BAB I
PENDAHULUAN
Di alam, partikel-partikel yang ada dapat diklasifikasikan kepada dua jenis stastistik kuantum. Jenis statistik partikel pertama adalah golongan partikel-partikel yang
memenuhi kaidah statistika Bose-Einstein sedangkan yang kedua adalah partikel-partikel yang memenuhi kaidah statistika Fermi-Dirac. Perbedaan ini didasarkan pada keadaan
partikel penyusunnya yaitu partikel identik yang tak terbedakan.
Partikel-partikel yang memenuhi statistika Bose-Einstein adalah partikel boson contohnya foton, partikel alpa,dll, memiliki spin 0 atau bilangan bulat. Boson
tidak memenuhi prinsip eksklusi, tidak terpengaruh pula pada pertukaran setiap pasangan partikel atau disebut fungsi gelombang simetrik. Sementara partikel-partikel yang
memenuhi statistika Fermi – Dirac adalah partikel fermion contohnya elektron, proton dan neutron,dll, memiliki spin setengah bilangan bulat ganjil 12,32,52,…. Fermion
berbeda dengan boson dalam hal penempatan setiap elektron dalam keadaan yang tersedia. Fermion mematuhi prinsip larangan Pauli sehingga dia bersifat antisimetrik.
Tetapi dalam hal ini, D.I. Ford juga membahas tentang boson,fermion dalam kondisi partikel-partikel tidak terjadi interaksi.
1.1 Latar Belakang
Telah banyak pemakaian yang di lakukan terkait kepada statistika Fermi- Dirac maupun statistika Bose-Einstein. Pemakaian dari statistika Fermi-Dirac diantaranya
adalah untuk membahas fungsi partisi untuk gas ideal dalam fungsi partisi kanonik boson dan fermion melalui perhitungan metode Einstein serta berdasarkan konsep Ensemble
Kanonik Besar dimana hasilnya dibandingkan terhadap metode D.I. Ford. D.I. Ford, 1971.
Universitas Sumatera Utara
.
1.2 Metode Penelitian
Penelitian ini dikerjakan berdasarkan teoritis dan dilakukan melalui statistik kuantum dalam fungsi partisi. Karena penelitian ini sifatnya teoritis, maka di perlukan
sumber informasi yang tepat mengenai topik yang akan dibicarakan dari buku, jurnal maupun internet.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui fungsi partisi hasil perhitungan metode Einstein serta berdasarkan konsep Ensemble Kanonik Besar EKB.
Hasilnya akan dibandingkan dengan teori atau metode D.I Ford, apabila diambil interval k status energi osilator dari 1 sampai N. Keadaan tersebut ditandai dengan kondisi
µ = 0, yang disebut potensial kimia
µ dalam besaran sistem selama proses berlangsung adalah konstan.
1.4 Batasan masalah
Supaya lebih mengarahkan kepada satu arah topik pembicaraan, maka perlu
di buat batasan suatu permasalahan dalam skripsi ini yaitu bahwa sistem partikel bebas diasumsikan sebagai partikel yang tidak saling berinteraksi sistem gas ideal yang di
peroleh dari fungsi partisi, dan juga besaran observabel besaran yang teramati hanya dihitung pada energi fungsi partisinya serta dalam perhitungan baik melalui metode
Einstein ataupun metode D.I. Ford hanya temperatur tinggi.
1.5 Sistematika Penulisan
Tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab dan masing-masing bab terdiri dari beberapa subbab:
Universitas Sumatera Utara
• Bab 1 menguraikan pendahuluan, latar belakang masalah, metode
penelitian, tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. •
Bab 2 menguraikan teori dasar dari tugas akhir ini mengenai sistem makroskopik dan mikroskopik yang berisi uraian tentang mekanika
kuantum, partikel identik, prinsip eksklusi pauli. Mekanika statistik berisi uraian keadaan mikrokanonik, kanonik dan kanonik total, partikel fermion
dan boson, distribusi Bose-Einstein, distribusi Fermi-Dirac. •
Bab 3 adalah fungsi partisi yang membahas mengenai fungsi partisi kanonik gas ideal, fungsi partisi kanonik besar untuk boson dan fermion,
fungsi partisi kanonik osilator harmonis. •
Bab 4 berisi kesimpulan dan saran.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
SISTEM MAKRO DAN MIKRO
Sistem yang akan di bahas dalam skripsi ini adalah sistem fermion yang mengikuti kaidah eksklusi Pauli, merupakan partikel identik dan memiliki sifat-sifat yang
berbeda jika di bandingkan dengan sistem boson. Oleh karena itu dalam skripsi ini, untuk menjelaskan gambaran mengenai partikel fermion secara lebih detail sebaiknya terlebih
dahulu kita mengkaji mengenai dasar-dasar mekanika statistik sebagai bahan bagi kita untuk lebih memahami skripsi ini.
2.1 Sistem Makroskopik dan Mikroskopik
