Energi Foton dalam Mekanika Kuantum, Sifat, dan Penjelasannya
Gurubagi.com. Mekanika kuantum merupakan bagian dari teori fisika kuantum dan medan kuantum, selain itu nekanika kuantum termasuk salah satu pilar dari fisika modern.
Mekanika kuantum juga termasuk salah satu cabang ilmu fisika yang membantu untuk memahami mengenai alam semesta.
Mekanika kuantum ini berasal dari seorang fisikawan asal Jerman bernama Max Karl Ernst Ludwig Planck yang pada saat itu melakukan percobaan.
Percobaan yang dilakukan tentang radiasi benda hitam. Benda hitam di sini bukanlah semua benda yang berwarna hitam, melainkan benda yang menyerap seluruh radiasi yang mengenainya.
Dalam percobaannya Max Planck menemukan sesuatu yang mengejutkan, bahwa bahwa radiasi terdiri dari kuanta dengan energi spesifik yang ditentukan oleh konstanta fundamental baru.
Hukum ini memperkenalkan ide gagasan baru dalam fisika, dimana dapat mengetahui bahwa energi merupakan suatu besaran yang dipancarkan oleh sebuah benda dalam bentuk paket-paket kecil yang terputus-putus yang disebut dengan istilah kuanta dan bukan dalam bentuk pancaran molar.
Mekanika kuantum ini dapat menjelaskan tentang sifat dan perilaku alam semesta dari sudut pandang atom, subpartikel atom, ataupun partikel dasar (misalnya quark dan neutrino).
Mekanika kuantum juga dapat menjelaskan interaksi partikel, radiasi elektromagnetik, perilaku materi, bahkan sifat konstituen dari suatu molekul yang sangat kecil. Sehingga, mekanika kuantum kerap disebut sebagai ilmu fisika kecil.
Maka dari itu Mekanika kuantum merupakan bagian dari teori fisika kuantum dan medan kuantum, dan merupakan salah satu pilar fisika modern.
Ilmuwan lainnya yang meneruskan penelitian Planck, yaitu Einstein, Einstein dan ilmuwan lainnya yang diimplikasi ke dunia nyata secara cepat oleh para ilmuan tersebut.
Einstein merealisasikan konsep dalam penemuan tersebut dalam efek fotolistrik. Efek fotolistrik yang melihat cahaya sebagai partikel tidak dapat dijelaskan oleh fisika klasik.
Berdasarkan mekanika kuantum,melalui percobaan menggunakan Mach-Zehnder Interferometer yang dilakukan Einstein, didapatkan juga bahwa cahaya terdiri dari kumpulan kuanta yang sekarang disebut sebagai foton.
Einstein menjelaskan bahwa cahaya terdiri dari paket-paket energi (disebut sebagai foton) dengan frekuensi tertentu. Efek fotolistrik juga menjelaskan bahwa logam dapat menyerap foton atau tidak bergantung frekuensi ambangnya.
Foton adalah kuantum energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik, yang dipancarkan atau diserap oleh materi.
Foton merupakan partikel elementer penyusun cahaya. Karena bersifat sebagai gelombang dan partikel, interaksi yang dihasilkan cukup unik dan banyak.
Perlu kalian ketahui bahwa foton terdapat pada semua energi, mulai dari sinar berenergi tinggi (gamma) seperti cahaya tampak, gelombang inframerah, hingga gelombang berenergi rendah seperti radio. Selain itu, semua jenis foton juga memiliki kecepatan cahaya,
Baca : Pengertian Gelombang Mekanik, Soal dan Pembahasannya
Foton juga merupakan partikel pembawa untuk semua bentuk radiasi elektromagnetik, termasuk:
1. Sinar gamma.
2. Sinar X.
3. Sinar UV.
4. Cahaya yang terlihat.
5. Cahaya inframerah.
6. gelombang mikro.
7. Gelombang radio.
Sifat-sifat energi foton
a. Foton memiliki massa nol saat diam, dan selalu bergerak dengan kecepatan cahaya dalam ruang hampa.
b. Tidak bermuatan
c. Bergerak dengan kecepatan = kecepatan cahaya (c = 3.108 m/s).
d. Foton dapat berinteraksi dengan partikel lain misalnya elektron. (Efek compton)
e. Foton dapat berlaku sebagai gelombang juga dapat berlaku sebagai partikel (dualisme gelombang-partikel)
Foton dapat berperilaku seperti gelombang dalam fenomena seperti pembiasan yang terjadi di lensa, atau pembatalan oleh interferensi destruktif dari gelombang yang dipantulkan.
Akan tetpi foton dapat juga berperilaku seperti partikel ketika berinteraksi dengan materi untuk mentransfer sejumlah energi yang tetap. Energi ini berbanding terbalik dengan panjang gelombang.
Misalnya, lensa dapat membiaskan satu foton dan dalam prosesnya berinterferensi dengan dirinya sendiri seolah-olah itu adalah gelombang. Atau, ia dapat bertindak seperti partikel yang memiliki posisi tertentu dan momentum yang terukur.
Demikian energi foton dalam mekanika kuantum, sifat, dan penjelasannya. Semoga bermanfaat
