SMA · 8 menit · Fisika Atom & Spektroskopi
Struktur atom, spektrum, dan laser
Atom memancarkan dan menyerap cahaya dengan energi tertentu. Garis spektrum membantu mengenali unsur dari jauh, termasuk pada bintang.
Yang akan kamu pelajari
- Struktur atom
- Tingkat energi
- Spektrum atom
- Transisi elektron
- Bilangan kuantum
- Laser
- Emisi
- Absorpsi
Pahami konsepnya
Atom memiliki inti dan elektron pada state kuantum, bukan orbit planet yang pasti. Untuk hidrogen sederhana, E_n≈−13,6/n² eV. Transisi dari energi tinggi ke rendah memancarkan foton hf=E_i−E_f; absorpsi memerlukan energi yang cocok dengan transisi yang diizinkan.
Bilangan kuantum n,l,m_l dan m_s mencirikan state dalam model atom terkait. Spektrum garis berbeda dari spektrum kontinu. Laser memanfaatkan emisi terstimulasi, penguatan optik dan umpan balik; inversi populasi diperlukan dalam model laser konvensional.
Analisis lanjut
Aturan seleksi dipol listrik seperti Δl=±1 membatasi transisi kuat; selisih energi saja tidak menjamin intensitas transisi. Struktur halus, spin-orbit, massa tereduksi dan QED memperbaiki model sederhana. Emisi spontan terjadi tanpa foton pemicu, sedangkan emisi terstimulasi menghasilkan korelasi mode dengan medan pemicu.
Lebar garis dipengaruhi waktu hidup, gerak termal dan lingkungan. Jangan menyebut semua laser monokromatik sempurna.
Contoh terurai
Transisi hidrogen n=3→2 memberi ΔE≈13,6(1/4−1/9)=1,889 eV, sehingga λ≈1240/1,889≈656 nm. Transisi 2→1 memberi sekitar 10,2 eV dan λ≈122 nm, di ultraviolet; warna pada layar hanyalah representasi.
Coba, amati, jelaskan
Di lab Bohr, bandingkan transisi 3→2 dan 2→1. Hitung panjang gelombang dari energi tanpa membulatkan angka antara. Jangan pernah mengarahkan laser ke mata atau permukaan reflektif.
Cek pemahaman
Atom menyerap foton dalam transisi terikat bila energinya?
- Cocok dengan selisih energi transisi yang diizinkan
- Selalu nol
- Selalu sembarang
Jawab dan baca pembahasannya di aplikasi.
Sumber & bacaan lanjutan
openstax.org · Rujukan Struktur atom, spektrum, dan laser