spektrometer prisma

SPEKTROMETER ATOM

A. TUJUAN PERCOBAAN

1. Mengkalibrasi Spektrometer Hilger dengan spectrum neon dan

spectrum merkuri.

2. Menentukan panjang gelombang dari berbagai spectrum emisi

dari berbagai atom yang dimiliki gas dalam tabung lampu (Neon

dan Merkuri)serta menentukan transisi elektronya.

B. ALAT DAN BAHAN

1. Spectrometer Hilger

2. Lampu tabung gas Neon dan Merkuri.

3. Clamp Holder

4. Kumparan Rumkorf

5. Power Suplay

6. Prisma

7. Senter

C. DASAR TEORI

Setiap atom mempunyai konfigurasi elektron tertentu. Sebagai

contoh atom sodium mempunyai 11 elektron, hal itu berarti kulit

pertamanya n = 1 dan kulit keduanya n = 2 terisi penuh oleh elektron

sementara kulit ketiga n = 3 baru terisi 1 elektron.

Elektron – elektron stasioner dalam atom mempunyai tenaga

tertentu yang secara lengkap dinyatakan dengan bilangan – bilangan

kuantum, yakni :

n = 1,2,3,......... ( disebut sebagai bilangan kuantum utama )

l = 0,1,2,......(n-1) ( disebut sebagai bilangan kuantum

orbital )

ml = - l,(-l + 1),..... l-1, l (disebut bilangan kuantum magnetik

orbital)

ms = ± s

Rahmawati Theofani DiamantiPGSBI class, Fisika, UNIMA

Tenaga elektron –elektron dalam atom membentuk semacam

aras – aras tenaga, disebut sebagai aras tenaga atom, yang untuk

atom – atom dengan elektron tunggal. Menurut teori kuantum Bohr

dinyatakan sebagai :

En=−Rhc ( zn )……………………………………….(1)Dengan :

R = 1, 097 x 107 m-1 disebut sebagai tetapan Rydberg

h = 6,625 x 10-34 J.s disebut sebagai tetapan Planck

c = 3 x 108 m/s sebagai kecepatan cahaya.

Z sebagai nomor atom

Elektron –elektron dalam atom dapat berpindah dari aras tenaga

(tingkatan energi) ke aras tenaga yang lain dengan mengikuti aturan

seleksi yaitu :

∆l =± 1 dan ∆ ml = 0, ± 1

...............................(2)

Perpindahan elektron didalam atom dari satu aras tenaga ke

aras tenaga yang lebih tinggi dapat terjadi dengan menyerap energi

dari luar ( dapat berupa panas, tenaga kinetik, tenaga radiasi dll ).

Sedangkan perpindahan elektron ke aras yang lebih rendah pada

umumnya disertai dengan pancaran tenaga radiasi. Radiasi

gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh elektron yang

berpindah dari aras tenaga ( yang memiliki bilangan kuantum utama n

) kearas tenaga dengan bilangan kuantum m < n mempunyai bilangan

gelombang yang dapat dinyatakan dengan persamaan :

v=1λ=RZ2( 1m2− 1

n2 )……………………………….(3)Dimana :

λ = panjang gelombang radiasi

Dengan adanya gelombang elektromagnetik yang dipancarkan karena

transisi elektron – elektron dalam atomm muncullah spektrum sebagai

pancaran / emisi dalam atom, yang dapat member informasi


mengenai adanya kuantitasi dan aras – aras tenaga elektron dalam

atom.

Dalam hal spektrum pancaran atom terletak pada daerah cahaya

tampak memudahkan dilakukan pengamatan dan pengukuran –

pengukuran panjang gelombangnya. Panjang gelombang spektrum

sebagai panjang gelombang atom dapat diukur dengan menggunakan

Spektrometer Higler, yang sudah dilengkapi dengan skala panjang

gelombang.

Atau dapat juga menggunakan spektrometer yang baru dilengkapi

dengan skala sudut dalam orde menit.

Dengan menggunakan spektrum Mercuri, yang panjang

gelombangnya sudah diketahui dari pustaka :

λ merah = 6907 Å λ hijau 1 = 5460,6 Å λ ungu = 4046,6

Å

λ kuning 1= 5789,7Å λ hijau 2 = 4916 Å

λ kuning 2= 5769 Å λ biru = 4358,4 Å

untuk atom – atom kompleks tetapan Rydberg telah memasukkan

korelasi pada bilangan kuantum utama dalam rumus Bohr sehingga

rumus (3) berubah menjadi :

v=1λ=RZ0

2 ¿

Dimana a dan b adalah penyimpangan dari bilangan bulat n dan m,

disebut cacat kuantum.

D. JALANNYA PERCOBAAN

1. Spectrometer diatur agar pada lensa mata gari silang Nampak

jelas dengan cara mengarahkan teropong pada kolimator juga

kearag lampu Merkuri atau lampu Neon (dalam suatu posisi

lurus)2

2. Atur juga lensa okulernya agar benda yang diamati jelas

kelihatan .


3. Atur kolimator agar cahaya dari sumber tampak tajam dengan

menyetel lebar celah pada kolimator setipis mungkin.

4. Letakan prisma dimeja Spektrometer dengan posisi samping

prisma yang bening terarah ketengah-tengah lensa objektif pada

kolimator.

5. Kemudian tarik kesamping teropong sambil diamati lensa

terjadinya spectrum.

6. Sambil mengamati lewat lensa pada teropong sambil diamati

lewat lensa matanya terjadinya Spektrum yang teramati

bergerak searah putaran prisma dan putar lagi sampai arah

putar spectrum membalik.carilah posisi titik balik putaran

spectrum.(sebagai sudut deviasi sudut minimum spectrum).

7. Dengan meletakan garis silang dalam lensa mata pada posisi

tiap garis spectrum warna maka ukur berapa sudut yang

dibentuk tiap garis warna spectrum tersebut.

8. Ganti lampu merkuri dengan lampu gas Neon kemudian lakukan

langkah 4 – 7.

9. Setiap pengukuran sudut deviasi.

E. HASIL PENGAMATAN

Untuk Gas Neon (He)

Sudut Pelurus spectrometer


Kanan ; 2670

Kiri : 8606 '

Percobaan 1

SPEKTRUM

GARISSUDUT KANAN SUDUT KIRI

Merah 21808’ 3805’

Jingga 218019’ 38023’

Kuning 217024’ 38020’

Hijau 21705’ 38022’

Percobaan 2

SPEKTRUM


Merah 217014’ 37013’

Jingga 217,5016’ 37028’

Kuning 21703’ 36,5015’

Hijau 21605’ 36023’

Untuk gas Merkuri (Hg)

Sudut pelurus spectrometer:

Kanan : 191o30’ =

Kiri : 270022'

Percobaan 1

SPEKTRUM


Jingga 13906’ 319023’

Hijau 139,5022’ 319013’

Biru 14108’ 321026’

Ungu 14200’ 322015’


Percobaan 2

SPEKTRUM


Jingga 139024’ 319013’

Hijau 139017’ 31907’

Biru 141011’ 32101’

Ungu 14209’ 32205’


F. PENGOLAHAN DATA

Menentukan sudut deviasi minimum (δm) gas Neon(Nonius yang digunakan dalam pengolahan data adalah nonius sebelah/posisi kiri)NIlai Kalibrasi = Sudut pelurus – Sudut pada spektrometer Percobaan 1(Sudut awal)Merah : 860 6’- 3805’ = 4801’ = 48,0170

Jingga : 860 6’- 38023’ = 47,720

Kuning : 860 6’- 38020’ = 47,80

Hijau : 860 6’- 38022’= 47,740

Percobaan2 (Sudut balikkan)

Merah : 860 6’- 37013’ = 48,880

Jingga : 860 6’- 37028’ = 48,630

Kuning : 860 6’- 36,5015’= 49,350

Hijau : 860 6’- 36023’ = 49,720

Nilai deviasi minimum (δm)= Nilai sudut balikkan – Nilai sudut

awal

Merah : 48,880 - 48,0170 = 0,8630

Jingga : 48,640 - 47,720 = 0,920

Kuning : 49,350 - 47,80 = 1,550

Hijau : 49,720 - 47,740 = 1,980

(Nonius yang digunakan dalam pengolahan data adalah nonius sebelah/posisi kanan)NIlai Kalibrasi = Sudut pelurus – Sudut pada spektrometer Percobaan 1(Sudut awal)Merah : 2670 - 21808’ = 4908’ = 49,130

Jingga : 2670 - 218019’ = 49019’= 49,320

Kuning : 2670 - 217024’ = 50024’= 50,40

Hijau : 2670 - 21705’= 5005’ = 50,0830

Percobaan2 (Sudut balikkan)

Merah : 2670 - 217014’ = 50014’ = 50,230

Jingga : 2670- 217,5016’ = 49,5016’ = 49,760

Kuning : 2670- 21703’ = 5003’ = 50,050


Hijau : 2670- 21605’ = 5105’ = 51,0830


awal

Merah : 50,230 - 49,130 = 1,10

Jingga : 49,760- 49,320 = 0,440

Kuning : 50,050- 50,40 = -0,350

Hijau : 51,0830- 50,0830 = 10

Rata-rata sudut deviasi (δm) gas Neon

Merah : 0,8630+1,10

2=0,98150

Jingga :0 ,920+0 ,440

2=0,680

Kuning : 1 ,550+¿¿

Hijau : 1,980+10

2 = 1,490

Menentukan sudut deviasi minimum (δm) gas merkuri (Hg)

(Nonius yang digunakan dalam pengolahan data adalah nonius

sebelah/posisi kiri)

Nilai kalibrasi = Sudut pelurus – Sudut pada spectrometer

Percobaan 1 (sudut awal)

Jingga : 270022’ - 319023’ = -49,010

Hijau : 270022’- 319013’ = -48,850

Biru : 270022’- 321026’ = -51,070

Ungu : 270022’- 322015’ = -51,890

Percobaan 2 (sudut balikkan)

Jingga : 270022’- 319013’ = -48,8560

Hijau : 270022’- 31907’ = -48,750

Biru : 270022’- 32101’ = -50,650

Ungu : 270022’- 32205’ = -51,7230



awal

Jingga : -48,8560– (-49,010) = 0,1540

Hijau : -48,750 – (-48,850) = 0,10

Biru : -50,650 – (-51,070) = 0,420

Ungu : -51,7230 – (-51,890)= 0,1670

(Nonius yang digunakan dalam pengolahan data adalah nonius

sebelah/posisi kanan)

Nilai kalibrasi = Sudut pelurus – Sudut pada spectrometer

Percobaan 1 (sudut awal)

Jingga : 191030’ - 13906’ = 52024’ =52,40

Hijau : 191030’- 139,5022’ = 51,508’ =51,630

Biru : 191030’- 14108’ = 50022’ =50,360

Ungu : 191030’- 14200’ = 49030’ =49,50

Percobaan 2 (sudut balikkan)

Jingga : 191030’- 139024’ = 5206’ = 52,10

Hijau : 191030’- 139017’ = 52013’ = 52,210

Biru : 191030’- 141011’ = 50019’ =50,310

Ungu : 191030’- 14209’ = 49011’ = 49,180


awal

Jingga : 52,10 – 52,40 = -0,30

Hijau : 52,210 - 51,630 = 0,580

Biru : 50,310- 50,360 = -0.050

Ungu : 49,180- 49,50 = -0,320

Untuk Rata-rata sudut deviasi (δm) gas Hg (Merkuri) (δmPosisi Kiri+δmPosisi K anan

2)

Jingga :¿¿


Kuning : (0,10+0,580)2

=0,340

Biru : ¿¿

Ungu : ¿¿

Setelah diperoleh deviasi minimum dari tiap garis spektrum maka akan di peroleh

tujuan percobaan yaitu untuk mengkalibrasi spektrometer hilger dengan spektrum

atom, dilakukan dengan memasukkan data deviasi minimum dan panjang

gelombang dengan menggunakan gas Mercuri (terdapat pada tabel) untuk

menentukan panjang gelombang dari berbagai spektrum didalam tabung lampu

Neon.

Dengan menggunakan spektrum Mercuri, yang panjang gelombangnya

sudah diketahui dari pustaka :

λ jingga = 578,7 Å λ ungu = 4046,6 Å

λ hijau = 5460,6Å λ biru= 4358,4 Å

Dengan menggunakan kertas milimeter blok. Data deviasi minimum dan

panjang gelombang spektrum mercuri dimasukkan ke koordinat Cartesian (ordinat

dan absis). Pada sumbu x ( panjang gelombang ), sumbu y ( sudut deviasi

minimum).

Pada pengolahan data ini menggunakan data deviasi minimum yang dirata –

ratakan dari hasil pengukuran deviasi pada nonius kiri dan kanan. Pada kertas

millimeter blog menggunakan perbandingan skala 1:80.


5789.7 5460.6 4358.4 4046.6

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

Deviasi minimum dan panjang gelombang spektrum mercuri

X=panjang gelombang (Amstrong)

Setelah diperoleh grafik panjang gelombang spektrum Merkuri dam deviasi

minimum, kemudian masukkan deviasi minimum masing – masing warna spektrum

Neon pada bidang koordinat diatas, tarik garis dari titik tersebut sampai

berpotongan dengan kurva panjang gelombang spektrum Mercuri, selanjutnya dari

perpotongan tersebut tarik garis searah sumbu y, plotkan titik tersebut pada

sumbu x. Itulah panjang gelombang spektrum Neon untuk masing – masing garis

spektrum.

4600 4310 4140 4200

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

Deviasi minimum dan panjang gelombang spektrum Neon

X=panjang gelombang (Amstrong)X=panjang gelombang (Amstrong)

Grafik

Dari hasil hasil kalibrasi tersebut diperoleh Panjang Gelombang

Spektrum Neon yaitu: λ Merah = 4600 Å

λ jingga = 4310 Å λ hijau = 4200 Å


λ kuning = 4140 Å

G. Kesimpulan

Dari pengamatan yang diperoleh dapat ditentukan panjang gelombang

spektrum Merkuri dan Neon. Pengolahan data dilakukan dengan mengkalibrasi

spektrometer atom yang digunakan dengan spektrum Mercuri seperti yang ada

pada tabel. Dari pengamatan dengan menggunakan gas mercuri diperoleh 4

spektrum warna dengan panjang gelombang terbesar pada spectrum hijau dan

panjang gelombang terkecilnya spectrum jingga. Sedangkan saat menggunakan

gas neon, spectrum warna yang terbentuk ada sekitar 4 garis spectrum dengan

beberapa garis spectrum warna berbeda dan dengan panjang gelombang

terbesarnya pada spectrum garis warna merah dan panjang gelombang terkecil

pada spectrum warna kuning.


LAPORAN PRAKTIKUM

LABORATORIUM FISIKA 1

“SPEKTROMETER ATOM”

oleh

KELOMPOK V

KELAS B

SEMESTER V

UNIVERSITAS NEGERI MANADO

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN FISIKA

2011


spektrometer prisma

Documents