Louis Victor de Broglie dengan Temuannya Sifat Gelombang Elektron
OLEH: KELOMPOK XII: 1. SUSI D.SIANTURI 2. RESDA SINAGA
(11100012) (11100013)
PROGRAM STUDI
: PENDIDIKAN FISIKA
MATA KULIAH
:SEJARAH FISIKA
DOSEN
: Drs. JUNIAR HUTAHAYAN,Msi
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS HKBP NOMMENSEN PEMATANGSIANTAR 2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis haturkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa atas berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini dalam Sejarah Fisika tentang TokohTokoh Fisika Modern,dalam hal ini penulis pen ulis mengulas tentang L ouis Victor dengan Victor de Br og ogli li e sesuai dengan tugas yang diberikan oleh dosen pengasuh kami. sesuai Sifat Gelombang Gelombang El ektr on Dalam penyusunan makalah ini tidak terlepas dari bantuan pihak yang mendorong dan memotivasi pembuatan makalah ini agar lebih baik dan efisien. Penulis mengucapkan terimakasih kepada bapak Drs.Juniar Hutahayan,Msi sebagai dosen pengasuh dalam menyerahkan penyusunan makalah ini. Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih banyak yang kurang sempurna dalam pembahasan ini, oleh karena itu bagi pihak yang membaca makalah ini penyusun mengharapkan kritik dan saran untuk mengembangkan serta menyempurnakan penyusunan makalah ini dikemudian hari. Semoga penulisan makalah ini berguna dan bermanfaat bagi pembaca. Akhir kata penyusun mengucapkan terimakasih.
Pematangsiantar, Maret 2014 Penyusun,
Kelompok XII
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................................................................................ DAFTAR ISI.............................................................................................................................. BAB I PENDAHULUAN.............................................................. ........................................... 1.1 Latar Belakang.......................................................................................................... 1.2 Rumusan Masalah....................................................................................................... 1.3 Tujuan......................................................................................................................... BAB II
PEMBAHASAN...................................................... .................................................... 2.1
Biografi Louis Victor de Broglie…………………………………………………. Broglie………………………………………………….
2.2
Konsep gelombang de Broglie………………………………………………… Broglie…………………………………………………
BAB III PENUTUP........................................................................................................................ 3.1 Kesimpulan.................................................................................................................... 3.2 Saran............................................................................................................................. DAFTAR PUSTAKA
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Fisika modern merupakan salah satu bagian dari ilmu Fisika yang mempelajari perilaku materi dan energi pada skala atomik dan partikel-partikel subatomik atau gelombang.Pada prinsipnya sama seperti dalam fisika klasik, namun materi yang dibahas dalam fisika modern adalah ad alah skala atomik atau subatomik dan partikel bergerak dalam kecepatan tinggi. Untuk partikel yang bergerak dengan kecepatan mendekati atau sama dengan kecepatan kecepat an cahaya, perilakunya dibahas secara terpisah dalam teori relativitas khusus. Ilmu Fisika Modern dikembangkan pada awal abad 20, dimana perumusan perumusan dalam Fisika Klasik tidak lagi mampu menjelaskan fenomenafenomena yang terjadi pada materi yang yang sangat kecil. Fisika Modern diawali diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa besaran energi suatu benda yang beosilasi (osilator) tidak lagi bersifat kontinu, namun bersifat diskrit (kuanta), sehingga sehin gga muncullah istilah Fisika Kuantum dan ditemukannya konsep dualisme partikel-gelombang.Konsep dualisme dan besaran kuanta ini merupakan dasar dari Fisika Modern.Dalam makalah ini dibahas konsep, hipotesa dan eksperimen yang menjadikan menjad ikan andasan pengembangan fisika modern serta penerapan pene rapan fisika modern Louis Victor de Broglie adalah salah satu tokoh fisika modern yang menemukan sifat gelombang elektron
1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah konsep gelombang de Broglie? 1.3 Tujuan
Untuk meningkatkan rasa ingin tahu dan pemahaman pembaca tentang tentang tokoh-tokoh sejarah fisika modern serta teori penemuannya,khususnya Louis Victor du c De Broglie dengan temuannya yaitu mengenai sifat gelombang electron.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Biografi / Sejarah Singkat Louis Victor de Broglie
Louis Victor duc De Broglie ( 1892 - 1987 ) adalah ahli fisika Penemu sif at gel gel ombang electr electr on pengaran g, gur u , pengaran murni Perancis, Penemu bes besar, doctor, peme pemenang nang H adiah N obel, obel, A nggota L embaga Il mu
. Ia lahir di Dieppe, Perancis, Pengeta Pengetahu hu an Per Per ancis dan I nggri s
pada tanggal 15 Agustus 1892 dan meninggal di Paris, Perancis pada tanggal 19 Maret 1987. Ia keturunan orang bangsawan yang berkedudukan tinggi di Perancis. Broglie sebenarnya n ama kota kecil di Normandia. Kemudian nama ini berubah jadi nama keluarga. Sejak abad ke-17 dari keluarga ini muncul tokoh-tokoh militer, politik dan diplomat terkenal. Dalam fisika De Broglie dipakai sebagai nama ahli fisika yang mengajukan hipotesis, bahwa electron bersifat gelombang . De Broglie hanya membuat hepotesis atau teori. Ia tidak pernah dan tidak suka mengadakan eksperimen. Ia tidak pernah membuktikan, bahwa elektron bersifat sebagai gelombang. Tapi karena kemudian ternyata bahwa teorinya benar, maka pada tahun 1929 ia mendapat Hadiah Nobel untuk fisika. Peristiwa itu membuktikan bahwa intuisi kadang-kadang berada di atas akal sehat dan eksperimen. Bagaimana asal mulanya De Broglie menemukan hipotesis itu?. Mula-mula De Broglie ingin jadi diplomat. Maka ia bersekolah dan kuliah di jurusan sejarah. Pada umur 17 tahun ia berhasil mendapat gelar di bidang sejarah. Tapi tiba-tiba ia mendengar tentang penemuan Max Planck dan Albert Einstein. Max Planck menemukan foton. Einstein menemukan, bahwa massa sama dengan energi. Sejak itu De Broglie sangat tertarik pada fisika. Maka pada umur 18 tahun ia masuk Universitas Sorbonne jurusan fisika teori. Empat tahun kemudian pecah Perang Dunia I (1914 – (1914 – 1918). 1918). De Broglie diangkat jadi petugas radio di menara Eiffel. Di sini ia berhadapan langsung dengan gelombang radio. Pikirannya penuh dengan pertanyaan tentang gelombang. Sesudah perang selesai, ia melanjutkan kuliahnya. 2.2 gelombang de Brogli e Pada tahun 1923 A.H. Compton menemukan bahwa cahaya memiliki sifat kembar sebagai gelombang dan sebagai partikel. Penemuan ini menyebabkan De Broglie berpikir sebagai berikut, “Kalau cahaya bersifat gelombang dan partikel, maka partikel pun dapat bersifat gelombang” . Hipotesis ini dibuktikan kebenarannya oleh Clinton Davisson dan Lester Germer pada tahun 1927. Keduanya ahli fisika Amerika Serikat
Radiasi cahaya dapat dianggap sebagai arus foton atau sebagai gerak gelombang. pada tahun 1923 de Broglie mengemukakan bahwa dualisme yang sama terdapat pula dalam hal elektron. Menurut teori relativitas dari Einstein, energi suatu partikel dinyatakan sebagai: 2
E = mc
2
m ialah massa partikel dan c ialah kecepatan cahaya. Dengan menggunakan hubungan E = hv, didapat mc2 = hv = hc/λ , sehingga untuk foton: λ = h/mc = h/p
p ialah momentum. De Broglie kemudian mengemukakan bahwa sifat gelombang-partikel dari radiasi dapat diterapkan terhadap elektron, karena elektron hampir sekecil foton. Untuk elektron berlaku: λ = h/mv = h/p
v ialah kecepatan elektron. Panjang gelombang dari partikel yang yang dihitung dengan jalan ini disebut panjang gelombang de Broglie. Gelombang yang mengendalikan gerakan dari partikel partikel [
] disebut gelombang De Broglie.Dalam kehidup an sehari-hari postulat De
Broglie tidak banyak perannya karena menyangkut ukuran-ukuran yang sangat kecil Sifat gelombang yang dikemukakan oleh de Broglie kemudian dibenarkan oleh Davidson dan Germer dalam tahun 1928, yang mendapatkan pola difraksi dari elektron dengan menjatuhkan sinar pada suatu bidang dari kristal nikel. Dengan adanya gerak gelombang dari elektron, maka diperlukan suatu teori kuantum yang baru, yang selain dapat menerangkan gerak elektron dalam atom dan menghitung energi yang mungkin, juga dapat memperhitungkan efek difraksi. Cara klasik untuk mengamati perilaku gelombang adalah dengan percobaan dua celah. Seberkas elektron dapat dihasilkan dengan sembarang momentum yang diinginkan, yaitu dengan cara mempercepatkannya melalui suatu beda potensial elektrik. Akibatnya dapat menghasilkan seberkas elektron yang panjang gelombang deBroglinya dapat diubah-ubah dalam suatu selang nilai yang lebar. Hakikat gelombang dari elektron dapat disingkap dengan melewatkan berkas elektron itu pada suatu penghalang dua-celah. Tetapi, pembuatan dua-celah yang sesuai bagi elektron merupakan suatu persoalan eksperimen sulit yang belum terpecahkan hingga bebrapa tahun kemuadian setelah hipotesis deBroglie mendapat dukungan dari sejumlah percobaan lainnya.Kemudian meneliti beberapa percobaan uji hipotesis deBroglie lainnya yang memperagakan perilaku gelombang dari partikel.
Karena interferensi dan difraksi merupalan pertunjuk khas perilaku gellombang, maka hakikat gelombang dari elektron hanya dapat disingkat dengan melakukan dua percobaan Untuk meneliti hakikat gelombang dari elektron, Dengan mengikuti aturan kerja t. Mulamula mempercepat seberkas elektron melalui suatu potensial V, hingga mencapai energi kinetik
dan momentum √ . Mekanika gelombang melukiskan berkas elektron-elektron ini sebagai suatu gelombang dengan panjang gelombang ⁄. Berkas gelombang ini menumbuk sebuah kristal dengan cara yang sama seperti berkas sinar-X dan berkas yang terhambur. Bukti percobaan pertama hakikat gelombang dari elektron (dan bukti kualitatif dari hubungan deBroglie
⁄) diperoleh segera setelah deBroglie mengemukakan hipotesisnya.
Pada tahun 1926, di laboratorium Bell Telephone, Clinton Davisson dan Lester Germer menyelidiki pemantulan pemantulan berkas elektron dari dari permukaan kristal
nikel. Gambaran Gambaran skematis
peralatan mereka diperlihatkan pada gambar dibawah. diba wah. Dalam percobaan , seberkas elektron dari suatu kawat pijar panas dipercepat melalui suatu beda potensial V. Setelah melewati suatu celah kecil, berkas elektron ini menumbuk kristal nikel tunggal. Elektronnya lalu dihamburkan kesegala arah oleh atom kristal, beberapa menumbuk suatu detektor, yang dapat digerakan kesembarang sudut
relatif terhadap arah berkas datang, yang mengukur intensitas berkas
elektron yang dihamburkan pada sudut itu.
Gambar diamping merupakan peralatan yang dipergunakan Davisson dan Germer untuk memperlajari difraksi elektron. Elektron meninggalkan kawat pijar F dan dipercepat oleh tegangan V. Berkasnya kemudian menumbuk sebuah kristal dan berkas yang terhambur diamati pada sudut berkas datang. Detektor dapat diputar
relatif terhadap
dalam rentang sudut 0
o
hingga 90 .
Menganggap bahwa setiap atom kristal dapat bertindak sebagai satu penghambur, maka gelombang elektron yang terhambur dapat berinterferensi, sehingga memperoleh semacam kisi difraksi kristal bagi gelombang elektron. Sebarang bidang khayal yang memuat sejumlah atom dalam kristal
memiliki pusat-pusat hambur yang tersusun secara teratur sehingga dapat menghasilkan suatu pola interferensi. Berkas yang terpantul dengan intensitas maksimum akan teramati pada sudut
apabila
syarat Bragg bagi interferensi maksimum dipenuhi. Jika atom a berhubungan dengan jarak d maka:
( ) Untuk karyanya, Davisson dianugerahi Nobel pada tahun 1937, bersama-sama dengan G.P.Thomson, yang juga secara bersamaan memberoleh bukti tentang hakikat gelombang dari elektron melalui percobaan difraksi elektron dalam lembaran lo gam tipis logam. Selain percobaan Davisson-Germer yang memperagakan difraksi berkas elektron, mungkin pula untuk memperagakan hakikat gelombang dari elektron lewat percobaan dua-celah Young dengan menggunakan berkas elektron. Percobaan ini dilakukan pada tahun 1961 oleh Clauss Jonsson, yang mempercepat suatu berkas elektron melalui suatu tegangan elektrik 50.000 V dan -6
kemudian melewatkannya melalui dua-celah berjarak 2,0 x 10 m dan lebar masing-masing -6
celah 0,5 x 10 m. Elektron dapat berprilaku sebagai sebuah partikel ataupun gelombang, tetapi tidak dapat mengamati keduanya secara serempak. Ini adalah dasar dari asas salin melengkapi yang mengatakan bahwa gambaran lengkap dari suatu kesatuan fisika seperti foton atau elektron tidak dapat diungkapkan secara tersendiri dalam perilaku partikel saja atau gelombang saja, tetapi harus ditinjau dari kedua belah aspek.
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan De Broglie menyatakan bahwa partikel-partikel pa rtikel-partikel seperti electron, proton dan netron mempunyai sifet dualisme, yakni gelombang dan partikel. Ide tersebut dinyatakn sebagai berikut: “Suatu partikel yang bergerak dengan momentum p dikendalikan oleh suatu gelombang yang panjang gelombangnya memenuhi hubungan:
Gelombang yang mengendalikan gerakan dari d ari partikel-partikel [
] disebut gelombang
De Broglie.Dalam kehidupan sehari-hari postulat De Broglie tidak banyak perannya karena menyangkut ukuran-ukuran yang sangat kecil. 3.2 Saran Dalam mempelajari Gelombang De Broglie ini diharapkan rasa ingin tau dan kecintaan yang tinggi akan dunia sains agar menimbulkan motivasi yang kuat sehingga materinya yang cukup rumit dapat lebih menyenangkan dan tampak mudah dicerna.
DAFTAR PUSTAKA
Beiser Arthur. 1982. Konsep Fisika Moderen. Erlangga. Jakarta. Muljono. 2003. Fisika Modern. ANDI. Yogyakarta. http://id.wikipedia.org/wiki/Louis-Victor_Pierre_Raymond_de_Broglie"" http://en.wikipedia.org/wiki/Matter_wave"" http://en.wikipedia.org/wiki/Matter_wave
