersamaan.
• Kesadaran kuantum adalah teori kesadaran di mana setiap orang dan segala sesuatu bahkan di ruang angkasa saling berhubungan atau terhubung. Ini didasarkan pada fakta bahwa medan kuantum dapat meliputi segalanya.
• Lazan berargumen bahwa beberapa alam semesta bisa ada pada waktu yang bersamaan. Artinya, orang yang mati dan melakukan perjalanan di terowongan yang sama akan berakhir di dunia yang sama dengan tempat mereka tinggal sebelumnya (berinkarnasi). Dia juga berpendapat bahwa dunia tidak berakhir ketika tubuh mati.
• Teori biosentrisme mengatakan bahwa tubuh bisa mati tetapi kesadaran akan tetap ada. Ini berarti kematian kesadaran sama sekali tidak ada.
• Interaksi antara sesama makhluk hidup akan mempengaruhi segala sesuatu di alam semesta ini.

Pada poin selanjutnya kita akan membahas tentang mekanika fisika kuantum. Simak penjelasannya.

Baca juga Getaran.

Mekanika Fisika Kuantum

Mekanika kuantum adalah bagian dari teori fisika kuantum dan medan kuantum, dan merupakan salah satu pilar fisika modern.

Dasar dari teori ini adalah bahwa energi tidak kontinyu, tetapi dalam bentuk paket dan kuanta.

Konsep ini bertentangan dengan teori fisika klasik yang menyatakan bahwa energi bersifat kontinyu.

Teori mekanika fisika kuantum dikembangkan dari masalah radiasi benda hitam oleh Max Planck, dan efek fotolistrik yang dibawa oleh Albert Einstein.

Dari teori ini muncul aplikasi penting dari dioda pemancar cahaya (LED), laser, semikonduktor, penelitian dan pencitraan medis, dan magnet superkonduktor.

Nah sobat poin selanjutnya akan dibahas mengenai rumus fisika kuantum. Berikut penjelasannya.

Rumus Fisika Kuantum

Dari temuan Max Planck diketahui bahwa setiap unsur energi (E) berbanding lurus dengan frekuensi.

Penulisan matematisnya adalah sebagai berikut:

E = hv

Di mana

• e = energi (J)
• h = konstanta Planck (6,626 x 10^-34 Js
• v = frekuensi radiasi (s^-1)

Selanjutnya dari penemuan efek fotolistrik oleh Albert Einstein, dijelaskan bahwa cahaya terdiri dari partikel foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya.

Dimana jika frekuensinya tinggi maka setiap foton memiliki energi yang tinggi sehingga dapat melepaskan elektron (James E. Brady).

Hal ini menyebabkan arus meningkat. Kemudian secara sistematis dapat dituliskan sebagai berikut:

E = hv atau E = c/λ

Di mana

• e = energi (J)
• h = konstanta Planck (6,626 x 10^-34 Js
• v = frekuensi radiasi (s^-1)
• c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa (3 x 10⁸ MS)
• λ = panjang gelombang (m)

nilai beda potensial bergantung pada intensitas cahaya yang diberikan, sehingga energi kinetik maksimum efek fotolistrik dapat dituliskan sebagai berikut:

ek_maks = eV₀

Di mana

• e = muatan elektron (C)
• V₀ = potensial henti (volt)

Sedangkan hubungan antara energi foton, fungsi kerja dan energi fotolistrik dapat dituliskan sebagai berikut:

e_K = AW

e_K = hf – hf₀

Di mana

• E = energi foton (J)
• f = frekuensi foton (Hz)
• F₀ = frekuensi ambang (Hz)
• e_k = energi kinetik elektron (J)
• W = energi ambang elektron atau fungsi kerja (J)

kalau begitu, teman-teman saya mengerti dengan baik. Perhatikan contoh soal.

Baca juga Gelombang Stasioner.

Contoh Soal Fisika Kuantum

Frekuensi ambang suatu logam adalah 4 x 10¹⁴ Hz. Ketika logam ditabrak foton, ternyata elektron memiliki energi kinetik 19,86 x 10^-20 J. Maka berapakah frekuensi foton jika h = 6,62 x 10^-34Js

Okey teman-teman, kita sampai pada akhir pembahasan. Semoga materi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan penulis. Amin. Baca juga Suhu.

Sampai jumpa lagi di materi selanjutnya.. 🙂