UJIAN AKHIR SEMESTER GENAP TAHUN AKADEMIK 2014/2015 PRODI PENDIDIKAN FISIKA PPS UNNES

Mata Kuliah Fisika Kuantum(Open Book)

Petunjuk:

1. Kerjakan soal berikut pada kertas folio, kemudian di scan dan dikirim via email (sugiantomipa@gmail.com)

2. Nama file ditulis dengan cara: Mektum_2015_nama mahasiswa

A. Jawablah pertanyaan konsep di bawah ini dengan jelas.1. Dalam mekanika gelombang atau mekanika kuantum, keadaan suatu sistem dinyatakan oleh fungsi gelombangnya (((r,t)) pada saat yang ditinjau. (a) Mengapa dalam mekanika kuantum keadaan system disajikan dalam bentuk fungsi gelombang? (b) Bagaimana mengakses informasi fisis dari sebuah sistem kuantum yang direpresentasikan dengan fungsi keadaan ? Berikan contoh! (c) Apa yang membedakan hal ini dengan pandangan mengenai keadaan atau sistem itu menurut teori klasik? 2. (a) Kesepadanan (kesetaraan) antara rumusan kuantum dan rumusan mekanika Newton akan dicapai jika ungkapan-ungkapan dalam rumusan kuantum tersebut dinyatakan dalam nilai harap. Mengapa demikian? (b) Menurut fisika klasik, partikel tidak mungkin berada di daerah di mana V(x) ( E; sedangkan menurut fisika kuantum masih ada peluang mendapatkan partikel di tempat itu. Bagaimana pendapat anda tentang hal itu?

3. (a) Bandingkan struktur persamaan Schrodinger dengan persamaan-persamaan gelombang yang anda kenal dalam fisika klasik. Adakah perbedaan dan atau kesamaannya? Daftar dan deskripsikan perbedaan/persamaan yang anda temukan itu. (b) Dapatkah persamaan Schrodinger digunakan untuk partikel immaterial (partikel tak bermassa) seperti foton misalnya?B. Jawablah soal analitis berikut dengan jelas

1. (a) Consider a particle moving in a one dimensional potential energy field V(x). Sho that the operators describing the position, momentum and energy of the particle satisfy the following mathematical relations:

,

What is the physical significance of these mathematical relations?

(b) Show that . What is the physical significant of the result? 2. Misalkan sebuah spinless particle direpresentasikan oleh fungsi

( = (x + y + 2z) e-(r , dimana , dan K dan ( adalah konstanta riil.(a) Tuliskan fungsi gelombang tersebut dalam koordinat speris.(b) Tuliskan fungsi gelombang bagian anguler, (((,(.(c) Tentukan konstanta K ternomalisasi.(d) Berapakah momentum anguler total partikel tersebut.(e) Berapakan nilai ekspektasi dari komponen z momentum anguler (Lz)3. Buatlah skema transisi untuk suatu sistem atom hidrogen sederhana dari tingkat energi l=2 ke l=1, tanpa dan dengan medan magnet luar dengan induksi magnetik B yang cukup kuat. Berapakah garis spektrum yang teramati untuk masing-masing kasus tersebut ? Jelaskanlah jawaban anda! Hitunglah frekwensi garis-garis pada spectrum tersebut.

4. Hitunglah pergeseran energy order pertama untuk tiga keadaan pertama dari infinet square well satu dimensi karena adanya pengaruh gannguan (perturbation) :

Seperti ditunjukkan pada gambar ramp perturbation di bawah ini:

(Petunjuk: Tuliskan terlebih dahulu fungsi eigen dan energy eigen untuk keadaan unperturbation)=== Selamat mengerjakan ==