FISIKA MODERN

1. FISIKAMODERN By :Deazharfanisa Indah Athirah Nina Rahayu XII IPA +

2. FISIKAMODERN • 1. TeoriRelativitasKhusus • 2. FisikaKuantum

3. Teori Relativitas Khusus • TransformasiGalilei UntukpengamatdiamO : x, y, z, t UntukpengamatbergerakO’: x’, y’, z’ Sehingga x’ = x - vt y’ = y Trans. Koord. Galilei z’ = z t’ = t Ux = Ux-V Uy = Uy Trans. KecepatanGalilei Uz = Uz

4. Teori Relativitas Khusus • Postulat Einstein Teorirelativitaskhususbersandarpadaduapostulat. 1.hukumfisikadapatdinyatakandalampersamaan yang berbentuksamadalamsemuakerangkaacuan yang bergerakdengankecepatantetapsatuterhadaplainnya 2.kelajuancahayadalamruanghampasamabesaruntuksemuapengamat, tidakbergantungdarikeadaangerakpengamatitu

5. Teori Relativitas Khusus • Transformasi Lorentz DitemukanolehseorangFisikawanBelandaH.A. Lorentz yang menunjukkanbahwarumusandasardarikeelektromagnetansamadalamsemuakerangkaacuan yang dipakai. Trans. Lorentz Trans. Lorentz balik

6. Panjang Relativistik Panjang L benda bergerak terhadap pengamat kelihatannya lebih pendek dari panjang Lo bila diukur dalam keadaan diam terhadap pengamat. Gejala ini disebut pengerutan Lorentz FitzGerald Teori Relativitas Khusus

7. Teori Relativitas Khusus • WaktuRelativistik Kuantitas to yang ditentukan menurutpengamat O, selangwaktu mengalamipemuaian ’

8. 1. Teori Relativitas Khusus • Massa, Energi dan Momentum Relativistik A. Massa Relativistik Massa benda akan menjadi lebih besar terhadap pengamat dari pada massa ketika benda diam, jika bergerak dengan kelajuan relativistik

9. 1. TeoriRelativitasKhusus • Hubungan Massa danEnergi Hubungan yang paling terkenal yang diperoleh Einstein daripostulatrelativitaskhususadalahmengenaimassadanenergi. Hubungannyadapatditurunkanlangsungdaridefinisienergikinetikdarisuatubenda yang bergerak. mc2 = energi total m0c2 = energidiam Ek = energikinetik

10. 1. TeoriRelativitasKhusus • Hubungan Momentum danEnergi Dari hubungan , dandidapatkan atau

11. 1. Teori Relativitas Khusus • Efek Doppler Relativistik Untuksumberdanpengamatsalingmendekat Untuksumberdanpengamatsalingmenjauh Radiasitegaklurusarahgerak

12. 2. Teori Kuantum Radiasi Elektromagnetik • Radiasi Benda Hitam Benda hitam adalah benda ideal yang mampu menyerap atau mengabsorbsi semua radiasi yang mengenainya, serta tidak bergantung pada frekuensi radiasi tersebut. Bisa dikatakan benda hitam merupakan penyerap dan pemancar yang sempurna. Benda hitam pada temperatur tertentu meradiasi energi dengan laju lebih besar dari beanda lain. Model yang dapat digunakan untuk mengamati sifat radiasi benda hitam adalah model rongga.

13. 2. Teori Kuantum Radiasi Elektromagnetik • Teori Rayleigh-Jeans Reyleighdan Jeans menggunakanpendekatanfisikaklasikuntukmenjelaskanspektrumbendahitam, karenapadamasaitufisikakuantumbelumdiketahui. Merekameninjauradiasidalamronggabertemperatur T yang dindingnyaadalahpemantulsempurnasebagaisederetangelombangelektromagnetikberdiri Rumus Rayleigh-Jeans

14. 2. Teori Kuantum Radiasi Elektromagnetik • Hukum radiasi planck Planck menemukan rumus dengan menginterpolasikan rumus wein dan rumus Rayleigh-Jeans dengan mengasumsikan bahwa terbentuknya radiasi benda hitam adalah dalam paket-paket energi. Konsep paket energi atau energi terkuantisasi ini merupakan hipotesis Max Planck yang merupakan rumus yang benar tentang kerapatan energi radiasi benda hitam.

15. 2. Teori Kuantum Radiasi Elektromagnetik • Teori Foton Foton atau kuanta merupakan paket-paket energi diskrit pada radiasi elektromagnetik. Tiap energi pada foton tergantung pada frekuensi f . Sebuah foton akan bergerak dengan kecepatan cahaya, jika foton bergerak dibawah kecepatan tersebut maka foton tidak ada. Foton hanya memiliki energi kinetik dan massa diamnya adalah nol. Sedangkan momentumnya:

16. 2. Teori Kuantum Radiasi Elektromagnetik • Efek Fotolistrik Efek fotolistrik adalah peristiwa lepasnya elektron dari permukaan logam yang tembaki oleh foton.jika logam mengkilat di iradiasi, maka akan terjadi pancaran electron pada logam tersebut. Cahaya dengan frekuensi lebih besar dari frekuensi ambang yang akan menghasilkan arus elektron Foton. Energi maksimum yang terlepas dari logam akibat peristiwa fotolistrik adalah

17. 2. Teori Kuantum Radiasi Elektromagnetik • Efek Compton Menurut Compton radiasi yang terhambur mempunyai frekuensi lebih kecil dari pada radiasi yang datang dan juga tergantung pada sudut hamburan. Dari analisis Compton, hamburan radiasi elektromagnetik dari partikel merupakan suatu tumbukan elastik.

18. 3. SIfat Gelombang dari Partikel • Gelombang De Broglie Postula De Broglie menyatakan dualisme gelombang-materi selain berlaku pada radiasi elektromagnetik, juga berlaku bagi materi. Foton berfrekuensi v mempunyai momentum Panjang gelombang foton menurut broglie semua partikel yang bergerak dengan momentump, terkait suatu gelombang dengan panjang gelombang menurut hubungan

19. 3. SIfatGelombangdariPartikel • KetidakpastianHeisenberg Terdapathubungantimbalbalikantaraketidakpastiankedudukan yang inherendaripartikeldanketidapastianmomentumnya yang inheren. Untukpengukuranenergidanselangwaktu

20. 4. Persamaan Schrodinger • Persamaan schrodinger merupakan suatu persamaan yang digunakan untu mengetahui perilaku gelombang dari partikel. Kriteria mendapatkan persamaan yang sesuai dengan fisika kuantum adalah Taat terhadap asas kekalan energi Taat terhadap Hipotesa De Broglie Persamaannya harus “berperilaku baik” secara matematik Persamaan schrodinger waktu bebas satu dimensi:

21. KAUSALITAS DAN PARADOKS KEMBAR Kausalitas Dalamrumusannya, teorirelativitasmengklaimbahwawaktutberkedudukansamadengankoordinat spatial lainnya, yaitux, y, z. Dari sinidisimpulkanbahwadimensialamsemestakitabukanlahtiga, melainkanempat. Berikutinigambaranduadimensi yang disederhanakandariruangwaktu.

22. Daerah yang berbentukkerucut yang berwarnaputihdisebutkerucutcahaya, yaitudaerahdimanacahayabergerak. Daerah hiperbola yang berwarnahijaudisebutdaerahtimelike, yaitudaerahdimanabenda-bendabermassadiambergerakdanberkecepatanlebihkecildaricahaya. Daerah inimemilikistrukturkausalitas (sebab-akibat) karenatidakadanyakurvatertutup yang menghubungkanantaramasalalu (t < 0) danmasadepan (t > 0). Daerah hiperbola yang berwarnabirudisebutdaerahspacelike, yaitudaerahdimanabenda-bendabergerakmelebihikecepatancahaya. Dalamdaerahinitidakberlakukausalitas.

23. ParadoksKembar Hal yang kontroversidariteorirelativitaskhususadalah yang disebutparadokskembar. Mis A dab B duaorangkembar. A pergikeluarangkasamenggunakanroketdan B tinggaldiBumi. Jika A pergidengankecepatankostandanmengukurwaktunyasebesart0maka B diBumimengukurwaktu A lebihpanjang. Tetapikarenageraksifatnyarelatif, makahalsebailiknyajugadapatterjadi, yaitu A mengukurwaktuBumilebihpanjang. Jadidalamhalinijika A dan B dalamkerangkainersialmakatidakada yang lebihmudadantuadantidakadaparadoks. Paradoksinidapatterjadijikasalahsatunyadalamkerangkadipercepatataunoninersial. Padakenyataannya A yang pergikeluarangkasamengalamipercepatanyaitudaridiamkebergerakdengankecepatanawalberubahubahhinggamendekatikonstansehinggaparadoks pun dapatterjadi.