Ketidakpastian Heisenberg

Oleh:

Bintang Ronauli

Dewi Muliyati

Irsye Zelviana

Yulius Andytia

Darmono

Rori Ariwandi

Hendi Hidayat

Pendahuluan

Kajian Teori

Pembahasan

Simpulan

Fisikawan Jerman Werner Karl Heisenberg (1901-1976) menyatakan tidak mungkin menentukan secara akurat posisi dan momentum secara simultan untuk partikel yang sangat kecil semacam elektron.

Dalam fisika kuantum, akurasi yang kita dapatkan untuk mengetahui posisi dan momentum suatu benda seperti sebuah elektron dibatasi oleh Prinsip Ketidakpastian Heisenberg.

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg memperkenalkan suatu hubungan timbal balik antara posisi dan momentum.

Jadi, jika nilai posisi elektron diketahui dengan tingkat akurasi yang tinggi, maka nilai momentum elektron akan tidak pasti, dan sebaliknya.

Untuk mengamati partikel, seseorang harus meradiasi partikel dengan cahaya. Tumbukan antara partikel dengan foton akan mengubah posisi dan momentum partikel.

Dualisme Gelombang

partikel

p

h

Difraksi Celah Tunggal

B

A∆x px

Dapat menggambarkan ketidakpastian Heisenberg secara kualitatif.

BIila elektron berada dalam celah, hanya lebar celah yang diketahui. Namun, harus ada penyebaran nilai-nilai momentum dalam arah-x .

Sebagai contoh, sebuah elektron lebih mungkin ditemukan di wilayah sekitar titik A dari titik B pada gambar 1. Namun, kita tidak pernah tahu sebelumnya dimana kita akan dapat mengambil nilai momentum sebuah elektron tunggal. Jadi, tidak akan memungkinkan kita untuk secara bersamaan mengetahui posisi dan momentum partikel secara teliti.

Ini adalah cara memperkenalkan prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Dari fungsi gelombang ψ(x) dapat didefinisikan fungsi rapat gelombang.

Dari fungsi gelombang ψ(x) dapat didefinisikan fungsi rapat peluang momentum linear partikel (p,t).

Dapat dihitung nilai ekspektasi posisi dan momentum linear beserta ketidakpastiannya.

Fungsi gelombang bagi partikel yang momentum linearnya pasti , sebesar po, yaitu

Nilai ∆p pada keadaan itu, yaitu sebesar nol.

Untuk menghitung ∆x, kita hitung dulu <x> dan <x2>.

Penghitungan ini menunjukkan bahwa jika momentum dapat ditentukan secara pasti maka posisi partikel sama sekali tidak dapat diramalkan.

Hasilnya: ∆x=0 dan ∆p=∞

Difraksi celah tunggal

Titik-Nol Energi

Pertukaran Partikel

Peluruhan Alpha

4

hpx

4

hpx

4

htE

4

htE

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg merupakan bagian penting dalam fisika kuantum. Prinsip ini jugalah yang memprovokasi lahirnya fisika kuantum.