b. Prinsip ketidakpastian

Dari yang telah dipelajari tentang gelombang materi, kita dapat mengamati bahwa kehati-hatian harus diberikan bila teori dunia makroskopik akan diterapkan pada dunia mikroskopik. Fisikawan Jerman Werner Karl Heisenberg (1901-1976) menyatakan tidak mungkin menentukan secara akurat posisi dan momentum secara simultan partikel yang sangat kecil semacam elektron. Untuk mengamati partikel, seseorang harus meradiasi partikel dengan cahaya. Tumbukan antara partikel dengan foton akan mengubah posisi dan momentum partikel. Heisenberg menjelaskan bahwa hasil kali antara ketidakpastian posisi Δx dan ketidakpastian momentum Δp akan bernilai sekitar konstanta Planck:

ΔxΔp = h

Hubungan ini disesbut dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Latihan 2.8 Ketidakpastian posisi elektron.

Anggap anda ingin menentukan posisi elektron sampai dengan nilai sekitar 5 x 10^–12 m. Perkirakan ketidakpastian kecepatan pada kondisi ini.

Jawab:

Ketidakpastian momentum diperkirakan dengan persamaan (2.13).

Δp       ≃ h/Δx

= 6,626 x 10^–34 (Js)/5 x 10^–12 (m)

= 1,33 x 10^–22 (Jsm^–1).

Karena massa elektron 9,1065 x 10^–31 kg, ketidakpastian kecepatannya Δv akan benilai:

Δv       ≃ 1,33 x 10^–22(Jsm^–1) / 9,10938 x 10^–31 (kg)

= 1,46 x 10⁸ (ms^–1).

Perkiraan ketidakpastian kecepatannya hampir setengah kecepatan cahaya (2,998 x10⁸ ms^–1) mengindikasikan bahwa jelas tidak mungkin menentukan dengan tepat posisi elektron. Jadi menggambarkan orbit melingkar untuk elektron jelas tidak mungkin.

Kembali