Ruang Lingkup Fisika Kuantum
Dari Banyak perbincangan mengenai fisika kuantum sering saya mendengar pertanyaan, salah satunya adalah buat apa kita belajar kuantum?,. fisika kuantum itu mengapa ko' sulit ya?
,.. ya saya kadang bingung mendapatkan pertanyan seperti itu karena saya sendiri juga belum paham, tapi saya mencoba memperkenalkan fisika kuantum itu pada anda melalui pemaparan singkat di bawah ini,..
.
Mekanika kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern.(www.wekipedia.com)
,.. ya saya kadang bingung mendapatkan pertanyan seperti itu karena saya sendiri juga belum paham, tapi saya mencoba memperkenalkan fisika kuantum itu pada anda melalui pemaparan singkat di bawah ini,..
.
Mekanika kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern.(www.wekipedia.com)
Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tapi diskrit -- berupa 'paket' atau 'kuanta'. Konsep ini cukup revolusioner, karena bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambunganFisika kuantum adalah fisika yang dipelopori oleh Einstein, yang menjadi gejolak . Fisika kuantum yang memberi kesan bahwa alam ini probabilistik atau acak membuatnya gusar. Sebagai penolakan, konon Einstein pernah berkomentar: ” Alam penuh rahasia karena ia memang agung, bukan menipu”. Sebagian menginterpretasikan kalimat Einstein itu dengan “Tuhan tidak bermain dadu”, atau “Tuhan tidak berjudi”.
Kata kuantum dalam KBBI (ku·an·tum n 1 banyaknya (jumlah) sesuatu; 2 bagian dr energi yg tidak dapat dibagi lagi) sama sekali tidak menggambarkan apa yang dimaksudkan dengan kuantum dalam fisika. Maknanya tercatum dalam entri zarah (za·rahn 1 butir (materi) yg halus sekali; partikel;).
Dalam fisika kuantum, radiasi adalah zarah. Hanya saja, zarahnya dibagi lagi. Zarah yang bisa menempati suatu titik secara bersama-sama, disebut boson. Zarah yang individualis, tidak mau bersama-sama, disebut fermion. Tapi, gabungan fermion berjumlah genap jadi boson, sedangkan gabungan boson tetap boson. Tambah aneh saja.
Pada tahun 1913 Niels Bohr mengungkapkan konsep atom sebagai inti atom yang dikelilingi sejumlah elektron pada orbitnya, seperti matahari dikelilingi oleh satelit-satelitnya. Orbit yang berbeda memiliki tingkat energi yang berbeda. Elektron dapat melompat dari satu orbit ke orbit yang lain berdasarkan energi yang dilepas atau di terima. Photon adalah boson. Photon adalah zarah cahaya, kuantum cahaya, paket cahaya.
Peristiwa fisika kuantum tak terasa telah menyerbu kehidupan kita. Fisika kuantum telah memungkinkan berkembangnya teknologi elektronika dan komunikasi. Sensasi warna adalah peristiwa fisika kuantum. Bersyukurlah kalau anda tidak buta warna.
Gambaran yang diberikan oleh Bohr mengenai atom tidak sepenuhnya benar. Erwin Schrodinger menyusun teori mengenai mekanisme atom, sehingga teorinya disebut mekanika kuantum, dan menjelaskan bahwa elektron tidak mengorbit secara teratur di sekeliling inti atom. Elektron memenuhi ruang disekitar inti atom dengan probabilitas keberadaannya. Probabilitas ini berbentuk awan atau kabut yang menyelimuti inti atom.
Tunneling, adalah fenomena dimana sesuatu menyebrangi penghalang, padahal energi yang dimilikinya tidak cukup untuk memanjat penghalang untuk menyebranginya. Benda yang mengalami tunneling tidak memanjat, tetapi menembus dinding penghalang itu untuk sampai ke seberang, seperti hantu. Tunneling diijinkan terjadi oleh fisika kuantum, dimana posisi sesuatu adalah probabilitas, dan probabilitas keberadaan sesuatu di seberang tembok tidaklah nol.
Saya tidak pernah mengalami mobil yang sudah dimasukkan garasi tiba-tiba ditemukan di luar. Sekalipun teori kuantum menyatakan kemungkinannya (probabilitasnya) tidak nol. Lagian, mobil bukan zarah.
Probabilitas memang konsep yang bisa ditafsirkan bermacam-macam. Dalam konteks ini, probabilitas adalah pola yang muncul bila data atau peristiwa yang terjadi berjumlah banyak.
Salah satu prinsip penting dalam fisika kuantum adalah: Aliran energi itu tidak kontinyu, namun berbentuk kuantum atau paket. Implikasinya, perubahan energi juga begitu, dalam bentuk paket. Perubahan merupakan kelipatan dari paket yang terkecil. Kelipatan terkecil itu dulu disebut quantum of action, nilainya 6.62606957×10−34 Joule detik. Sekarang bilangan ini disebut konstanta Planck. Planck berharap penjelasannya yang aneh ini akan segera diperbaiki oleh para peneliti lain. Tetapi Einstein malah memberikan konfirmasi dalam teori fotoelektrik, bahwa radiasi memang berbentuk paket atau kuantum. Teori fotoelektrik memberi Einstein hadiah Nobel.
Konstanta Planck sekarang sudah menjadi bahan praktikum fisika. Praktikan diminta menghitung konstanta Planck dengan peralatan yang sekarang sudah dianggap sederhana: sejumlah Lampu berbagai warna, catu daya, resistor, voltmeter, spektrometer. Rumusnya: E=eVo=hc/λ.
Konstanta Planck bila ditulis dalam desimal akan menjadi 0,00…06626, dengan 33 buah nol di belakang koma sebelum angka 6. Kecil banget, sehingga untuk kemudahan sehari-hari sama dengan nol, dan kita boleh saja menganggap energi yang mengalir di rumah kita yang menyalakan lampu, TV, kulkas, mesin cuci, pompa air, dsb. adalah kontinyu. Selama ini kita tak punya keraguan bahwa udara, air dan semua benda yang bisa kita raba adalah kontinyu.
Secara singkat, fisika kuantum menyatakan bahwa semua partikel (molekul, atau atom, dan semua yang lebih kecil) selalu bergerak, dan gerakannya acak, memancarkan atau menyerap energi secara paket (kuantum). Makin tinggi suhunya, makin cepat gerakannya. Pada gas, gerak yang lebih cepat ini menyebabkan kenaikan tekanan. Pada zat cair, pemanasan menyebabkan sebagian atom memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan diri dari ikatan cairan dan menjadi gas (menguap). Pada zat padat, pemanasan menyebabkan ikatan padat melemah sehingga mencair.
Kata kuantum dalam KBBI (ku·an·tum n 1 banyaknya (jumlah) sesuatu; 2 bagian dr energi yg tidak dapat dibagi lagi) sama sekali tidak menggambarkan apa yang dimaksudkan dengan kuantum dalam fisika. Maknanya tercatum dalam entri zarah (za·rahn 1 butir (materi) yg halus sekali; partikel;).
Dalam fisika kuantum, radiasi adalah zarah. Hanya saja, zarahnya dibagi lagi. Zarah yang bisa menempati suatu titik secara bersama-sama, disebut boson. Zarah yang individualis, tidak mau bersama-sama, disebut fermion. Tapi, gabungan fermion berjumlah genap jadi boson, sedangkan gabungan boson tetap boson. Tambah aneh saja.
Pada tahun 1913 Niels Bohr mengungkapkan konsep atom sebagai inti atom yang dikelilingi sejumlah elektron pada orbitnya, seperti matahari dikelilingi oleh satelit-satelitnya. Orbit yang berbeda memiliki tingkat energi yang berbeda. Elektron dapat melompat dari satu orbit ke orbit yang lain berdasarkan energi yang dilepas atau di terima. Photon adalah boson. Photon adalah zarah cahaya, kuantum cahaya, paket cahaya.
Peristiwa fisika kuantum tak terasa telah menyerbu kehidupan kita. Fisika kuantum telah memungkinkan berkembangnya teknologi elektronika dan komunikasi. Sensasi warna adalah peristiwa fisika kuantum. Bersyukurlah kalau anda tidak buta warna.
Gambaran yang diberikan oleh Bohr mengenai atom tidak sepenuhnya benar. Erwin Schrodinger menyusun teori mengenai mekanisme atom, sehingga teorinya disebut mekanika kuantum, dan menjelaskan bahwa elektron tidak mengorbit secara teratur di sekeliling inti atom. Elektron memenuhi ruang disekitar inti atom dengan probabilitas keberadaannya. Probabilitas ini berbentuk awan atau kabut yang menyelimuti inti atom.
Tunneling, adalah fenomena dimana sesuatu menyebrangi penghalang, padahal energi yang dimilikinya tidak cukup untuk memanjat penghalang untuk menyebranginya. Benda yang mengalami tunneling tidak memanjat, tetapi menembus dinding penghalang itu untuk sampai ke seberang, seperti hantu. Tunneling diijinkan terjadi oleh fisika kuantum, dimana posisi sesuatu adalah probabilitas, dan probabilitas keberadaan sesuatu di seberang tembok tidaklah nol.
Saya tidak pernah mengalami mobil yang sudah dimasukkan garasi tiba-tiba ditemukan di luar. Sekalipun teori kuantum menyatakan kemungkinannya (probabilitasnya) tidak nol. Lagian, mobil bukan zarah.
Probabilitas memang konsep yang bisa ditafsirkan bermacam-macam. Dalam konteks ini, probabilitas adalah pola yang muncul bila data atau peristiwa yang terjadi berjumlah banyak.
Salah satu prinsip penting dalam fisika kuantum adalah: Aliran energi itu tidak kontinyu, namun berbentuk kuantum atau paket. Implikasinya, perubahan energi juga begitu, dalam bentuk paket. Perubahan merupakan kelipatan dari paket yang terkecil. Kelipatan terkecil itu dulu disebut quantum of action, nilainya 6.62606957×10−34 Joule detik. Sekarang bilangan ini disebut konstanta Planck. Planck berharap penjelasannya yang aneh ini akan segera diperbaiki oleh para peneliti lain. Tetapi Einstein malah memberikan konfirmasi dalam teori fotoelektrik, bahwa radiasi memang berbentuk paket atau kuantum. Teori fotoelektrik memberi Einstein hadiah Nobel.
Konstanta Planck sekarang sudah menjadi bahan praktikum fisika. Praktikan diminta menghitung konstanta Planck dengan peralatan yang sekarang sudah dianggap sederhana: sejumlah Lampu berbagai warna, catu daya, resistor, voltmeter, spektrometer. Rumusnya: E=eVo=hc/λ.
Konstanta Planck bila ditulis dalam desimal akan menjadi 0,00…06626, dengan 33 buah nol di belakang koma sebelum angka 6. Kecil banget, sehingga untuk kemudahan sehari-hari sama dengan nol, dan kita boleh saja menganggap energi yang mengalir di rumah kita yang menyalakan lampu, TV, kulkas, mesin cuci, pompa air, dsb. adalah kontinyu. Selama ini kita tak punya keraguan bahwa udara, air dan semua benda yang bisa kita raba adalah kontinyu.
Secara singkat, fisika kuantum menyatakan bahwa semua partikel (molekul, atau atom, dan semua yang lebih kecil) selalu bergerak, dan gerakannya acak, memancarkan atau menyerap energi secara paket (kuantum). Makin tinggi suhunya, makin cepat gerakannya. Pada gas, gerak yang lebih cepat ini menyebabkan kenaikan tekanan. Pada zat cair, pemanasan menyebabkan sebagian atom memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan diri dari ikatan cairan dan menjadi gas (menguap). Pada zat padat, pemanasan menyebabkan ikatan padat melemah sehingga mencair.
0 komentar:
Posting Komentar