Model Atom Terkini

 

Model Atom Terkini “Mekanika Kuantum”

Abstrak

Model atom adalah konsep dasar dalam kimia dan fisika, dan informasi tentang model atom dapat berubah seiring perkembangan penelitian ilmiah. Mekanika kuantum bukanlah bidang ilmu yang mudah dipahami.Dari semua bidang ilmu fisika yang ada, mekanika kuantum selalu dianggap paling susah dikarenakan konsep-konsepnya yang tidak biasa dan buku atau sumber untuk mempelajarinya belum memberi penjelasan konsep-konsep mekanika kuantum.

Keywords

Konsep atom, model atom, mekanika kuantum, teori atom

 

Pendahuluan

 

Latar Belakang  

 

Filsuf Yunani bernama “Demokritus” adalah yang pertama kali mengemukakan istilah kata dari atom.Konsep mengenai atom terus berkembang dimulai dengan model atom Dalton yang menyatakan bahwa atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi hingga model atom terkini yaitu Mekanika Kuantum.

Model atom Niels Bohr dapat menjelaskan inti atom yang bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak berkurang.

Perkembangan muktahir dibidang mekanika kuantum dimulai dari teori Max Planck yang mengemukakan kuanta-kuanta energi dilanjutkan oleh Louis de Broglie tentang dualisme

partikel, kemudian oleh Werner Heisenberg tentang prinsip ketidakpastian dan yang terakhir saat ini adalah Erwin Schrodinger tentang persamaan gelombang.

Rumusan Masalah:

1.      Apa tujuan pasti dari penelitian pada teori mekanika kuantum?

2.      Apakah hasil akhir dari perkembangan atom mekanika kuantum?

3.      Konsep-konsep apa saja yang ada dalam mekanika kuantum?

Tujuan:

1.      Untuk memberikan informasi kepada pembaca

2.      Menemukan informasi lebih lanjut tentang perkembangan model atom terbaru

3.      Mempelajari lebih dalam mengenai teori atom dan konsepnya

 

  

Pembahasan

 

Mekanika kuantum adalah cabang fisika teoretis yang menggambarkan perilaku partikel-partikel subatom seperti elektron dan foton di tingkat subatom. Ini adalah teori yang sangat penting dalam fisika modern dan memiliki beberapa prinsip dasar yang berbeda dengan fisika klasik, yang digambarkan oleh mekanika Newton.

Berikut beberapa konsep penting dalam mekanika kuantum:

1.      Superposisi: Salah satu konsep utama dalam mekanika kuantum adalah superposisi, yang menyatakan bahwa partikel dapat berada dalam beberapa keadaan secara bersamaan. Ini berbeda dengan fisika klasik di mana objek memiliki keadaan yang pasti.

2.      Dualitas gelombang-partikel: Partikel subatom seperti elektron memiliki sifat ganda sebagai gelombang dan partikel. Ini berarti mereka dapat menunjukkan perilaku seperti gelombang dalam beberapa eksperimen dan perilaku seperti partikel dalam eksperimen lainnya.

3.      Prinsip ketidakpastian Heisenberg: Prinsip ini menyatakan bahwa ada batasan intrinsik dalam kemampuan kita untuk mengukur secara presisi posisi dan momentum partikel pada saat yang sama. Semakin tepat kita mengukur salah satu parameter ini, semakin tidak pasti kita tentang parameter lainnya.

4.      Fungsi gelombang: Fungsi gelombang adalah konsep sentral dalam mekanika kuantum yang digunakan untuk menggambarkan keadaan partikel subatom. Fungsi ini berkaitan dengan probabilitas menemukan partikel dalam keadaan tertentu.

5.      Operator: Operator matematis digunakan dalam mekanika kuantum untuk menggambarkan observasi fisik dan menggambarkan evolusi sistem.

6.      Ketenangan: Dalam mekanika kuantum, sejumlah observabel dapat memiliki nilai yang terkuantisasi atau "kuanta." Contohnya adalah energi elektron dalam atom yang hanya dapat memiliki nilai tertentu yang disebut level energi.

7.      Prinsip superposisi: Prinsip ini menyatakan bahwa sistem kuantum dapat berada dalam kombinasi linear dari beberapa keadaan dasar, yang sering disebut sebagai superposisi. Ketika kita mengukur sistem ini, ia akan memilih salah satu keadaan dasar dengan probabilitas tertentu.

Mekanika kuantum sangat penting dalam menjelaskan fenomena di tingkat subatom dan memiliki banyak aplikasi dalam fisika, kimia, dan teknologi modern, termasuk pengembangan komputer kuantum, kriptografi kuantum, dan berbagai teknologi yang menggunakan efek kuantum seperti transistor kuantum dan sensor kuantum.

Tujuan penelitian dalam mekanika kuantum mencakup berbagai aspek, eksperimen, dan teori yang bertujuan untuk memahami dan menjelaskan perilaku partikel subatomik di tingkat kuantum.

•       Pemahaman Perilaku Partikel Subatomik: Salah satu tujuan utama adalah memahami perilaku partikel subatomik seperti elektron, proton, dan foton. Ini mencakup pemahaman tentang bagaimana partikel berinteraksi, bergerak, dan berperilaku di lingkungan yang sangat kecil dan pada skala waktu yang sangat pendek.subatomik seperti elektron, proton, dan foton. Ini mencakup pemahaman tentangbagaimana partikel berinteraksi, bergerak, dan berperilaku di lingkungan yangsangat kecil dan pada skala waktu yang sangat pendek.
•  pengembangan teroi kuantum yang lebih mendalam
•  Aplikasi Teknologi Kuantum
•   Eksplorasi Fenomena Unik: Mekanika kuantum memungkinkan eksplorasi fenomena unik seperti superposisi, entanglement (perlekatan), dan efek kuantum lainnya.
•  Pemahaman Struktur Atom dan Molekul: Mekanika kuantum merupakan dasar bagi kimia kuantum, yang membantu kita memahami struktur atom dan molekul secara  lebih mendalam. Ini penting dalam pemodelan dan merancang molekul-molekul baru dengan sifat-sifat yang diinginkan.

Pada tahun 2021, teori mekanika kuantum tetap menjadi salah satu teori paling sukses dalam fisika modern. Ini telah menghasilkan banyak prediksi yang telah diuji secara eksperimental dengan presisi yang luar biasa, dan ini adalah landasan bagi sebagian besar teknologi modern. Beberapa hasil akhir perkembangan teori mekanika kuantum meliputi:

1.      Prinsip ketidakpastian Heisenberg

2.      Fungsi gelombang

3.      Dualitas gelombang-partikel

4.      Kuantisasi energinya

5.      Teknologi kuantum

 Penguasaan teori ini memungkinkan kita merekayasa teknologi pada skala nano yang tidak lama lagi menghasilkan perangkat cerdas setipis kertas yang fleksibel namun sekuat berlian (graphene), komputer dengan kecepatan ratusan kali saat ini (quantum computers), biosensor dengan sensitivitas dan kecepatan deteksi luar biasa, objek yang tak bisa dideteksi oleh intrumen (metamaterial engineering), dll dan bahkan mungkin membawa kita pada suatu teori unifikasi yang memungkinkan kita memahami semua gaya fundamental alam dalam satu rumus dan suatu hari akan membawa manusia menembus batas batas ruang waktu yang tidak pernah terbayangkan di masa hidup kita.

Sensor kuantum mengukur perubahan kecil dalam medan listrik dan magnet serta gerakan dan pengukuran dilakukan pada tingkat atom. Penginderaan kuantum generasi berikutnya baru saja bergabung Ini mencakup sensor gravitasi, sensor kekosongan nitrogen (NV), dan inovasi lainnya. Aplikasi generasi berikutnya terbagi dalam setidaknya delapan kategori dan berbeda dalam hal tingkat kematangan dan potensi pasar.

 Penutup

 

Teori atom akan terus mengalami perubahan seiring dengan banyaknya percobaan dan penelitian lebih lanjut mengenai atom dan strukturnya. Harap dicatat bahwa penelitian dalam mekanika kuantum terus berlanjut, dan perkembangan lebih lanjut mungkin telah terjadi setelah penemuannya pada tahun 2021. Mekanika kuantum tetap menjadi salah satu bidang penelitian yang paling menarik dan penting dalam fisika modern karena begitu pentingnya mekanika kuantum dalam membentuk pemahaman manusia mengenai alam dan aplikasi teknologi yang menyertainya hampir semua nobel fisika dianugerahkan pada mereka yang menemukan terobosan menggunakan mekanika kuantum. Namun dibawah gemerlap, imej, dan misteri yang menyelimuti teori ini sebenarnya hanya ada satu sebab mengapa mekanika kuantum berdiri kokoh (dan ini serius): Teori ini mampu memprediksi setiap eksperimen.

Pertanyaan

1.Apa manfaat teori mekanika kuantum dalam bidang kesehatan?

2.Siapakah tokoh yang merupakan penemu teori mekanika kuantum?

Jawaban

1. Teknologi MRI adalah salah satu contoh penerapan mekanika kuantum dalam bidang kesehatan.Ini sangat penting dalam diagnosis penyakit, penentuan lokasi tumor, dan pemantauan perkembangan penyakit.

 2. pengembangan mekanika kuantum adalah hasil kolaborasi dan kontribusi banyak ilmuwan selama beberapa dekade diantaranya adalah Max Plack(1858-1947), Albert Einstein(1879-1955), Niels Bohr(1885-1962) dan lain-lain.

Daftar Pustaka

 

Petrucci, Ralph H – Suminar. 1999.

I Wayan Sudiarta.2019.Mekanika Kuantum.Garuda Ilmu.

H.Hardhienata.2014.Tutorial Mekanika Kuantum.

MF Mustamin.2017.Dasar Matematis Mekanika Kuantum.Academia edu

H Kensry.2019.Perkembangan Teori Atom.E-modul

https://www.shunlongwei.com/id/what-are-quantum-sensors/