semesteran sejfisku

Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie
1924

BIOGRAFI

Ilmuan ini terlahir dengan nama ‘ LOUIS VICTOR PIERRE RAYMOND DE BROGLIE ‘ pada tanggal 15 Agustus 1892 di Dieppe,Prancis. Dan meninggal pada usia 94 tahun pada bulan Maret 1986. Atom untuk perdamaian, Pada 1945, Louis dan kakaknya Maurice diangkat sebagai anggota dewan Komisi Tinggi Tenaga Atom Perancis. Mereka menaruh perhatian besar pada pengembangan tenaga atom untuk tujuan damai dan mempererat pertalian antara ilmu dan industri. Hingga akhir hidupnya Maret 1986 diusia 94 tahun , Louis de Broglie menjabat sebagai sekretaris tetap pada Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis. Dalam jabatannya ini ia tetap mendesak badan tersebut mempertimbangkan secara mendalam berbagai akibat berbahaya dari ledakan bom hidrogen (termonuklir).

Latar belakang

n Kegagalan fisika klasik bahwa elektron tidak dapat bergerak kesegala arah

n Menurut Planck (1901) bahwa tenaga gelombang elektromagnet dipancarkan dan diserap bahan bentuk catu tenaga (diskrit) yang sebanding dengan frekuensi gelombang (gelombang adalah partikel)

n Menurut enstein dengan pembuktian terbebaskannya elektron bila disinari cahaya (gelombang elektromagnet) yang memiliki foton

n Teori tentang difraksi sinar-X dikembangkan oleh Sir william H.Bragg 1913. Percobaan difraksi electron. Percobaan pertama untuk mengamati difraksi electron di lakukan oleh C.J. Davisson & L.H Germer Bell Telepon Laboratories. 1897, J.J Thomas (1856-1940) arus dibentuk dari bentuk partikel-partikel ini dapat disimpangkan oleh sebuah medan magnet. Nilai banding muatan terhadap massa elemen dapat diukur. Niels Bohr Dualisme gelombang dari partikel cahaya bahwa ciri mirip gelombang dan ciri mirip partikel bersifat saling terpisah, eksklusif, dan merupakan aspek komplementer cahaya

II. Metode Ilmiah
Metode yang digunakan oleh Louis De Broglie ini adalah metode pemikiran/studi kasus. Dengan sikap yang berani mengungkapkan partikel adalah gelombang tanpa adanya pembuktian secara eksperimen.

Perencanaan Percobaan (oleh Davidson dan Germer)

Perencanaan Percobaan

	elektron

θ

			Bidang Bragg

			Kristal Ni
	partikel

n electron

Mengumpulkan data

Menurut Bohr, elektron menyerap energi dan melepaskannya dalam bentuk cahaya

Magnitudo dari momentum sudut l elektron merupakan kelipatan bulat dari

Syarat Bohr (1) adalah I =n ħ ma2w = n ħ n=1,2,..

Hipotesis Planck dapat difarafrasekan bahwa radiasi dengan frekuensi bersifat seperti suatu aliran partikel (foton) dengan energi E = ħw

yang dapat dipancarakan atau diserap oleh materi.

nHubungan relativistik antara energi dan momentum adalah E2/c2=p2 + m2c2

n yang berarti bahwa untuk foton m = 0

nP = E/c Persamaan ini secara jelas menunjukkan hubungan antara parameter partikel (E, P) dari foton dan parameter gelombang ( w, k).

P = ħk = hk/2П =h/ λ

nFoton yang dirumuskan enstein bahwa terbebaskannya elektron oleh (foton) dalam bentuk gelombang.

nmc2 = h f

nHukum difraksi Bragg = n λ = 2 d sin θ

n

n Dirumuskan Enstein dengan ;

n E = h f

n P = m.v

n E = mc2

n Ternyata menurut einsten semulanya gelombang dapat dianggap partikel

Menganalisa
H. difraksi Bragg

Max Vonlaue, 1912, menyarankan bahwa karena susunan atom-atom dalam kristal beraturan, maka kristal dapat dipakai sebagai kisi-kisi difraksi sinar –X. sinar –X adalah radiasi elektromaknetik yang panjang gelombang sekitar 1 Ǻ, orde ukuran yang sama dengan jarak antara atom dalam sebuah kristal khas.

Teori tentang difraksi sinar-X dikembangkan oleh Sir william H.Bragg 1913. Bragg memperlihatkan bahwa sebuah bidang susunan atom. atom dalam sebuah kristal, disebut bidang Bragg, akan memantulkan radiasi tepat seperti cahaya yang dipantulkan dari sebuah bidang cermin.

Jika kita tinjau radiasi yang dipantulkan bidang-bidang Bragg berurutan yang sejajar yang jarak antara d₁ maka dari gambar tampak bahwa adalah mungkin bagai berkas-berkas yang terpantul.

			d2 = D sin θ/2

Dari tiap-tiap bidang berinterferensi konstruktif sehingga menghasilkan berkas terpantul yang berintensitasi tinggi. Persyaratan interferensi konstruktif adalah bahwa selisih jumlah antara kedua sinar, yakni 2 d sin θ , harus sama dengan kelipatan bulat panjang gelombang, dengan demikian memberikan hukum Bragg : n = 2 d sin θ.

Jika n dan θ, diketahui, berkas datang dapat ditentukan dengan mengukur sudut hamburan 2 θ, antara berkas transimisi dan yang terdifraksi.

Dalam seberang kristal, kebanyakan partikel bidang Bragg yang berbeda, jaraknya sendiri-sendiri dapat dibentuk dengan mengiris kristal dalam berbagai cara. Tiap-tiap partikel ini dapat menghasilkan difraksi. Oleh karena itu, jika sebuah berkas sinar-X dilewatkan melalui kristal-kristal yang diarahkan secara acak, seperti dalam contoh bahan bubuk / suatu lembaran tipis. Suatu lingkaran tertentu akan bertalian dengan suatu orde tertentu oleh suatu partikel bidang yang tertentu pula. Sudut hamburan θ, jarak antara atom D, dari gambar , tampak bahwa + = 90 ⁰

Sehingga : sin = cos

Bahwa jarak d, antara bidang Bragg adalah d = D sin Mensubtitusikan hubungan Bragg 2 d sin = n dengan rumus setengah sudut (half-ongle),

2 sin cos = sin

kita peroleh D sin = n

(n = 1 kita ambil, maka diperoleh)

(2,15Å sin 50,0 ⁰ = 1 ), = 1,65 Å

Menarik Kesimpulan
Sifat-sifat kuantum yang akan tampak sebagai sesuatu yang alamiah adalah
Aspek partikel dari radiasi-foton (Planck)
Aspek gelombang dari partikel (de Broglie)
Beberapa peubah fisis yang memiliki nilai diskret, misalnya tingkatan energi dalam atom hidrogen (Bohr).
Jadi sebuah elektron dengan energi dan momentum tertentu memilki gelombang de Broglie

III. Proses Ilmiah

Observasi

Efek fotolistrik hamburan compton, eksperimen interfererensi & difraksi diketahui bahwa elektromagnetik sebagai gelombang klasik. aspek partikel dan aspek gelombang dari radiasi harus berlaku pula terhadap elektron.

Hamburan compton

n hamburan gelombang sinar x

Hamburan partikel

Menginterpretasi
Tafsiran probabilitas gelombang de Brooglie

Tafsiran probabilitas untuk radiasi elektromagnetik. Pola interferensi dalam percobaan 2 celah. Gambaran gelombang intesitas, I (energi persatuan luar plersatuan waktu) di sebuah titik pada layar diberikan oleh I = Є_o c²

Dengan adalah besar medan listrik disebuah titik tertentu. ₀ permitifitas ruang hampa, dan c kecepatan cahaya, sedangkan dalam gambar foton, itensitas.

I = hvN

Dengan hv adalah energi per foton dan N fluks foton ( jumlah foton persatuan luas persatuan waktu), yang menumbuk titik-titik pada layar.

Foton tunggal menumbuk layar, sehingga menghasilkan suatu kerlipan tunggal. Karena pola akhir pita-pita terang & gelap saling-silang, maka suatu foton tunggal sembarang mempunyai probabilitas untuk mendapatkan sebuah foton di dekat titik tersebut, karena I = Є_o c² = hvN, bahwa n ² . Oleh karena itu, dari segi tapsiran kuantum terhadap elektromagnetik, besarnya mengalami geseran (bergelombang), sebut saja pita listrik , adalah fungsi yang keduanya memberikan probalitas untuk mendapatkan sebuah foton pada suatu tempat titik.

Tapsiran probalitas materi

Pola interfensi yang dibahas di atas dapat dihasilkan dengan gelombang partikel sehingga dualisme golombang partikel materi dengan gelombang electron, besaran yang bergetar (bergelombang ) = adalah fungsi gelombang yang kuadratnya memberikan probalitas untuk mendapatkan sebuah elektron pada suatu tempat. Untuk mendamaikan gambaran gelombang dan partisi materi, membuang gagasan bahwa kedudukan sebuah partikel materi dapat ditentukan secara pasti. Sebagai gantinya, kita hanya berbicara tentang probalitas untuk mendapatkan sebuah partikel pada suatu tempat dan waktu tertentu.

Fungsi gelombang dinyatakan , untuk foton, gelombang de Broglie dinyatakan adalah gelombang elektromagnet, tetapi untuk electron atau materi lainya adalah suatu gelombang de Broglie.

Mengaplikasi

Jika objek-objek materi melewati suatu celah yang lebarnya sekitar panjang gelombangnya, maka materi itu akan mengalami difraksi seperti yang diperlihatkan foton-foton pada eksperimen celah-tunggal. Tampak bahwa ruas kiri persamaan-persamaan ini menyangkut aspek gelombang foton (f, ), pada ruas kanan muncul aspek partikelnya (energi, momentum). mempostulatkan bahwa sebuah objek materi akan memeliki panjang gelombang yang di berikan oleh =

Pelaksanaan Percobaan
Percobaan difraksi electron
Percobaan pertama untuk mengamati difraksi electron di lakukan oleh C.J. Davisson & L.H Germer Bell Telepon Laboratories. Mereka mengarahkan sebuah berkas electron 54 eV pada sebuah kristal tunggal logam nikel, yang jarak antara atomnya diketahui dari pengukuran difraksi sinar–X sebesar 2,15 Å, kemudian mereka mengukur interfase electron yang terhambur akan turun secara monoton dengan sudut hamburan, dengan tak adanya difraksi yang besar dari electron yang datang dari sebarang sudut titik. Ternyata, mereka mendapatkan bahwa terdapat suatu puncak menyolok dalam intesitas oleh dtektor electron dalam sudut hamburan 50^o.

Hamburan tertinggi

			HAMBURAN ELEKTRON

Pengajuan Pertanyaan

n Bagaimana electron, apabila mengalami hamburan, berperilku seperti bola bilyar klasik, sehingga kita cenderung mempercayai bahwa dengan semacam tang yang sangat halus kita akan dapat memungut sebuah electron. Jika electron adalah sebuah gelombang, maka kita sama sekali tidak dapat melakukan hal tersebut, bayangkanlah anda memegang gelombang bunyi atau gelombang air!

IV. Produk Ilmiah
Fakta
Jika kita menerangi suatu benda dengan cahaya, jika dalam cahaya terdapat foton dan pada benda terdapat elektron. Foton akan menumbuk elektron dan akan terpantul ke arah lain. Pasti akan terjadi perubahan baik posisi maupun momentum keduanya. Perubahan yang tepat terjadi tidak dapat di ramalkan.
Postulat
Sebuah objek materi akan memeliki panjang gelombang yang di berikan oleh ë = h / p= h/mv
Konsep
(panjang gelombang) ë, f (frekuensi) , v (kecepatan), Amplitudo, Intensitas energi (I), E (energi) & momentum (p), tegangan (V), elektron ( e = 1,6 x 10-9J), tetapan Planck h (6,34 x 10-34)
Prinsip
Materi mempunyai sifat gelombang.

n Teori

n λ = 2 d sin θ.

Panjang gelombang De Broglie untuk sebuah partikel bermomentum p adalah:

nE = h f, mc2 = hv / λ

n λ = h / p

V. Penerapan Dalam Teknologi

Membuka jalan ke berbagai temuan teknologi menakjubkan, seperti transistor dan laser, yang tidak diduga sebelumnya, dan atom untuk perdamaian

VI. Daftar Pustaka

Sumber : Kompas (8 Juli 1987)

www. Broglie. Com

Fisika modern

Beiser, Arthur. 1997. Konsep Fisika Modern. Bandung : pt. gelora kencana pratama

www. Mekanika kuantum. Com

SeJfisKu-Qeren