panjang gelombang sinar-X yang mempunyai momentum 3,3 x 10^-24 kg m/s adalah

Kelas: XiI
Mata Pelajaran: Fisika 
Materi: Fisika Kuantum
Kata Kunci: Gelombang Materi, Louis DeBroglie, Hubungan DeBroglie, Konstanta Planck

Jawaban pendek:

Panjang gelombang sinar-X yang mempunyai momentum 3,3 x 10⁻²⁴ kg m/s adalah 2 × 10⁻¹⁰ meter.

Jawaban panjang:

Dalam teori Fisika Klasik, gelombang elektromagnetik (cahaya, sinar-X, sinar UV, inframerah dan sebagainya) hanya dilihat sebagai sebuah gelombang. Namun, dalam teori Fisika Modern, gelombang elektromagnetik memiliki dualisme sifat, yaitu dapat berupa gelombang sekaligus materi (partikel cahaya atau partikel photon).

Karena itu, gelombang elektromagnetik memiliki panjang gelombang dan frekuensi (sebagaimana umumnya gelombang), sekaligus juga memiliki massa dan momentum (sebagaimana partikel materi lainnya).

Pada tahun 1924, ilmuwan Perancis, Luis deBroglie mengusulkan fungsi gelombang yang dapat berlaku pada semua partikel materi, termasuk partikel photon. Fungsi gelombang untuk partikel materi ini disebut “gelombang materi” (“wave matter”).

Hubungan antara momentum dan panjang gelombang gelombang materi disebut “hubungan de Broglie” dan memiliki rumus:

p = h / λ

dimana:

p = momentum partikel cahaya (dalam satuan kg m/s)

h = konstanta Plankc (senilai 6,6 ×10⁻³⁴ Joule sekon, atau 4,1 ×10⁻¹⁵ eV⋅s)

λ =  panjang gelombang (dalam satuan meter)

Sehingga, bila diketahui suatu gelombang sinar-X memiliki momentum 3,3 x 10⁻²⁴ kg m/s maka panjang gelombangnya adalah:

p = h / λ

λ = h / p

   = (6,6 ×10⁻³⁴) / (3,3 x 10⁻²⁴)

   = 2 × 10⁻¹⁰ meter.