I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada akhir abad ke-XIX ditemukan bahwa panjang gelombang yang berada

pada spektrum atomik jatuh pada kumpulan tertentu yang disebut deret

spektral. Deret spektral pertama yang ditemukan J.J Balmer tahun 1885 ketika

ia mempelajari bagian tampak dari spektrum hidrogen berupa panjang

gelombang dalam setiap deret yang dispesifikasi dalam rumus empiris

sederhana sehingga menyatakan spektrum lengkap suatu unsur. Rumusan

Balmer untuk panjang gelombang adalah :

Dimana R = konstanta Rydberg = . Bila cahaya putih

dilewatkan melalui gas ternyata gas tersebut akan menyerap cahaya dengan

panjang gelombang tertentu dari panjang gelombang yang terdapat dalam

spektrum emisi. Spektrum garis absorpsi yang terjadi terdiri dari latar belakang

yang terang ditumpangi oleh garis gelap yang bersesuaian dengan panjang

gelombang yang diserap.

1

B. Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah:

Mahasiswa dapat menentukan panjang gelombang dari deret balmer

hydrogen dan membandingkan dengan data teoritis.

2

II. TINJAUAN PUSTAKA

Spektrum adalah sebuah keadaan atau harga yang tidak terbatas hanya pada suatu

set harga saja tetapi dapat berubah secara tak terbatas di dalam sebuah kontiyum.

Kata ini ber-evolusi dari bahasa Inggris kuno spectre yang berarti hantu, tetapi arti

modern sekarang berasal dari penggunaannya dalam ilmu alam.

Penggunaan pertama kata spektrum dalam ilmu alam adalah di bidang optik untuk

menggambarkan pelangi warna dalam cahaya tampak ketika cahaya tersebut

terdispersi oleh sebuah prisma, dan sejak itu diterapkan sebagai analogi di

berbagai bidang lain. Kini istilah itu dipakai juga untuk menggambarkan rentang

keadaan atau kelakuan yang luas yang dikelompokkan bersama dan dipelajari di

bawah sebuah topik untuk kemudahan diskusi, misalnya 'spektrum opini politik',

atau 'spektrum kerja dari sebuah obat', dan lain sebagainya. Pada penggunaan ini,

harga-harga di dalam sebuah spektrum tidak perlu digambarkan secara tepat

sebagai sebuah bilangan sebagaimana dalam bidang optik.

Dalam penggunaan spektrum yang paling modern, terdapat 'tema pemersatu' di

antara ekstrim-ekstrim di kedua ujung. (http://www.wikipedia.org, 2008)

Pada abad 17 kata spektrum diperkenalkan ke dalam bidang optika, untuk merujuk

pada rentang warna yang teramati ketika cahaya putih terdispersi oleh sebuah

prisma. Segera istilah tersebut merujuk pada plot intensitas cahaya sebagai fungsi

dari frekuensi atau panjang gelombang.

3

Istilah spektrum kemudian segera diterapkan untuk gelombang-gelombang lain,

seperti gelombang suara, dan sekarang diterapkan untuk semua sinyal yang dapat

diuraikan ke dalam komponen-komponen frekuensi. Sebuah spektrum biasanya

adalah plot 2 dimensi dari sekumpulan sinyal, menggambarkan komponen-

komponennya dengan ukuran lain. Kadang-kadang, kata spektrum merujuk pada

kumpulan sinyal itu sendiri, seperti pada "spektrum cahaya tampak", yang

merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat dikesani oleh mata manusia.

Cahaya yang dilewatkan pada sebuah prisma terpisahkan ke dalam warna-warna

berdasarkan panjang gelombang. Warna ungu di salah satu ujung memiliki

panjang gelombang terpendek dan merah di ujung lainnya memiliki panjang

gelombang terpanjang. Urutan warna dari panjang gelombang panjang ke pendek

adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, ungu. Ketika panjang gelombang

diperpanjang melewati cahaya merah, akan didapati inframerah, gelombang mikro

dan radio. Ketika panjang gelombang diperpendek melewati cahaya ungu,

didapati ultraungu, sinar-x, dan sinar gamma. (http://www.wikipedia.org//

spektrum,2008)

Spektrum Hidrogen menurut Bohr :

R = konstanta Rydberg ( 1,097 x 10-1 m-1)

nb =1 deret lyman ( ultra ungu), nb=2 deret Balmer ( cahaya tampak), nb=3 deret

Paschen ( infra merah I),nb=4 deret Brackets ( infra merah II, nb=5 deret Pfund

( inframerah III). Di dalam fisika dan optika, garis-garis Fraunhofer adalah

sekumpulan garis spektrum yang dinamakan berdasarkan fisikawan Jerman

4

Joseph von Fraunhofer (1787-1826). Garis-garis tersebut berasal dari penampakan

garis-garis gelap dalam spektrum optik Matahari.

Kimiawan Inggris, William Hyde Wollaston pada 1802 adalah orang pertama

yang mencatat keberadaan sejumlah garis-garis gelap dalam spektrum matahari.

Pada 1814, Fraunhofer secara mandiri menemukan kembali garis-garis tersebut,

memulai sebuah studi sistematik dan melakukan pengukuran seksama terhadap

panjang gelombang garis-garis ini. Secara keseluruhan, dia memetakan lebih dari

570 garis, dan menandai fitur-fitur utama dengan huruf A hingga K, dan garis-

garis yang lebih lemah dengan huruf lainnya.

Lebih jauh, Kirchoff dan Bunsen manemukan bahwa suatu elemen kimia

berhubungan dengan seperangkat garis-garis tersebut. Kirchhoff dan Bunsen

kemudian menyimpulkan bahwa garis-garis gelap dalam spektrum matahari

disebabkan oleh serapan oleh elemen-elemen kimia yang berada di lapisan teratas

matahari. Beberapa dari garis yang teramati juga merupakan serapan oleh

molekul-molekul oksigen di atmosfer Bumi. (http://www.wikipedia.org/deret-

balmer, 2007)

5

III. PROSEDUR PERCOBAAN

A. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam melakukan percobaan ini

adalah :

1. Lampu Balmer (GMBH, 45113, WA 00004992, Germany)

2. Catu Daya

3. Jepitan meja

4. Bangku optik kecil

5. Jepitan leybold

6. Celah variabel

7. Jepitan penunjang per

8. Copy terali rouland

9. Lensa f = ± 50 mm

10. Lensa = ± 100 mm

11. Layar tembus cahaya (GMBH, 44153, WA 00004507, Germany)

12. Pita ukur

13. Pensil

6

B. Prosedur Percobaan

Adapun prosedur yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:

1. Menyusun alat sesuai dengan gambar 5. ketika menyusun lampu balmer

sumber jangan dihubungkan ke jaringan.

2. Memesang penunjang lampu balmer di ujung bangku optik.

3. Melepaskan penahan di atas bingkai lampu, kemudian cincin tersebut tarik

keatas bawah. Lalu bingkai atas dari lampu tarik keatas.

4. memasang lampu balmer pada bingkai bawahannya dan menekan

kebawah.

5. Memasukkan lubang kotak per ke pin logam atas dari lampu.

6. Memasang bingkai atas lampu kemudian kunci dengan cicncin penahan.

7. Kemudian menghubungkakn dengan sumber daya jaringan dan

menyalakan.

8. Memasang lensa f = ± 50 mm dan f = ± 100 mm, celah variabel dan layar

tembus cahaya pada bangku optik.

9. Memasukkan lampu balmer ke dalam jepitan a dengan memutar

penunjangnya dan dengan menggeser ke atas meletakkan pada sumbu

optik.

10. Celah pada lampu balmer di gambarkan secara jelas dengan memakai

lensa f = ± 50 mm, menggambar celah dengan jelas pada layar tembus

cahaya dengan menggeser lensa f = ± 100 mm.

11. Memasukkan terali rouland ke penunjang dengan jepitan per dan

memasang pada bangku optik di antara lensa f = ± 100 mm dan layar.

12. Menutup celah sampai garis-garis terpisah tampak dilayar tembus cahaya.

7

13. Menguku jarak a antar terali dan layar.

14. Memberi tanda orde ke-0 garis spektrum dari pembengkokan orde ke-1

pada keadaan sedang di ukur.

8

IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHSAN

A. Hasil Pengamatan

Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan data pengamatn sebagai berikut :

4.1. Tabel panjang gelombang untuk Hα, Hβ, Hγ

No a eα eβ eγ

Merah - Merah Merah - Hijau Merah - Biru1 27 11 2 18,82 26 10,4 3 18,23 25 10,5 3,1 184 24 10,4 3,3 17,85 23 10,6 3,3 17,2

Gambar 4.1 Spektrum atom Hidrogen

9

B. Pembahasan

Deret Balmer pertama di temukan oleh J.J. Balmer pada tahun 1885. Ketika itu

J.J. Balmer mempelajari bagian tampak dari spektrum hidrogen berupa panjang

gelombang dalam setiap deret yang dispesifikasikan dalam rumus empiris

sederhana sehingga menyatakan spektrum lengkap suatu unsur. Rumusan Balmer

untuk panjang gelombang adalah :

Dengan ketentuan sebagai berikut :

n1 = 1 n2 = 2, 3, 4, ... (Deret Lyman)

n1 = 2 n2 = 3, 4, 5, ... (Deret Balmer)

n1 = 3 n2 = 4, 5, 6, ... (Deret Paschean)

n1 = 4 n2 = 5, 6, 7, ... (Deret Brakeet)

n1 = 5 n2 = 6, 7, 8, ... (Deret Pfund)

Dan dapat di ukur bahwa hasil dari eksperimen deret Brekeet bertindihan dengan

deret Paschean dan deret Pfund.

Dari percobaan yang telah dilakukan bahwa deret Balmer melakukan eksperimen

untuk menghitung panjang gelombang yang akan dihasilkan oleh sinar tampak

pada eα, eβ, eγ. Maka setiap zat pada temperatur dapat memancarkan radiasi

dimana akan terdapat panjang gelombang dengan itensitas yang berbeda-beda.

Pada spektrum gas molekuler berisi pita-pita yang terdiri dari banyak sekali garis

yang sangat berdekatan, sedangkan pada spektrum emisi terdiri dari garis terang

pada latar belakang gelap.

Pada percobaan yang dilakukan pertama kali adalah menghidupkan lampu Balmer

kemudian cahaya yang tampak pada lampu Balmer tersebut akan melewati lensa F

10

= ± 100 mm, terali rouland, lensa f = ± 50 mm dan layar tembus cahaya. Setealah

itu cahaya yang tampak pada layar tersebut di lapisi dengan selembar kertas putih

agar cahaya yang tampak dapat terlihat lebih jelas, cahaya itu muncul pada layar

dengan warna yang berbeda-beda mulai dari Merah – Merah, Merah – Hijau,

Merah – Biru. Didapatkan hasil KR dari panjang gelombang tersebut masing-

masing untuk eα = 2,23%, untuk eβ = 10,2%, dan untuk eγ = 1,08%. Terlihat dari

hasil percobaan bahwa kesalahan relatifnya kecil namun pada eβ cukup besar, hal

ini dikarenakan adanya kesalahan dalam pengambilan data yang kurang baik.

Dengan demikian pada percobaan deret Balmer, bila cahaya putih di lewatkan

melalui gas ternyata gas tersebut akan menyerap cahaya dengan panjang

gelombang tertentu dari panjang gelombang yang terdapat pada spektrum emisi.

Spektrum obsorbsi yang terjadi terdiri dari latar belakang yang terang di tumpangi

oleh garis gelap yang bersesuaian dengan panjang gelombang yang di serap. Maka

dapat disimpulkan bahwa apa yang telah di lakukan dalam percobaan ini sesuai

dengan teori yang diberikan oleh deret Balmer. Dimana dapat menetukan panjang

gelombang Hα, Hβ, Hγ dari deret Balmer hidrogen.

11

V. KESIMPULAN

Dari percobaan yang tela dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. setiap zat pada temperatur dapat memancarkan radiasi dimana akan terdapat

panjang gelombang dengan itensitas yang berbeda-beda.

2. Pada spektrum gas molekuler berisi pita-pita yang terdiri dari banyak sekali

garis yang sangat berdekatan, sedangkan pada spektrum emisi terdiri dari garis

terang pada latar belakang gelap.

3. Didapatkan hasil KR dari panjang gelombang tersebut masing-masing untuk

eα = 2,23%, untuk eβ = 10,2%, dan untuk eγ = 1,08%.

4. Spektrum obsorbsi yang terjadi terdiri dari latar belakang yang terang di

tumpangi oleh garis gelap yang bersesuaian dengan panjang gelombang yang

di serap.

5. Dari hasil percoabaan yang telah dilakukan sesuai dengan teori deret Balmer.

Dimana dapat menetukan panjang gelombang Hα, Hβ, Hγ dari deret Balmer

hidrogen.

12

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/ , 10 Maret 2008

http://id.wikipedia.org/spektrum , 10 Maret 2008

http://id.wikipedia.org/deret-balmer , 26 juli 2007

http://www.google.com/Staf pengajar fisika. 2008. fisika modern. ITB Bandung

29 Desember 2008

13

LAMPIRAN

14