Teori Kuantum Max Planck. Max Planck, ahli fisika dari Jerman, pada tahun 1900 mengemukakan teori kuantum. Planck menyimpulkan bahwa atom-atom dan molekul dapat memancarkan atau menyerap energi hanya dalam jumlah tertentu. Jumlah atau paket energi terkecil yang dapat dipancarkan atau diserap oleh atom atau molekul dalam bentuk radiasi elektromagnetik disebut kuantum.
Planck menemukan bahwa energi foton (kuantum) berbanding lurus dengan frekuensi cahaya.
$ \begin{align} E = h . \upsilon \end{align} $
Keterangan :
$ E = \, $ energi (J)
$ h = \, $ konstanta Planck 6,626 $ \times 10^{-34} \, $ J.s
$ \upsilon = \, $ frekuensi radiasi (s$^{-1}$)
Salah satu fakta yang mendukung kebenaran dari teori kuantum Max Planck adalah efek fotolistrik, yang dikemukakan oleh Albert Einstein pada tahun 1905. Efek fotolistrik adalah keadaan di mana cahaya mampu mengeluarkan elektron dari permukaan beberapa logam (yang paling terlihat adalah logam alkali) (James E. Brady, 1990).
Susunan alat yang dapat menunjukkan efek fotolistrik ada pada gambar berikut ini:
Gambar di atas memperlihatkan susunan alat yang menunjukkan efek fotolistrik, Seberkas cahaya yang ditembakkan pada permukaan pelat logam akan menyebabkan logam tersebut melepaskan elektronnya. Elektron tersebut akan tertarik ke kutub positif dan menyebabkan aliran listrik melalui rangkaian tersebut.
Sumber: General Chemistry, Principles & Structure, James E. Brady, 5th ed, 1990.
Elektrode negatif (katode) yang ditempatkan dalam tabung vakum terbuat dari suatu logam murni, misalnya sesium. Cahaya dengan energi yang cukup dapat menyebabkan elektron terlempar dari permukaan logam. Elektron tersebut akan tertarik ke kutub positif (anode) dan menyebabkan aliran listrik melalui rangkaian tersebut.
Einstein menerangkan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya. Jika frekuensinya rendah, setiap foton mempunyai jumlah energi yang sangat sedikit dan tidak mampu memukul elektron agar dapat keluar dari permukaan logam. Jika frekuensi (dan energi) bertambah, maka foton memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan elektron (James E. Brady, 1990). Hal ini menyebabkan kuat arus juga akan meningkat.
Energi foton bergantung pada frekuensinya.
$ \begin{align} E = h . \upsilon \, \text{ atau } \, E = h . \frac{c}{\lambda} \end{align} $
Keterangan :
$ h = \, $tetapan Planck (6,626 $\times 10^{-34}$ J dt)
$ \upsilon = \, $ frekuensi (Hz)
$ c = \, $ kecepatan cahaya dalam vakum (3 $\times $ 108 m det$^{-1}$)
$ \lambda = \, $ panjang gelombang (m)
Dengan Teori Kuantum, kita dapat mengetahui besarnya radiasi yang dipancarkan maupun yang diserap. Selain itu, Teori Kuantum juga bisa digunakan untuk menjelaskan terjadinya spektrum atom. Perhatikan spektrum atom hidrogen berikut:
Gambar: spetrum gas hidrogen
Pada Gambar di atas dapat dilihat bahwa percikan listrik masuk ke dalam tabung gelas yang mengandung gas hidrogen. Sinar yang keluar dari atom H (setelah melalui celah) masuk ke dalam prisma, sehingga sinar tersebut terbagi menjadi beberapa sinar yang membentuk garis spektrum. Ketika sinar itu ditangkap oleh layar, empat garis yang panjang gelombangnya tertera pada layar adalah bagian yang dapat dilihat dari spektrum gas hidrogen.
Demikian pembahasan materi Teori Kuantum Max Planck dan contohnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar