OLEH: KOMANG SUARDIKA ( )

Transkripsi

1 OLEH: KOMANG SUARDIKA (9334) JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULAS MAEMAIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM UNIVERSIAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA

2 RADIASI ENDA HIAM Salah satu pybab lahirya fisia uatum aalah itmuaya bbrapa gjala paa raiasi ba hitam. Gjala raiasi ba hitam sagat braita ga raiasi trmal. Raiasi trmal aalah raiasi yag ipaara olh suatu ba aibat tmpraturya. Stiap ba slalu mmaara raiasi trmal ligugaya a brsamaa itu juga myrap raiasi trmal ari ligugaya. Laju pmaara a pyrapa trsbut ta harus sama. Jia mula-mula tmpratur ba lbih tiggi aripaa tmpratur ligugaya, laju pmaara ba itu mlbihi laju pyrapaya shigga ba trsbut mjai igi. Jia suah iapai stimbaga trmal ga ligugaya, laju pmaaraya slalu sama ga laju pyrapaya. Raiasi trmal paa umumya trbtag alam btu sptrum, yaitu triri atas srta glombag ga brbagai frusi, atau pajag glombag. Sptrum trsbut apat brupa sptrum otiu atau sptrum garis. Sptrum yag ihasila olh raiasi trmal ba paat a air brupa sptrum otiu, saga yag ihasila olh gas brupa sptrum garis. Slai itu, sptrum trmal juga brgatug paa tmpratur a pyusu ba ttapi sptrum yag ihasila olh ba hitam haya brgatug paa tmpratur artiya paa tmpratur sama, smua ba hitam mmaara raiasi trmal ga sptrum yag sama. a hitam aalah ba yag apat myrap sluruh raiasi yag mgaiya. Ciri ari ba hitam yaitu trapat lubag il i iig ba brogga. Raiasi yag masu rogga mlalui lubag tia apat luar lagi ga sgra ara tia mmasui rogga, ia ipatula brali-ali olh iig rogga sblum ahirya mmua lubag a lpas luar. Gambar Lubag il i prmuaa ba paas brogga myrap smua raiasi yag mgaiya. Lubag brprilau sbagai ba hitam.

3 rasara gambar i atas, apat iyataa bahwa smaia il uura lubag smai il pula pluag raiasi apat luar. Jia lubag ibuat smiia il shigga sluruh raiasi yag masu tia apat luar lagi maa lubag tai iataa myrap sluruh raiasi yag mgaiya. Dga miia lubag trsbut brprilau sbagai ba hitam. Jia raiasi luar mlwatiya, asalya ari alam rogga itu siri, bua ari patula. Utu mghasila raiasi, iig rogga ipaasi shigga mmaara raiasi alam rogga. Raiasi ii slajutya lpas luar rogga mlwati lubag. Kara lubag tlah brprilau sbagai ba hitam, maa raiasi yag mlwatiya apat iguaa sbagai sampl raiasi yag ial. Rayligh- Jas moba mjlasa pristiwa trsbut ga tori fisia lasi amu mgalami gagala. Murut Rayligh-Jas rgi rata-rata tiap ragam glombag ltromagti yag ipaara olh ba hitam aalah otiu a brgatug paa tmpratur. Ergi rata-rata tiap ragam trsbut ihitug brasara statistia oltzma yag myataa bahwa sjumlah bsar titas fisis sjis yag trbaa a braa paa stimbaga trmal paa tmpratur, frasi titas fisis yag mmilii rgi sbaig ga fator oltzma xp (- / ). rasara statistia oltzma, rgi rata-rata tiap ragam sbsar P P.() Dga P( ) myata fugsi istribusi oltzma Itgrasi prsamaa () yaitu sbagai briut. Kara apat itulis sbagai briut. = maa shigga prsamaa ()..() Slajutya, ara maa prsamaa () mjai 3

4 ...(3) Pross prhituga trsbut tia ssuai ga ata sprim, hususya paa frusi tiggi. Jia fugsi istribusi rapat rgi sptral ilambagi v v maa v myataa rgi trmal pr satua volum rogga yag brtmpratur a isumbaga olh ompo sptrum yag brfrusi ari v + v+v. Jia ilai N isubstitusia prsamaa rapat rgi sptrum, V 8V 3 ga N, maa 8 =..(4) 3 Hasil trsbut tia ssuai ga ata sprim. Data sprim mujua bahwa utu frusi sagat tiggi, a Jas, v brilai ta brhigga. v brilai ol, saga murut tori Rayligh ori Rayligh-Jas Esprim Gambar Kssuaia tori Rayligh-Jas ga ata sprim haya paa frusi rah Kgagala Ryligh-Jas mgatara Pla utu mrumusa tori yag bar. Pla mgajua hipotsis bahwa rgi tiap ragam tialah brupa sbarag ilai ari ol sampai ta brhigga, mlaia harus mrupaa salah satu ari srta ilai isrit yag trpisah sara sragam ga itrval haruslah salah satu ari,. Jai rgi tiap ragam,, 3,. ga =,,3 Utu mghasila rgi rata-rata yag brgatug paa frusi maa harus brbaig lurus trhaap v. Ksbaiga ii apat iubah mjai samaa ga mgajua suatu bsara yag brimsia rgi ali watu sbagai fator sbaigaya. Jia ttapa sbaiga itu i bri simbol h maa rgi tiap ragam haruslah salah satu ari ilai =,,,3..(5) 4

5 Kara rgi tiap ragam tia brsifat otiu, maa prhituga rgi rata-rata ilaua ga pjumlaha biasa yaitu sbagai briut..(6) Dga prsamaa (6) mjai:. Kara Dari hubuga = + iprolh hubuga =, maa 3..., maa.....(7) a +..,...(8) (9) Substitusi prsamaa (8) a (9) prsamaa (7) shigga iprolh Kara (), maa () Dari prhituga i atas apat iamati ilai limit paa v a paa v ga mgguaa aiah L Hospital sbagai briut. lim lim v v lim v lim lim v v lim v h h h h,a rasara prhituga trsbut, maa rumusa ilai rgi rata-rata tiap ragam glombag tai mmuhi harapa Pla, yaitu paa frusi rah brilai a paa frusi tiggi brilai ol. Slajutya substitusi prsamaa () alam 5

6 N iprolh rapat rgi prsatua volum rogga paa tmpratur V yag ihasila olh ragam glombag yag brfrusi atara v + v sbagai briut. v 8 v v 3 v.() Prsamaa () mujua bahwa paa tmpratur trttu, rapat rgi raiasi muju ol jia frusiya muju ta higga. Ii ssuai ga ata sprim. Kssuaia ga sluruh ata sprim ilaua ga mmilih ilai h yag bsarya h= 6,634 x -34 yag srig isbut ttapa Pla. Jia iyataa alam mlalui hubuga v, maa iprolh 8h v 5 h ( ) EFEK FOOLISRIK Ef fotolistri aalah luarya ltro-ltro ari prmuaa logam tia logam trsbut iai sbras ahaya. Eltro yag luar isbut ltro foto. Ef fotolistri itmua prtama ali olh Hrtz. Ef ii tia apat ijlasa jia ahaya ipaag sbagai glombag. Ef ii brhasil ijlasa ga bai olh Eisti paa tahu 95 ga mmaag ahaya sbagai pat-pat rgi yag isbut ga foto, sprti yag imuaa olh tori Pla. Jia bras ahaya yag mgai prmuaa logam mmilii frusi maa rgi tiap foto ahaya aalah h. Eltro-ltro i at prmuaa logam triat alam strutur atom. sar rgi iata ii brgatug paa jis logam, a isbut sbagai rgi ambag atau fugsi rja logam (ibri otasi W ). Sbagai otoh, rgi ambag logam sg aalah 4,3 V a logam alumiium aalah 4,8 V. Jia rgi h ari foto ahaya atag lbih il aripaa rgi ambag logam (h < W ) maa ltro-ltro tia aa luar ari prmuaa logam, brapapu itsitas ahaya yag ibria. tapi ga mggati ga ahaya yag frusiya lbih tiggi atau mggati ga logam yag rgi ambagya lbih il, smiia shigga rgi foto lbih bsar aripaa rgi ambag (h > W ) aa mybaba ltro-ltro luar ari prmuaa logam walaupu itsitas ahaya il. Jia h > W barulah itsiat ahaya aa mtua 6

7 jumlah ltro yag luar ari prmuaa logam. Mai bsar itsitas ahaya mai baya foto yag brtumbua ga ltro-ltro at prmuaa. Sbagai hasilya mai baya ltro yag luar ari prmuaa logam. Satu foto haya apat mgluara satu ltro. Utu ltro yag sagat at ga prmuaa logam maa bgitu ltro itu bbas ari iataya, ltro bbas ii sgra luar ga aaa sprti ii mmilii rgi iti masimum. sar rgi iti masimum (ibri lambag E m ) sama ga slisih atara rgi foto h ga rgi ambag W, sprti itujua paa iagram rgi alam f fotolistri briut. E foto h EK ltro mv W h rasara gambar i atas, maa prsamaa-prsamaa yag brlau paa f fotolistri aalah sbagai briut. E m mv mv h W m m h h h h Dga m = massa ltro (g), v m = lajua masimum ltro luar ari prmuaa (m/s), = frusi foto ahaya (Hz), = pajag glombag foto (m), = frusi ambag logam, = pajag glombag ambag logam. Utu mguur f fotolistri sara uatitatif iguaa alat yag isbut sl fotolistri, yaitu mrupaa sbuah tabug hampa uara, sprti itujua paa gambar briut. 7

8 K Cahaya mooromatis A ltro A abug aa vaum V miroampr mtr Rhostat + - atrai Gambar ragaia sprim utu mguur rgi iti masimum ltro foto. Di alam tabug ipasag ato ari lmpg logam yag aa isliii f fotolistriya a ao brupa batag awat. Dalam hubuga biasa, ato ihubuga utub gatif a ao utub positif batrai. Dalam hubuga sprti ii, ltroltro yag luar ari ato ga muah israp olh ao. Eltro-ltro yag luar ari ato brmuata gatif saga ao awat brmuata positif shigga ltro bbas itari olh ao. Utu mguur rgi iti masimum E Km ltro foto, ihubuga utub-utub batrai ibali ari biasaya, yaitu ato ihubuga utub positif a ao utub gatif. Hubuga sprti ii mybaba ltro foto yag tlah luar ari prmuaa ato iorog mbali ato, ltro brmuata gatif a ao juga brmuata gatif shigga ltro foto itola olh ao ara uaya brmuata sjis. Haya ltro foto ga rgi iti trttulah yag apat mapai ao. Dga mgatur tgaga gatif atara ao a ato ga mggsr-gsr ota Rhostat apat iusahaa ltro foto ga rgi iti palig bsarpu haya bisa mapai tmpat yag at sali ga ao a brhti i saa. Dalam aaa ii tgaga atara ao a ato isbut tgaga pghti (ibri lambag V ). Kaaa ii apat itsi ari arus paa miroamprmtr A turu tpat mujua ol. Dga miia rgi iti masimum ltro foto aalah sama ga rgi potsial listri yaitu sbsar E Km = V. Dga = muata ltro =,6-9 C a V (alam volt) isbut potsial hti (stoppig pottial). 8

9 EFEK COMPON Paa tahu 93 A.H. Compto mlaua sprim ga mgamati hambura siar-x olh suatu baha grafit, tia ia mmbaa siar-x mooromati paa grafit trsbut, a itmua bahwa siar-x yag trhambur mmpuyai pajag glombag lbih bsar ari siar-x asliya. Compto myimpula bahwa f ii apat ipahami sbagai btura atar foto-foto ga ltro-ltro, ga foto brprilau sbagai partil. foto atag E h p h E m p ltro targt ltro hambur o foto hambur E h h p E P P m 4 p Gambar i atas mujua foto siar-x mumbu ltro yag mula-mula alam aaa iam trhaap sistm ooriat laboratorium a muia mgalami hambura ari arahya smula saga ltroya mrima impuls a mulai brgra. Itulah sprim yag ilaua olh Compto ga malila bahwa siar x yag masu bualah sbuah glombag ttapi mrupaa umpula foto yag brrgi E h a bahwa foto-foto ii mgalami tumbua yag myrupai tumbua bola bilyar ga ltro-ltro bbas i alam blo pghambur trsbut. Dalam tumbua ii foto apat ipaag sbagai prtil yag hilaga sjumlah rgi yag bsarya sama ga rgi iti K yag itrima olh ltro, walaupu sbarya ita mgamati ua foto yag brba. Jia foto yag smula mmpuyai frusi, maa foto hambur mmpuyai frusi yag lbih rah yai shigga: Khilaga rgi foto = Ergi yag itrima ltro h h K (a) momtum partil ta brmassa braita ga rgi murut rumus, 9

10 E = p Shigga momtumya aalah E h p () Di maa rgi fotoya aalah h. Momtum tia sprti rgi, ttapi mrupaa uatitas vtor yag mmpuyai arah a bsara. Dalam tumbua, momtum harus al alam masigmasig sumbu ari ua sumbu yag salig tga lurus. (ila lbih ari ua ba yag brtumbua, ttu saja momtum harus al paa masig-masig sumbu ari tiga sumbu yag salig tga lurus). Arah yag ipilih i sii ialah arah foto smula a satu lagi tga lurus paa biag yag mgaug ltro a foto hambur. Momtum foto smula ialah (b) h h, momtum foto hambur ialah, a momtum ltro awal, momtum ltro ahir sara brturut-turut aalah a p. Dalam arah foto smula, Momtum awal = momtum ahir h Da tga lurus paa arah ii. h = os pos () Momtum awal = momtum ahir h = si psi () Suut myataa suut atara arah mula-mula a arah foto hambur, a aalah suut atara arah foto mula a arah ltro yag trtumbu. Utu mari prubaha pajag glombag sbagai fugsi suut hambur, apat ilaua ga mgalia prsamaa () a () ga a mulisaya mbali sbagai briut: p os h h os psi h si Dga mguarata masig-masig prsamaa ii a mambahaya, suut apat ilimiasi, shigga prsamaaya mjai p ( h) ( h)( h )os ( h ) (f) Kmuia samaa ua rumus utu rgi total partil

11 E K mo 4 E m p o Shigga prsamaa i atas mjai: ( K m ) p o K m o m o 4 p K Kara K h h maa p ( h) ( h)( h ) ( h ) mo ( h h ) (g) Subtitusia harga utu p ii alam prsamaa (f), ahirya iprolh m o ( h h ) ( h)( h )( os ) (h) Hubuga ii aa lbih srhaa jia iyataa alam pajag glombag sbagai pggati frusi. Prsamaa (h) ibagi ga h, m o ( os), Kara h a m o h os Jai f ompto irumusa sbagai briut: h mo ( os), maa: Gjala ii mujua buti uat yag muug tori uatum raiasi, i maa mmbria prubaha pajag glombag yag iharapa trjai utu foto yag trhambur ga suut olh partil yag brmassa iam m o, a prbaa ii tia brgatug ari pajag glombag foto atag λ. Pajag glombag Compto irumusa h m (j) o λ isbut pajag glombag Compto ari partil trhambur. Utu ltro bsarya aalah λ =,46 x - m, ga,46 pm( pm = piomtr = - m). Dalam λ prsamaa (j) mjai ( os ) () Dari prsamaa ii apat ilihat bahwa prubaha pajag glombag trbsar yag apat trjai ialah paa 8, tia itu prubaha pajag glombag mjai ua ali pajag glombag Compto λ. Kara pajag glombag Compto utu ltro ialah λ =,46 pm, a lbih il lagi utu partil yag lai ara massaya (i)

12 lbih bsar, maa prubaha pajag glombag masimum alam f Compto aalah 4,85 pm. Prubaha sbsar itu atau lbih il lagi haya bisa tramati utu siar-x ara prgsra pajag glombag ahaya tampa urag ari, prs ari pajag glombag awal saga utu siar-x ga λ =, m, bsara itu mjai bbrapa prs. Prgsra pajag glombag ii haya brgatug paa suut hambura, a ta brgatug ari rgi foto yag atag. Compto mmbutia hubuga toritisya ii sara sprim mlalui hambura siar-x (, 7 Å) ari baha grafit. Ergi siar-x (,8 x 4 V) aalah bbrapa or lbih bsar ari paa rgi iat ltro-ltro arbo trluar, shigga ga mmprlaua ltroltro ii sbagai partil bbas mrupaa suatu hampira yag bai. riut aalah hasil sprimya yag mujua prgsra pajag glombag sbagai briut: Dari hasil sprim apat itahui bahwa hasil sprim Compto mujua prgsra pajag glombag yag iramala sprti paa prsamaa briut h mo ( os), ari prsamaa ii iaggap bahwa partil hambur apat brgra bbas, ara baya ltro alam matri triat lmah paa atom iuya. Namu aa ltro laiya yag triat uat a jia ltro ii itumbu olh sbuah foto sluruh atom brgra, bua haya ltro tuggalya. Dalam jaia sprti ii bsarya m o yag iguaa paa prsamaa i atas ialah massa sluruh atom yag bsarya bbrapa puluh ribu ali bsar ari massa ltro, shigga hasil prgsra Comptoya smiia il shigga tia trtsi.

13 DAFAR PUSAKA isr, A.99.Kosp Fisia Mor. Eisi -4, taa -. Jaarta: Erlagga. Halliay, Rsi Fisia Jili. Eisi -3. Jaarta: Erlagga Kusmiarto.99.Poo-Poo Fisia Mor. Yogyaarta: Faultas Matmatia a Ilmu Pgtahua Alam Uivrsitas Gajah Maa. Sutopo. 3. Pgatar Fisia Kuatum. Malag: Uivrsitas Ngri Malag