FOTON

MAKALAH

Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Fisika Dasar II

Oleh

Fika Alma Nurhusni

142151179

2014-E

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SILIWANGI

2015

i

LEMBAR PENGESAHAN

Makalah ini diterima pada hari…………………tanggal………………

Oleh

Dosen Mata Kuliah Fisika Dasar II,

Ade Maftuh, Drs., M.Pd.

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah swt. Karena berkat rahmat

dan hidayah-Nya penulis telah mampu menyelesaikan makalah berjudul “Foton”.

Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Bahasa

Indonesia.

Penulis menyadari bahwa selama penulisan makalah ini penulis banyak

mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, penulis mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Bapak Ade Maftuh, Drs., M.Pd. selaku dosen mata kuliah yang telah

membantu penulis selama menyusun makalah ini;

2. semua pihak yang telah membantu penyusunan makalah ini;

Semoga Allah swt. memberikan balasan yang berlipat ganda.

Makalah ini bukanlah karya yang sempurna karena masih memiliki

banyak kekurangan, baik dalam hal isi maupun sistematika dan teknik

penulisannya. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang

membangun demi kesempurnaan makalah ini. Akhirnya semoga makalah ini bisa

memberikan manfaat bagi penulis dan bagi pembaca.

Tasikmalaya, 20 Juni 2015

Penulis

iii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………….. i

KATA PENGANTAR……………………………………………………….. ii

DAFTAR ISI…………………………………………………………………. iii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah…..……………………….... 1

B. Rumusan Masalah…………………………………... 1

C. Tujuan Makalah …………………………………..… 2

D. Kegunaan Makalah …………………………………. 2

E. Prosedur Makalah…………………………………… 2

BAB II PEMBAHASAN

A. Pengertian Foton…….………………………………. 3

B. Penemuan Foton…………………………………….. 5

C. Nomenklatur Foton………………………………….. 5

D. Sifat-Sifat Fisik Foton……………………………….. 6

E. Perbedaan Foton dengan Elektron ………………….. 7

BAB III PENUTUP

A. Simpulan…………………………………………….. 8

DAFTAR PUSTAKA

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Percobaan yang dilakukan di abad ke-19 tampaknya membuktikan

bahwa cahaya terdiri dari gelombang. Namun, pada awal abad ke-20,

percobaan lainnya menunjukkan bahwa itu terdiri dari partikel-partikel.

Meskipun tampaknya bertentangan, cahaya dan bentuk lain dari radiasi

elektromagnetik sebenarnya berperilaku baik sebagai bentuk. Foton adalah

partikel cahaya, tetapi mereka juga memiliki sifat seperti gelombang,

seperti panjang gelombang dan frekuensi.

Foton adalah jenis partikel dasar yang membentuk unit dasar

radiasi elektromagnetik, yang meliputi gelombang radio, inframerah,

cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma. Foton tidak

memiliki massa, tidak ada muatan listrik, dan berjalan dengan kecepatan

cahaya. Tidak seperti beberapa partikel, seperti proton dan neutron,

mereka tidak dianggap terdiri dari komponen yang lebih kecil. Foton

termasuk ke dalam kelas partikel yang bertanggung jawab atas gaya dasar

alam, dan membawa gaya elektromagnetik. Menurut teori elektrodinamika

kuantum, cara partikel bermuatan listrik bersikap terhadap satu sama lain

dapat digambarkan dalam hal foton. Karena uraian tersebut, penulis

membuat makalah dengan judul “Foton”.

B. Rumusan Masalah

1. Apakah itu foton?

2. Bagaimana penemuan foton?

3. Bagaimana nomenklatur dari foton?

4. Bagaimana sifat-sifat fisik foton?

5. Bagaimana perbedaan foton dengan elektron?

2

C. Tujuan Makalah

1. Mengetahui pengertian dari foton.

2. Mengetahui proses penemuan foton.

3. Mengetahui nomenklatur foton.

4. Mengetahui sifat-sifat fisik foton.

5. Mengetahui perbedaan foton dengan elektron.

D. Kegunaan Makalah

1. Penulis, sebagai wahana penambah pengetahuan dan konsep keilmuan

khususnya tentang foton.

2. Pembaca, sebagai media informasi tentang foton.

E. Prosedur Makalah

Makalah ini disusun dengan menggunakan metode deskriptif.

Melalui metode ini penulis akan menguraikan permasalahan yang dibahas

secara jelas dan komprehensif. Data teoritis dalam makalah ini

dikumpulkan dengan mencari materi dari internet dengan bantuan media

elektronik.

3

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Foton

Foton adalah jenis partikel dasar yang membentuk unit dasar

radiasi elektromagnetik, yang meliputi gelombang radio, inframerah,

cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma. Foton tidak

memiliki massa, tidak ada muatan listrik, dan berjalan dengan kecepatan

cahaya. Tidak seperti beberapa partikel, seperti proton dan neutron,

mereka tidak dianggap terdiri dari komponen yang lebih kecil. Foton

termasuk ke dalam kelas partikel yang bertanggung jawab atas gaya dasar

alam, dan membawa gaya elektromagnetik. Menurut teori elektrodinamika

kuantum, cara partikel bermuatan listrik bersikap terhadap satu sama lain

dapat digambarkan dalam hal foton.

Percobaan yang dilakukan di abad ke-19 tampaknya membuktikan

bahwa cahaya terdiri dari gelombang. Namun, pada awal abad ke-20,

percobaan lainnya menunjukkan bahwa itu terdiri dari partikel-partikel.

Meskipun tampaknya bertentangan, cahaya dan bentuk lain dari radiasi

elektromagnetik sebenarnya berperilaku baik sebagai bentuk. Foton adalah

partikel cahaya, tetapi mereka juga memiliki sifat seperti gelombang,

seperti panjang gelombang dan frekuensi.

Materi dapat berinteraksi dengan partikel cahaya dalam beberapa

cara. Sebuah elektron dalam sebuah atom, misalnya, dapat menyerap foton,

menyebabkan ia melompat ke tingkat energi yang lebih tinggi. Seiring

waktu, elektron dapat kembali ke tingkat energi yang lebih rendah,

memancarkan energi ekstra sebagai sebuah foton. Mata mampu

mendeteksi cahaya karena molekul tertentu dalam retina menyerap energi

dari foton dalam kisaran cahaya tampak frekuensi. Energi ini diubah

menjadi impuls listrik yang berjalan di sepanjang saraf optik ke otak.

4

Dalam beberapa kasus, elektron dapat menyerap relatif partikel

energi tinggi sinar ultraviolet kemudian memancarkan energi foton dengan

panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya tampak, sebuah

fenomena yang dikenal sebagai fluoresensi. Molekul dapat menyerap

energi pada frekuensi inframerah yang menyebabkan mereka untuk

bergerak lebih, sehingga terjadi peningkatan suhu, ini adalah mengapa

benda dapat dipanaskan oleh sinar matahari atau pemanas listrik. Foton

dengan yang berenergi tinggi, seperti sinar-X dan sinar gamma, dapat

memiliki efek merusak pada materi. Mereka memiliki energi yang cukup

untuk menghilangkan elektron dari atom, membentuk ion bermuatan

positif, dan untuk memecah ikatan kimia. Efek ini menyebabkan

perubahan kimia yang bisa sangat merusak organisme hidup.

Sebagai gelombang, satu foton tunggal tersebar di seluruh ruang

dan menunjukkan fenomena gelombang seperti pembiasan oleh lensa dan

interferensi destruktif ketika gelombang terpantulkan saling memusnahkan

satu sama lain. Sebagai partikel, foton hanya dapat berinteraksi dengan

materi dengan memindahkan energi sejumlah:

=ℎ

dimana ℎ adalah konstanta Planck, adalah laju cahaya, dan adalah

panjang gelombangnya.

Selain energi partikel, foton juga membawa momentum dan

memiliki polarisasi. Foton mematuhi hukum mekanika kuantum, yang

berarti kerap kali besaran-besaran tersebut tidak dapat diukur dengan

cermat. Biasanya besaran-besaran tersebut didefinisikan sebagai

probabilitas mengukur polarisasi, posisi, atau momentum tertentu.

Sebagai contoh, meskipun sebuah foton dapat mengeksitasi satu

molekul tertentu, sering tidak mungkin meramalkan sebelumnya molekul

yang mana yang akan tereksitasi.

5

Deskripsi foton sebagai pembawa radiasi elektromagnetik biasa

digunakan oleh para fisikawan. Namun dalam fisika teoretis sebuah foton

dapat dianggap sebagai mediator buat segala jenis interaksi

elektromagnetik, seperti medan magnet dan gaya tolak-menolak antara

muatan sejenis.

B. Penemuan Foton

Konsep dan penemuan foton terkait erat dengan perkembangan

teori kuantum. Sekitar tahun 1900, fisikawan teoritis Max Planck

menemukan solusi untuk masalah yang dihadapi ilmuwan dalam beberapa

waktu, yang melibatkan frekuensi radiasi elektromagnetik yang

dipancarkan oleh suatu benda pada berbagai suhu. Ia mengusulkan bahwa

energi datang sebagai unit kecil, yang terpisahkan, yang disebutnya quanta.

Karya Albert Einstein pada efek fotolistrik pada tahun 1905 memberikan

bukti eksperimental yang kuat bahwa kuanta adalah nyata. Ia tidak sampai

tahun 1926, istilah “foton” pertama kali digunakan – oleh kimiawan

Gilbert N. Lewis – untuk menggambarkan kuanta cahaya.

C. Nomenklatur Foton

Foton awalnya dinamakan sebagai kuantum cahaya (das

Lichtquant) oleh Albert Einstein. Nama modern "photon" berasal dari kata

Bahasa Yunani untuk cahaya φῶς, ditransliterasi sebagai phôs, dan

ditelurkan oleh kimiawan fisik Gilbert N. Lewis, yang menerbitkan teori

spekulatif yang menyebutkan foton sebagai "tidak dapat diciptakan atau

dimusnahkan". Meskipun teori Lewis ini tidak dapat diterima karena

bertentangan dengan hasil banyak percobaan, nama barunya ini, photon,

segera diadopsi oleh kebanyakan fisikawan. Isaac Asimov menyebut

Arthur Compton sebagai orang yang pertama kali mendefinisikan kuantum

cahaya sebagai foton pada tahun 1927.

Dalam fisika, foton biasanya dilambangkan oleh simbol γ abjad

Yunani gamma. Simbol ini kemungkinan berasal dari sinar gamma, yang

6

ditemukan dan dinamakan oleh Villard, dan dibuktikan sebagai salah satu

bentuk radiasi elektromagnetik pada 1914 oleh Ernest Rutherford dan

Edward Andrade.

Dalam kimia dan rekayasa optik, foton biasanya dilambangkan

oleh ℎ , energi foton, ℎ adalah konstanta Planck dan abjad Yunani

adalah frekuensi foton. Jarang ditemukan foton disimbolkan sebagai ℎ ,

disini melambangkan frekuensi.

D. Sifat-Sifat Fisik Foton

Foton tidak bermassa, tidak memiliki muatan listrik, dan tidak

meluruh secara spontan di ruang hampa. Sebuah foton memiliki dua

keadaan polarisasi yang dimungkinkan, dan dapat dideskripsikan dengan

tiga parameter kontinu komponen-komponen vektor gelombang, yang

menentukan panjang gelombangnya ( ) dan arah perambatannya. Foton

adalah boson gauge untuk elektromagnetisme, dan sebab itu semua

bilangan kuantum lainnya seperti bilangan lepton, bilangan baryon atau

strangeness bernilai persis nol.

Foton diemisikan dalam banyak proses alamiah, contohnya ketika

muatan dipercepat, saat transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat

energi yang lebih rendah, atau ketika sebuah partikel dan antipartikel

bertumbukan dan saling memusnahkan. Foton diserap dalam proses

dengan waktu mundur (time-reversed) yang berkaitan dengan yang sudah

disebut di atas: contohnya dalam produksi pasangan partikel-antipartikel,

atau dalam transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang

lebih tinggi.

Dalam ruang hampa foton bergerak dengan laju (laju cahaya).

Energinya dan momentum dihubungkan dalam persamaan = ,

dimana merupakan nilai momentum. Sebagai perbandingan, persamaan

terkait untuk partikel dengan massa adalah = + sesuai

dengan teori relativitas khusus Einstein yaitu, tidak mungkin untuk setiap

objek material untuk mencapai kecepatan ini, dengan meningkatnya massa

7

dengan kecepatan, sehingga dibutuhkan lebih banyak energi untuk

meningkatkan kecepatan. Foton dianggap sebagai paket energi. Dengan

perkembangan relativitas, ditemukan bahwa gelombang juga memiliki

massa. Hal ini karena gelombang berperilaku sebagai partikel pada

interaksi dengan materi. Namun, massa foton adalah nol. Ketika foton

bergerak dengan kecepatan cahaya, ia memiliki massa relativistik ,

dimana adalah energi foton dan adalah kecepatan cahaya dalam ruang

hampa.

E. Perbedaan Foton dengan Elektron

Sebuah elektron adalah partikel sub atom yang memainkan peran

penting dalam hampir segala hal. Foton adalah paket konseptual energi,

yang sangat penting dalam mekanika kuantum. Elektron dan foton adalah

dua konsep yang sangat berkembang seiring dengan perkembangan

mekanika kuantum. Sangat penting untuk memiliki pemahaman yang tepat

dalam konsep-konsep ini, untuk memahami bidang mekanika kuantum,

mekanika klasik dan bidang terkait secara benar. Berikut ini adalah

perbedaan foton dan elektron

1. Foton adalah paket energi sementara elektron adalah massa.

2. Foton tidak memiliki massa diam tapi sebuah elektron memiliki massa

diam.

3. Foton dapat bergerak pada kecepatan cahaya, tetapi untuk sebuah

elektron, secara teori mungkin untuk mendapatkan kecepatan cahaya.

4. Foton akan menampilkan sifat gelombang lebih banyak sedangkan

elektron menampilkan sifat partikel yang lebih banyak.

8

BAB III

PENUTUP

A. Simpulan

Foton adalah paket konseptual energi, yang sangat penting dalam

mekanika kuantum. Dalam teori kuantum, teramati bahwa gelombang juga

memiliki sifat partikel. Foton adalah jenis partikel dasar yang membentuk

unit dasar radiasi elektromagnetik, yang meliputi gelombang radio,

inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma. Foton

tidak memiliki massa, tidak ada muatan listrik, dan berjalan dengan

kecepatan cahaya. Tidak seperti beberapa partikel, seperti proton dan

neutron, mereka tidak dianggap terdiri dari komponen yang lebih kecil.

Foton termasuk ke dalam kelas partikel yang bertanggung jawab atas gaya

dasar alam, dan membawa gaya elektromagnetik. Menurut teori

elektrodinamika kuantum, cara partikel bermuatan listrik bersikap

terhadap satu sama lain dapat digambarkan dalam hal foton. Foton

memiliki sifat fisik tidak bermassa, tidak memiliki muatan listrik, dan

tidak meluruh secara spontan di ruang hampa. Sebagai partikel, foton

hanya dapat berinteraksi dengan materi dengan memindahkan energi

sejumlah:

=ℎ

dimana ℎ adalah konstanta Planck, adalah laju cahaya, dan adalah

panjang gelombangnya.

DAFTAR PUSTAKA

Budisma. (2015). Perbedaan Foton dan Elektron. [Online]. Tersedia: http://budisma.net/2015/02/perbedaan-foton-dan-elektron.html. [16 Juni 2015].

NN. (____). Foton. [Online]. Tersedia: http://id.wikipedia.org/wiki/Foton. [16 Juni 2015].

Yanto, Budi. (2015). Pengertian Foton. [Online]. Tersedia: http://www.sridianti.com/pengertian-foton.html. [16 Juni 2015]