LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: FISIKA KUANTUM KELOMPOK KOMPETENSI I
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
23
b. Rumusan Planck
Dalam menentukan
E
, Planck tidak menggunakan prinsip ekipartisi energi. Dia beranggapan bahwa energi yang dimiliki osilator-osilator
tersebut tidak kontinu, melainkan berharga diskrit, energi spektrum radiasi benda hitam terkuantisasi dalam paket-paket energi kuanta
yaitu merupakan kelipatan dari
h
, yaitu:
nh h
h h
E ......,
, 3
, 2
, ,
h = tetapan Planck besarnya 6,626 X 10
-34
J s
n T
k nh
T k
nh n
n T
k E
n T
k E
n
b b
b n
b n
e e
nh e
e E
E
Jika dimisalkan
T k
h
b
, maka persamaan 4 akan menjadi sebagai berikut.
n n
n n
b
e e
d d
T k
E
Gambar 2.3 Perbandingan grafik energi-frekuensi radiasi dari hasil eksperimen dengan grafik hasil analisis
Rayleigh-Jeans
Analisis Rayleigh-Jeans
Analisis Eksperimen
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: FISIKA KUANTUM KELOMPOK KOMPETENSI I
24
Selanjutnya dari hubungan
e e
n n
1 1
, maka diperoleh:
2
1 1
1
e e
e d
d e
d d
n n
Dengan mensubstitusi persamaan 6 dan 7 ke persamaan 5, maka akan didapat persamaan sebagai berikut
1
e T
k E
b
Oleh karena
T k
h
b
, maka akan didapat suatu persamaan untuk energi rata-rata sebuah osilatormode getar sebagai berikut.
1
T k
h
b
e h
E
Oleh karena energi rata-rata sebuah osilator diketahui, maka rapat
energi seluruh osilator dalam benda hitam dapat diukur dengar persamaan berikut.
T
=
d e
h c
d E
V N
T k
h
b
1 8
2 3
Persamaan ini ternyata sesuai dengan kenyataan yang diperoleh pada eksperimen, sehingga bencana ultraviolet yang diperkirakan
akan terjadi, sesungguhnya tidak ada. Keberhasilan Planck ini dalam mengatasi kelemahan fisika klasik merupakan tonggak awal lahirnya
fisika modern.Perbedaan kedua pandangan di atas dapat disimak pada tabel berikut.
Tabel 2.1 Perbedaan pandangan mengenai radiasi benda hitam
No Pandangan Fisika Klasik Teori Gelombang tentang
Radiasi Benda Hitam Melalui Analisis Rayleigh-Jeans
Pandangan Fisika Modern Teori Kuantum tentang Radiasi Benda
Hitam Melalui Analisis Planck
1
Rayleigh- Jeans dalam teorinya berhipotesis bahwa energi tiap
osilator gelombang tegak di Planck mengajukan hipotesis bahwa
energi tiap osilator tidak bernilai sembarang dari nol sampai tak
