Cahaya adalah bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik. Teori gelombang elektrimagnetik memprediksikan keberadaan gelombang elektromagnetik selain spektrum cahaya tampak. Penemuan selanjutnya, sinar-x dan gelombang radio menunjukkan kebenaran dari prediksi ini, dan nampaknya menunjukkan bahwa sifat alami dari cahaya telah selesai diketahui secara paripurna.
Banyak saintis pada akhir abad ke-19 menganggap bahwa semua aspek fisika dapat dijelaskan dengan menggunakan hukum Newton tentang gerak dan teori gelombang elektromagnetik. Mereka berfikir bahwa, persoalan-persoalan seperti efek fotolistrik, akan dapat dijelekan menggunakan Hukum Newton tentang gerak dan persamaan Maxwell.
Namun, sebagaimana yang kita ketahui bahwa ternyata efekfotolistrik belum dapat dijelaskan sampai Einstein menjelaksan sebha teori “radikal” pada saat itu yang menyatakan bahwa cahaya terdiri atas photon, yang merupakan partikel dalam bentuk paket gelombang elektromagnetik.
cahaya dual sifat, dapat berprilaku sebagai gelombang dan dapat berprilaku sebagai partikel, sesuai dengan keadaan.
- Perilaku cahaya sebagai gelombang teramati pada peristiwa difraksi oleh cahaya. Hal ini terjadi, misalnya pada cahaya melalui sebuah celah sempit. Cahaya muncul dari celah, dengan menyebar keluar, sama seperti air yang gelombang air yang keluar dari sebuah celah. Semakin sempit celah atau semakin pendek panjang gelombang, semakin besar jumlah difraksi yang terjadi.
- Perilaku cahaya sebagai gelombang Teramati misalnya pada, peristiwa efekfotolistrik. Ketika cahaya di arahkan pada permukaan logam dan elektron pada permukaan logam menyerap photon pada frekuensi f, energi kinetik dari elektron meningkat dari nilai hf. Elektron dapat terlepas jika energi yang diserap dari photon lebih besar dari fungsi kerja logam.
Matter Waves
Jika cahaya dapat berprilaku sebagai gelombang dan partikel, mungkin saja partikel juga dapat berprilaku sebagai gelombang dan partikel. Eelektron dapat di belokkkan oleh medan magnet. Ini merupakan bukti bahwa elektron memiliki sifat gelombang-partikel. Ide bahwa partikel juga memiliki perilaku gelombang pertama kali disampaikan oleh Louis de Broglie pada 1923 (Hipotesis de Broglie).
Dengan megembangkan ide dualisme dari photon menjadi partikel, De Broglie mangajukan hipotesis:
- Partikel memiliki sifat dualisme gelombang partikel.
- gelombang berprilaku sebagai partikel ditunjukkan dengan besaran panjang gelombang, yaitu panjang gelombang, λ , yang berkorespondensi dengan panjang gelombang, p, partikel.
\lambda=\frac{h}{p}Karena momentum partikel didefenisikan sebagai massa x kecepatan. Menurut hipotesis De Broglie, sebuah partikel bermassa m yang bergerak dengan kecepatan v, sehingga panjang gelombang de Broglie:
\lambda=\frac{h}{m\ v}Pembuktian Hiptesis de Broglie
Perilaku elektron sebagai gelombang ditemukan atau teramati kemudian, tiga tahun setelah de Broglie mencetuskan hipotesisnya. Ditemukan bahwa berkas elektron dapat terdikfraksi. Setelah penemuan ini, eksperimen selanjutnya membuktikan bahwa, dengan menggunakan jenis partikel lain, mengkonfirmasi kebenaran teori de Broglie.
Berkas sinar elektron, dalam tabung vakum diarahkan pada sebuh foil logam tipis. Logam terdiri dari sangat banyak area kristal. setian area atau butirab tersusun dari ion-ion positif pada posisi tetap dan pola reguler. Susunan atom mengakibatkan elektron dalam berkas terdifraksi, sama seperti berkas cahaya terdifraksi ketika melalui celah sempit.
Berkas elektron yang melalui foil logam dan didifraksikan hanya pada satu arah saja (lihat gambar dibawah).
berkas elektron ini membentuk ring-ring pada layar di ujung tabung. setiap ring terbentuk akibat difraksi elektron oleh sejumlah butiran yang teorientasi berbeda, pada susut datang berkas sinar yang sama.
berkas elektron dihasilkan dari filament yang dipanaskan dari metal bermuatan positif, yang memiliki lubang kecil pusatnya. Elektron yang melalui lubang itu kemudian membentuk berkas elektrin. Kecepatan dari elektron ini dapat ditingkatkan dengan meningkatkan potensial antara filament dan pelat metal.
Hal ini akan mengakibatkan ring menjadi semakin kecil, karena meningkatkan kecepatan akan mengakibatkan panjang gelombang de Broglie menjadi lebih kecil. sehingga semakin sedikit difraksi yang terjadi maka ring-ring juga akan menjadi semakin kecil.
Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, silahkan untuk membagikannya, memberi komentar, dan meng klik iklannya…. Hal ini dapat menjaga eksistensi website ini. Terima kasih