BAB II

LANDASAN TEORI, KERANGKA BERPIKIR,

DAN PENGAJUAN HIPOTESIS

A. Landasan Teori

1. Macromedia Flash 8

Program Flash 8 merupakan software milik perusahaan Macromedia dan

merupakan pengembangan dari Flash versi sebelumnya. Macromedia Flash

sendiri merupakan sebuah program aplikasi standar authoring tool professional

yang digunakan untuk membuat animasi yang sangat menakjubkan untuk

keperluan pembangunan situs web yang interaktif dan dinamis. Selain itu, aplikasi

ini juga dapat digunakan untuk membuat animasi logo, movie, game, pembuatan

navigasi pada situs web, banner, tombol animasi, menu interaktif, interaktif form

isian, e-card, screen saver dan pembuatan keseluruhan isi situs web atau

pembuatan aplikasi-aplikasi web lainnya.

Movie-movie Flash 8 memiliki ukuran file yang kecil sehingga dapat di

download secara cepat dan dapat ditampilkan dengan ukuran layar yang dapat

disesuaikan dengan keinginan. Aplikasi Flash 8 merupakan sebuah standar

aplikasi industri perancangan animasi web yang tak tertandingi dengan

peningkatan pengaturan dan perluasan kemampuan integrasi yang lebih tinggi

lagi.

Area kerja Flash 8 dirancang secara khusus agar ruang kerja yang

digunakan dapat diatur dan lebih mudah dipahami oleh pemakai pemula maupun

para desainer Flash yang telah berpengalaman. Macromedia Flash 8 adalah

program yang cukup komplek sehingga tidak mungkin untuk menjabarkannya

secara lengkap. Pada makalah ini hanya akan diberikan sebagian pengertian dan

fungsi-fungsi dasar dalam Macromedia Flash 8.

1. User Interface

Dengan membuka program macromedia Flash 8 akan muncul tampilan

muka sebagai berikut.

4

Panel

Stage

Work area

Toolbox Action Script and Properties

Gambar .2.1. User Interface

Panel yang berada disebelah kanan terdiri atas Color Mixer an color

Swatches. Work area adalah bagian dari scene, dimana kita dapat membuat

berbagai gambar dan animasi di dalamnya. Dalam work area ini terdapat stage,

dimana ketika hasil kerja dijalankan (test movie) hanya gambar dan animasi yang

terdapat di dalam stage saja yang muncul sedangkan gambar dan animasi yang

berada di dalam work area, akan tetapi animasi di luar stage tidak akan

dimunculkan.

2. Timeline

Timeline adalah tempat dimana movie tersebut berada sehingga timeline

mempunyai tugas mengatur waktu cerita dan pemunculan objek-objek tertentu.

Timeline merupakan objek utama untuk membuat animasi dan objek-objek

interaktif. Timeline terdiri atas tiga bagian pokok, yaitu: Scene, Layer, dan Frame.

Jika animasi dipandang seperti sebuah buku yang dibuka lembar demi lembar,

maka timeline adalah buku, scene adalah bab-bab dalam buku, dan layer adalah

halaman buku, serta frame merupakan kecepatan tangan dalam membuka

lembaran buku tersebut. Timeline dapat digambarkan sebagai berikut:

5

Gambar.2.2. Tampilan timeline

3. ToolBox

Toolbox berisi alat-alat gambar dan alat-alat lainya yang diperlukan

untuk mengedit objek dalam animasi. Toolbox tersebut antara lain:

6

Frame rateDelete LayerAdd Layer Folder

Add Motion GuideAdd Layer

Frame NumberHiden layer

Lock layer

Outline view

Play head

Subselection toolLasso tool

Text toolRectangle tool

Brush tool

Fill transform toolPaint bucket tool

Eraser tool

Zoom tool

Swap colour

No colour

Arrow toolLine tool

Pen toolOval tool

Pencil tool

Free transform toolInk bottle toolEye dropper

Hand tool

Stroke colourBlack and White

Fill colour

Keterangan:

Arrow tool digunakan untuk memilih objek dan memodifikasi bentuk stroke

(garis) dan bentuk objek yang lain.

Subselection tool digunakan untuk menempilkan point-point dari suatu

garis/outline suatu shape dan meng-edit point-point tersebut menjadi bentuk

yang diinginkan. Pemakaiannnya klik subselection tool kemudian klik suatu

garis/stroke

Lasso tool digunakan untuk menyeleksi suatu objek/shape dengan bentuk

area seleksi sesuai dengan yang diinginkan

Pen tool digunakan untuk membuat suatu bentuk dengan bantuan point

handle dan tangent handle.

Oval tool digunakan untuk membuat objek oval, apabila weight dan

height yang sama akan membentuk sebuah objek yang berupa lingkaran

Rectangle tool digunakan untuk membuat objek persegi dan persegi

panjang

Brush tool digunakan untuk memberi warna pada objek dengan cara

menyapu (seperti kuas cat)

Ink bottle tool digunakan untuk mengubah warna stroke (garis), style

(jenis), dan tebal stroke.

Paint bucket tool digunakan untuk mewarnai fill.

Dropper tool digunakan untuk mengcopy warna fill, style, tebal dan warna

stroke yang dimiliki oleh suatu objek lalu di-paste pada objek lain yang

diinginkan.

Eraser tool digunakan untuk menghapus objek yang berupa shape

Hand tool digunakan untuk menggeser stage

Zoom tool digunakan untuk memperbesar atau memperkecil tampilan

gambar

Stroke color digunakan untuk menetukan warna outline pada objek

gambar.

Fill color digunakan untuk mewarnai gambar/objek.

7

Gambar.2.3 .Tampilan Toolbox

Text tool digunakan untuk menulis di stage

4. Panel

Dalam Flash, panel berfungsi untuk menampilkan dan mengubah informasi

suatu gambar atau objek dalam stage. Ada bermacam-macam panel dalam Flash

dimana setiap panel akan memberikan informasi sesuai dengan objek yang dipilih.

Beberapa panel yang ada dalam Flash 8 adalah sebagai berikut:

- Panel frame, memberikan informasi dan pengaturan mengenai frame,

pemberian label dalam frame dan animasi apa yang terdapat dalam frame

yang bersangkutan

- Panel Align, untuk mengatur posisi objek dalam stage.

- Panel info, terdapat informasi besar kecilnya objek (Height dan Width) dan

posisi objek dalam stage. Informasi ini dapat diubah sesuai dengan

kebutuhan, setelah diubah, objek akan menyesuaikan dengan informasi

baru yang telah dimasukkan.

- Panel Library, di dalamnya terdapat symbol - symbol. Dengan panel

library ini memudahkan jika dalam stage dibutuhkan symbol yang di

dalam library sudah ada tingal mengambilnya saja tidak perlu

membuatnya lagi.

- Panel Color Mixer, berfungsi untuk mengatur pewarnaan pada objek.

Dibawah ini beberapa contoh panel.

Gambar.2.4 Beberapa contoh panel.

8

5. Scene

Scene digunakan untutk membagi movie yang mempunyi jalan cerita yang

cukup panjang menjadi beberapa tema. Hal tersebut akan mempermudahkan

dalam mengatur movie.

6. Action Script

Action script adalah pemrograman di Flash dengan menggunakan bahasa

pemograman java script. Action script dapat digunakan untuk mengontrol objek

di Flash, untuk membuat navigasi, dan elemen interaktif lainnya. Tampilan action

panel seperti gambar 2.5.

Gambar.2.5 Tampilan action panel

7. Teknik Animasi Macromedia Flash 8

Dalam sebuah dokumen Flash, sebuah animasi dapat dibuat dengan

mengubah isi beberapa frame secara berturut-turut. Animasi bisa dibuat dengan

animasi tween, animasi frame by frame dan animasi action script.

a. Animasi tween

Animasi tween adalah sebuah cara yang efektif untuk membuat animasi

berupa gerak dan perubahan ukuran objek, putaran, perubahan warna, atau

perubahan atribut lainnya pada waktu tayang tertentu. Animasi ini dibuat dengan

9

menggunakan perintah create motion tween atau dengan panel property.

Pembuatan animasi dengan motion tween dilakukan dengan mengklik insert >

create motion tween, lalu pada stage dibuat sebuah objek. Langkah selanjutnya

adalah mengklik frame yang diinginkan lalu menginsert keyframe dan meletakkan

objek yang telah dibuat pada tempat yang diinginkan. Untuk melihat animasi yang

dibuat dengan menekan tombol enter.

b. Animasi frame by frame

Animasi frame by frame adalah animasi yang dibuat dengan mengubah isi

objek animasi pada stage dalam setiap framenya. Animasi ini cocok digunakan

untuk pembuatan animasi yang kompleks dari sebuah perubahan image dalam

setiap frame. Pembuatan animasi diawali dengan pembuatan objek pada frame

tertentu. Selanjutnya membuat beberapa frame dengan menginsert keyframe, lalu

pada setiap frame yang telah dibuat, objek diubah sesuai dengan keinginan. Untuk

melihat hasil animasi, ditekan tombol enter.

c. Animasi action script

Action script adalah sebuah bahasa pemprograman dalam macromedia

Flash 8 yang digunakan untuk menambah interaktifitas pada sebuah movie.

Sebagai contoh, action script digunakan untuk membuat tombol-tombol navigasi

dalam sebuah movie. Action script terdiri dari beberapa elemen operator yang

diletakkan menjadi satu kesatuan yang terdapat dalam panel action. Dalam panel

action terdapat bahasa-bahasa action yang dapat digunakan untuk membuat

animasi. Ada dua cara untuk menulis perintah action, yaitu normal mode dan

expert mode. Penulisan perintah action dilakukan dengan mengklik ganda bahasa

action yang dipilih dan akan ditampilkan pada script stage secara otomatis.

2. Materi Fisika Atom

A. Atom

Anda tentu pernah mendengar kata "atom". Tahukah Anda, apa yang

dimaksud dengan atom? Bagaimana perkembangan teori atom hingga saat ini dan

peranannya dalam kehidupan ini?

10

Pemikiran tentang atom telah muncul sejak kurang dari abad ke-5 SM.

Berawal dari keingintahuan manusia untuk mengenali sifat materi dan

menyimpulkan bahwa di balik kerumitan dunia terdapat hal-hal sederhana. Sekitar

600 SM Thales menyatakan bahwa materi terbuat dari air. Pada abad ke-5 SM,

Empodecles meyakini bahwa semua materi terdiri atas empat unsur dasar yaitu:

tanah, air, udara dan api. Pada abad beikutnya Aristoteles menambahkan unsur

kelima dari langit, yaitu eter.

Perkembangan selanjutnya, sekitar 400 SM Demokritus (460-370)

mengembangkan teori leuccipus yang menyatakan bahwa suatu materi dipotong

terus menerus, hasil akhirnya adalah potongan materi yang tidak dapat dipotong

lagi. Demokritus menamakan potongan tersebut sebagai atom. Atom berasal dari

kata atomos (yunani ) yang artinya tidak dapat dibagi-bagi lagi.

John Dalton (1766-1844) melakukan eksperimen kimia yang mendukung

pemikiran demokritus. Akan tetapi pandangan tentang atom mulai berubah sejak

ditemukannya elektron oleh J.J Thomson (1856-1940) Penemuan tentang elektron

telah mendorong para ilmuan untuk mendalami dan mengembang teori dan

model-model atom

B. Penemuan Elektron

Aspek kelistrikan atom telah dikenal sejak elektrolisis dikembangkan oleh

faraday, yaitu dikenalnya ion-ion pada suatu larutan. Dia berhasil menunjukan

bahwa satu satuan kelistrikan terkait dengan sebuah elektron.

Pada akhir abad ke-19 orang mengenal elektron pada tabung lucutan gas.

Pada tekanan yang cukup rendah, suatu gas dalam tabung akan mengalami lucutan

jka pada kedua elektrodenya dipasang suatu tegangan tertentu. Dari katode

(elektrode negatif) akan memancarkan suatu sinar yang menuju anode (elektrode

negatif). Sinar disebut sebagai sejenis partikel bermuatan negatif yang akhirnya

disebut sebagai elektron.

Sementara itu, pada tahun 1986 Henry Bacquerel menemukan gejala

radioaktifitas, yaitu adanya radiasi bermuatan yang memancar dari uranium. Dari

manahkah datangnya partikel-partikel itu? jelas jawabannya yang cukup beralasan

adalah partikel-partikel itu datang dari dalam atom. Oleh karena itu, dapat

11

disimpulkan atom-atom tentu tersusun oleh partikel-partikel itu. Dua gejala

alamiah itu, tampak telah membuat para ilmuan berfikir kembali benarkah atom

bagian terkecil dari suatu zat hingga tidak dapat dibagi lagi?

Pada tahun 1897 Thomson berhasil mengukur rasio antara muatan dan

masa elektron sebagai berikut:

Dengan e muatan elektron dan m sebagai massa elektron

Setelah Thomson, Milikan pada tahun 1915 menyusun suatu eksperimen dengan

tujuan untuk mengukur muatan elektron. Dari eksperimen milikan memperoleh:

Muatan elektron => - e =-1,60217733 x Coulomb,

Dengan demikian massa elektron dapat dihitung,

= 9,1093897 x kg

Selain itu Milikan juga menyimpulkan, muatan benda merupakan

kelipatan bilangan bulat dari muatan elektron.

q = n/e

q = muatan dari tetes minyak milikan (32 x 10 -8 C)

n = jumlah elektron

e = muatan elektron (1,6 x 10 -19 C)

C. Model-Model Atom

1) Model Atom Thomson

Penemuan sinar katode menarik perhatian para ilmuwan, salah satunya

adalah Sir Joseph John Thomson. Thomson kemudian mengembangkan penelitian

tentang sinar katode. Penelitian sinar katode oleh Thomson dilakukan dengan

menggunakan tabung yang dilengkapi medan listrik dan medan magnetik.

Berdasarkan hasil penelitiannya, Thomson menyatakan bahwa sinar katode adalah

partikel bermuatan negatif yang bergerak dari katode menuju anode.

12

Gambar.2.6 Tabung sinar katoda

Sifat-sifat sinar katode:

- Sinar katode merambat menurut garis lurus.

- Memendarkan seng sulfida dan barium platinasianida.

- Terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif.

- Menghasilkan panas.

- Menghitamkan pelat foto.

- Menyimpang dalam medan magnetik.

- Menyimpang dalam medan listrik.

- Menghasilkan sinar–X.

Atom merupakan sistem netral kelistrikan, artinya muatan netto sebuah

atom adalah nol. Karena elektron telah diketahui bermuatan negatif, secara akal

sehat meski ada bagian dari atom selain elektron dan partikel tersebut harus

bermuatan positif sedemikian rupa hingga syarat kenetralan itu terpenuhi. Syarat

kenetralan ini selalu dipertimbangkan dalam penyusunan suatu teori atom. Model

atom pertama diusulkan oleh Thomson pada tahun 1898. Dalam pandangannya,

atom tersusun atas beberapa elektron yang tersebar dalam bola bermuatan positif.

Kerapatan muatan bola positif tersebut sama (seragam) diseluruh bagiannya. Bola

bermuatan positif ini cukup lunak sehingga elektron tersebut tersebar merata

keseluruh bola bermuatan positif. Interaksi elektromagnetik terjadi antara elektron

dan bola positif sedemikianrupa sehingga elektron tersebut tidak akan lari dari

bola positif tersebut tanpa sebab.

13

Gambar.2.7 Model atom Thomson

Model atom yang dikembangkan Thomson tidak dapat menjelaskan

mengapa partikel-partikel alfa yang menembus atom mengalami pembelokan.

dari percobaan yang dilakukan oleh Geiger dan Mersden tahun 1911 atas usul

Rutherford.

2) Model Atom Rutherford

Ernest Rutherford (1871-1937) melakukan eksperimen untuk menguji

kebenaran model atom Thomson. Pada eksperimen ini, berkas partikel alfa,

bermuatan positif, ditembakkan pada lempeng tipis emas. Untuk mendeteksi

partikel alfa setelah menumbuk lempeng emas, Rutherford memasang memasang

layar yang terlapisi seng sulfide disekeliling emas. Hasil pengamatan

menunjukkan bahwa sebagian besar partikel alfa dengan mudah menembus

lempeng tipis emas, sebagian kecil dihamburkan kembali seolah menumbuk

“sesuatu yang sangat keras” dan sebagian kecil lain dibelokkan. Banyaknya

partikel alfa yang diteruskan dengan mudah mengantarkan pada kesimpulan

bahwa sebagian besar ruang dalam atom adalah kosong. Selanjutnya, “sesuatu

yang sangat keras” diyakini Rutherford sebagai inti atom yang bermuatan positif,

sama dengan jenis muatan partikel alfa.

14

Gambar.2.8 Percobaan Rutherford

Berdasarkan hasil eksperimen tersebut, model atom Thomson yang

menyatakan bahwa massa atom tersebar merata didalam atom tidak dapat diterima

lagi. Rutherford megemukakan teori bahwa atas inti atom dan elektron-elektron

bergerak mengitari inti atom dalam orbit lingkaran. Massa atom terpusat pada inti

atom dan elektron berada pada jarak yang sangat jauh dari inti. Hasil eksperimen

menunjukan bahwa jarak antara elektron dan inti atom sekitar 10.000 hingga

100.000 kali jari-jari inti atom. Seandainya inti atom berjari-jari 1 cm, elektron

yang mengitari inti atom pada jari-jari 10.000 cm hingga 100.000 cm.

Jadi, bisa dibayangkan sebagian besar ruang dalam atom adalah kosong.

Gambar.2.9 Model atom Rutherford

Model atom Rutherford dapat diterima karena dapat di peroleh

suatu rumus yang menggambarkan hamburan partikel alfa oleh selaput tipis

berdasarkan model tersebut. Hasil yang diperoleh bahwa partikel alfa dan inti

yang berinteraksi dengannya berukuran cukup kecil sehinggga dapat dipandang

sebagai massa titik dan muatan titik. Inti begitu massif dibandingkan dengan

partikel alfa, sehingga tidak bergerak katika berinteraksi dengan partikel alfa.

Model atom Rutherford yang diterima secara menyakinkan memberikan

gambaran bahwa sebuah inti bermuatan positif dan bersifat massif di kelilingi

oleh elektron yang bermuatan negatif pada jarak yang relatif besar, sehngga

muatan atom secara keseluran bersifat netral. Dalam model ini elektron tidak

dapat diam, karena tidak ada sesuatupun yang dapat mempertahankannya

melawan gaya tarik inti. Gaya-gaya yang bekerja pada atom hidrogen tersebut

adalah

15

Gaya sentipetal : , dengan m adalah massa elektron. Dan v adalah

kecepatan elektron, r adalah jari-jari orbit elektron.

Gaya elektrostatik : , dengan e menyatakan muatan elementer

elektron.

Orbit elektron akan mantap jika:

Energi atom hidrogen terdiri dari tenaga kinetik K dan tenaga potensial V

E = K+V

E = -

E =

E =

E =

E = -

Tanda (-) meyatakan bahwa gaya pada elektron berada dalam arah –r.

berdasarkan persamaan diatas dapat diungkap bahwa energi total elektron negatif.

16

Hal ini berlaku untuk setiap elektron atomik dan mencerminkan bahwa elektron

terikat oleh inti. Maka elektron tidak akan mengikuti orbit tertutup di sekeliling

inti. Sebenarnya energi E bukan milik elektron, tetapi milik sistem elektron dalam

inti. Grafik hubungan antara energi atom dengan jari-jari orbit elektron dapat

dilihat pada gambar berikut

Gambar.2.10 Grafik hubungan antara energi atom dengan jari-jari orbit

elektron

Bardasarkan persamaan diatas nampak berkurangnya energi elektron

tersebut akan menyebabkan jari-jari orbit elektron mengecil dan akhirnya jatuh ke

inti. Menurut teori klasik elektron atomik harus secara spiral menuju ke inti

dengan cepat ketika elektron tersebut memancarkan energi karena adanya

percepatan.

Selain itu berkurangnya energi tersebut menyebabkan frekuensi

gelombang elektromagnetik yang dipancarkan mengecil secara kontinu, yang

berarti bahwa atom tersebut akan, menghasilkan spektrum yang kontinu. Hal ini

bertentangan dengan kenyataan yang ada yaitu bahwa tiap atom menghasilkan

deretan frekuensi gelombang elektromagnetik yang diskrit berupa spektrum garis.

Analisis yang dilakukan diatas merupakan penerapan langsung dari hukum

gerak Newton dengan hukum Coulomb dan sesuai pengamatan bahwa atom

tersebut mantap. Namun keadaan ini tidak sesuai dengan teori elektromagnetik

yang menyatakan bahwa muatan listrik yang dipercepat akan memancarkan energi

dalam bentuk elektromagnetik. Sebuah elektron yang melintasi lintasan lengkung

merupakan partiel yang dipercepat, jadi harus kehilangan energi terus menerus

membentuk lintasan spiral menuju ke inti.

17

Gambar.2.11 lintasan elektron yang berbentuk spiral

Berdasarkan analisis diatas dapat disimpulkan bahwa :

Kelamahan model atom Rutherford adalah elektron yang mengelilingi inti akan

memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik sehingga

lintasannya berbentuk spiral dan mendekati inti yang akhirnya jatuh keinti. selain

itu teori ini tidak dapat menjelaskan spektrum atom dan struktur stabil pada inti

atom.

3. Model Atom Menurut Bohr

a) Model atom Bohr-Rutherford

Niels Bohr adalah orang pertama yang menyadari keterkaitan

antara hal-hal yang diperoleh dalam spektroskopi dengan struktur atom.

Kemudian, dia merenovasi bangunan teori atom Rutherford sehingga

disebut model atom Bohr-rutherford. Berikut ini postulat-postulat Bohr

tentang atom:

1) Sebuah elektron dalam sebuah atom bergerak memutari inti pada suatu

orbit (lintasan) yang berbentuk lingkaran. Elektron itu mengalami gaya

tarik Coulomb dan memenuhi teori mekanika klasik.

2) Namun, lintasan-lintasan yang dimungkinkan bagi sebuah elektron

tidaklah sembarang lintasan. Lintasan yang dimungkinkan bagi sebuah

elektron adalah lintasan-lintasan yang sedemikian rupa sehingga

membentuk momentum sudut elektronnya merupakan perkalian

bilangan bulat positif n dengan h/2π

18

Dengan: Ln adalah momentum sudut elektron

n adalah bilangan asli

h adalah tetapan Planck 6,63 x J.s serta =

3) Tenaga elektron dalam inti tidaklah berubah. Jadi, dalam

memutari inti elektron tidak kehilangan tenaga dalam bentuk radiasi

elektromagnetik

4) Radiasi elektromagnetik dipancarkan jika elektron diganggu dari

geraknya pada suatu orbit sehingga elektron itu pindah ke orbit lain.

Misalnya, Ei adalah tenaga elektron pada orbit awal. Kemudian, elektron

itu diberi tenaga dari luar (disinari, misalnya) sehingga tenaganya berubah

menjadi Ef dalam hal ini elektron tersebut dieksitasi. Namun, elektron itu

cenderung untuk kembali kelintasan semula dengan memancarkan radiasi

elektromagnetik dengan frekuensi

Postulat pertama Bohr didasarkan pada keberadan inti sebagai

“matahari” dalam “tata surya atom“ dan elektron-elektron sebagai “planet-

planet” dalam “tata surya” itu. Postulat kedua menyatakan kuantisasi

momentum sudut elektron-elektron dalam mengelilingi inti atom.

Kuantisasi ini pada gilirannya mengimbas kuantisasi tenaga, yakni

elektron-elektron dalam suatu atom tidak dapat mengambil orbit denan

tenaga yang bernilai sembarang. Hanya orbit dengan tenaga-tenaga

tertentu saja yang diizinkan. Jadi, orbit adalah sesuatu yang disediakan

oleh atom, bukan dimilki elektron. Atom hanya menyediakan orbit-orbit

tertentu saja bagi elektron-elektron.

19

Gambar.2.12 lintasan stasioner elektron

Orbit- orbit yang cenderung ditempati oleh elektron-elektron pada

saat tidak ada usikan atau gangguan disebut orbit stasioner. Dalam

keadaan semacam itu dikatakan elektron dalam keadaan dasar (ground

state). Karena orbit- orbit elektron tidak sembarangan, tenaga elektron

dalam atom pun tidak boleh sembarangan, dikatakan elektron-elektron

memiliki aras-aras tenaga. Aras-aras tenaga elektron disebut kulit-kulit

atom. Tenaga suatu aras (tingkat tenaga) berkaitan dengan bilangan bulat

positif n yang disebut bilangan kuantum utama. Tenaga yang dimiliki

atom bersifat diskrit dibuktikan oleh eksperimen Franck-Hertz.

Postulat ketiga sendiri menjawab keraguaan akan stabiltas atom.

Dengan postulat ketiga itu, atom Bohr terhindar dari ketakutan akan

keruntuhan. Namun, penjelasan ini merupakan pemikiran radikal dan tidak

mudah dijelaskan pada ilmuan saat itu.

b) Atom Hidrogen Menurut Bohr

Atom hidrogen menyediakan “try out” bagi model atom

Bohr. Pengetahuan yang cukup mapan tentang atom hidrogen yang

didapat dari “try out” itu menjadi penting terkait berbagai alasan

berikut.

20

1) Secara teoritis, atom hidrogen merupakan system atomik

dengan permasalahan matematik yang dapat diselesaikan secara

eksak (tanpa penghampiran).

2) Banyak pengetahuan diperoleh dati atom hidrogen yang

hanya memiliki satu elektron dapat pula diterapkan atau diperluas

untuk ion-ion satu elektron

3) Atom hidrogen merupakan sistem ideal untuk menguji

teori secara tepat dan untuk meningkatkan pemahaman menyeluruh

tentang bangunan atom.

4) Bilangan kuantum yang digunakan untuk menandai aras-

aras (level-level) tenaga atom hidrogen dapat pula digunakan untuk

aras-aras tenaga atom-atom kompleks yang memilki banyak

elekttron. Hal itu dapat digunakan untuk memahami tabel periodik

unsur-unsur.

5) Gagasan mendasar tentang bangunan atom haruslah

dapat dimengerti dengan baik terlebih dahulu sebelum menghadapi

kerumitan bangunan suatu molekul dan struktur elektronik zat

padat.

Oleh karena itulah, dalam bagian ini akan ditunjukan

bahwa model atom Bohr yang mampu menjelaskan hasil-hasil

eksperimen spektroskopi hidrogen.

Atom hidrogen diketahui tersusun atas sebuah elektron dan

sebuah proton sebagai intinya. Berdasarkan postulat pertama,

elektron mengalami gaya coulomb sebagai gaya sentripetal. Jika

elektron mengorbit inti atom pada jarak r, mudah untuk dipahami

bahwa:

Oleh sebab itu, kecepatan linear elektron pada orbit menaati

persamaan

21

Dengan demikian tenaga mekanik elektron keseluruhan diberikan

oleh

= + V

=

Atau

Tanda negatif merupakan bahwa elektron tersebut terikat. Menurut

postulat kedua, karena L = mvr maka,

mvr =

berdasarkan persamaan , diperoleh

=

atau

Tetapan = 0,0529 nm disebut jejari Bohr. Mengingat r

bergantung pada bilangan kuantum n maka selanjutnya ditulis sebagai

dan dibaca sebagai jari-jari orbit nomor n, oleh karena itu,

22

n = 1, 2, …

dari persaman didapatkan

Berdasarkan persamaan didapat tenaga elektron adalah

Persamaan menunjukan bahwa tenaga elektron pada suatu orbit

bergantung pada bilengan bulat positif n, yakni nomor orbit. Bilangan

bulat positif ini menandai aras-aras (tingkatan-tingkatan) tenaga elektron

dalam atom hidrogen. Memperlihatkan aras-aras tenaga atom hidrogen.

Jika sebuah elektron dari sebuah aras n ke aras yang lain,

katakanalah elektron tersebut akan mendapat tambahan tanaga sebesar

atau

Jika bernilai negatif berarti elektron itu memancarkan tenaga dalam

bentuk radiasi elektromagnetik dengan frekuensi sebesar

Karena maka sehingga

23

Jika dihitung , nilai ini sama dengan konstanta

Ridberg dalam ilmu spetroskopi. Jadi, diperoleh kembali persaman empiris

Ridberg gambar 2.12 memperlihatkan deret-deret garis spektrum dan

loncatan-loncatan atau transisi-transisi elektron yang terkait dengan garis-

garis spektrum itu.

Gambar.2.13 Deret-deret spektrum atom hidrogen

Sampai disini teori atom Bohr mampu membeikan penjelasan yang

memuasakan perihal atom hidrogen. Perkembangan selanjutnya dalam

dunia spektroskopi menuntut modifikasi teori atom Bohr. perkembangan

tersebut ialah ditemukannnya struktur halus. Dengan meningkatnya

resolusi spektrometer, sebuah garis spektrum yang semula dianggap

sebagai satu panjang gelombang, ternyata tersusun atas beberapa garis

spektrum yang berbeda panjang gelombangnya. Inilah yang disebut

struktur halus tersbut. Jumlah garis-gari penyusun ini sangat teratur. Jika

hanya bersandar pada teori Borh-Rutherford, tidaklah cukup untuk

menerangkan struktur halus tersebut. Modifikasi pertama dilakuka oleh

24

Sommerfeld degan memasukan koreksi reletivistik. Namun, hal ini kurang

memuaskan. Penjelasan yang memuaskan diberikan oleh teori baru yang

dikenal sebagai mekanika kuantum

d. Efek Zeeman

Teori Bohr sangat baik dalam menjelaskan terjadinya spektrum hidrogen

dan adanya tingkat-tingkat energi atom. Tetapi teori Bohr tidak dapat menjelaskan

dua hal yakni:

Terjadinya efek Zeeman, yaitu terpecahnya spektrum ketika atom berada dalam medan magnet

Adanya struktur halus, yaitu terlihatnya garis-garis spektrum yang lain di sekitar garis-garis spektrum utama jika digunakan spektrometer yang lebih teliti.

Pada tahun 1896, Pieter Zeeman menemukan dalam eksperimennya bahwa garis-garis atom terpecah menjadi beberapa garis ketika sampel gas yang dipelajari diletakkan dalam pengaruh medan magnetik. Sebagai contoh adalah garis spektrum atom hidrogen dalam deret Lymann dengan panjang gelombang 121,5 nm. Garis ini terkait dengan transisi dari kulit n = 2 ke kulit n =1. Garis spektrum ini pecah menjadi tiga garis jarak pemisah pecahan garis-garis ternyata berbanding lurus dengan besar medan magnetik yang ditebarkan. Gejala pecahnya garis-garis spektrum menjadi tiga garis akibat adanya pengaruh medan magnet disebut efek Zeeman normal. Adapun efek Zeeman anomaly adalah pecahnya garis-garis spektrum manjadi bebrapa garis (jumlahnya tidak sama dengan tiga). Bagaimanakah teori atom Bohr dapat menjelaskan gejala ini? Sebuah elektron yang mengelilingi inti atom yang pada kulit nomor ke n, menurut postulat Bohr memiliki momentum sudut senilai

Telah jelas bahwa benda-benda bermuatan yang bergerak dalam lintasan tertutup

selalu merupakan dwi kutub magnetik dengan momen dwi kutub magnetik

sebanding dengan momentum sudutnya. Oleh kerena itu, elektron yang bergerak

mengelilingi inti atom pada kulit ke n tentu merupakan dwi kutub magnetik

dengan momen dwikutub senilai

25

Arah momen dwi kutub elektron berlawanan dengan arah momentum sudut

elektron karena muatan elektron yang negatif. Menurut elektomagnetika, sebuah

dwi kutub magnetik dengan momen yang berada dalam medan magnetik B

memiliki tenaga sebesar

Jadi, untuk elektron yang bergerak dalam atom pada kulit nomor n dibawah

pengaruh medan magnetik luar B akan memiliki tambahan tenaga sebesar

Tanda plus minus bergantung pada arah meda magnet yang dipakai dan orientasi

atom. Jadi, tambahan tenaga itu menimbulkan kenaikan atau penurunan nilai

tenaga pada masing-masing kulit atom. Apakah ini sudah menyelesaikan

masalah? tentu saja belum. Kalau tiap aras tenaga berubah nilai tenaganya. yang

terjadi hanya pergeseran arah spektrumnya saja. Jika garis spektrum dipahami

sebagi lompatan elektron dari satu aras tenaga ke aras tenaga yang lain,

kemungkinan pecahnya pecahnya garis-garis spektrum sehingga muncul garis-

garis baru, hanya dimungkinkan kalau aras-aras tenaga baru akibat pemecahan

medan magnet itu. Dari itulah muncul gagasan sub kulit atom yang nantinya

dijelaskan oleh Scrodinger dan Heisenberg melalui mekanika kuantum. Pada

prinsipnya, masing-masing kulit atom tersusun atas sub-sub kulit. Tenaga elektron

yang menghuni masing-masing sub kulit pada kulit yang sama bernilai sama

selama tidak ada pengaruh luar. Jumlah sub kulit yang dimiliki oleh masing-

masing kulit terbatas. Kulit dengan bilangan kuantum n memiliki n lapis subkulit

Masing-masing subkulit ini diberi label antara o sampai n-1 dan diberi lambing l.

jadi, l=0,1,2,3…, n-1. bilangan kuantum l ini disebut dengan bilangan kuantum

orbital. bilangan kuantum orbital terkait dengan momentum sudut orbital masing-

masing elektron yang menempati subkulit. Jika sebuah elektron menempati

subkulit dengan bilangan kuantum l, elektron itu memiliki momentum sudut

orbital sebesar

26

Subkulit dengan l =0 oleh para fisikawan spektroskopi disebut subkulit s (sharp),

subkulit dengan l=1 disebut subkulit p (principal), subkulit dengan l=2 disebut

sukulit d (difuse), dan subkulit dengan l=3 disebut dengan subkulit f

(fundamental)jika suatu atom diletakkan pada kondisi tertentu, masing-masing

aras-aras tenaga akan terpecah menjadi beberapa subaras dengan nilai tenaga

yang berbeda. Namun, kenyataan ini belum cukup untuk menjelaskan efek

Zeeman. Kemudian, oleh para fisikawan masing-masing subkulit masih

diasumsikan tersusun atas struktur halus yang lebih kecil lagi, yakni sub-subkulit.

Jumlah sub- subkulit masing-masing subkulit juga terbatas dan bergatung pada

bilangan kuantum orbital. Untuk subkulit dengan bilangan kuantum orbital l,

jumlah subkulit yang dimilikinya dalah 2l+1. bilangan kuantum yang digunakan

untuk melabeli sub- subkulit suatu kulit disebut bilangan kuantum magnetik dan

diberi lambang . Bilangan ml memiliki kisaran antara –l ampai l. bilangan

kuantum magnetik terkait dengan komponen momentum sudut orbital kearah

sumbu z yakni lz. jika elektron berada pada sukulit ml, komponen momentum

sudut orbital elektron itu diberikan oleh

Jadi, keberadaan elektron dalam atom dpat dipahami melalui 3 atribut yakni

bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum orbital (l), dan bilangan kuantum

manetik (ml).

Jika atom itu diletakan dalam medan magnetik yang berarah ke sumbu Z positif,

elektron yang berda pada subkulit ml, akan mendapat tambahan tenaga sebesar

27

jadi, masing-masing subkulit pecah menjadi beberapa aras tenaga.untuk subkulit

dengan bilangan kuantum orbital l, terdapat 2l+1 aras pecahan. Beda tenaga antar

aras baru adalah

Penjelasan semacam ini ternyabagi efek Zeeman normal. Sebagai contoh adalah

garis spektrum pada deret Lymann. Sebuah elektron yang tereksitasi dari kulit

n=2 dan l=1 kemungkinan memiliki 3 bilangan kuantum magnetik yakni -1, 0, 1

oleh karena itu terdapat kemungkinan transisi dari keadaaan n=2 dan l=1

(gambar). Tiga transisi itu terkait dengan tiga garis spektrum. Akan tetapi,

bagaimana dengan efek Zemann anomaly? Terlihat bahwa model diatas belum

mencukupi. Lalu, atribut apalagi yang dibutuhkan? Masihkah atribut ini terkait

dengan momentum sudut dan momen dwi kutub magnetik? Gagasan radikal

dibutuhkan untuk lagi untuk menjelaskan ini. Gagasan tersebut dalah gagasan

momentium sudut intrinsik atau spin elektron, yakni momentum sudut yang

dimiliki elektron oleh elektron dalam keadaan apapun dan momentum sudut ini

tidak terkait dengan posisi dan momentum linear elektron. Bilangan kuantum

yang terkait dengan spin ini dilambangkan dalam s yang nilainya selalu ½ untuk

elektron. Terkait degan bilangan ini adalah bilangan magnetik spin dan

dilambangkan dengan ms, hanya ada dua nilai bagi ms, yakni -1/2 sampa ½ .

Besar momentum sudut spin elektron adalah

Komponen momentum sudut spin elektron kearah sumbu sumbu Z diberikan oleh

28

Jika elektron memiliki komponen spin , elektron tersebut berada pada keadaan

spi up. Jika elektron memiliki komponen - , elektron tersebut berada pada

keadaan spin down. Dengan memperkenalkan konsep spin ini, efek efek Zeeman

anomaly dan beberapa masalah dapat dijelaskan dengan tuntas.

B. Kerangka Berpikir

Pembelajaran Fisika yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari yang

terlewat begitu saja. Mulai dari peristiwa yang sederhana, yang bisa diamati

secara langsung. Sampai pada peristiwa yang tidak bisa diamati secara langsung.

Khususnya dunia fisika atom. Padahal jika peristiwa-peristiwa itu diamati dan

dipelajari akan diketahui bagaimana peristiwa-peristiwa itu dapat terjadi dan

prinsip-prinsip yang mendasarinya dapat diterapkan pada bidang ilmu yang lebih

kompleks, yaitu penggunaan rancangan model yang bertujuan untuk memberikan

kemudahan bagi siswa dalam pengamatan. Dalam proses pembelajaran diperlukan

media yang bertujuan untuk memberikan kemudahan kepada guru dalam

menyampaikan dan siswa dalam memahami materi yang dipelajari. Untuk dapat

memberikan penjelasan mengenai konsep dan materi Fisika Atom, dapat

digunakan media pembelajaran yang berupa animasi. Komputer sangat

memberikan manfaat dan mempermudah proses pembelajaran, akan tetapi

komputer tidak dapat begitu saja digunakan sebagai media pembelajaran yang

baik sehingga perlu dibuat aplikasi program pada komputer agar media ini dapat

dipergunakan secara maksimal. Media ini berbentuk keping CD yang dijalankan

dengan komputer sehingga siswa dan guru dapat berinteraksi dengan isi dalam

CD tersebut. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk membuat media ini

adalah dengan program animasi Macromedia Flash 8, untuk lebih jelasnya dapat

digambarkan sebagai berikut:

29

Media pembelajaran komputer

Pembuatan media pembelajaran

Program animasi

Macromedia Flah 8

Proses Pembelajaran Fisika

Mempelajari materi Fisika Atom

Media Pembelajaran

Media pembelajaran Elektronik (CD)

Pengoperasian dengankomputer

Gambar 2.14 Bagan Kerangka Berfikir

C. Pertanyaan Penelitian

Berdasarkan kerangka berpikir di atas dapat disusun sebuah hipotesis

sebagai berikut: Bagaimanakah cara pembuatan media pembelajaran fisika untuk

siswa SMA pada materi fisika atom?

30