Ketidakpastian Momentum Atom Deuterium ( ) dengan Menggunakan Pendekatan Ketidakpastian Heisenberg pada Bilangan Kuantum n ≤ 3

Abstract

Atom deuterium disimbolkan dengan merupakan isotop atom Hidrogen dengan komponen penyusun atomnya terdiri dari sebuah proton, elektron dan neutron. Aplikasi atom ini dapat digunakan sebagai bahan pembuatan air sadah dan penentuan genesis air tanah. Dalam mekanika kuantum persamaan yang digunakan untuk menyatakan elektron atau partikel mikroskopis dalam keadaan non-relativistik dapat dijelaskan dengan persamaan Schrodinger. Fungsi persamaan Schrodinger merupakan solusi dari persamaan Schrodinger. Persamaan Schrodinger banyak digunakan pada atom – atom yang sifatnya hidrogenik. Salah satu atom yang sifatnya Hidrogenik adalah atom Deuterium atau isotop Hidrogen. Fungsi gelombang pada atom Deuterium sama seperti fungsi gelombang pada atom Hidrogen yang terdiri dari dua fungsi gelombang, yakni fungsi gelombang radial dan fungsi gelombang angular. Namun dalam penelitian ini, untuk persamaan – persamaan probabilitas dan ekspektasi pada atom Deuterium tidak bergantung pada fungsi sudut atau fungsi angular (fungsi polar dan azimuth) namun hanya bergantung pada fungsi gelombang radial, sehingga hanya difokuskan pada fungsi gelombang radialnya. Selain meninjau mengenai karakteristik dari probabilitas posisi dan ekspektasi posisi pada atom deuterium, juga meninjau ketidakpastian momentum radialnya dengan menggunakan pendekatan ketidakpastian Heisenberg. Jenis penelitian ini adalah penelitian non eksperimen pada bidang fisika teori berupa pengembangan teori fisika modern. Teori fisika yang dikembangkan adalah masalah atom berelektron tunggal dengan pendekatan persamaan Schrödinger. Dalam penelitian ini bertujuan untuk menghitung peluang kebolehjadian (probabilitas) partikel berada pada jarak tertentu dalam suatu ruang pada atom, menghitung nilai ekspektasi terhadap posisi untuk mengetahui seberapa sering elektron dapat muncul, dan mengetahui ketidakpastian momentum radial atom Deuterium (

) dengan menggunakan pendekatan ketidakpastian Heisenberg pada bilangan kuantum n ≤ 3. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah non eksperimen atau kajian literatur mengenai atom hidrogenik. Sedangkan perhitungan yang digunakan yakni perhitungan secara analitik menggunakan pendekatan persamaan Schrodinger dan secara numerik menggunakan aplikasi MATLAB R2014a. Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini yaitu bahwa integral dari nilai absolute fungsi radial merepresentasikan probabilitas elektron dalam atom. Semakin besar untuk bilangan kuantum utama (n) mengakibatkan nilai probabilitas yang semakin kecil. Serta semakin jauh nilai r (posisi elektron) dari inti ternyata semakin kecil probabilitasnya. Grafik distribusi probabilitas radial bergantung pada bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimut (l). Dan untuk nilai ekspektasi yang semakin kecil ketika bilangan kuantum semakin besar, serta sebaliknya untuk bilangan kuantum yang semakin besar berarti elektron semakin jarang dijumpai dan bahkan tidak ada. Sedangkan untuk hasil nilai ketidakpastian momentumnya bergantung pada bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimuth ( ), serta jarak elektron dari inti atom (r), maka diperoleh bahwa Semakin meningkat jarak elektron dari inti atom (r) pada bilangan kuantum utama dan azimuth yang sama, sehingga akan menghasilkan kenaikan simultan dalam ketidakpastian posisi radial serta menghasilkan penurunan simultan dalam ketidakpastian momentum radial, sehingga semakin kecil ketidakpastian (semakin besar kepastian) dalam mengukur posisi yang tepat, maka semakin tidak akurat momentum partikelnya. Berdasarkan grafik distribusi ketidakpastian momentum yang dihasilkan pada bilangan kuantum n ≤ 3 untuk masing masing keadaan dari hasil simulasi, dapat direpresentasikan bahwa grafik tersebut merupakan grafik fungsi eksponensial katagori superkonduktor tipe 2 dengan dua titik medan magnet kritis yang merepresentasikan karakteristik sumikonduktifitasnya pada masing – masing keadaan