SPEKTRUM GARIS BERBAGAI JENIS ATOM (TEORI ATOM BOHR)

Ika Kartika Diman, Ramlah, Ahmad Suryadi, Salman, Sri Nurwahyuni

Laboratorium Fisika Modern Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar

Abstrak. Telah dilakukan eksperimen Spektrum Garis Berbagai Jenis Atom dengan tujuan untuk menentukan panjang gelombang spektrum garis atom gas mulia (He dan Ne) dan logam (Na).Pengambilan data dilakukan dengan cara mengukur sudut pergeseran yang dibentuk oleh setiap spektrum garis yang teramati menggunakan spektromemter optic. Berdasarkan hasil pengamatan diperoleh bahwa setiap atom memancarkan spectrum warna yang berupa garis diskrit yang terdiri atas deretan warna ungu, nila, biru, hijau, kuning, jingga, dan merah.Hasil analisis data menunjukkan bahwa spectrum garis warna merah memiliki panjang gelombang yang terpanjang, dan spectrum garis warna ungu memilki panjang gelombang terpendek.Untuk pengamatan interval spektrum garis warna kuning yang dihasilkan oleh atom Na diperoleh

KATA KUNCI: spektrum garis,atom, teori atom Bohr

PENDAHULUAN

Model atom yang diungkapkan oleh Rutherford sudah lebih baik bila dibandingkan dengan model atom Thomson. Tetapi berdasarkan teori electromagnet ternyata atom menurut gambaran Rutherford adalah atom yang tidak stabil dan menurut teori electromagnet atom akan memancarkan spectrum kontinu, tetapi berdasarkan hasil pengamatan ternyata spectrum yang dipancarkana dalah spectrum diskrit kedua hal tersebut tidak bias dijelaskan oleh Rutherford [4].Selain itu hasil pengamatan oleh Balmer dan kawan-kawan menunjukkan bahwa spectrum yang dihasilkan dari pemanasan gas hydrogen dalam beda potensial yang tinggi ternyata menunjukkan spectrum emisi yang bersifat diskrit [2].Pada tahun 1913 Niels Borhr pertama kali mengajukan teori kuantum atom hydrogen . Model atom ini merupakan transisi Antara model atom mekanika klasik dan mekanika gelombang [1]. Niels Bohr mencoba untuk mengatasi jalan buntu yang dihadapi oleh Rutherford dalam usahanya untuk menjelaskan model atom, Bohr tidak menggunakan landasan-landasan teoritis yang telah ada seperti teori electromagnet, tetapi merumuskan hal-hal baru [4].Bohr mengembangkan sebuah model atom yang dapat menjelaskan hubungan antara struktur atom khususnya berkenaan dengan masalah panjang gelombang garis-garis spektrum atom tersebut.Untuk gas hydrogen yang merupakan atom yang paling sederhana, deret panjang gelombang ini ternyata mempunyai pola tertentu. Spektrum garis atom hydrogen berhasil dijelaskan oleh Niels Bohr, kemampuan teori atom Bohr menerangkan asal-usul garis spectrum merupakan salah satu hasil yang menonjol, sehingga teori ini diterapkan pada spektrumatomik.Eksperimen ini selanjutnya dilakukan untuk melakukan pengamatan terhadap spektrum garis yang dihasilkan dari berbagai jenis atom gas mulia dan gas logam serta menentukan panjang gelombang dari setiap spektrum garis yang dihasilkan atom-atom tersebut,beberapa atom yang akan diamati spektrum garisnya yaitu Helium (He), Neon (Ne) dan Natrium (Na).Pengamatan terhadap spektrum garis yang dihasilkan diamati dengan menggunakan spektrometer optik dan kisi, besarnya sudut yang diperoleh dari hasil pengamatn selanjutnya dianalisis sehingga dapat diperoleh panjang gelombang dari setiap deretan warna spektrum garis yang dihasilkan atom tersebut

TEORI

Jika gas mulia dan uap logam yang bertekanan rendah di bawah tekanan atmosfer dieksitasi, radiasi yang dipancarkan mempunyai spektrum yang berisi panjang gelombang tertentu saja. Setiap unsure memperlihatkan spectrum garis yang unik. Spektrometer optik dapat dipakai untuk menentukan panjang gelombang spektrum garis dari atom gas mulia dan uap logam. Kisi digunakan untuk memisahkan garis spektrum. Cahaya terdifraksidikisi, panjang gelombang yang sama mengalami superposisi dan menghasilkan intensitas maksimum. Hubungan antara difraksi dan panjang gelombang adalah linear (sin ~ ) pada spektrum normal. Kita dapat menentukan panjang gelombang yang datang dari suatu cahaya yang melalui kisi dengan menggunakan spektrometer. Persamaan untuk menentukan panjang gelombang spektrum garis adalah

Dengan : n = Orde Spektrum, = jumlah sudut antara garis spektrum kanan dan kiri, N = jumlah gariskisi yang digunakan, dan = panjang gelombang.

GAMBAR 1.Skema diagram untuk defenisi sudut

Untuk menghitung interval dua garis, diberikan contoh data hasil percobaan difraksi pada n=1 dan n=2 untuk garis-D sodium sebagai berikut:TABEL 1. Sodium D-Lines, hasil pengukuran difraksi untuk n=1 dan n=2LineN5706/cmnm

D1139.3000589.33

284.5420589.41

D2139.2500588.61

284.4250588.74

Berdasarkan tabel 4.1, diketahui interval antara dua warna kuning Sodium D-Lines dengan nilai = 0,72 nm (diukur pada n=1) dan = 0,67 nm (diukurpada n=2). Nilai rata-ratanya adalah(D1) (D2) = 0,70 nm[2]

METODOLOGI EKSPERIMEN

Alat yang digunakan pada eksperimen iniyaitu: Spektrometer optik, Kisi Rowland, Transformer, 6 V AC, 12 V Ac dan Universal Choke, 230 V, 50 Hz. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu: Spektrum lampu He, Na, dan Ne.Metode penelitian dilakukan dengan melakukan pengaturan atau penyetelan pada spektrometer optik sebelum digunakan, selanjutnya dilakukan dua kali pengamatan yaitu: pertama, untuk menentukan spektrum garis He dan Ne dan kedua, untuk Menentukan interval antara dua baris Na-D

GAMBAR 2.Rangkaianpercobaan spektrum garis berbagai jenis atom

Pertama, untuk menentukan spektrum garis He, dilakukan dengan memutar bagian teleskop pada spektrometer optik ke arah kanan secara perlahan sehingga teramati garis warna pertama pada orde 1 (n = 1). Kemudian mengimpitkan tanda benang vertikal pada teleskop dengan garis warna pertama dan membaca penunjukan skala pada spektrometer sebagai kanan ,dengan prosedur kerja yang sama mengamati garis-garis warna berikutnya pada orde yang sama dan garis-garis warna berikutnya pada orde 2 (n=2) serta mencatat setiap penunjukan skalanya sebagai kanan . Selanjutnya memutar teleskop pada spektrometer optik secara perlahan ke arah kiri dan mengulangi prosedur kerja yang sama seperti pada pembacaan kanan serta membaca masing-masing penunjukan skala pada spektrometer sebagai kiri , untuk pengamatan spektrum garis Ne dilakukan dengan mengganti spektum lampu He dengan spektrum lampu Ne dan mengulangi prosedur kerja yang sama saat pengamatan spektrum garis He.Kedua, untuk Menentukan interval antara dua baris Na-D dilakukan dengan menganti lampu Ne dengan lampu Na. Kemudian memutar teleskop ke arah kanan sampai teramati garis warna kuning pada orde 1 dan orde 2 serta membaca masing-masing penunjukan skala pada spektrometer sebagai kanan, selanjutnya memutar teleskop ke arah kiri sehingga teramati garis warna kuning pada orde 1 dan orde 2 serta membaca masing-masing penunjukan skala pada spektrometer sebagai kiri .

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISA DATA

HasilPengamatan

NST Spektrometer = 1/60o = 0,02oN = 600 lines/mm = 6 x 10-4 lines/nm

Kegiatan Pertama

TABEL 1.Hasil Pengamatan Spektrum Garis Atom HeOrde spektrumWarna spektrumkanan ()kiri ()()

Ungu15,425,5020,92

Nila14,506,5021,00

Biru18,177,5025,67

1Hijau19,257,7527,00

Kuning22,0010,1732,17

Jingga25,5813,0038,58

Merah27,1715,0842,25

Ungu28,0815,7543,83

Nila29,0016,8345,83

Biru29,9217,1046,75

2Hijau30,4217,6748,09

Kuning35,6720,8256,49

Jingga40,0023,5063,50

Merah41,4224,7566,17

TABEL 2.Hasil Pengamatan Spektrum Garis Atom NeOrde spektrumWarna spektrumkanan ()kiri ()()

Ungu16,7815,6332,41

Nila16,6716,7533,42

Biru17,1717,5834,75

1Hijau17,5019,0836,58

Kuning20,8321,0841,91

Jingga21,2522,3343,58

Merah23,4223,0846,50

Ungu40,8332,0872,91

Nila41,3335,6877,01

Biru41,8341,5583,38

2Hijau43,9245,0788,99

Kuning45,2546,6791,92

Jingga46,0847,6793,75

Merah48,0852,83100,91

Kegiatan Kedua

TABEL 3.Hasil Pengamatan Spektrum Garis Atom NaOrde SpektrumWarna Spektrum()S

kanan()kiri()

1Kuning21,3321,7543,08

2Kuning44,0242,0886,10

Analisis Data

Menentukan panjang gelombang digunakan persamaan:

Menentukan ketidakpastian panjangg elombang

Karena,

Kegiatan Pertamaa) Lampu HeOrde 1 Ungu

Nila

Biru

Hijau

Kuning

Jingga

Merah

Orde 2 Ungu

Nila

Biru

Hijau

Kuning

Jingga

Merah

b) Lampu NeOrde 1 Ungu

Nila

Biru

Hijau

Kuning

Jingga

Merah

Orde 2 Ungu

Nila

Biru

Hijau

Kuning

Jingga

Merah

KegiatanKedua Orde 1

Orde 2

Sehinggadiperolehinterval :

Pembahasan

Eksperimen spectrum garis berbagai jenis atom menggunakan He, Na, dan Ne sebagai sumber cahaya polikromatik yang akan memancarkan spektrum warna yang berbeda diilihat secara langsung dengan menggunakan Spektrometer kisi yang mengukur intensitas cahaya relatif sebagai fungsi sudut maka dapat diperoleh panjang gelombang setiap spektrum warna.Dari hasil pengamatan spektrum garis yang dihasilkan atom-atom tersebut berupa spektrum garis diskrit yang terdiri atas deretan warna ungu, nila, biru, hijau, kuning, jingga, dan merah. Spektrum garis yang terdiri atas deretan warna memiliki panjang gelombang yang berbeda sesuai dengan karakteristik atomnya.Dari table hasil analisis menunjukkan spektrum warna yang memiliki panjang gelombang terbesar adalah spectrum warna merah dan panjang gelombang yang paling

pendek adalah panjang gelombang spektrum warna ungu baik untuk sumber cahaya polikromatik lampu He dan Ne. Sedangkan untuk pengamatan interval spektrum warna kuning yang dihasilkan oleh atom Na dari hasil analisis data diperoleh

SIMPULAN

Dari hasil eksperimen menunjukkan bahwa setiap spektrum garis memiliki panjang

gelombang yang berbeda-beda sesuai dengan karakteristik atomnya dimana spektrum warna yang memiliki panjang gelombang terbesar adalah spektrum warna merah dan panjang gelombang yang paling pendek adalah panjang gelombang spektrum warna ungu baik untuk sumber cahaya polikromatik lampu He dan Ne. Sedangkan untuk pengamatan interval spektrum warna kuning yang dihasilkan oleh atom Na dari hasil analisis data diperoleh

REFERENSI

[1] Kusminarto,. 1992. Pokok-Pokok Fisika Modern .Yokyakarta: Jurusan Fisika FMIPA UGM.

[2] Rosana, Dadan,. dkk. 2003. Konsep Dasar Fisika Modern. Yogyakarta: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang.

[3]Subaer, dkk. 2013. Penuntun Praktikum Eksperimen Fisika I Unit Laboratorium Fisika Modern Jurusan Fisika FMIPA UNM.

[4] Sumardi, Yos,. 1993. Fisika Modern. Jakarta: Universitas Terbuka.