Kesimpulan Mekanika Kuantum Kajian Teoritik Tingkat Energi Osilator Anharmonik Dengan Potensial Kuartik

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Tingkat Energi dasar untuk Osilator Anharmonik dan Osilator Harmonik adalah sama 2. Tingkat Energi Osilator Anharmonik lebih kecil daripada Tingkat Energi Osilator Harmonik 3. Perbedaan Tingkat Energi untuk Osilator Anharmonik dan Osilator Harmonik adalah sebagai berikut: Energy Osilator Harmonik Osilator Anharmonik ∆E E 0,5 ħ� 0,5 ħ� E 1 1,5 ħ� 1,14 ħ� 0,36 ħ� E 2 2,5 ħ� 1,67 ħ� 0,83 ħ� E 3 3,5 ħ� 2,35 ħ� 1,15 ħ� 4. Perbedaan tingkat energi ∆E antara Osilator Harmonik dengan Osilator Anharmonik diakibatkan oleh adanya gangguan pada sistem Osilator Anharmonik.

5.2. Saran

1. Sebaiknya peneliti selanjutnya mengkaji secara teoritik Tingkat energi Osilator Anharmonik dengan menggunakan Potensial Morse 2. Sebaiknya peneliti selanjutnya mengkaji secara teoritik tingkat energi Osilator Harmonik Teredam dan menganalisis perbedaannya dengan Tingkat energi Osilator Anharmonik. Universitas Sumatera Utara

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mekanika Kuantum

2.1.1. Sejarah Awal Mekanika Kuantum

Dasar dimulainya periode mekanika kuantum adalah ketika mekanika klasik tidak bisa menjelaskan gejala-gejala fisika yang bersifat mikroskofis dan bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya. Oleh karena itu, gejala fisika tersebut ternyata hanya ada satu kumpulan, dan mekanika kuantum mengungkapkan usaha kita yang terbaik sampai saat ini untuk merumuskannya. Perkembangan teori atom menunjukkan adanya perubahan konsep susunan atom dan reaksi kimia antaratom.Kelemahan model atom yang dikemukakan Rutherford disempurnakan olehNiels Henrik David Bohr.Bohr mengemukakan gagasannya tentang penggunaan tingkat energi elektron pada struktur atom.Model ini kemudian dikenal dengan model atom Rutherford-Bohr.Tingkat energi elektron digunakan untuk menerangkan terjadinya spektrum atom yang dihasilkan oleh atom yang mengeluarkan energi berupa radiasi cahaya. Setiap memasuki pemahaman dunia atom, ilmuan mengalami kesulitan yang luar biasa.Teori-teori mapan tidak berdaya, bahasa yang digunakan mengalami kebuntuan, bahkan imajinasi terhadap dunia atom dipengaruhi pandangan emosional. Pengalaman ini dilukiskan Heisenberg: “Saya ingat pembicaraan saya dengan Bohr yang berlangsung selama berjam-jam hingga larut malam dan mengakhirinya dengan putus asa; dan ketika perbincangan itu berakhir saya berjalan-jalan sendirian di taman terdekat dan mengulangi pertanyaan pada diri saya sendiri berkali-kali: Mungkinkah alam itu absurd sebagaimana yang tampak pada kita dalam eksperimen-eksperimen atom ini?” Fritjof Capra, 2000 Situasi psikologis Heisenberg, pada akhirnya merupakan salah satu kata kunci dalam perkembangan revolusioner dunia atom.Bendamateri yang diamati tidak terlepas dari pengalaman pengamat.bendamateri bukan lagi sebagai objek penderita yang dapat diotak-atik sesuai keinginan pengamat. Lebih jauhnya, Universitas Sumatera Utara bendamateri sendiri yang berbicara dan mempunyai keinginan sesuai fungsi dan kedudukannya dalam suatu bendamateri.Sub-atom bukan ‘benda’ tetapi, merupakan kesalinghubungan dalam membentuk jaringan dinamis yang terpola. Sub-subatom merupakan jaring-jaring pembentuk dasar materi yang merubah pandangan manusia selama ini yang memandang sub atom sebagai blok-blok bangunan dasar pembentuk materi. Meminjam istilah Kuhn, mekanika kuantum merupakan paradigma sains revolusioner pada awal abad 20.Lahirnya mekanika kuantum, tidak terlepas dari perkembangan-perkembangan teori, terutama teori atom.Mekanika kuantum, bukan untuk menghapus teori dan hukum sebelumnya, melainkan Mekanika kuantum tidak lebih untuk merevisi dan menambal pandangan manusia terhadap dunia, terutama dunia mikrokosmik.Bisa jadi, sebenarnya hukum-hukum yang berlaku bagi dunia telah tersedia dan berlaku bagi setiap fenomena alam, tetapi pengalaman manusialah yang terbatas.Oleh sebab itu, sampai disini kita harus sadar dan meyakini bahwa sifat sains itu sangat tentatif. Mengapa teori kuantum merupakan babak baru cara memandang alam? Vladimir Horowitz pernah mengatakan bahwa “mozart terlalu mudah untuk pemula, tetapi terlalu sulit untuk para ahli”. Hal yang sama juga berlaku untuk teori kuantum. Secara sederhana teori kuantum menyatakan bahwa “partikel pada tingkat sub atomik tidak tunduk pada hukum fisika klasik”.“Entitas seperti elektron dapat berwujud [exist] sebagai dua benda berbeda secara simultan materi atau energi, tergantung pada cara pengukurannya”. Paul Strathern, 2002 Kerangka mendasar melakukan penalaran dalam sains adalah berpikir dengan metoda induksi.Apabila melakukan penalaran dengan metoda ini, maka pengamatan terhadap wajah alam fisik dilakukan melalui premis-premis yang khusus tentang materi-materi kecil atau mikro bahan alam fisik yang kasat mata.Hukum-hukum sains klasik yang telah terpancang lama, ternyata terlihat kelemahannya ketika berhadapan dengan fenomena mikrokosmik. Gary Zukaf 2003 memberikan pengertian secara etimologis dari mekanika kuantum.‘Kuantum’ merupakan ukuran kuantitas sesuatu, besarnya tertentu.‘Mekanika’ adalah kajian atau ilmu tentang gerak.Jadi, mekanika kuantum adalah kajian atau ilmu tentang gerak kuantum.Teori kuantum Universitas Sumatera Utara mengatakan bahwa alam semesta terdiri atas bagian-bagian yang sangat kecil yang disebut kuanta [quanta, bentuk jamak dari quantum], dan mekanika kuantum adalah kajian atau ilmu yang mempelajari fenomena ini.

2.1.2. Perkembangan Mekanika Kuantum

Pada tahun 1905, Albert Einstein berhasil menjelaskan efek foto listrik dengan didasari oleh pendapat Planck lima tahun sebelumnya dengan mempostulatkan bahwa cahaya atau lebih khususnya radiasi elektromagenetik dapat dibagi dalam paket-paket tertentu yang disebut kuanta dan berada dalam ruang. Energi berhasil menjelaskan bahwa untuk membuat elektron terpancar dari permukaan logam diperlukan cahaya yang menumbuk.Cahaya tersebut harus memiliki frekuensi melebih frekuensi ambang dari logam tersebut.Efek foto listrik ini tidak bergantung pada intensitas cahaya yang ditembakkan seperti pandangan mekanika klasik tetapi hanya bergantung pada frekuensinya saja.Walaupun cahaya lemah ditembakkan tetapi memiliki frekuensi yang melebihi frekuensi ambang ternyata ada elektron yang dipancarkan. Pernyataan Einstein bahwa cahaya teradiasikan dalam bentuk paket-paket energi yang kemudian disebut kuanta dinyatakan dalam jurnal kuantum yang berjudul On a heuristic viewpoint concerning the emission and transformation of light pada bulan Maret 1905.Pernyataan tersebut disebut-sebut sebagai pernyataan yang paling revolusioner yang ditulis oleh fisikawan pada abad ke-20. Paket-paket energi yang pada masa itu disebut dengan kuanta kemudian disebut oleh foton, sebuah istilah yang dikemukakan oleh Gilbert Lewis pada tahun 1926.Ide bahwa tiap foton harus terdiri dari energi dalam bentuk kuanta merupakan sebuah kemajuan.Hal tersebut dengan efektif merubah paradigma ilmuwan fisika pada saat itu yang sebelumnya menjelaskan teori gelombang.Ide tersebut telah mampu menjelaskan banyak gejala fisika pada waktu itu.

2.1.3. Eksperimen-Eksperimen Yang Mendasari Perkembangan Mekanika Kuantum

Berikut ini adalah eksperimen–eksperimen yang mendasari perkembangan mekanika kuantum: Universitas Sumatera Utara 1. Thomas Young dengan eksperimen celah ganda mendemonstrasikan sifat gelombang cahaya pada tahun 1805, 2. Henri Becquerel menemukan radioaktivitas pada tahun 1896, 3. J.J. Thompson dengan eksperimen sinar katoda menemuka elektron pada tahun 1897, 4. Studi radiasi benda hitam antara 1850 sampai 1900 yang dijelaskan tanpa menggunakan konsep mekanika kuantum, 5. Einstein menjelaskan efek foto listrik pada tahun 1905 dengan menggunakan konsep foton dan partikel cahaya dengan energi terkuantisasi, 6. Robert Milikan menunjukan bahwa arus listrik bersifat seperti kuanta dengan menggunakan eksperimen tetes minyak pada tahun 1909, 7. Ernest Rutherford mengungkapkan model atom pudding yaitu massa dan muatan postif dari atom terdistribusi merata dengan percobaan lempengan emas pada tahun 1911, 8. Otti Stern dan Walther Gerlach mendemonstrasikan sifat terkuantisasinya spin partikel yang dikenal dengan eksperimen Stern-Gerlach pada tahun 1920, 9. Clinton Davisson dan Lester Germer mendemondtrasikan sifat gelombang dari electron melalui percobaan difraksi electron pada tahun 1927, 10. Clyde L. Cowan dan Frederick Reines menjelaskan keberadaan neutrino pada tahun 1955

2.1.4. Bukti dari Mekanika Kuantum

Mekanika kuantum sangat berguna untuk menjelaskan perilaku atom dan partikel subatomikseperti proton, neutron dan elektron yang tidak mematuhi hukum-hukum fisika klasik. Atom biasanya digambarkan sebagai sebuah sistem di mana elektron yang bermuatan listrik negatif beredar seputar nukleus atomyang bermuatan listrik positif. Menurut mekanika kuantum, ketika sebuah elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi misalnya dari n=2 atau kulit atom ke-2 ke tingkat energi yang lebih rendah misalnya n=1 atau kulit Universitas Sumatera Utara atom tingkat ke-1, energi berupa sebuah partikel cahaya yang disebut foton, dilepaskan. Energi yang dilepaskan dapat dirumuskan sbb: E= hf 2.1 keterangan:E adalah energi J, hadalah tetapan Planck Js dan fadalah frekuensi dari cahaya Hz. Dalam spektrometer massa, telah dibuktikan bahwa garis-garis spektrum dari atom yang di-ionisasi tidak kontinu, hanya pada frekuensipanjang gelombang tertentu garis-garis spektrum dapat dilihat. Ini adalah salah satu bukti dari teori mekanika kuantum.

2.2. Persamaan Schrodinger