MODUL FISIK MODERN PERMULN TEORI KUNTUM O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd.. Radiasi Bda Hita Suatu bda jika dipaaska aka aarka radiasi E λ gobag ktroagtik dga rtag rkusi ag bar. Pgukura tradap radiasi rogga ubag ki dari bjaa trtutup ag dipaaka o ujukka bawa itsita radiasi bruba tradap rkusi radiasi. Jika tpratur bda aik, rkusi puak radiasi ag λ dipaarka juga brgsr aik. Suatu bda juga rap radiasi gobag ktroagtik ag gaia. Jika suatu bda rap suru radiasi gobag ktroagtik ag gaia aka bda trsbut disbut bda ita. Didig daa sbua rogga ag dipaaska juga aarka radiasi aui sbua ubag ki. Rogga ii wakii karaktristik bda ita. Variasi itsitas radiasi ag dipaarka E sbagai ugsi pajag gobag ditujukka daa gabar di sapig, ag trata apr irip dga kura distribusi kpata Maw. B. Distribusi Ergi Wi Wi Wi Dari kura distribusi rgi radiasi bda ita triat iai aa brgatug pada T. Jika T aik aka turu da sbaika, siggga prkaia.t rupaka ttapa. Prgsra puak kura distribusi itsitas saa tpratur bruba, didapatka rupaka ubuga piri ag dika sbagai oku prgsra Wi 89..T = kosta Dari tijaua sara trodiaik Wi gusuka sbua ubuga piri atara E da utuk suatu tpratur T, aitu: E T d T d adaa sbua ttapa da T adaa sbua ugsi prkaia.t. Hoku Sta Botza da oku prgsra Wi dapat dituruka aui oku distribusi Wi di atas. T E Ed d ; issa =. T d E T d ; Jika = aka =, = aka =. T T Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Itgra trttu d briai ttap kosta, aka E.T, diaa adaa ttapa Sta-Botza, ii adaa oku Sta- Botza. Jika prsaaa E T d T d didirsiaka tradap. de T de T T, pada aka 6 d d T watt T T ; E ; T Prsaaa di atas daa sbua ariab tugga dapat aa puai sbua sousi, o kara itu, T = ttap, ii adaa oku prgsra Wi. Btuk ugsi λt sbara tidak dapat dituruka dari trodiaika, o kara itu dipruka aggapa od ag ssuai utuk sst radiasi. Wi ta gusuka btuk ugsi λt didasarka pada bbrapa aggapa-aggapa ag ssuai dga kais paara da prapa radiasi, sigga uku Wi utuk krapata rgi radiasi bda ita aitu, a ud p b d T a da b ttapa sbarag utuk ookka dga data probaa. C. Distribusi Ergi Radiasi Raig-Jas Lord Raig da Sir Jas Jas Murut kaika kasik, rgi tota sbua osiator aroi iir aitu, E = E k + V = p k, ag puai drajat kbbasa. Murut uku kuipartisi rgi, rata-rata rgi asig-asig drajat kbbasa adaa, sigga rgi rata-rata osiator aitu E, k ttapa Botza. Utuk dapatka krapata rgi radiasi rogga pada suatu rkusi, kita arus ari jua osiator pr satua ou ag puai rkusi da gaikaa dga rata-rata rgi <E>. dapat diitug aui ptua jua od-od gtaragtara stasior ag dapat diksitasi daa kotak disi dga sarat batas ssuai, dt Missa pit diaa aka dt Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo dz d d, utuk gobag stasior pada ==z= da ==z=. Mgguaka tod pisaa ariab,,, z z z z z Maka ttap dz d d d z z z Kara suku/prsaaa kiri aa ugsi saja aka prsaaa kaa briai ttap. d d, diaa d d sousia B Si Dga sarat bbas pada =, aka iai B =, sigga Si Kara pada =, aka atau atau z Si Si Si z Si Si Si z aka biaga buat da ; ; biaga buat ; Diaa ; ; Dga, sigga Skupua iai-iai,, da ag ui prsaaa di atas ataka sbua od gtara kusus. Utuk gitug jua od-od gtara gobag stasior daa itra rkusi sapai dga +d, kita ataka iai-iai,, da daa diagra disi, dga sbagai subu, sbagai subu, sbagai subu z.
MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Kobiasi iai-iai,, da diataka sbagai sbua titik daa diagra ii ag koordiata,,. r r+dr Jadi jua od gtara atara da +d dapat dittuka dga gitug jua titik-titik atara dua igkara r da d r dr daa kuadrat prtaa. Kuadrat prtaa dipii kara da diaggap aa briai positi. Jua titik-titik trsbut N. d saa dga ou kuit boa pada kuadrat prtaa dibagi ou asig-asig satua kubus, aitu. d. dr d N d r 8 8. d V. d N d ; V Maka jua od-od gtara pr satua ou subug utuk rkusi atara da +d aitu, N d 8. d d ; agka diasukka kara radiasi gobag ktroagtik V di aa adaa trasrsa ag puai dua ara poarisasi. 8 d d, ag rupaka jua osiator pr satua ou radiasi ag dipaarka dga pajag gobag atara da d. Krapata rgi radiasi bda ita daa jagkaua aitu, 8 ud E d d 8 d d dika sbagai oku radiasi Raig-jas. u Itsitas radiasi ag dipaarka aitu, E u Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
D. Distribusi Ergi Radiasi Pak Ma Pak Ruus distribusi rgi radiasi bda ita ag dituruka Wi trata ook dga asi kspri aa pada rkusi tiggi, sdagka pada rkusi rda tidak ssuai. Sbaika ruus distribusi rgi radiasi bda ita Raig-Jas ook dga asi kspri aa pada rkusi rda, sdagka pada rkusi tiggi tidak ssuai. Ma Pak kudia MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. gajuka postuat brkaa dga gtara aaia osiator-osiator aroi iir ag brada daa kstibaga dga radiasi gobag troagt daa rogga, aitu sbua osiator dapat puai rgi diskrit ag kipata rgi kuatu, diaa adaa rkusi osiator, sigga rgi osiator dapat briai, =,,,. Pak juga gaggap bawa prubaa rgi osiator disbabka paara atau srapa radiasi, ag juga briai diskrit. Jua osiator-osiator daa sbua kadaa rgi dittuka o ugsi distribusi Maw- Botza isi N N p N p Utuk, N =N, sigga N adaa jua osiatorosiator daa kadaa groud. absorbsi Jua N uru sara ksposia tradap kaika rgi. Rata-rata rgi osiator aitu, E E E N N p p N N p p...... E sprti isika kasik ; jika < aka Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo, sigga Maka krapata rgi radiasi bda ita urut Pak aitu, 8 d 8 d u d E d E λ R-J Titik asi probaa Wi λ
u 8 d d MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Prsaaa di atas dika sbagai distribusi rgi Pak Jika, isa b ; 8 a, aka k a b Liud p ag ssuai oku Wi utuk rkusi tiggi. T Jika, 8 Liu d d ag ssuai oku Raig-Jas utuk rkusi rda. du Pada aka, sigga da, 96 d aka T,898. K, ag rupaka oku prgsra Wi.,96k Dari prsaaa u d 8 d didapat u d 8 aka krapata rgi tota radiasi ag dipaarka bda ita aitu, u 8 u d 8 k T u u 8 z z dz T d z ; isa z ; dz d ; ; d dz 6 u 8! 6,98. T 9 9 u 8 8 E,67. T ;,67. W k E.T ; ag ssuai dga oku Sta-Botza, atau u 8 d ; isa ; ; d d, aka d Progra Studi Pdidika Fisika 6 Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
u MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. 8 d ; jika ; 8πk T u =,67. 8 W K d = 8πk T π, ttapa Sta-Botza Fugsi gaa d d! d Fugsi Ria Zta p u E = Progra Studi Pdidika Fisika 7 Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo, p π k = T = σ.t E. Ek Fotoistrik Ek oto istrik prtaakai dituka o Hiri Hrtz 888 di jra. Ta diaati bawa sbua pat oga ktika disiari radiasi utraiot aka jadi bruata positi. Ii ditujukka dga brkuraga atau iaga uata gati dari prukaa pat oga trsbut. Partik-partik bruata ii kudia diidtiikasika sbagai ktro o P. Lard 899. Pristiwa trsbut dika dga k otoistrik da ktro ag dipaarka dika sbagai poto ktro. Praata utuk pajari k otoistrik triat pada gabar disapig. Katoda da aoda brupa oga da trtak didaa tabug gas apa udara. Ktika katoda K disiari aaa dga rkusi, ktroktro aka trotar kuar prukaa V oga K. Jika rgi aaa bi bsar dari rgi abag w oga K w, waaupu = ot, aka ttap tibu arus i. Ktika itsitas aaa datag ditigkatka, aka arus ag tibu juga igkatgbr.. Ktika rkusi aaa datig diuba-uba, trata arus istrik ag tibu tidak bruba ttap, iat gabar.. i λ >λ >λ i λ <λ <λ I I I
MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Jika subr tgaga dibaik, aka oga ag disiari aaa jadi tgaga positi. Tgaga positi ii aka arik ktro ag trotar dari prukaa oga. K Sigga ktika tgaga diaikka, aka V ktro-ktro ag sapai k K uru. kibata arus istrik turu taja uju pada tgaga kusus s ag saa utuk itsitas aaa datig brbda-bda gbr.a, diaa Vs disbut tgaga pgti. Utuk pajag gobag siar datag ag brbda-bda, ktika tgaga diaikka aka arus istrik aka turu uju o pada tgaga s ag brbda-bda gbr b da. a i b i s - s λ λ λ Ktika rkusi dituruka trus sapai suatu ktika tidak ada potara ktro dari oga ag disiari, waaupu itsitas aaa datag diaikka. Frkusi iiu utuk otarka ktro pada suatu oga disbut rkusi abag. Ksipua ag dapat diabi dari probaa k otoistrik:. rus otoistrik brgatug pada itsitas aaa datig da tidak brgatug pajag gobag aaa datig.. Kpata ktro ag trotar dari prukaa oga brgstug pada rkusi aaa datig da tidak brgatug pada itsitas aaa datig. Ek a ktro ag dipaarka igkat sara iir tradap rkusi aaa datig.. Potara atau paara ktro adaa spota, tidak ada sisi waktu atara aaa datig da potara ktro.. Trdapat rkusi abag atau rkusi iiu aaa datig agar ktro dapat trotar dari prukaa oga. Frkusi abag iaia brgatug jis atria ag diguaka. aisis. Pjasa Eisti ttag Ek Fotoistrik 9 Ia gaggap bawa kuatu rgi buka rupaka siat kusus ato-ato pada didig daa rogga osiator pak ttapi rupaka siat radiasi itu sdiri. Ergi aaa datig disrap oga daa btuk paqkt-pakt atau kuata ag disbut oto dga rgia E=. Sjua rgi dikdaki utuk itas atau wati prukaa oga adaa ttap utuk suatu oga trttu ag disbut ugsi krja otoistrik. Maki sdikit rgi Progra Studi Pdidika Fisika 8 Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. ag iag daa tubuka aka aki bsar rgi kitik ktro ag dipaarka, o kara itu Ek aksiu ag dipaarka ktro brubuga dga kiaga rgi o daa tubuka-tubuka. Kara prisip kkkaa rgi, rgi oto datig = ugsi krja otoistrik + rgi kitik aksiu ktro ag dipaarka. = W + Ek a.. Pross trjadia k otoistrik E k = E k E k a E d w E d w Ergi aaa datag diguaka utuk :. paska ktro ag trikat daa ato. Stiap oga puai iai W rgi abag trttu, aaa datig dga rgi < W aka ktro tidak aka trpas dari ato.. Mggrakka ktro uju prukaaa oga Ed, aki daa tak ktro aka aki bsar rgi ag dibutuka utuk uju prukaa.. Ergi grak kitik ktro sta dari prukaa oga, jika ktro brada di prukaa oga aka tidak dipruka rgi utuk uju prukaa, sigga rgi kitike k aka aksiu. Daa btuk prsaaa atatik: H = W + Ed + Ek, W = ugsi krja / rgi abag Jika ktro brada di prukaa aka Ed =, da = W + E k a, ii adaa prsaaa Eisti. Jika ktro brada jau dari prukaa, aka Ek =, = W + Ed. Jadi E k ktro ag diasika/diotarka pada pross otoistrik dapat briai o atau Ek a. Pada E k a aka: w a. s Da Ek a tidak brgatug itsitas aaa datag, = W+. s, atau = +. s s = tgaga pgti. Karaktristik k otoistrik ag tidak dapat dijaska o tori gobag ktroagtik EM. E k a ktro tidak brgatug itsitas siar datag, padaa urut tori gobag EM, E k aka igkat brsaaa igkata itsitas aaa datig.. Utuk asig-asig prukaa oga trdapat rkusi iiu ag jika < aka tidak trjadi isi otoktro, padaa urut tori gobag EM, paara isi ktro aka trjadi pada stiap rkusi ag datig. Progra Studi Pdidika Fisika 9 Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd.. Tidak trdapatsisi waktu atara siar datig dga paara ktro trjadi sara spota, sdag urut tori gobag EM, ktro ruka waktu utuk rap rgi aaa datag sbu trotar dari oga.. Kpata ktro ag trotar dari prukaa oga brgatug pada rkusi siar datag, sdag urut tori gobag EM, apapu rkusi aaa datag, ktro aka dipaarka jika pro ukup waktu utuk gupuka rgi ag dipruka utuk paara. F. Ek Copto Tau 9.H Copto dapat ujukka bawa ktika sbua siar- ookroatik diaburka o usur riga sprti karbo,radiasi abura trdiri dari dua kopo, ag prtaa bi dari radiai siar datag da ag kdua saa dga radiasi siar datag. Ia juga gaati bawa sisi atara atara siar- datag da trabur, igkat tradap sudut abura, pristiwa ii disbut k Copto. Sisi pajag gobag ii tidak brgatug siar datag da juga rupaka siat aai dari baa pgabur. Susua aat kspri utuk studi abura Copto sbagai brikut: T T = aoda obdu S = krista karbo C = krista daa sptrotr Bragg I = kaar/ruag ioisasi S θ I C Prosdur pgukura Radiasi siar- ookroatik K dari T uju krista karbo S, sta diaburka aui sudut ag diktaui au siar- trsbut diwatka aui sjua a/sit B, uju krista C daa sptrotr Bragg, diaa siar- didiraksika o krista C au asuk k ruag ioisasi I ag gukur itsitas siar- trdiraksi. Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
Dga gukur sudut diraksi diaa itsitas aksiu diaati, aka ugkika utuk tuka pajag gobag siar- ag diaburka o S pada suut trttu dari prsaaa Bragg. Copto gaati dua puak ag puai brbda daa radiasi trabur. Pada sudut abura 9 prtaa saa dga siar- ookroatik K obou aitu,79, sdagka kdua aitu puai =,7. Sisi kdua pajag gobag trsbut aitu, ag ssuai dga iai prituga dari prsaaa Copto. Puak itsitas pada =,7 disbabka abura Copto dari ktro ag diaggap bbas, kara rgi ikata daa ato ki jika dibadigka rgi oto siar- datag. Puak itsitas =,79 saa dga siar datag disbabka abura dari ktro trikat daa ato. Daa a ii otu roi ktro trpta diabio ksurua ato ag bi brat disbadig ktro, aka gasika prgsra pajag gobag ag sagat ki diabaika sigga oto trabur puai rgi da pajag gobag ag saa dga oto siar datag. C θ Dari uku kkkaa rgi, = + E k = + = + k-.i ; B k MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Misa oto rgi ubuk sbua ktro bbas daa kadaa dia. Foto trabur puai rgi da puai sudut θ dga oto awa. Sdagka ktro trpta roi btuk sudut dga oto awa. Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo i t s i t a s s i a r t r a b u r λ λ λ 9 λ λ =,79 λ =,7 λ =,7 λ =,79 λ
MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo Dari uku kkkaa otu,...... iii Si k Si Subu ii k Subu Motu ktro dia =, otu sbu = otu sta tubuka. Dari prsaaa i... kuadratka kdua sisi i k k k Dari prsaaa ii... k k Dari prsaaa iii... i k Si Si k Si Si Kuadratka prsaaa da i au juaka,... ii k Si k k Si Prsaaa i dikuragi prsaaa ii... iii
disbut pajag gobag Copto; MODUL FISIK MODERN =,Ǻ O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Ergi Kitik Ektro Roi E k... i Si Si ;. Si. Si. Si E k... atau Ek. Si. Si ra Ektro Roi Dari prsaaa ii da iii... i Si Si... ii Prsaaa ii dibagi prsaaa i dipro, Ta Si. Si Si. Si Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
Si Ta Si Si Cot Ta Si Si Cot Ta... iii MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd. Kgagaa tori kasik gobag EM jaska k Copto:. Itsitas radiasi siar datag rkusi aka babka ktro-ktro usur riga arbo brosiasi dga rkusi ag saa.. Osiasi-osiasi ktro ii kudia aka radiasika gobag EM dga rkusi ag saa da ara brbda.. Jadi urut tori gobag EM, siar- trabur sarusa puai saa sprti siar- datag. Dga gguaka tori kuatu Pak-Eisti, Copto buat ruusa tori ag didasarka pada postuat-postuat brikut:. Radiasi siar ookroatik dga rkusi trdiri dari aira oto-oto ag asig-asig rgia da otua.. Habura siar- o ato sbua usur adaa asi tubuka asti atara oto da ktro, sigga trdapat kkkaa rgi da otu. Ksipua dari asi kspri abura Copto:. radiasi ag diaburka pada stiap sudut θ sau bi bsar dari radiasi siar datag.. Sisi pajag gobag λ tidak brgatug siar- ag datag, da pada sudut ttap abura adaa saa utuk sua usur ag gadug ktro tidak trikatbbas pada kadaa dia.. Sisi pajag gobag λ igkat tradap sudut abura θ, da puai iai aksiu pada θ=8. Ktrbatasa-ktrbatasa Tori Copto:. Tori Copto tidak dapat jaska kbradaa siar- daa radiasi trabur ag puai λ saa dga radiai siar- ag datag.. Tori Copto tidak dapat jaska bawa itsitas siar- trabur bi bsar daripada siar- ag datag utuk usur ato riga, ttapi utuk usur ato brat justru itsitas siar- trabur bi ki daripada siar- ag datag. Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo
SOL-SOL FISiK MODERN MODUL FISIK MODERN O : Sri Juii, S.Pd., M.Pd.. Brapa jua oto ag trdapat daa radiasi daa kstibaga tra pada K? Brapa rgi rata-rataa?. Ttuka tpratur prukaa ataari jika pajag gobag aaa pada rgi aksiu ag dipaarka prukaa ataari adaa Ǻ!. Ttuka daa radiasi dari prukaa bitag ag puai λ =Ǻ!. Brapa pajag gobag utuk prukaa Tugst ag ugsi krjaa, V?. Prukaa sbua otoistrik puai ugsi krja V. Brapa kpata aksiu otoktro ag dipaarka o aaa rkusi rtz ag ubuk prukaa trsbut! 6. Hitug rgi daa V, otoktro dari prukaa tugst, jika diradiasi dga aaa λ=8ǻ, isa pajag gobag abag λ paara otoistrik aitu Ǻ! 7. Hitug λ trpajag dari radiasi siar datag diaa aka otarka ktro dari sbua oga ag ugsi krjaa w=6 V! 8. Hituga sisi pajag gobag λ oto siar- ag diaburka aui aui sudut θ=9 o ktro bbas ag dia! 9. Foto siar- ubuk ktro dia ag bbas, oto trsbut diaburka aui sudut 9. Brapa rkusia sta tubuka, jika rkusi awa siar datag. 9 rtz?. Prukaa suatu oga puai ugsi krja w = V. Brapa kpata aksiu ktro ag dipaarka prukaa oga ktika disiari aaa dga rkusi rtz? Progra Studi Pdidika Fisika Fakutas Iu Tarbia da Kgurua UNSIQ Jawa Tga di Woosobo