27/01/2014

1

PENGANTAR FISIKA MODERN

(2 SKS)

PERTEMUAN KE-1

Nurun Nayiroh, M.Si

JURUSAN KIMIA

UIN MALIKI MALANG

TA’ARUF

� Nama : Nurun Nayiroh, M.Si

� Alamat Asal : Keling-Kepung-Kediri

� Alamat sekarang : Perum Joyogren Blok HH No.19 Malang

� Alamat e-mail : nayiroh@gmail.com atau nurun@fis.uin-malang.ac.id

� Blog : http://nurun.lecturer.uin-malang.ac.id

� Telepon : 085 234 642 740

Tujuan Instruksional Umum

FISIKA DASAR

Fisika Klasik

FISIKA MODERN

Memberikan pemahaman terhadap bidang

fisika khususnya Fisika Quantum dan

diharapkan memperoleh dasar atau

landasan kuat untuk mengembangkan sains

modern dan /atau menerapkan pada

teknologi modern terutama yang terkait

dengan Sains Kimia

LATAR BELAKANG

27/01/2014

2

Satuan dan Konstanta

10-18

10-15

10-12

10-9

10-6 106 109 1012 1015 1018

Pokok Bahasan� Teori Relativitas

� Dualisme Partikel dan Gelombang

� Struktur Atom

� Mekanika kuantum

� Model Atom Mekanika Kuantum

� Molekul dan Zat Padat

� Fisika Inti

Topik 1: Teori Relativitas Khusus

� Gerak Relatif

� Postulat Relativitas Einstein

� Konsekuensi Postulat Einstein

� Momentum & Massa relativistik

� Energi Relativistik

Topik 2:Teori Kuantum Radisai (Dualisme

Partikel dan Gelombang)

� Sifat Partikel dari Gelombang

� Gelombang elektromagnetik

� Teori quantum cahaya

� Teori Gelombang De Broglie

� Sifat Gelombang dari Partikel

� Fungsi Gelombang

dan Interprestasi Statistik

� Prinsip Ketidakpastian Heisenberg

27/01/2014

3

Topik 3: Struktur Atom� Model Awal dari Atom

� Model Atom Rutherford

� Orbit Elektron

� Spektrum Atomik

� Atom Bohr

� Laser

Topik 4: Mekanika Kuantum� Fungsi dan Persamaan Gelombang

� Persamaan Schrodinger

� Partikel dalam kotak

� Osilator Harmonik

Topik 5: Model Atom Menurut Teori Kuantum

� Atom Menurut Mek. Kuantum

� Atom Hidrogen

� Atom Kompleks & Tabel Periodik

� Aplikasi

(Sinar-X, Fluoresensi,

Fosforisensi, Laser, Holografi)

Topik 6: Molekul dan Zat Padat� Ikatan dan energi potensial pada molekul

� Spektrum Molekul

� Ikatan dlm Zat Padat

� Pita Energi pada Zat Padat

Kristal

amorf

27/01/2014

4

Topik 7: Fisika Inti� Struktur dan Sifat Inti

� Energi Ikat dan Gaya Inti

� Radioaktivitas

� Peluruhan alfa, beta dan sinar gama

� Hukum Kekekalan Peluruhan

� Waktu Paro dan Laju Peluruhan

� Deret Peluruhan

� Reaksi Nuklir, Fisi, Fusi, dan Reaktor Nuklir

� Kerusakan dan Pengukuran Radiasi

Referensi� Beiser, A. , Konsep Fisika Modern (terjemahanThe Houw

Liong), Erlangga, Jakarta, 1983. � Atam P. Arya , Elementary Modern Physics, Addison Wesley. � Eisberg R., and Resnick R. ,Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles, John Wiley, 1974.

� Krane, K.S., 1983, Modern Physics, John Wiley & Sons� Beiser, A., 1995, Concepts of Modern Physics, 5th

Edition, McGraw-Hill, Inc., New York.� Giancoli, D..C., 1998, Physics, 5th ed., Prentice Hall,

New Jersey.� Tipler, P.A., 1991, Physics, 3rd ed., Worth Publishers,

New York.� DLL

Kontrak PerkuliahanPENILAIAN

� UAS 35%

� UTS 30%

� Tugas 15%

� Kuis 20%

� Absensi sebagai prasyarat mengikuti UAS (80% masuk)

KOMITMEN PERKULIAHAN

� Minimal 4 kali absen untuk mengikuti UAS

� Terlambat dalam pengumpulan Tugas dianggap nilai 0

� Tidak ada remidi Kuis ataupun UTS dan UAS

27/01/2014

5

Dikembangkan pada awal abad 20

salah satu bagian dari ilmu Fisikayang mempelajari perilaku materidan energi pada skala atomik danpartikel-partikel subatomik ataugelombang dan partikel bergerak

dengan kecepatan tinggi

KLIK!!!!

Perumusan-perumusan dalamFisika Klasik tidak lagi mampu

menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi padamateri yang sangat kecil dan

berkecepatan tinggi mendekati kecepatan cahaya.

FISIKA MODERN

WHAT?

WHEN?

WHY?HOW?

How?� Fisika Modern diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa besaran energi suatu benda yang berosilasi (osilator) tidak lagi bersifat kontinu, namun bersifat diskrit (kuanta),sehingga muncullah istilah Fisika Kuantum dan ditemukannya konsep dualisme partikel-gelombang. Konsep dualisme dan besaran kuanta ini merupakan dasar dari Fisika Modern.

Konsep Fisika Modern

� Fisika Modern secara umum dibagi menjadi 3 bagian pembahasan yaituModel atomTeori kuantum lama Teori kuantum modern

Fisika Menyenangkan.......

27/01/2014

6

Teori Kuantum Lama

� Teori Kuantum lama memperkenalkan besaran-besaran fisika, sepertienergi merupakan besaran diskrit bukan besaran kontinu sepertihalnya dibahas dalam mekanika klasik.

� Teori kuantum lama diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakanbahwa energi yang dipancarkan oleh sumber (berupa osilator) bersifat kuanta/diskrit karena hanya bergantung pada frekuensinyabukan pada amplitudo seperti dalam mekanika klasik dimana besaranamplitudo tidak terbatas (kontinu).

� Pada tahun 1900 Max-Planck merumuskan besaran energi yang bersifat diskrit dalam merumuskan energi yang dipancarkan olehbenda hitam yaitu

E = nhfdimana n = 1, 2, 3, ... dan h = 6,626 x 10-34 Joule/detik (konstantaPlanck). Albert

Next…….� Einstein pada tahun 1905 menggunakan konstanta Planck

dalam merumuskan energi yang dipancarkan oleh berkascahaya/foton (penemuan efek fotolistrik)

� Konsep yang paling mendasar dalam fisika modern adalahkonsep dualisme partikel dan gelombang. Konsep ini sangatpenting karena perilaku partikel dan gelombang semuanyasudah dipelajari dan diamati di fisika klasik.

� Konsep dualisme partikel-gelombang ini diamati oleh2(dua) eksperimen yaitu efek fotolistrik olehAlbert Einstein dan eksperimen difraksi partikel/elektron olehG.P. Thomson dan Davison Germer.

Teori Kuantum Modern� Teori Kuantum Modern dikembangkan dalam perhitungan energi partikel atau elektron menggunakan persamaan gelombang yang dirumuskan oleh Erwin Schroedinger, karenanya dikenal dengan persamaan Schroedinger :

� dimana ψ adalah fungsi gelombang dari partikel/elektron, m adalah massa elektron, ħ= h / 2p, E adalah energi dan V adalah potensial.

� Persamaan ini bersama dengan prinsip ekslusi Pauli yang menyatakan bahwa elektron dan partikel Fermion lain tidak dapat memiliki keadaan kuantum yang sama (energi, orbital, spin dll) merupakan dasar bagi penerapan teori kuantum modern dalam menjelaskan efek Zeeman, atom berelektron banyak, osilator harmonis dan atom hidrogen.

Aplikasi

27/01/2014

7

Surat Ali Imran ayat 190-191

موات وا�رض واخت�ف الليل والنھار �يات �ولي ا�لباب إ الذين )190(ن في خلق الس

موات وا�رض ربنا ما قياما وقعودا وعلى جنوبھم ويتفكرون في خلق الس يذكرون هللا

(خلقت ھذا باط� سبحانك فقنا عذاب النار (191)“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya

malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal,

(yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau

dalam keadaan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan

langit dan bumi (seraya berkata): "Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau

menciptakan ini dengan sia-sia. Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami

dari siksa neraka.”

Mempelajari Fisika modern adalah salah satu bentuk upaya mengamalkan ayat al-qur’an untuk menjadi insan ulul albab.

dari ayat di atas, kita dapat menyimpulkan beberapa sifat

ulul albab sebagai berikut :

� Dapat melihat tanda-tanda kekuasaan Allah SWT pada penciptaan langit dan bumi serta pergantian siang dan malam ( ف الليل�إن في خلق السموات وا�رض واخت(والنھار �يات �ولي ا�لباب

� Senantiasa berzikir kepada Allah SWT di mana saja berada dan situasi kondisi bagaimana pun ( قياما وقعودا وعلى جنوبھم .(الذين يذكرون هللا

� Tiada henti-hentinya mengembangkan ilmu, meningkatkan kualitas ilmu dan metodologi ilmu pengetahuan ( رض�موات وا .(ويتفكرون في خلق الس

� Selalu memohon dan memanfaatkan potensi dan kesempatan yang disediakan oleh Allah SWT ( � (ربنا ما خلقت ھذا باط

� Mengakui kekuasaan Allah SWT ( سبحانك (

� Cenderung menjauhkan prilaku menyimpang dan kembali pada prilaku yang mendapat keridhaan Allah SWT ( فقنا عذاب النار

APA YANG HARUS ANDA

LAKUKAN SEKARANG?

?