Struktur Atom Hidrogen

14
STRUKTUR ATOM HIDROGEN Ide bahwa semua zat disusun oleh atom-atom menjadi dasar dari pandangan dunia modern Kita akan membahas dunia atom mulai dari konsep atom yang dikemukakan oleh Dalton dan Thomson dan konsep inti atom oleh Retherfard dan melanjutkan ke model Bahr untuk atom hydrogen Berdasarkan gambar di atas maka susunan atom tersebut adlh: 1. Atom terdiri dari inti yang bermuatan listrik positif yg terletak di pusat atom dan hampir seluruh massa atom atau terpusat pada inti atom 2. Pada jarak yg relatif jauh dari inti terdapat elektron- elektron yang bergerak mengelilingi inti (spt: planet-planet mengelilingi matahari) 3. Jml muatan positif inti atom sama dg jml muatan negatif elektron sehingga secara keseluruhan atom adalah netral 4. Gerak elektron diperlukan agar elektron tidak jatuh ke inti atom dan dalam hal ini gaya elektrostatis selama mengelilingi inti tidak lain adlh gaya sentripetal

Transcript of Struktur Atom Hidrogen

Page 1: Struktur Atom Hidrogen

STRUKTUR ATOM HIDROGEN

Ide bahwa semua zat disusun oleh atom-atom menjadi dasar dari pandangan dunia modern

Kita akan membahas dunia atom mulai dari konsep atom yang dikemukakan oleh Dalton dan Thomson dan konsep inti atom oleh Retherfard dan melanjutkan ke model Bahr untuk atom hydrogen

Berdasarkan gambar di atas maka susunan atom tersebut adlh:

1. Atom terdiri dari inti yang bermuatan listrik positif yg terletak di pusat atom dan hampir seluruh massa atom atau terpusat pada inti atom

2. Pada jarak yg relatif jauh dari inti terdapat elektron-elektron yang bergerak mengelilingi inti (spt: planet-planet mengelilingi matahari)

3. Jml muatan positif inti atom sama dg jml muatan negatif elektron sehingga secara keseluruhan atom adalah netral

4. Gerak elektron diperlukan agar elektron tidak jatuh ke inti atom dan dalam hal ini gaya elektrostatis selama mengelilingi inti tidak lain adlh gaya sentripetal

Besarnya gaya sentripetal sama dengan besar gaya elektrostatis antara elektron dari inti atom.

Dimana: Fs = Fe

Fs = mV R

Fe = Ke R

Page 2: Struktur Atom Hidrogen

Atau:mV = Ke R R

Jadi laju linier elektron mengorbit inti adalah:

V = Ke mR

Dimana: K = 9.10ne Nm

e = Muatan elektron /inti

m = Massa elektron

R = Jari-jari elektron

Kalau kita perhatikan bahwa elektron yg berada pada kulit orbit-orbit lintasan inti atom itu selalu dalam keadaan stabil.

Bila kita berikan suatu tenaga/energi dalam hal ini berupa energi cahaya kepada orbit/lintasan itu, maka atom itu akan memancarkan atau mengeluarkan energi lain.

Page 3: Struktur Atom Hidrogen

Hal ini dapat kita perhatikan pada gambar berikut ini:

Energi yg dipancarkan atau dilepaskan oleh lintasan terluar setelah masuk lintasan berikutnya itu disebut dengan LASER. Yang artinya:

L = Ligh S = Stimulatid R = Radiation

A = Amplication E = Emision

Jadi besar energi foton (laser) adalah:

Berdasarkan (Panjang Gelombang) foton yg dipancarkan dapat dikelompokkan mjd:

a. Deret Lyman

b. Deret Balmer

c. Deret Paschen

E=hcλ

=EB−E A

Page 4: Struktur Atom Hidrogen

d. Deret Brackett

e. Deret Pfund

SIFAT – SIFAT SINAR LASER

Sinar laser ini pertama kali diciptakan pada

tahun 1960 oleh Theodore Maiman yang merupakan pengembangan dari teori emisi oleh Enstein. Yang antara lain :

1.Monokromatis. Karena sinar laser di hasilkan dari transisi elektron dalam keadaan

meta stabil sehingga pancarannya memiliki panjang gelombang yang sama.

2. Koheren .

yang artinya panjang gelombang laser. Amplitudo maupun phasenya sama.

3. Pulsa sangat sejajar.

4. Intensitas besar.

Karena masing masing foton membawa enerji sama,jumblah besar maka intensitas

yang besar pula.

Page 5: Struktur Atom Hidrogen

Dari gambar di atas, diagram tingkat atom dan garis-garis spectrum, dengan persamaan:

PEMBUATAN SINAR LASER

Zat-zat yg sering digunakan untuk pembuatan sinar laser adalah:

He (Helium), Ne (Neon), Ruby, CO2

Zat tersebut dipilih karena memiliki jumlah atau selisih energi foton (electron) antara E1 dan E2 sangat besar, serta memiliki sifat yg mudah dibuat kondisi metastabil

Ada 3 Proses dalam pembuatan sinar laser:

1. Penyerapan Induksi

Sebuah atom dalam keadaan daar menyerap sebuah foton yang energinya sama dengan beda energi antara energi tingkat eksitasi dengan energi tingkat dasar yaitu:

1λm−1=R( 1

nA2− 1

nB2)

Page 6: Struktur Atom Hidrogen

hf = E2 – E1

Dengan demikian atom yang mengalami eksitasi (elektronnya bertransisi) dari n =1 ke n=2.

Proses ini dapat dilambangkan atom + foton = Atom* (Tanda * menyatakan atom tereksitasi).

2. Emisi Spontan

- Jika atom menyerap energi sebesar perubahan tingkat energi dalam atom, elektron dari atom akan berpindah dari orbit dalam ke orbit yang lebih luar

- Dalam keadaan ini atom mengalami eksitasi

- Jika elektron dari atom bertransisi (berpindah) dari orbit luar ke orbit dalam, elektron tersebut melepas energi yang dinamakan energi foton yang besarnya sama dengan perubahan tingkat energi

Page 7: Struktur Atom Hidrogen

Pada keadaan oksidasi ini, lama waktu elektron berada pada keadaan eksitasi nB=10-8 setelah itu elektron tersebut kembali ke tingkat energi semula (nA) dengan melepas energi yang berupa energi foton

hf = hc

Dapat diketahui:

Deret Lyman: untuk nA=2 dan nB=234….Infra merah III

Deret Balmer: untuk nA=2 dan nB=345…Cahaya tampak

Deret Paschen: untuk nA=3 dan nB=456…Infra merah I

Deret Brackett: untuk nA=4 dan nB=567…Infra merah II

Deret Pfund: untuk nA=5 dan nB=678….Infra ungu

3. Emisi Terangsang

Jika sebuah atom berada pada tingkat eksitasi menyerap sebuah foton yang energinya sama dengan beda energi dua tingkat keadaan aton.

Page 8: Struktur Atom Hidrogen

Elektronnya lebih cepat turun ke tingkat energi E1 (tingkat energi dasar) dibanding atom tersebut mengalami emisi spontan.

Proses ini dilambangkan:

Atom* + foton à Atom + 2 foton

Hasil terpenting pada proses ini adalah 2 foton yang diemisikan menjadi bergerak dalam arah, fase dan energi yang sama. Sehingga dikatakan 2 foton tersebut Koheren.

Hal ini digambarkan secara sederhana sebagai berikut:

Penguatan energi cahaya ini menghasilkan suatu energi yang sangat bermanfaat bagi kita. Bila energi yang datang kita beri tanda hf maka energi yang ditimbulkan adalah:

hf = E2 – E1

Semakin besar energi pada lintasan E2 terhadap E1 maka makin besar pula penguatan cahayanya

Page 9: Struktur Atom Hidrogen

Manfaat dan Kegunaan Laser dalam Kehidupan Kita

Dewasa ini penggunaan sinar laser sangat luass pada segala bidang sesuai dengan perkembangan teknologi, misalnya:

1. Bidang Industri

Sinar laser dapat dimanfaatkan untuk: Pengelasan, Pemotongan baja, Pengeboran, dll

2. Bidang Photografi

Satu dari penggunaan laser yang luar biasa dan sangat menarik adalah dalam menghasilkan bayangan tiga dimensi dari suatu benda, dalam proses yang disebut halografi. Dimana film yang digunakan berbentuk silindris, seperti pada gambar disamping:

Page 10: Struktur Atom Hidrogen

3. Bidang Elektronika

Laser solid-state berukuran sangat kecil, digunakan dalam system audio compact disk dan video compact disk, dimana berkas laser dipantulkan dari sandi pola-pola digital dalam disk, dan diubah ke sinyal-ssinyal listrik yang dianalisa oleh sebuah komputer dan mentransformasikannya ke sebuah pola sinyal-sinyal tegangan yang menjalankan pengeras suara dan output VCR.

4. Bidang Astronomi

Pulsa sinar laser dapat digunakan untuk mengukur jarak bumi-bulan dengan teliti, dimana menggunakan kelajuan cahaya (3x108 m/s) dan mengukur selang waktu pulsa kirim dan pulsa terima dari pulsa tertentu, kita dapat menentukan bahwa jarak bumi-bulan adalah 380.000Km. Dengan ketelitian lebih dari 10cm, informasi seperti ini sangat berguna, misalnya dalam membuat prakiraan gempa bumi yang lebih dapat diandalkan. Teknik ini memerlukan pulsa laser berdaya tinggi, sehingga suatu pancaran foton yang dikirim harus mampu kembali ke teleskop pengumpul di bumi dan terdeteksi

Page 11: Struktur Atom Hidrogen

5. Bidang Komunikasi

Dalam bidang komunikasi, laser berfungsi untuk memperkuat cahaya, sehingga dapat menyalurkan suara dan sinyal gambar dengan serat optik. Pengiriman sinar laser yang membawa sinyal komunikasipun menjadi semakin mudah dari suatu stasiun relai lainnya tanpa banyak kehilangan energi.

6. Bidang Kesehatan atau Kedokteran

- Bidang ini sangat penting bagi kita terutama untuk membantu menegakkan diagnosa maupun untuk pengobatan.

- Sifat laser menghasilkan sinar monokromatik (yang tipis) dengan intensitas tinggi dan cukup kuat untuk menguatkan apa saja yang dilaluinya, sehingga sangat berguna dalam pembedahan sebagai pisau

- Kelebihan pisau laser dibandingkan dengan pisau bedah konvensional adalah bahwa sinar laser memotong sekaligus menggumpalkan darah pada saat yang bersamaan, sehingga mengurangi pendarahan.

- Laser juga digunakan untuk memilih jaringan-jaringan yang rusak misalnya dalam pemusnahan tumor dan kanker kulit. Hal ini biasanya digunakan dengan peralatan tambahan yang lain.

- Sifat atau fakta bahwa gelombang laser yang berbeda dapat diserap oleh jaringan-jaringan tertentu digunakan pada operasi bedah mata untuk mengatasi keadaan mata yang membesar, yang siebut glaucoma

Glaucoma disebabkan oleh tekanan cairan (Fluida) yang tinggi dalam mata, hal ini dapat mengarah pada kerusakan saraf optik yang akhirnya menyebabkan kebutaan.

Suatu operasi atau pembedahan dengan laser sederhana (iredectomy) dapat membakar untuk membuka sebuah lubang tipis dalam selaput yang tersumbat sehingga tekanan cairan yang rusak dapat diperkecil.

Sifat laser yang dapat menghasilkan berkas sinar yang tipis tetapi intensitassnya cukup untuk menguapkan apa saja yang dilaluinya juga digunakan dalam pengobatan suatu retina yang lepas dari koroid, sehingga letusan radiasi laser yang singkat merusakkan permukaan kecil retina dan bekas luka jaringan yang dihasilkan dapat mematri retina kembali pada koroid.

Pada bulan Juli 1995 di salah satu Rumah Sakit Jakarta (Poli mata) telah tersedia suatu alat yang disebut eksimer laser dimana alat ini digunakan untuk mengoreksi cacat mata myopia (rabun jauh)

Page 12: Struktur Atom Hidrogen

Pada penderita myopia panjang sumbu bola mata tidak seimbang dengan lengkung korneanya, sehingga sinar yang masuk ke mata menghasilkan bayangan yang tidak dapat jatuh di depan retina. Akibatnya pandangan matapun menjadi kurang jika melihat benda-benda jauh dan harus dikoreksi dengan kacamata atau lensa kontak.

Dengan eksimer laser bentuk kornea mata dikoreksi sehingga akhirnya bayangan bisa tepat jatuh di retina. Artinya kalau kita berkacamata tebal, maka setelah dikoreksi dengan alat itu tidak perlu lagi memakai kacamata dan menurut keberhasilan eksimer laser angka keberhasilannya mencapai 90%.

Laser juga membantu para dokter gigi merapikan gigi pasien yang berantakan serta mengobati luka penderita kencing manis (Diabetes) dan bahkan bisa merangsang produksi sperma pria yang mandul.

TERIMA KASIH