Dualisme Gelombang Partikel

Dualisme Gelombang Partikel


Dalam pengalaman kehidupan manusia sehari-hari, tidak ada sesuatu yang misterius atau kekaburan makna tentang konsep partikel dan gelombang. Tinjaulah sebuah batu yang dijatuhkan ke kolam dan riak yang dihasilkan yang menyebar dari titik jatuh batu akan memiliki kesamaan hanya dalam sifatnya. Kesamaan itu yakni membawa energi dan momentum dari suatu tempat ke tempat lainnya.


dualisme gelombang partikel


Fisika klasik yang umumnya menyatakan "kenyataan fisis" yang ditangkap indera kita, memperlakukan partikel dan gelombang sebagai komponen yang terpisah satu sama lain dari kenyataan itu. Mekanika partikel dan optika gelombang secara tradisional merupakan keilmuan yang bebas. Masing-masing disiplin ilmu ini beraal dari serangkaian eksperimen dan prinsip-prinsip yang didasarkan atas hasil eksperimen tersebut.

Kenyataan fisis yang dapat diterima oleh akal kita timbul dari gejala yang terjadi dalam dunia mikroskopik sebuah atom dan molekul, elektron dan inti atom. Akan tetapi dalam dunia ini tidak terdapat partikel atau gelombang dalam arti yang kita kenal.

Sudah mahfum kita menganggap elektron memiliki muatan dan massa. Elektron berperilaku menurut hukum mekanika partikel dalam peralatan yang kita kenal misalnya pada tabung televisi. Namun demikian, akan terlihat banyak kenyataan yang sepertinya kita memaksa menafsirkan elektron yang bergerak sebagai suatu manifestasi gelombang. Hal ini sebanyak juga kenyataan lain yang memaksa pemikiran kita untuk menafsirkan elektron sebagai manifestasi sebuah partikel.

Lalu kita telah menganggap gelombang elektromagnetik memperlihatkan gejala difraksi, interferensi dan polarisasi. Namun, kita juga telah melihat fakta bahwa dalam keadaan yang lain gelombang elektromagnetik ini berperilaku seakan - akan terdiri dari seberkas partikel.

Bersama dengan relativitas khusus, dualisme partikel - gelombang adalah pengertian sentral dalam keilmuan fisika modern.

Pandangan James Clark Maxwell


Penggandengan medan lisrik dan magnetik yang bergerak dengan kelajuan cahaya menimbulkan perilaku gelombang yan khusus. Dari perkerjaan Faraday sebelumnya tentang magnet, fisikawan Inggris, James Clerk Maxwell mengemukakan banhwa listrik yang dipercepat akan menimbulkan gangguan listrik dan magnetik. 

gelombang elektromagnetik


Keadaan ini menjalar terus menerus melalui ruang vakum. Bila muatan bergetar secara periodik, diperoleh fakta bahwa gangguannya adalah gelombang yang komponen magnetik dan komponen listriknya saling tegak lurus.

Lalu Maxwell mengemukakan bahwa perubahan medan listrik akan menimbulkan medan magnetik.

Pandangan Heinrich Hertz dan Pembuktian Young


Perkembangan selanjutnya, ahli fisika Jerman, Heinrich Hertz membuktikan bahwa gelombang EM betul ada dan berperilaku tepat seperti ramalan ilmiahnya Maxwell.

Terkahir, eksperimen celah - ganda Young menunjukkan bahwa cahaya adalah gelombang.
Selengkapnya »
Perbedaan Pokok Antara Rumusan Fisika Klasik Dan Fisika Kuantum

Perbedaan Pokok Antara Rumusan Fisika Klasik Dan Fisika Kuantum

Menurut konsep operasional dalam perumusan ilmu fisika, keadaan atau sifat suatu sistem fisis harus dilukiskan oleh besaran-besaran fisis yang dapat diamati dan diukur langsung, atau diturunkan dari hasil pengukuran langsung tersebut. Keadaan gerak suatu partikel misalnya, dilukiskan oleh perubahan kedudukannya terhadap waktu, \(\vec{x}(t)\), kecepatannya, \(\vec{v}(t)\) dan percepatannya, \(\vec{a}(t)\), atau momentum, \(\vec{p}(t)\),dan energi mekanikanya \(E(t)\).


https://pixabay.com/en/quantum-mechanics-physics-atoms-1525470/

Keadaan setimbang suatu sistem termodinamik ditentukan oleh paramater \(P\), \(V\), \(T\) (tekanan, volume, suhu), energi  \(E\) dan entropi  \(S\), sedangkan sifat termal suatu sistem dilukiskan antara lain oleh kapasitas panas  \(C_{v}\), \(C_{p}\), koefisien muai  \(\alpha\) dan kompresibilitasnya (\(K_{T}\), \(K_{S}\). Semua besaran itu disebut besaran observabel atau secara singkat, \(\textrm{observabel}\).

Dalam perumusan fisika klasik, semua observabel bersifat intrinsik, melekat sepenuhnya pada sistem yang bersangkutan. Pada dasarnya pengukuran secara pasti dan teliti selalu selalu dapat dilakukan dengan cara yang tepat pada masing-masing observabel tersebut. Hasil pengukuran itu merupakan pernyataan/ungkapan kuantitatif yang sesungguhnya bagi keadaan atau sifat sistem bersangkutan. Cara pengukuran yang pasti dan teliti itu dianggap tidak mengganggu keadaan atau sifat sistem yang diukur.

Dalam pendekatan kuantum, keadaan suatu sistem dan observabel dari hasil pengukuran pada sistem itu pada umumnya tidak identik meskipun selalu berkaitan. Menurut perumusan kuantum, keadaan suatu sistem kuantum dilukiskan oleh suatu fungsi keadaan \(\psi\), yang bersifat probabilistik, sedangkan operasi pengukuran observabel tertentu, \(q\), dinyatakan oleh operator matematik yang bersesuaian, \(Q\) (operator observabel), lepas dari sistem apapun yang ditinjau. Observabel yang diperoleh sebagai hasil pengukuran pada sistem tertentu tidak ditentukan oleh \(\psi\) saja, tetapi bergantung pada hasil operasi \(Q\) pada \(\psi\), dan merupakan hasil interaksi antara alat pengukur dan sistem yang diukur.

Pada umumnya, operasi pengukuran pada suatu sistem akan menimbulkan perubahan keadaan yang tidak dapat dikendalikan atau diramalkan secara pasti. Jadi, pengukuran yang dinyatakan oleh operasi tersebut tidak menghasilkan observabel secara pasti, sekalipun dengan cara/peralatan yang sempurna alias pengukuran ideal. Dengan kata lain, hasil pengukuran itu bersifat probabilistik. Karena itu, hasil suatu pengukuran makroskopik pada umumnya merupakan harga rata-rata. Secara khusus akan dibahas pada bagian Postulat dan Azaz Ruang Hilbert. Sebagai akibatnya, pengertian spesifikasi keadaan suatu sistem berdasarkan nilai observabel yang melekat dan pasti, tidak dapat dipertahankan sepenuhnya seperti dalam perumusan klasik.

Gagasan operasional tentang pemerian (deskripsi) kuantum seperti yang diuraikan di atas memerlukan perumusan matematik yang cermat dan mendasar tentang sifat-sifat fungsi keadaan \(\psi\), operator \(Q\), serta kaitannya dengan hasil pengamatan. Perumusan ini lazim dikembangkan dalam \(\mathrm{Ruang\,Hilbert}\) yang merupakan perluasan ruang vektor linear dalam fisika klasik.

Terima kasih sudah ke sini untuk membaca dan belajar fisika. Jangan ragu untuk menyukai posting blog, berlangganan blog dan berkomentar untuk berinteraksi lebih dengan saya. Selamat belajar ya. 

Thank you for coming here to read and study physics in this blog. Feel free to like, subscribe and comment. Have a nice learning.

Referensi [6]
Selengkapnya »

Ilmu Fisika on Youtube

Usaha Energi Daya

Listrik Magnet

Soal Jawab

Mekanika

Impuls Momentum

Universitas

Optik