Bagaimana Fisika Kuantum dalam Kehidupan Sehari-hari Bekerja pada Sebuah Pemanggang Roti? Temukan Jawabannya di Sini!
Fisika kuantum terdengar begitu abstrak bagi sebagian orang. Padahal, sebagian lainnya merasa fisika kuantum itu mengasyikkan. Tanpa kamu sadari, sebenarnya ada banyak contoh fisika kuantum dalam kehidupan sehari-hari. Salah satunya bisa kita lihat pada pemanggang roti.
Ingin tahu lebih jelas bagaimana fisika kuantum dalam kehidupan sehari-hari bekerja pada sebuah pemanggang roti? Pastikan, kamu baca artikel ini sampai habis!
Apa itu fisika kuantum?
Sebelum lebih jauh membahas bagaimana pemanggang roti menggunakan fisika kuantum, kamu sudah tahu apa yang dimaksud fisika kuantum?
Singkatnya, fisika kuantum adalah suatu ilmu yang mempelajari materi dan energi di tingkat molekuler, atom, hingga mikroskopis.
Fisika kuantum memandang suatu benda, seperti kumpulan lego atau balok-balok yang dimainkan dengan cara disusun hingga menyerupai sebuah benda. Balok-balok itu pun dilihat sebagai kumpulan balok-balok yang lebih kecil lagi hingga si balok penyusun terkecilnya dipandang sebagai kumpulan gelombang yang memiliki energi tertentu.
Gelombang adalah getaran yang merambat dari satu titik ke titik lain melalui media atau ruang hampa. Getaran yang merambat membawa energi pada kecepatan atau frekuensi tertentu.
Hingga pada akhirnya, fisika kuantum menganggap bahwa benda fisik yang ada di dunia ini adalah kumpulan gelombang yang memiliki energi tertentu. Hal yang membedakan satu benda dengan benda lainnya adalah frekuensi dan energi yang dibawa.
Menarik, bukan? Meski gelombang tidak bisa dilihat secara kasat mata, tapi keberadaannya dapat dirasakan bahkan dideteksi oleh alat tertentu. Uniknya, benda-benda yang merupakan kumpulan gelombang tersebut bisa dilihat bahkan disentuh secara fisik. Menakjubkan cara pandang fisika kuantum!
Lalu, bagaimana pemanggang roti menggunakan fisika kuantum? Apakah kamu bisa memperkirakan cara pandang fisika kuantum dalam menjawabnya?
| Foto : Pemanggang roti (sumber: www.pexels.com)
Pemanggang roti, bagaimana fisika kuantum bekerja?
Pemanggang roti terbuat dari bahan padat, yaitu logam yang dapat menghantarkan listrik. Jika diibaratkan lego, susunan lego yang menyusun pemanggang roti ini rapat dan teratur.
Ketika kamu melihat pemanggang itu diam, sebenarnya “lego terkecil” penyusun pemanggang itu bergetar di posisinya. Jika listrik dialirkan ke alat pemanggang maka “lego-lego” itu bergetar semakin aktif.
Getaran yg aktif itu membuat “si lego” memancarkan sinar. Sinar inilah yang memberikan warna pada alat pemanggang sekaligus menandakan bahwa pemanggang sudah panas dan siap memanggang roti.
Kenapa sinar yang muncul pada alat pemanggang berwarna merah?Barangkali kamu penasaran, kenapa sinar yang muncul berwarna merah? Bukan hijau, biru, atau ungu? Fisika kuantum akan menjawabnya!
Jika sebelumnya suatu benda diibaratkan sebagai kumpulan lego, maka kali ini lego-lego tersebut akan dikupas menjadi kumpulan elektron, proton, dan neutron yang memiliki susunan apik.
| Foto: Sistem tata surya (Sumber: www.freepik.com)
Seperti sistem tata surya dimana 8 planet besar mengelilingi matahari di lintasannya masing-masing, ternyata elektron juga melakukan hal yang sama terhadap proton dan neutron. Proton dan neutron berperan sebagai inti yang dikelilingi oleh sejumlah elektron di lintasan yang berbeda, seperti ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.
| Foto: Model atom Bohr (Sumber: www.britannica.com)
Alat pemanggang perlu dialiri listrik untuk menjalankan fungsinya memanggang roti. Aliran listrik diwujudkan sebagai gelombang yang bernama gelombang elektromagnetik. Kamu bisa bayangkan gelombang-gelombang tersebut membawa energi dan mengalir sebagaimana air mengalir kemudian berinteraksi dengan elektron-elektron yang menyusun bahan logam alat pemanggang.
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang membawa energi.
| Foto: Gelombang transversal (Sumber: www.studiobelajar.com)
Interaksi tersebut menyebabkan elektron pada lintasan tertentu berpindah ke lintasan yang lebih dekat dengan si inti (ini disebut dengan emisi) dan memancarkan gelombang transversal yang disebut foton pada panjang gelombang dan frekuensi tertentu. Panjang gelombang dan frekuensi inilah yang menjadi ciri khas setiap warna.
| Foto: Foton terbentuk saat elektron teremisi (Sumber: shiken.ai)
Oleh karena itu, warna merah yang dipancarkan oleh alat pemanggang roti menunjukkan bahwa panjang gelombang foton yang dihasilkan oleh bahan logam pemanggang pada saat dialiri listrik berada di sekitar 760-625 nm. Bukan panjang gelombang yang menjadi ciri khas warna hijau, biru, atau ungu.
| Foto: Spektrum sinar tampak (Sumber: thoughtco.com)
Begitulah konsep fisika kuantum dalam kehidupan sehari-hari bekerja pada sebuah pemanggang roti. Warna merah yang terpancar dari alat pemanggang merupakan foton, hasil interaksi antara gelombang elektromagnetik pada aliran listrik dengan elektron-elektron yang menyusun bahan logam pemanggang roti.
Wah, konsep yang sederhana tapi menjawab alasan mengapa pemanggang roti mengeluarkan sinar dan sinar itu berwarna merah ya!
Menurutmu, apa lagi contoh fisika kuantum dalam kehidupan sehari-hari yang bisa dikupas dengan ringan dan asyik?
Karya Rana Ida Sugatri
Sebagai penugasan di kelas webinar intensif Portofolio Nulis: Membuat Artikel SEO untuk Pemula pada 25 Maret 2024.
| Editor : Vanessa Natalie Aritonang
Referensi
https://www.forbes.com/sites/chadorzel/2016/04/18/how-quantum-physics-starts-with-your-toaster/?sh=4ef9f21d290c
https://www.gramedia.com/literasi/fisika-kuantum/
https://www.instagram.com/drchrisferrie/p/CxUyhgPocGV/
https://www.sampoernaacademy.sch.id/id/fisika-kuantum/
https://news.stanford.edu/2021/04/23/fine-tuning-color-light/#:~:text=The%20color%20of%20a%20photon,wavelength%20of%20about%20650%20nanometers.
http://webphysics.iupui.edu/webscience/physics_archive/colorandtemperature.html
https://scienceexchange.caltech.edu/topics/quantum-science-explained/quantum-technology#:~:text=Inside%20our%20toasters%2C%20there%20are,white%20as%20they%20get%20hotter
https://www.studysmarter.co.uk/explanations/chemistry/physical-chemistry/quantum-energy/
https://energywavetheory.com/explanations/what-is-quantum/
https://www.gramedia.com/literasi/aliran-elektron/
https://www.quora.com/Why-do-electrons-emit-photons https://www.quora.com/In-the-flow-of-electrical-current-do-electrons-actually-physically-travel-through-a-conductive-material-as-discrete-particles-and-if-so-at-what-speed-or-is-the-flow-more-like-a-wave-or-disturbance-of-charge-as-a