BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Latar Belak Belakang ang Dasar dimulaianya periode mekanika kuantum adalah ketika mekanika klasik tidak bisa menj menjela elask skan an gejal gejala-g a-geja ejala la fisik fisikaa yang yang bers bersifa ifatt mikr mikros osko kofis fis dan dan berg bergera erak k deng dengan an kecepatan kecepatan yang mendekati mendekati kecepatan cahaya. Oleh karena karena itu, diperlukan diperlukan cara pandang yang berbeda dengan sebelumnya dalam menjelaskan gejala fisika tersebut. Teori atom mengalami perkembangan mulai dari teori atom John Dalton, Joseph John Thomson, Ernest Rutherford, dan iels !enrik Da"id #ohr. $erkembangan teori atom menunjukkan adanya perubahan konsep susunan atom dan reaksi kimia antaratom.
%elemahan model atom yang dikemukakan Rutherford disempurnakan oleh Niels oleh Niels Henrik David Bohr . #ohr #ohr mengem mengemuka ukakan kan gagasan gagasannya nya tentan tentang g penggu penggunaa naan n tingka tingkatt energ energii elekt elektro ron n pada pada struk struktu turr atom atom.. &ode &odell ini ini kemu kemudi dian an dike dikena nall deng dengan an mode modell atom atom Rutherford-# Rutherford-#ohr ohr.. Tingkat Tingkat energy energy elektron elektron digunakan digunakan untuk untuk menerangka menerangkan n terjadinya terjadinya spektrum atom yang dihasilkan oleh atom yang mengeluarkan energi berupa radiasi cahaya.
I.2 Tu Tujuan juan Makalah Makalah 'dapun tujuan pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut ( ). &enget &engetahu ahuii sejarah sejarah a*al a*al teori meka mekanik nikaa kuantum kuantum +. &engetahui &engetahui perkembang perkembangan an teori mekanika mekanika kuantum kuantum . &eng &engeta etahu huii eksp eksperi erime menn-ek eksp speri erime men n yang mend mendas asari ari perk perkem emba bang ngan an mekan mekanik ikaa kuantum . &enget &engetahu ahuii tokoh-to tokoh-tokoh koh mekan mekanika ika kuantu kuantum m . &engeta &engetahui hui bukt buktii dari dari mekani mekanika ka kuant kuantum um
BAB II
PEMBAHASAN
A. Sejarah Awal
/etiap memasuki pemahaman dunia atom, ilmuan mengalami kesulitan yang luar biasa. Teori-teori mapan tidak berdaya, bahasa yang digunakan mengalami kebuntuan, bahkan imajinasi terhadap dunia atom dipengaruhi pandangan emosional. $engalaman ini dilukiskan !eisenberg( 0/aya ingat pembicaraan saya dengan #ohr yang berlangsung selama berjam-jam hingga larut malam dan mengakhirinya dengan putus asa1 dan ketika perbincangan itu berakhir saya berjalan-jalan sendirian di taman terdekat dan mengulangi pertanyaan pada diri saya sendiri berkali-kali( &ungkinkah alam itu absurd sebagaimana yang tampak pada kita dalam eksperimen-eksperimen atom ini23 45ritjof 6apra, +777(89:. /ituasi psikologis !eisenberg, pada akhirnya merupakan salah satu kata kunci dalam perkembangan re"olusioner dunia atom. #enda;materi yang diamati tidak terlepas dari pengalaman pengamat, benda;materi bukan lagi sebagai objek penderita yang dapat diotak-atik sesuai keinginan pengamat.
. Tetapi, merupakan kesalinghubungan dalam membentuk jaringan dinamis yang terpola. /ub-subatom merupakan jaring-jaring pembentuk dasar materi yang merubah pandangan manusia selama ini yang memandang sub atom sebagai blok-blok bangunan dasar pembentuk materi. &eminjam istilah %uhn, mekanika kuantum merupakan paradigma sains re"olusioner pada a*al abad +7.
Cary ukaf 4+77(++: memberikan pengertian secara etimologis dari mekanika kuantum. =%uantum> merupakan ukuran kuantitas sesuatu, besarnya tertentu. =&ekanika> adalah kajian atau ilmu tentang gerak. Jadi, mekanika kuantum adalah kajian atau ilmu tentang gerak kuantum. Teori kuantum mengatakan bah*a alam semesta terdiri atas bagian bagian yang sangat kecil yang disebut kuanta ?%uanta, bentuk jamak dari %uantum@, dan mekanika kuantum adalah kajian atau ilmu yang mempelajari fenomena ini.
B. Perkembangan Mekanka !uantum $ada tahun )7, 'lbert Einstein berhasil menjelaskan efek foto listrik dengan didasari oleh pendapat $lanck lima tahun sebelumnya dengan mempostulatkan bah*a cahaya atau lebih khususnya radiasi elektromagenetik dapat dibagi dalam paket-paket tertentu yang disebut kuanta dan berada dalam ruang. Energi berhasil menjelaskan bah*a untuk membuat electron terpancar dari permukaan logam diperlukan cahaya yang menumbuk. 6ahaya tersebut harus memiliki frekuensi melebih frekuensi ambang dari logam tersebut. Efek foto listrik ini tidak bergantung pada intensitas cahaya yang ditembakan seperti pandangan mekanika klasik tetapi hanya bergantung pada frekuensinya saja. Falaupun cahaya lemah ditembakan tetapi memiliki frekuensi yang melebihi frekuensi ambang ternyata ada electron yang dipancarkan. $ernyataan Einstein bah*a cahaya teradiasikan dalam bentuk paket-paket energi yang kemudian disebut kuanta dinyatakan dalam jurnal kuantum yang berjudul GOn a heuristic "ie*point concerning the emission and transformation of lightG pada bulan &aret )7. $ernyataan tersebut disebut-sebut sebagai pernyataan yang paling re"olusioner yang ditulis oleh fisika*an pada abad ke-+7. $aket-paket energi yang pada masa itu disebut dengan kuanta kemudian disebut oleh foton, sebuah istilah yang dikemukakan oleh Cilbert H
)7: 6lyde <. 6o*an dan 5rederick Reines menjelaskan keberadaan neutrino pada tahun ),
D. T(k(h%T(k(h Mekanka !uantum a. Ma) Plan*k Dilahirkan tahun )88 di kota %iel, Jerman, dia belajar di Nni"ersitas #erlin dan &unich, peroleh gelar Doktor dalam ilmu fisika dengan summa cum laude dari Nni"ersitas &unich selagi berumur baru dua puluh satu tahun. /ebentar dia mengajar di Nni"ersitas &unich, kemudian di Nni"ersitas %iel. Di tahun )88 dia jadi mahaguru Nni"eristas #erlin sampai pensiunnya tiba tatkala usianya mencapai tujuh puluh. Itu tahun )+8. b. Albert En#ten +1, Maret 1-/01- A$rl 1/ 'lbert Einstein adalah seorang ilmu*an fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmu*an terbesar dalam abad ke-+7. Dia mengemukakan teori relati"itas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dan kosmologi. Dia dianugerahi $enghargaan obel dalam 5isika pada tahun )+) untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan Gpengabdiannya bagi 5isika TeoretisG. /etelah teori relati"itas umum dirumuskan, Einstein menjadi terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak biasa bagi seorang ilmu*an. Di masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran semua ilmu*an dalam sejarah, dan dalam budaya populer, kata Einstein dianggap bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan jenius. Fajahnya merupakan salah satu yang paling dikenal di seluruh dunia. $ada tahun ), Einstein dinamakan GOrang 'bad IniG oleh majalah Time. %epopulerannya juga membuat nama GEinsteinG digunakan secara luas dalam iklan dan barang dagangan lain, dan akhirnya G'lbert EinsteinG didaftarkan sebagai merk dagang. Nntuk menghargainya, sebuah satuan dalam fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur kimia dinamai einsteinium, dan sebuah asteroid dinamai +77) Einstein. Einstein dilahirkan di Nlm di Frttemberg, Jerman1 sekitar )77 km sebelah timur /tuttgart. #apaknya bernama !ermann Einstein, seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani pekerjaan elektrokimia, dan ibunya bernama $auline. &ereka menikah di /tuttgart-#ad 6annstatt. %eluarga mereka keturunan Kahudi1 'lbert disekolahkan di sekolah %atholik dan atas keinginan ibunya dia diberi pelajaran biola. $ada umur lima, ayahnya menunjukkan kompas kantung, dan Einstein menyadari bah*a sesuatu di ruang yang GkosongG ini beraksi terhadap jarum di kompas tersebut1 dia kemudian menjelaskan pengalamannya ini sebagai salah satu saat yang paling menggugah dalam hidupnya. &eskipun dia membuat model dan alat mekanik sebagai hobi, dia dianggap sebagai pelajar yang lambat, kemungkinan disebabkan oleh dyslePia, sifat pemalu, atau karena struktur yang jarang dan tidak biasa pada otaknya 4diteliti setelah kematiannya:. Nel# B(hr
Teori struktur atom mempunyai seorang bapak. Dia itu iels !enrik Da"id #ohr yang lahir tahun )88 di %openhagen. Di tahun ))) dia raih gelar doktor fisika dari Nni"ersitas 6openhagen. Tak lama sesudah itu dia pergi ke 6ambridge, Inggris. Di situ dia belajar di ba*ah asuhan J.J. Thompson, ilmu*an kenamaan yang menemukan elektron. !anya dalam beberapa bulan sesudah itu #ohr pindah lagi ke &anchester, belajar pada Ernest Rutherford yang beberapa tahun sebelumnya menemukan nucleus 4bagian inti: atom. 'dalah Rutherford ini yang menegaskan 4berbeda dengan pendapat-pendapat sebelumnya: bah*a atom umumnya kosong, dengan bagian pokok yang berat pada
tengahnya dan elektron di bagian luarnya. Tak lama sesudah itu #ohr segera mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta radikal tentang struktur atom. %ertas kerja #ohr yang bagaikan membuai sejarah GOn the 6onstitution of 'toms and &olecules,G diterbitkan dalam $hilosophical &agaBine tahun ). L(u# 'e Br(gle
'. Erwn S*hr('nger
Er*in Rudolf Josef 'lePander /chrdinger 4)88M-)9): ialah fisika*an 'ustria. Dilahirkan di Fina, 'ustria-!ongaria. Ibunya berasal dari Inggris dan ayahnya berasal dari 'ustria. Ia memperoleh gelar doktor di kota itu di ba*ah bimbingan mantan murid
terkenal, ia dan ilmu*an lainnya memecahkan persamaan itu untuk berbagai masalah1 di sini kuantisasi muncul secara alamiah, misalnya dalam masalah tali yang bergetar. /etahun sebelumnya Ferner %arl !eisenberg telah mengemukakan formulasi mekanika kuantum, namun perumusannya agak sulit dipahami ilmu*an masa itu. /chrdinger memperlihatkan bah*a kedua formulasi itu setara secara matematis.
e. Paul Dra* $ada tanggal 8 'gustus )7+ lahirlah seorang anak yang diberi nama $aul 'ndrien &aurice Dirac di #ristol Inggris. /iapa sangka di kemudian hari anak yang dikenal sebagai $aul Dirac ini akan menjadi fisika*an besar Inggris yang dapat disejajarkan dengan e*ton, Thomson, dan &aP*ell. &elalui teori kuantumnya yang menjelaskan tentang elektron, Dirac menjelma menjadi fisika*an ternama di dunia dan namanya kemudian diabadikan bagi persamaan relati"istik yang dikembangkannya, yaitu persamaan Dirac. Tulisan ini dibuat untuk mengenang kembali perjalanan karirn ya yang cemerlang dalam bidang fisika teori. Dirac kecil tumbuh dan besar di #ristol. 'yahnya yang berasal dari /*iss bernama 6harles lahir di kota &onthey dekat Cene"a pada tahun )899 dan kemudian pindah ke #ristol Inggris, untuk menjadi guru bahasa $rancis di 'kademi Teknik &erchant Aenturers. Ibunya bernama 5lorence !olten, *anita yang lahir di
$ada tanggal +7 oktober )8 $aul Dirac meninggal dunia pada usia 8 tahun, sebagai peraih hadiah nobel fisika tahun ) dan anggota #ritish order of merit tahun )M. $aul Dirac merupakan fisika*an teoritis Inggris terbesar di abad ke-+7. $ada tahun ) perayaan besar disellenggarakan di
$ada monumen itu disertakan pula $ersamaan Dirac dalam bentuk relati"istik yang kompak. /ebenarnya persamaan ini bukanlah persamaan yang digunakan Dirac pada saat itu, tetapi kemudian persamaan ini digunakan oleh mahasis*anya. Dirac mengukuhkan teori mekanika kuantum dalam bentuk yang paling umum dan mengembangkan persamaan relati"istik untuk elektron, yang sekarang dinamakan menggunakan nama beliau yaitu persamaan Dirac. $ersamaan ini juga mengharuskan adanya keberadaan dari pasangan antipartikel untuk setiap partikel misalnya positron sebagai antipartikel dari elektron. Dia adalah orang pertama yang mengembangkan teori medan kuantum yang menjadi landasan bagi pengembangan seluruh teori tentang partikel subatom atau partikel elementer. $ekerjaan ini memberikan dasar bagi pemahaman kita tentang gaya-gaya alamiah. Dia mengajukan dan menyelidiki konsep kutub magnet tunggal 4magnetic monopole:, sebuah obyek yang masih belum dapat dibuktikan keber-adaannya, sebagai cara untuk memasukkan simetri yang lebih besar ke dalam persamaan medan elektromagnetik &aP*ell. $aul Dirac melakukan kuantisasi medan gra"itasi dan membangun teori medan kuantum umum dengan konstrain dinamis, yang memberikan landasan bagi terbentuknya Teori Cauge dan Teori /uperstring, sebagai kandidat Teory Of E"erything, yang berkembang sekarang. Teori-teorinya masih berpengaruh dan penting dalam perkembangan fisika hingga saat ini, dan persamaan dan konsep yang dikemukakannya menjadi bahan diskusi di kuliah-kuliah fisika teori di seluruh dunia.
persamaan mekanika gelombang /chrodinger maupun mekanika matriknya !eisenberg. Ini merupakan pencapaian yang gemilang yang memba*a pada pemahaman dan kegunaan yang lebih luas dari mekanika kuantum. Teori tranformasi ini merupakan puncak dari pengembangan mekanika kuantum oleh Dirac karena teori ini menyatukan berbagai "ersi dari mekanika kuantum, yang juga memberikan jalan bagi pengembangan mekanika kuantum selanjutnya. Di kemudian hari rumusan teori transformasi ini menjadi miliknya sebagaimana tidak ada "ersi mekanika kuantum yang tidak menyertainya. #ersama dengan teori transformasi, mekanika kuantum "ersi Dirac disajikan dalam bentuk yang sederhana dan indah, dengan struktur yang menunjukkan kepraktisan dan konsep yang elegan, dan berkaitan erat dengan teori klasik. %arir cemerlang Dirac sesungguhnya telah tampak ketika dia masih berada di tingkat sarjana. $ada saat itu Dirac telah menyadari pentingnya teori relatifitas khusus dalam fisika, suatu teori yang menjadikan Einstein terkenal pada tahun )7, yang dipelajari Dirac dari kuliah yang diba*akan oleh 6 D #road, seorang profesor filsafat di Nni"ersitas #ristol. /ebagian besar makalah yang dibuat Dirac sebagai mahasis*a paska sarjana ditujukan untuk menyajikan bentuk baru dari rumusan yang sudah ada dalam literatur menjadi rumusan yang sesuai 4kompatibel: dengan relatifitas khusus. $ada tahun )+M Dirac berhasil mengembangkan teori elektron yang memenuhi kondisi yang disyaratkan oleh teori relatifitas khusus dan mempublikasikan persamaan relati"istik yang in"arian untuk elektron pada a*al tahun )+8. /ebagian fisika*an lain sebenarnya memiliki pemikiran yang sama dengan apa yang dilakukan oleh Dirac, meskipun demikian belum ada yang mampu menemukan persamaan yang memenuhi seperti apa yang telah dicapai oleh Dirac. Dia memiliki argumen yang sederhana dan elegan yang didasarkan pada tujuan bah*a teori tranformasinya dapat berlaku juga dalam mekanika kuantum relati"istik sebuah argumen yang menspesifikasikan bentuk umum dari yang harus dimiliki oleh persamaan relati"istik ini, sebuah argumen yang menjadi bagian yang belum terpecahkan bagi semua fisika*an. Dirac menunjukkan kemudian bah*a persamaannya ini mengandung implikasi yang tidak diharapkan bagi suatu partikel. $ersamaannya memperkirakan adanya antipartikel, seperti positron dan antiproton yang bermuatan negatif, yaitu suatu obyek yang saat ini sudah sangat dikenal di laboratorium fisika energi tinggi. &enurut teorinya, semua partikel memiliki antipartikel yang tertentu yang terkait dengannya
E. Bukt 'ar Mekanka !uantum
&ekanika kuantum sangat berguna untuk menjelaskan perilaku atom dan partikel subatomik seperti proton, neutron dan elektron yang tidak mematuhi hukum-hukum fisika klasik . 'tom biasanya digambarkan sebagai sebuah sistem di mana elektron 4yang bermuatan listrik negatif: beredar seputar nukleus atom 4yang bermuatan listrik positif:. &enurut mekanika kuantum, ketika sebuah elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi 4misalnya dari nS+ atau kulit atom ke-+ : ke tingkat energi yang lebih rendah 4misalnya nS) atau kulit atom tingkat ke-):, energi berupa sebuah partikel cahaya yang disebut foton, dilepaskan. Energi yang dilepaskan dapat dirumuskan sbb(
keterangan( •
adalah energi 4J:
•
adalah tetapan $lanck,
4Js:, dan
•
adalah frekuensi dari cahaya 4!B: Dalam spektrometer massa, telah dibuktikan bah*a garis-garis spektrum dari atom yang di-ionisasi tidak kontinyu, hanya pada frekuensi;panjang gelombang tertentu garis-garis spektrum dapat dilihat. Ini adalah salah satu bukti dari teori mekanika kuantum.
BAB III PENUTUP
A. !ESIMPULAN
#erdasarkan pembahasan yang telah disampaikan pada makalah ini maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut ( ). Dasar dimulaianya periode mekanika kuantum adalah ketika mekanika klasik tidak bisa menjelaskan gejala-gejala fisika yang bersifat mikroskofis dan bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya. Oleh karena itu, diperlukan cara pandang yang berbeda dengan sebelumnya dalam menjelaskan gejala fisika tersebut. +. $ada tahun )77, &aP $lanck memperkenalkan ide bah*a energi dapat dibagi-bagi menjadi beberapa paket atau kuanta. Ide ini secara khusus digunakan untuk menjelaskan sebaran intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. . $ada tahun )7, 'lbert Einstein menjelaskan efek fotoelektrik dengan menyimpulkan bah*a energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut foton. . $ada tahun )), iels #ohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen, lagi dengan menggunakan kuantisasi.
. $ada tahun )+,
B. SA4AN
&akalah ini masih memiliki berbagai jenis kekurangan olehnya itu kritik sifatnya membangun sangat kami harapkan.
yang
DA5TA4 PUSTA!A
http&''www.fisikanet.lipi.go.id'utama."gi("etakartikel)***+-/*-
http&''id.wikipedia.org'wiki'0ekanika1kuantum http&''translate.google."o.id'translate(hl2id)langpair2en3
id)u2http&''en.wikipedia.org'wiki'Histor$1of1%uantum1me"hani"s http&''tokoh4ilmuwan4penemu.blogspot."om'5++-'+'ilmuwan4fisika4teori4dira".html http&''elektrokita.blogspot."om'5++'*+'biografi4albert4einstein.html http&''kolom4biografi.blogspot."om'5+*+'+*'biografi4ernest4rutherford4penemu4
model.html http&''kolom4biografi.blogspot."om'5++-'+5'biografi4werner4heisenberg.html http&''kolom4biografi.blogspot."om'5++-'+*'biografi4ma4plan"k.html
%'T' $EC'T'R
$uji dan /yukur kita $anjatkan ke !adirat Tuhan Kang &aha Esa karena berkat limpahan Rahmat dan %arunia-ya sehingga penulis dapat menyusun makalah ini tepat pada *aktunya. &akalah ini membahas tentang Teori 'tom &ekanika %uantum sebagai tugas dari mata kuliah %imia.
Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapat tantangan dan hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa teratasi. Olehnya itu, penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini, semoga bantuannya mendapat balasan yang setimpal dari Tuhan Kang &aha Esa.
$enyusun menyadari bah*a makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. %ritik konstruktif dari pembaca sangat diharapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya.
'khir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada kita.
Raha,
o"ember +7)
$enyusun
D'5T'R I/I
%'T' $EC'T'R... i D'5T'R I/I. ii I.
$ED'!N
TNC'/ %I&I'
T EORIAT OM MEKANI KAKUANT UM
DI/N/N O
/E%O<'! TICCI $ERT'I' FN' 4/TI$: +7)
