Garis Sepktral Uraian Materi
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN
KELOMPOK KOMPETENSI J
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Mata Pelajaran Fisika SMA
23
nm eV
J x
eV s
m x
s J
x E
hc 91.34
10 60
. 1
6 .
13 10
998 .
2 .
10 63
. 6
19 8
34
5. Atom hidrogen dalam keadaan stabil dibombardir dengan elektron yang dipercepat pada tegangan 12 volt. Berapakah panjang gelombang yang
diperkirakan dapat dipancarkan atom hidrogen tersebut? Penyelesaian-5
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
Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN
KELOMPOK KOMPETENSI J
24
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
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
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN
KELOMPOK KOMPETENSI J
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Mata Pelajaran Fisika SMA
25
Gambar s.1: 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