Radiasi elektromagnetik dan spektrum atom

Sifat cahaya selalu menjadi bahan diskusi ilmiah, sejak awal abad ketujuh belas Newton berpendapat bahwa cahaya terdiri dari partikel, sementara Huygens percaya pada perilaku gelombang. Di sisi lain, Maxwell mampu menunjukkan sifat-sifat seperti pembiasan dan difraksi, sifat-sifat yang dapat dijelaskan jika kita menganggap cahaya sebagai gelombang elektromagnetik.

Sebuah gelombang elektromagnetik didefinisikan oleh listrik dan medan magnet yang berosilasi tegak lurus dan tegak lurus juga untuk arah di mana merambat.

Gelombang elektromagnetik termasuk, bersama dengan cahaya, juga gelombang seperti radio, sinar-X, gelombang mikro, dll. Berbagai jenis gelombang elektromagnetik berbeda satu sama lain hanya dalam panjang gelombang (λ) , dan frekuensi (ν). Varian ini terkait dengan ekspresi:

= c / , di mana c mengacu pada kecepatan rambat gelombang. Kecepatan ini konstan dan nilai tanpa bebannya sekitar 3,0. 10^8 m/s.

Radiasi elektromagnetik terjadi dalam rentang frekuensi yang luas . Frekuensi elektromagnetik yang dibedakan satu sama lain berdasarkan panjang gelombangnya, membentuk kelompok yang dikenal sebagai spektrum elektromagnetik.

Mata kita hanya sensitif terhadap radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 4,10 ^ -7 dan 7,5,10 ^ -7 m; interval ini dikenal sebagai cahaya tampak . Dalam cahaya tampak, panjang gelombang terpendek adalah cahaya ungu dan yang terpanjang adalah cahaya merah. Di antara panjang ekstrim ini adalah semua warna yang ada di pelangi. Radiasi lain dapat dideteksi melalui perangkat kompleks, yang disebut spektrograf atau spektrometer.

Gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang lebih pendek dari cahaya tampak dikenal sebagai radiasi ultraviolet, dan sebaliknya panjangnya di atas terlihat dikenal sebagai radiasi inframerah. Sebagai contoh kita dapat mengatakan bahwa radiasi termal yang dipancarkan oleh benda-benda terletak di wilayah spektrum inframerah. Dalam kasus sinar-X yang terkenal, mereka memiliki panjang gelombang yang cukup pendek, mampu menembus berbagai bahan. Dalam kasus radiasi gelombang mikro, yang memiliki panjang gelombang sentimeter, mereka diserap oleh molekul air yang ada dalam makanan, misalnya, itulah sebabnya oven microwave bekerja. Dan pada kasus radiasi gamma yang dipancarkan oleh unsur radioaktif memiliki penetrasi yang cukup besar, bahkan dapat merusak sel-sel dalam tubuh kita.

Radiasi yang dipancarkan oleh sebagian besar sistem tidak lebih dari superposisi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang berbeda. Dalam hal fokus pemancar gelombang adalah Matahari atau benda padat dalam keadaan pijar (misalnya bola lampu), cahaya yang dipancarkan berwarna putih, dan ketika melewati prisma perangkat spektroskop, cahaya tersebut adalah dipisahkan menjadi berbagai radiasi yang menyusunnya, sehingga menimbulkan apa yang disebut spektrum kontinu , yang dalam komposisinya mengandung berbagai warna yang berubah dari ungu ke merah, dengan cara yang identik dengan warna yang kita amati dalam pelangi.

Ketika pelepasan listrik terjadi di dalam tabung dengan unsur gas di dalamnya, sementara ini berada pada tekanan rendah, yang dapat berupa unsur seperti hidrogen, helium, uap natrium, dll.; cahaya dipancarkan, yang akan memiliki warna berbeda tergantung pada unsur di dalam tabung. Misalnya, ketika tabung berisi hidrogen, cahaya yang dipancarkan akan berwarna biru, atau akan menjadi merah dalam kasus neon. Ketika kami menganalisis cahaya yang dipancarkan untuk setiap unsur, kami memperoleh spektrum yang dikenal sebagai spektrum terputus-putus , karena terdiri dari karakteristik dan garis unik yang berbeda dari setiap unsur, yang berguna untuk mengidentifikasi unsur. Setiap garis yang dipancarkan sesuai dengan cahaya dengan panjang tertentu, yang dipancarkan oleh atom-atom pembentuk gas, oleh karena itu spektrum ini juga dikenal sebagai spektrum emisi atom.

Spektrum emisi pertama yang ditafsirkan adalah atom hidrogen. Selama bertahun-tahun spektrum seperti itu, yang terdiri dari garis putus-putus, membuat para ilmuwan bingung. Balmer, pada tahun 1885, menyelidiki dan menentukan panjang gelombang dari masing-masing garis spektrum tampak hidrogen, dan pada kenyataannya, garis-garis yang membentuk spektrum tampak disebut deret Balmer .

Tetapi hidrogen juga memancarkan radiasi di berbagai area spektrum elektromagnetik. Ketika spektrograf kuat dengan daya pisah yang lebih tinggi digunakan, jenis deret garis lainnya ditemukan, seperti deret di zona sinar ultraviolet, yang dikenal sebagai deret Lyman untuk menghormati penemunya.

Panjang gelombang berbeda yang sesuai dengan garis spektrum dapat dihitung mengikuti hubungan yang diusulkan oleh ahli kimia asal Swedia, Johannes Rydberg:

1 / = Rh [(1 / n1 ^ 2) – (1 / n2 ^ 2)] , dari mana Rh mengacu pada konstanta Rydberg untuk hidrogen, dengan nilai 1,09678.10 ^ 7 m ^ -1 ; dan n1 dan n2 akan menjadi bilangan bulat yang akan mengambil nilai 1, 2,3, dst, selama n1 memiliki nilai lebih kecil dari n2.

Studi yang dibuat dari spektrum atom memungkinkan kita untuk mengasosiasikan emisi radiasi dari frekuensi yang ditentukan dengan perubahan spesifik dalam energi yang terjadi dalam atom.

Related Posts