Aktivitas Pembelajaran INTI ATOM DAN RADIOAKTIF 41
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN KELOMPOK KOMPETENSI J
16
Tegangan pemercepat = 12 volt, kita tahu bahwa energi elektron ehubungannya dengan potensial dan muatan elektron adalah
V=Eq JouleCoulomb=JC=Volt Jadi E=q.V,
untuk memudahkan energi diambil dalam satuan eV, untuk elektron e, E=e.VJoule atau E= V eV, untuk tegangan V=12 Volt, energinya
adalah E= 12 eV
Apakah energi sebesar ini dapat menaikkan elektron ke tingkat yang lebih tinggi dari tingkat dasarnya? Kita lihat energi elektron yang diperlukan
untuk naik ketingkat n=2 energi minimalnya adalah eV
E E
E 2
. 10
6 .
13 4
. 3
1 2
Jadi energi sebesar 12 eV dapat menaikkan elektron ke tingkat n=2. Jadi panjang gelombang yang dipancarkannya hanya terjadi ketika loncat ke
energi sebesar 10.2 eV saja ingat karena bersifat diskrit. Untuk energi 10.2 eV panjang gelombang yang dipancarkan adalah
sebesar nm
eV nm
eV E
122 79
. 121
2 .
10 .
1242 1242
6. Gas hidrogen dipasang di antara dua elektroda dalam suatu tabung seperti pada percobaan efek fotolistrik. Agar gas hidrogen ini dapat
menghantarkan arus listrik, berapa panjang gelombang cahaya foton yang harus dipancarkan ke tabung gas hidrogen?
Penyelesaian-6 Supaya menghantarkan arus listrik, gas hidrogen harus menjadi ion
hidrogen. Artinya harus ada elektron bebas dalam ruang tabung tersebut. Energi yang diperlukan agar elektron terlepas terionisasi, yaitu paling
sedikit sebesar energi ikat elektron hidrogen di tingkat dasarnya yaitu sebesar -13.6 eV. Jadi panjang gelombang foton yang diperlukan adalah
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN KELOMPOK KOMPETENSI J
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
17
nm x
eV eV
eV E
2 .
91 1240
6 .
13 1
6 .
13 6
. 13
7. Salah satu garis pancaran atom hidrogen panjang gelombangnya adalah sebesar 812 nm. Berapa beda energi antar kedua tingkat energinya?
Penyelesaian-7
nm 812
nm x
eV E
1240 1
eV E
nm x
nm eV
E 52
. 1
1240 812
1
8. Tingkat energi atom tunggal helium yang terionisasi dua elektronnya terlepas dari atomnya diberikan oleh persamaan
eV n
E
n 2
4 .
54
Gambarlah tingkat energinya? Penyelesaian-8
n n
2
E
n
1 1
-54.40 2
4 -13.60
3 9
-6.04
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN KELOMPOK KOMPETENSI J
18
Gambar 1.9 Tingkat energi helium
9. Berapa besarnya energi dari dua garis spektrum hidrogen yang panjang gelombangnya terpanjangterbesar dari deret Pashen?
Penyelesaian-9 Dari soal;
- Merupakan deret Paschen: ciri deret Paschen yaitu loncatan elektron hanya terjadi dari tingkat energi yang di atasnya menuju ke tingkat energi
di n=3. - Panjang gelombangnya terpanjang; ini berarti mengambil selisih energi
yang paling terkecil sesuai persamaan 7. Dan ini bisa terjadi jika elektron loncat dari n=4 ke n=3 dan dari n=5 ke n=3, lihat gambar ilustrasi
Gk1. Untuk menghitung garis energi loncatannya, kita perlu hitung energi pada
setiap garisnya dari setiap tingkat n=3, n=4, n=5, sebagai berikut.
eV eV
E 51
. 1
9 6
. 13
3 6
. 13
2 3
eV eV
E 85
. 16
6 .
13 4
6 .
13
2 4
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN KELOMPOK KOMPETENSI J
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
19
eV eV
E 544
. 25
6 .
13 5
6 .
13
2 5
Gambar 1.10 Panjang Gelombang Emisi deret Paschen dari atom hidrogen
Dengan demikian; Energi kecil pertama :
eV eV
eV E
66 .
51 .
1 85
.
43
Dengan panjang gelombang
m x
nm eV
eV
6 43
10 88
. 1
1243 66
. 1
Energi terkecil kedua : eV
eV eV
E 966
. 51
. 1
544 .
53
Dengan panjang gelombang
m x
nm eV
eV
6 53
10 28
. 1
1243 966
. 1
10. Berapa panjang gelombang garis pertama dari deret Paschen atom hidrogen ?
Penyelesaian-10 Deret paschen garis pertama adalah pada n=3.
eV eV
E 51
. 1
9 6
. 13
3 6
. 13
2 3
nm nm
eV eV
19 .
821 1240
51 .
1 1
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN KELOMPOK KOMPETENSI J
20