ASAL - USUL MEKANIKA KUANTUM

• Energi dalam radiasi elektromagnetik bukanlah hal yang kontinu tetapi datang dalam bentuk kuanta dengan energi yang diberikan oleh

dengan f merupakan frekuensi, λ merupakan panjang gelombang, danh merupakan konstanta Planck, yang memiliki

Besaran hc sering muncul dalam perhitungan dan memiliki nilai

hc= 1240 eV.nm

Ciri kuantum cahaya dipertunjukkan dalam efek fotolistrik, yang dalam efek tersebut foton diserap oleh atom dengan pemancaran electron, dan hamburan Compton, yang dalam hamburan itu foton bertumbukan dengan electron bebas dan muncul dengan energi yang berkurang dan dengan panjang gelombang yang lebih panjang.

• Sinar-x dipancarkan apabila electron diperlambat dengan menabrakkannya pada sasaran dalam tabung sinar-x. Spektrum sinar-x terdiri atas sederetan garis tajam yang disebut spectrum karakteristik yang ditimpakan pada spectrum bremsstrahlung yang kontinu. Panjang gelombang minimum datam spectrum bremsstrahlung λ_m bersesuaian dengan energi maksimum foton yang dipancarkan, yang sama dengan energi kinetik maksimum electron eV, dengan V merupakan tegangan tabung sinar-x. Panjang gelombang minimum diberikan oleh

• Panjang gelombang sinar-x biasanya berada dalam orde nanometer, yang juga hampir sama dengan jarak-pisah atom dalam suatu kristal. Maksima difraksi diamati apabila sinar-x berpencar dari kristal, yang menandakan bahwa sinar-x merupakan gelombang elektromagnetik dan bahwa atom-atom dalam kristal tersusun dalam jajaran teratur.
• Untuk menjabarkan rumus Balmer pada spectrum atom hydrogen, Bohr mengusulkan postulat berikut ;

Postulat 1  : Elektron dalam atom hydrogen hanya dapat bergerak dalam orbit melingkar yang tak meradiasi yang disebut keadaan stasioner.

Postulat 2 : Atom meradiasikan foton apabila electron melakukan peralihan dari suatu orbit stasioner ke orbit lainnya. Frekuensi foton ini diberikan oleh

dengan E_i dan E_f merupakan energi awal dan akhir atomnya.

Postulat 3 : Jari-jari (dan energi) orbit keadaan stationer ditentukan dengan fisika klasik beserta keadaan kuantum yang momentum sudut electron harus sama dengan bilangan bulat dikalikan dengan konstanta Planck dibagi dengan 2π.

dengan h = h/2π = 1,05 x 10^-34 J.detik

Postulat ini menghasilkan tingkat energi yang diizinkan dalam atom hydrogen yang diberikan oleh

dengan n suatu bilangan bulat dan

Jari-jari orbit stationer diberikan oleh

Dengan

merupakan jari-jari pertama Bohr.

• Ciri gelombang electron pertama kali disarankan oleh de Broglie, yang mempostulatkan persamaan

untuk frekuensi dan panjang gelombang electron. Dengan persamaan ini, keadaan kuantum Bohr dapat dipahami sebagai keadaan gelombang berdiri. Sifat gelombang electron pertama kali diamati secara percobaan oleh Davisson dan Germer dan kemudian oleh G.P. Thomson, yang mengukur difraksi dan interferensi electron.

• Teori matematis sifat gelombang materi dikenal sebagai teori kuantum. Dalam teori ini, electron diuraikan oleh fungsi gelombang yang mematuhi persamaan gelombang. Kuantisasi energi dari keadaan gelombang berdiri digunakan untuk electron dalam berbagai system. Teori kuantum merupakan dasar untuk pemahaman kita atas ciri fisis dunia modern.