Materi ke 7 Struktur Atom

FISIKA MODERN

  Sub Pokok Bahasan

• Model Awal dari Atom

  PERTEMUAN KE-7 & 8

• Model Atom Rutherford • Orbit Elektron • Spektrum Atomik

  Nurun Nayiroh, M.Si

• Atom Bohr • Laser

  PENDAHULUAN Ayat-ayat al-Qur’an tentang Atom

• Konsep atom telah muncul sejak filosof-filosof kuno: ARAB, YUNANI.

  “Barang siapa mengerjakan kebaikan sebesar “dzarrah” pun niscaya dia akan melihat balasannya.”

• Struktur Materi :

  (QS: 99: Az Zalzalah :7)

• – Struktur kontinu : benda atau materi dapat terus dibagi sampai “Dan barang siapa mengerjakan kejahatan sebesar “dzarrah” pun, tak berhingga kecilnya.

  niscaya dia akan melihat balasannya.”

• – Struktur diskrit : materi tersusun dari bagian terkecil yang tak (QS : 99 : Az zalzalah : 8) terbagi lagi, disebut ATOM.

  “Dan tidak luput dari pengetahua Tuhanmu biarpun sebesar “ dzarrah” di bumi ataupun di langit. Tidak ada yang lebih kecil dan

• ABAD V SM → Anaxagoras, Leucippus, Democritus (ahli

  tidak lebih besar (pula) dari itu, melainkan (semua tercatat) dalam

  filsafat Yunani) mempostulatkan “ semua materi tersusun

  kitab yang nyata (Lauhful Mahfudz).” dari partikel-partikel yang disebut atom ” → yang artinya

  (QS : 10 : Yunus : 61) tak dapat dibagi lagi. “Tidak ada tersembunyi dari pada-Nya sebesar “ dzarrah” pun yang

• Pengertian atom secara ilmu pengetahuan baru kemudian ada di langit dan yang ada di bumi; dan tidak ada pula yang lebih

  kecil dari itu dan yang lebih besar, melainkan tersebut dalam kitab

  dikemukakan oleh DALTON (1803), dan penyelidikan

  yang nyata ( lauh Mahfudz).”

  mengenai struktur materi dan penyusunan dasar-dasar

  (QS : 34 : Saba : 3)

  teori atom dimulai sejak orang mengembangkan ilmu kimia.

  Para ilmuan yang giat mengadakan penelitian tentang dzarrah antara lain,

• Abu Bakr Ar-Razi ( 846-930 M) yang mengemukakan dalam bukunya Ar Raddu ‘Alal’ Maswa’I bahwa jauhar fard ( zat tunggal) atau dzarrah itu

  Sifat-sifat Dasar Atom terdiri dari beberapa bagian yang tidak dapat dibagi lagi atau dari kosong.

• Ukuran atom sangat kecil, jari-jarinya sekitar 0,1 nm

  Sedangkan Asy Syahristani dalam bukunya Nahayatul Aqdam Fi’ilmil Kalami menyebutkan, “ Jika benda yang terurai itu bertolak belakang, pasti sehingga tidak dapat diamati dengan menggunakan mengandung bagian yang berkesudahan dari beberapa bagian itu yang cahaya tampak (λ≈500 nm) tidak dapat terbagi lagi.

• Semua atom stabil

  Daftar buku yang dikarang oleh para ilmuan muslim yang membahas

• tentang atom antara lain,

  Atom tidak membelah diri secara spontan menjadi

  1. Al Isyarat ( indikator) dan An Najat ( keselamatan ) oleh Ibnu sina ( bagian-bagian yang lebih kecil

  Averroes)

• Semua atom mengandung elektron bermuatan

  2. Ar Raddu ‘alal’ Masma’I oleh Ar Razy 3. Nahayatul Aqdam, fi ‘ilmil Kalami oleh Asy Syahristani. negatif, namun netral.

  4. Kitabul Hairin oleh Ibnu Maimun.

• Atom memancarkan dan menyerap radiasi 5. Kitabul Intishar oleh Abil Husain Bin Abdul Rahim Bin Muhammad.

  elektromagnetik

  J.J. Thomson mengajukan suatu model atom:

MODEL ATOM THOMSON

  “Model atomnya dipandang mengandung Z elektron yang dibenamkan dalam suatu bola bermuatan positif seragam”.

• Prestasi J.J. Thomson

  Distribusi muatan positif diandaikan berbentuk bola dengan jari-

• 10

  jari ~ 10 m

• – Mencirikan elektron (Tabung sinar Katoda)
• – Mengukur nisbah muatan terhadap massa (e/m)

  Model atom Thomson : model plum- elektron) ( ) pudding (roti kismis) karena elektron- elektronnya tersebar di seluruh atom

• Model atom Thomson berhasil menerangkan

  seperti halnya kismis yang tersebar dalam kue kismis. banyak sifat atom yang diketahui seperti: ukuran,massa, jumlah elektron dan kenetralan

  Muatan positif total bola adalah Ze , massanya pada dasarnya adalah massa atom (massa elektron terlalu muatan elektrik ringan sehingga tidak banyak mempengaruhi massa atom), dan jari-jari R bola ini adalah jari-jari atom pula

• Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
• Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.
• Baca selebihnya tentang Model Atom Thomson di buku FISIKA MODERN (KENNETH KRANE) Hal. 221-228 MODEL ATOM RUTHER
• Dari eksperimen diperoleh hasil bahwa hampir semua partikel menembus keping emas
• Tetapi terjadi keistimewaan bahwa ada partikel yang dihamburkan balik diperoleh 1 partikel diantara 8.000 partikel yang dibelokkan dengan sudut > 90

  o

  1911 : Rutherford melakukan eksperimen untuk membuktikan kebenaran model atom Thomson. Eksperimen tsb dilakukan oleh Geiger & Marsden (asisten Rutherford) berupa hamburan partikel oleh keping emas. atau dalam bentuk sederhana Sumber sinar Alpha Lempeng Emas

  Layar Atom Logam

  Proses Hamburan Rutherford P Diteruskan

  θ F

  Sinar

  φ π−θ) ½ (

  alfa

  Dibelokkan

Partikel alpha

½ ( π−θ)

  Dipantulkan θ b

• Hasil eksperimen Rutherford
• Gaya listrik yang ditimbulkan oleh inti pada

  partikel alfa beraksi sepanjang vector jari-jari antara keduanya, sehingga tidak ada torsi pada partikel alfa, dan momentum sudut mωr

  1 = −

  = = ! " ! "

  ∫ − −

  φ θ θ π θ π

  Atau φ φ

  2 d φ/dt = mvb

  2 = konstan = m r

  θ = Momentum sudut partikel alfa sekitar inti adalah konstan. m ωr

  2 θ 2mv sin p = θ θ

  θ Besar perubahan momentum

  2

  2 konstan.

  2 θ θ) cos (π sin

  2 θ π sin mv sin θ p − =

  ∫ ∫ = = φ

  ∫ = − =

  ∫ F.dt, menyebabkan perubahan vektor momentum partikel alpa sebagai :

• _• Perubahan Impuls sama dengan perubahan momentum, besarnya adalah:

  2 = mv Tetapi impuls

  1 =p

  Karena inti diam berarti besar momentum partikel alfa tetap : p

  πε =

  = = ω φ Penyelesaian integral menghasilkan persamaan Subsitusikan persamaan ini ke dalam • hubungan antara Sudut hamburan θ dengan persamaan integral di atas akan parameter dampak b : menghasilkan:

  θ πε

  (π − θ)/2 θ πε

  =

  θ

  2 = #

  2mv bsin = F cosφ dφ (π θ)/2 ∫ −

  2

  θθ : : sudut sudut hamburan hamburan pertikel pertikel alfa alfa b : parameter b : parameter dampak dampak/impak /impak K = ½ mv2 K = ½ mv 2 : : energi energi kinetik kinetik

  Rumus Hamburan Rutherford Kajian terhadap hamburan partikel bermuatan oleh inti ( '

  θ = ( " ! atom (hamburan Rutherford) dibagi menjadi 3 bagian: πε θ

  " & ! " $% ! " !

  1. Perhitungan fraksi partikel yang dihamburkan pada sudut yang lebih besar dari pada θ

  ("θ! )

  2 f = f

  <b > = ntπb θ

• 2. Rumus Rutherford dan pembuktian kebenarannnya

  θ lewat percobaan

  ( ) *

  ( ' ( " θ ! =

  )

  " & ! " $% ! " ! πε θ

• ,

  3. Jarak terdekat ke inti atom, yang dapat dicapai oleh

• partikel bermuatan.

  ' + ( $% %

  = πε

• ) +

  Berdasarkan hasil eksperimen tersebut, Rutherford menarik kesimpulan Kelemahan teori atom Rutherford adalah : bahwa :

  1. Atom sebagian besar tediri dari ruang hampa dengan satu inti yang • Lintasan elektron tidak lagi berupa lingkaran, tetapi berupa pilin bermuatan positif dan satu atau beberapa elektron yang beredar

  (seperti Obat Nyamuk) yang pada akhirnya elektron jatuh ke disekitar inti. dalam inti, sehingga atom itu tidak stabil. ( Tidak dapat

  2. Atom secara keseluruhan bersifat netral, muatan positif pada inti sama menjelaskan kestabilan atom) besarnya dengan muatan elektron yang beredar di sekitarnya.

  3. Volume inti << volume atom • Bila lintasan elektron semakin menciut, periode putaran

  4. Inti dan elektron tarik-menarik elektron menjadi semakin kecil, Frekuensi gelombang yang → gaya sentripetal.

  5. Pada reaksi kimia, inti atom tidak mengalami perubahan. Yang

  dipancarkan berubah pula. ( Tidak dapat menjelaskan mengalami perubahan ialah elektron-elektron pada kulit terluar.

• _-8 spektrum garis atom hidrogen)

  d cm _{atom ≈ 1 Å = 10 -13} d cm _inti ≈ 1 F = 10

SPEKTRUM ATOM

• Baca selebihnya tentang Hamburan Radiasi EM dari atom dapat dikelompokkan Rutherford pada buku FISIKA MODERN menjadi: (KNNETH KRANE) hal.228-239 atau buku
• Spektrum kontinyu

KONSEP FISIKA MODERN (ARTHUR BEISER)

• Spektrum garis

  hal. 122-136

  Semakin besar panjang gelombang maka semakin kecil energinya, maka artinya sinar ungu mempunyai foton dengan energi terbesar, sedangkan sinar merah mempunyai foton dengan energi terkecil .

  Spektrum Kontinyu

• Spektrum kontinyu : radiasi yang dihasilkan oleh atom yang tereksitasi yang terdiri dari berbagai warna yang bersinambungan, yaitu ungu, biru, hijau, kuning, jingga, merah.
• Pada spektrum kontinyu, panjang gelombang radiasi yang dipancarkan merentang dari suatu nilai minimum,mungkin 0, hingga nilai maksimum, mungkin tak terhingga.
• Contohnya: radiasi dari objek panas berpijar

  Spektrum Garis Spektrum diskrit atau spektrum garis : radiasi yang dihasilkan oleh atom yang tereksitasi yang hanya terdiri dari beberapa warna garis yang terputus putus; yaitu ungu, biru, merah.

  Jika sejumlah kecil gas atau uap suatu unsur tertentu, seperti air-raksa, natrium, atau gas neon, diletakkan di dalam tabung kemudian arus listrik dialirkan ke dalam tabung, maka hanya sehimpunan panjang gelombang diskrit cahaya tertentu saja ang dipancarkan oleh gas. Cahaya yang dipancarkan oleh setiap gas berbeda-beda dan merupakan karakteristik gas tersebut. Cahaya dipancarkan dalam bentuk spektrum garis dan bukan spektrum yang kontinyu. Peralatan untuk mengamati spektrum serap

  Peralatan untuk mengamati spektrum garis Spektrum garis berbagai gas

• Di buku Fisika Modern (Kenneth Krane) hal.241 Gambar 6.18 Spektrum serap dan pancar atom Hidrogen

  Beberapa kemudian ditemukan deret-deret yang Spektrum Atom Hidrogen lain; deret Lyman, deret Paschen, Bracket, dan Pfund.

• Pola deret-deret ini serupa maka dapat dirangkum dalam satu persamaan. Persamaan ini disebut deret spektrum hidrogen.
• Dimana R adalah konstanta Rydberg yang

  7 −1 nilainya 1,097 × 10 m .

  ! Atau:

RUMUS BALMER

  Deretan garis spektrum yang cocok dengan rumus Balmer disebut dengan deret Balmer Dengan λ adalah panjang gelombang deret batas yang sesuai. limit

• Deret Paschen (m = 3),

  Deret Spektrum

• Deret Lyman (m = 1) , dengan n = 4, 5, 6 ….
• Deret Bracket (m = 4),

  dengan n = 2, 3, 4, … dengan n = 5, 6, 7, ….

• Deret Balmer (m = 2),
• Deret Pfund (m = 5), dengan n = 3, 4, 5 ….

  dengan n =6, 7, 8 ….

  (Deret Pfund) inframerah

  Dengan demikian, setiap model atom hidrogen dapat menerangkan keteraturan aritmatik yang menarik ini dalam berbagai spektrum.

  Ciri menarik lainnya dari panjang gelombang spektrum hidrogen terangkum dalam asas gabung Ritz (Ritz combination principle) . Jika kita ubah panjang gelombang spektrum pancar hidrogen ke dalam frekuensi, kita jumpai sifat menarik berikut: jumlah sepasang frekuensi tertentu memberikan frekuensi lain yang juga terdapat dalam spektrum hidrogen .

  Deret spektrum Pancar dan serap atom Hidrogen Contoh soal

• Batas deret dari deret Paschen (n =3) adalah 820,1 nm. Tentukan ketiga panjang gelombang terpanjang dari deret Paschen tersebut.

MODEL ATOM BOHR

• Dengan alasan yang sama bahwa sistem tata sura tidak runtuh karena tarikan gravitasi antara matahari dan tiap
• Rutherford mengemukakan bahwa massa dan muatan planet, atom juga tidak runtuh karena tarikan positif atom terhimpun pada suatu daerah kecil di elektrostatis Coulomb antara inti atom dan elektron.

  pusatnya.

• Dalam kedua kasus ini, gaya tarik berperan memberikan
• Hasil pengamatan spektroskopis terhadap spektrum atom percepatan sentripetal yang dibutuhkan untuk

  Hidrogen telah membuka kelemahan-kelemahan model mepertahankan gerak edar. atom Rutherford.

  v -e Elektron berada dalam orbit diatur oleh

• Pada tahun 1913, Niels Bohr (1885-1962) menyusun model

  gaya coulomb . Ini berarti gaya coulomb

  atom Hidrogen berdasarkan model atom Rutherford dan

  F sama dengan gaya sentripetal :

  teori Kuantum Planck

  F = a

• Bohr mengemukakan bahwa atom ternyata mirip sistem
• Ze

  r

  planet mini, dengan elektron-elektron mengedari inti atom seperti halnya planet-planet mengedari matahari.

  Model Atom Bohr (Z=1 bagi Hidrogen)

• Energi total sebuah elektron dalam orbit adalah • Jari-jari Orbit Elektron penjumlahan energi kinetik dan energi potensialnya:

  Elektron yang jari-jari lintasannya r memiliki persamaan umum untuk sembarang lintasan :

  ε _.

  Atau

  = π

  dengan = 1 / (4πε ), dan adalah muatan elektron dengan r = 0,53 Å (jari-jari Bohr), dan n = 1,2,3,… dst.

  1

• Momentum sudut elektron hanya boleh memiliki harga diskret tertentu:

  dengan n = 1,2,3,… dan disebut bilangan kuantum utama , h adalah konstanta Planck , dan

  Tingkat Energi dan Spektrum

• Kecepatan elektron dalam orb
• Foton dipancarkan bila elektron melompat dari suatu tingkat energi ke tingkat energi yang lebih rendah,
• Berbagai orbit yang diijinkan berkaitan dengan energi elektron

  dimana: n = 1,2,3,… yang berbeda-beda. Untuk tingkat dasar : n =1 & Z = 1

• Energi elektron E

  n dinyatakan dalam jari-jari orbit r n diberikan

  sebagai berikut:

• Rumus r

  n disubstitusi ke persamaan di atas, sehingga menjadi: n= 1, 2, 3,...

  Rumus Tingkat Energi

• Energi untuk kulit ke-n:
• Tingkat energi yang terendah E disebut
_{3 &}

  1 % " / 01 2 . ) 3 4/5 !

  dari atom itu dan tingkat energi lebih tinggi E , E , E ,...disebut keadaan Sehingga,

  2

  3

  4 eksitasi (status eksitasi).

• Tingkat energi ini semuanya negatif, hal ini menyatakan
• Ketika bilangan kuantum n bertambah, energi En bahwa elektron tidak memiliki energi yang cukup untuk yang bersesuaian mendekati nol; dalam limit n= ≈, melarikan diri dari inti.

  E = 0 dan elektronnya tidak lagi terikat pada inti

  ≈ • Apabila terjadi perpindahan (transisi) elektron dari satu untuk membentuk atom.

  kulit ke kulit yang lain, maka memerlukan energi :

  E1 < E2 < E3

• Besarnya energi yang diperlukan atau dipancarkan _-34

  h = tetapan Planck = 6,6.10 Js

  sebesar:

  f = frekuensi foton (Hz) ₈ = = c = cepat rambat cahaya = 3.10 m/s

  λ

  λ = panjang gelombang foton (m)

  Tingkat-tingkat energi atom Hydrogen

  5 4 . 2 / 01

  6

  7 ^{3 &} − = Energi Ionisasi

  Adalah energi yang dibutuhkan untuk membebaskan elektron dari atom dalam keadaan dasarnya atau energi yang diserap untuk men-ion-kan atom.

  Energi ionisasi biasanya sama dengan –E

  1

  , yang harus dilengkapi agar menurunkan sebuah elektron dari keadaan dasarnya. Bila elektron terbangkit sampai kuantum, maka elektron itu lepas dari lingkungan atom dan atom tersebut menjadi ion (+). Besar Energi Ionisasi atom Hidrogen: untuk n = 1

  → E = 13,6 eV

  Sebaliknya jika ion Hidrogen mengikat sebuah elektron akan dipancarkan energi sebesar: Besar Frekuensi foton yang dipancarkan: Elektron yang terlepas dari susunan atom akan ditangkap oleh struktur atom yang lain. Kemampuan sebuah atom untuk menangkap elektron bebas disebut sebagai Afinitas Elektron. Dan atom tersebut menjadi ion (-) untuk n = 2 diperoleh frekuensi yang sesuai dengan salah satu deret balmer.

  Spektrum Gas Hidrogen Menurut Bohr

• Bila elektron meloncat dari lintasan yang energinya tinggi ke lintasan yang energinya rendah, dipancarkan energi sebesar E=h.f mengikuti spektrum “LBPBP” (Lyman,
• 7
• 1
• Deret Lyman (Ultra Ungu) nA = 1 dan nB = 2, 3, 4 ….
• Deret Balmer (Cahaya tampak) nA = 2 dan nB = 3, 4, 5, ….
• Deret Paschen (Inframerah I) nA = 3 dan nB = 4, 5, 6, ….
• Deret Brackett (Inframerah II) nA = 4 dan nB = 5, 6, 7, ….
• Deret Pfund (Inframerah III) nA = 5 dan nB = 6, 7, 8, ….

  Balmer, Paschen, Brackett, Pfund), dengan persamaan :

  nA = Kulit yang dituju nB = Kulit yang ditinggalkan = R = 1,097.10

  m

  (tetapan Rydbeg)

  Postulat Dasar Model Atom Bohr

  Ada empat postulat yang digunakan untuk menutupi kelemahan model atom Rutherford, antara lain :

  1. Atom Hidrogen terdiri dari sebuah elektron yang bergerak dalam suatu lintas edar berbentuk lingkaran mengelilingi inti atom ; gerak elektron tersebut dipengaruhi oleh gaya coulomb sesuai dengan kaidah mekanika klasik.

  2. Lintas edar elektron dalam hydrogen yang mantap hanyalah memiliki harga momentum angular L yang merupakan kelipatan dari tetapan Planck dibagi dengan 2π.

  dimana n = 1,2,3,… dan disebut sebagai bilangan kuantum utama , dan h adalah konstanta Planck .

  3. Dalam lintas edar yang mantap elektron yang mengelilingi inti atom tidak memancarkan energi elektromagnetik, dalam hal ini energi totalnya E tidak berubah.

• Keberhasilan teori Bohr terletak pada kemampuannya untuk meramalkan garis-garis dalam spektrum atom hidrogen.
• Salah satu penemuan adalah sekumpulan garis halus, terutama jika atom-atom yang dieksitasikan diletakkan pada medan magnet.

  4. Jika suatu atom melakukan transisi dari keadaan energi tinggi E U ke keadaan energi lebih rendah E

  I , sebuah foton dengan energi hυ=E

• E

  U

  I diemisikan. Jika sebuah foton diserap, atom tersebut akan bertransisi ke keadaan energi rendah ke keadaan energi tinggi. ₆₀ Kelebihan model Bohr Kelemahan

• Struktur garis halus ini dijelaskan melalui modifikasi teori

  Bohr tetapi teori ini tidak pernah berhasil memerikan • Asas Persesuaian adalah asas yang diajukan spektrum selain atom hydrogen

  Neils Bohr untuk memecahkan masalah

• Belum mampu menjelaskan adanya stuktur halus (fine

  perbedaan antara postulat Bohr dalam fisika structure) pada spektrum, yaitu 2 atau lebih garis yang kuantum dengan hukum fisika klasik.

  sangat berdekatan

• Belum dapat menerangkan spektrum atom kompleks Itensitas relatif dari tiap garis spektrum emisi.
• Efek Zeeman, yaitu terpecahnya garis spektrum bila atom berada dalam medan magnet

  Postulat Bohr Sebuah elektron dalam model atom Bohr yang mengalami percepatan sewaktu beredar dalam garis edar lingkaran, tidak meradiasikan energi elektromagnet (kecuali jika ia

  Asas Persesuaian (correspondence berpindah ke garis edar). principle): “Hukum fisika klasik hanya

  Hukum Fisika Klasik berlaku dalam ranah klasik, sedangkan

  Sebuah partikel bermuatan meradiasikan elektromagnet bila

mengalami percepatan. hukum fisika kuantum berlaku dalam

Fisika klasik memberi bentuk berbeda ranah mekanika. Pada ranah dimana

  1

  2 k = / mv ;

  2 keduanya bertumpang tindih, Kedua tetapi telah kita perlihatakan bahwa E – E tersederhanakan himpunan hukum fisika itu harus

  1

  2 menjadi / mv apabila v << c. Jadi, kedua pernyataan ini

  2 sebenarnya tidaklah terlalu berbeda yang satu merupakan memberikan hasil yang sama”. hal khusus dari yang lainnya Sebuah partikel bermuatan elektrik yang bergerak sepanjang sebuah lingkaran meradiasikan gelombang elekteromagnetik dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi gerak melingkarnya. Misal jarak tempuh satu gerak edar lingkaran penuh elektron = 2πr, dengan laju edar v = √2k/m, maka diperoleh periodenya :

• 10
• 3

  Karena frekuensi v adalah kebalikan periode maka : Dengan menggunakan penyataan diatas bagi jari jari orbit yang diperkenankan maka diperoleh :

  Sehingga sebuah elektron klasik yang bergerak dalam orbit lingkaran berjari-jari r

  n

  akan meradiasikan gelombang elektromagnet dengan frekuensi ν

  n ini.

  Namun jika kita perbesar jari-jari atom bohr menjadi sangat besar mulai dari objek berukuran kuantum (10

  m) hingga ke ukuran laboratorium (10

  m) ,dapatkah kita harapkan bahwa atomnya berperilaku klasik. Sehingga muncul persamaan seperti di bawah ini untuk penjelasan tersebut.

  Jika n besar sekali,kita dapat hampiri n-1 dengan n dan 2n-1 dengan 2n,sehingga menurut persamaan seperti ini : Rumus di atas, identik dengan persamaan frekuensi klasik.

• Apabila orbit-orbit lingkaran besar sekali, maka loncatan dari satu orbit lingkaran ke orbit yang lebih kecil nampaknya menyerupai sebuah sepiral.

  Elektron klasik berspiral secara mulus menuju inti atom, sambil meradiasi dengan frekuensi yang diberikan. Sedangkan elektron kuantum meloncat dari orbit n ke orbit (n-1), dan kemudian ke orbit (n-2), dan seterusnya

  Pemahaman EKSITASI ATOMIK

• Terdapat 2 mekanisme utama eksitasi:
• Dalam rentang n yang besar, dimana fisika – Tumbukan dengan partikel lain.

  klasik dan kuantum bertumpang tindih,

  Sebagian Ek bersamanya diserap oleh atom, sehingga atom

  pernyataan klasik dan kuantum bagi frekuensi

  tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi, kemudian

• 8

  radiasi keduanya identik. Ini adalah salah satu

  kembali lagi ke keaadaan dasarnya dalam waktu 10 s

  contoh penerapan asas persesuaian bohr. dengan memancarkan foton

• – Dengan menimbulkan lucutan listrik dalam gas bertekanan
• Asa ini penting untuk memahami bagaimana

  rendah, sehingga timbul medan listrik yang mempercepat

  kita beranjak dari ranah dimana berlaku

  elektron dan ion atomik sampai energi kinetiknya cukup untuk mengeksitasikan atom ketika terjadi tumbukan.

  hukum-hukum fisika klasik ke ranah dimana – Eksitasi melalui penyerapan radiasi. berlaku hukum-hukum fisika kuantum.

  Spektrum yang dihasilkan adalah spektrum absorbsi.

  Semakin banyak elektron yang mencapai anoda maka arus listriknya makin besar. Atom-atom dalam tabung saling bertumbukan akan tetapi tidak ada energi Pada percobaan Frank-Hertz mengggunakan sinar yang dilepaskan di dalam tumbukan ini. Jadi elektron yang dipercepat untuk mengukur besarnya energi tumbukannya secara elastis. eksitasi pertama pada atom gas mercury (Hg). Untuk menghasilkan terjadinya pelepasan energi, Elektron yang dihasilkan dari proses termionik pada maka atom mengalami transisi ke suatu keadaan eksitasi katoda akan dipercepat diantara katoda dan anoda, dalam dan hal ini dapat dilakukan dengan cara tabung elektron tabung uap-Hg elektron tersebut akan mengalami tumbukan diisi dengan gas hidrogen, maka elektron akan dengan atom hidrogen. mengalami tumbukan dan jika tegangan dinaikkan lagi Proses tumbukan yang terjadi meliputi tumbukan elastik maka arus listriknya juga akan ikut naik. dan non elastik. Setelah energi kritis tercapai, ternyata arus menurun secara tiba-tiba. Jika energi kinetik kekal dalam tumbukan antar

Tafsiran dari effek ini ialah bahwa elektron yang elektron dan sebuah atom uap gas hidrogen, elektronnya

bertumbukan dengan atom memberikan sebagian atau hanya terpental dalam arah yang berbeda dengan arah seluruh energi di atas tingkat dasar. datangnya.karena atom tersebut lebih masif dari Tumbukan semacam ini disebut tak elastis. Energi kritis elektron, atom hampir tidak kehilangan energi dalam elektron bersesuaian dengan energi yang diperlukan untuk proses tersebut. menaikkan atom ke tingkat eksitasi terendah.

  Gambar percobaan Gambar Kurva Arus Terhadap Tegangan _{bedapotensial V, yang dapat diatur. Semua elektron itu kemudian dipercepat menuju sebuah kisi oleh sebuah filamen pemanas. katoda, yang dipanasi dengan Elektron-elektron meninggalkan} frank-hertz _{pada pelat anoda, jika V lebih besar volt dapat menembusi kisi dan jatuh} Elektron dengan energi V elektron- _{daripada V suatu tegangan menggunakan ammeter A. pelat anoda diukur dengan katoda. Arus elektron yang mencapai perlambat kecil antara kisi dan pelat 0,} Kelemahan dan kelebihan Percobaan

  Rumus Percobaan Franck - Hertz Franck - Hertz

  4 = ₄ Pada percobaan ini memberikan kita

  − " !

  ∑ suatu bukti langsung mengenai kehadiran

  = " ! keadaan eksitasi atom.

  Sayangnya, tidaklah mudah untuk

  =

  melakukan percobaan ini dengan atom

  4

  hidrogen, karena secara alamiah hidrogen

  =

  tidak hadir dalam bentuk atom, melainkan dalam bentuk molekul H _2.

  E : energi eksitasi e

  Karena molekul menyerap energi dalam berbagai cara, penafsiran percobaannya V : tegangan eksitasi akan menjadi kabur.

  N : jumlah data