Implikasi Teoritis Mekanika Kuantum

(Pustaka Fisika). Mekanika kuantum adalah teori yang digunakan oleh para fisikawan dalam memahami prilaku partikel subatomic seperti elektron. Selain itu, mekanika kuantum juga dapat membantu dalam mendeskripsikan hubungan antara materi dan energi pada skala terkecil tingkat atom hingga subatom.

Pada kurun waktu abad ke-20, fisikawan asal Jerman, Max Planck (1858 – 1947) mengusulkan agar atom ketika menyerap atau memancarkan radiasi elektromagnetik dalam bentuk paket-paket energi yang disebut dengan kuanta. Untuk melengkapi teorinya, Planck juga menegaskan bahwa energi cahaya itu berbanding lurus dengan frekuensinya, dan ini sudah terbukti melalui percobaan dan pengamatan ilmiah. Konsep ini jelas bertentangan dengan konsep yang sudah mapan pada saat itu. Hingga pada akhirnya, kemajuan yang berhasil dicapai oleh teori mekanika kuantum memiliki implikasi sehubungan dengan pernyataan ilmiah mengenai keterbatasan pengetahuan manusia.

Sebelum Planck mencetuskan teorinya, radiasi elektromagnetik kala itu dipahami sebagai rambatan gelombang dengan frekuensi tak terbatas. Sebenarnya, karya Planck lebih memfokuskan diri dalam menjelaskan spektrum yang dipancarkan oleh benda-benda panas dan membuktikan tentang tidak terdapatnya sesuatu yang disebut dengan “Violet Catastrope” (bencana violet), sebagaimana yang diprediksi oleh para fisikawan abad ke-19, Wilhelm Wien, Baron, dan Raylegh.

Teori Planck kemudian dipelajari secara seksama oleh fisikawan Niels Bohr, yang secara bersama-sama bekerja dengan J.J. Thompson. Di saat Bohr mengembangkan modelnya tentang struktur atom, Bohr mengusulkan agar elektron hanya akan berada pada orbit tertentu. Elektron tidak bisa secara sembarang melakukan perpindahan orbit melainkan tunduk pada mekanisme tertentu. Lebih lanjut menurut Bohr, bahwa ketika elektron membuat lompatan kuantum berpindah ke orbit yang kebih tinggi (eksitasi) dilakukan dengan cara menyerap energi. Ketika elektron melompat kembali ke orbit yang kebih rendah, maka elektron akan memancarkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik.

Lompatan kuantum antar orbit yang diusulkan Bohr dalam modelnya, memberikan bukti ilmiah bagi Planck bahwa atom memancarkan atau menyerap radiasi elektromagnetik dalam bentuk paket energi. Model Bohr juga dapat digunakan untuk menjelaskan sifat penting dari gejala fotolistrik, seperti yang telah ditunjukkan oleh Albert Einstein.

Implikasi selanjutnya dari teori kuantum, yakni mengilhami fisikawan Werner Heisenberg (1901 – 1976) dalam menemukan salah satu teori penting dalam mekanika kuantum, yakni Prinsip Ketidakpastian. Prinsip ini menyatakan bahwa kita tidak akan bisa menentukan secara pasti posisi dan momentum dari suatu sistem partikel. Teori ini juga dapat digunakan untuk menjelaskan prilaku radiasi elektromagnetik yang memilki sifat partikel sekaligus sifat gelombang.

Materi lainnya: