DERET BALMER

Deskripsi :

Praktikum deret Balmer, secara garis besar adalah menentukan panjang gelombang cahaya hasil difraksi, berdasarkan bentuk spektrum yang terbentuk oleh emisi atom hidrogen yang dipancarkan Lampu Balmer. Panjang gelombang tersebut diobservasi dan kemudian digunakan untuk menghitung Energi transisi yang terjadi dalam atom. Sehingga selain praktikan dapat menentukan panjang gelombang hasil emisi atom Hidrogen, dengan praktikum ini juga, praktikan dapat membuktikan besarnya Energi transisi yang terjadi dalam atom Hidrogen sesuai dengan literatur yang sudah ada.

Tujuan :

1. Menentukan panjang gelombang merah (H_α), turqoise (H_β) dan biru (H_γ) sebagai bagian dari deret Balmer atom Hidrogen, berdasarkan spektrum cahaya hasil difraksi Lampu Balmer.
2. Menentukan besar Energi transisi perkulit berdasarkan panjang gelombang merah (H_α), turqoise (H_β) dan biru (H_γ) yang dihasilkan.

Tinjauan Pustaka :

Deret Balmer merupakan karakteristik atom yang menunjukkan adanya transisi elektron dari kulit ≥3 ke kulit 2. Ketika bertransisi, atom memancarkan Energi (ΔE) yang nilainya berbanding terbalik dengan panjang gelombang foton (λ) yang dipancarkannya. Keadaan transisi ini dapat diilustrasikan sebagaimana pada Gambar 1.

   
(a)                                                             (b)
Gambar 1. Transisi Elektron (Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Balmer_series)

Dalam atom, energi tiap kulit (E_k) nilainya sebanding dengan:

dimana:
k = nomor kulit
Z = nomor atom = 1 untuk atom Hidrogen.

Selain itu, persamaan Energi transisi untuk tiap kulit sesuai dengan persamaan:

dimana:
c= kecepatan cahaya
h=tetapan Planck

Untuk atom Hidrogen sendiri, emisi cahaya yang dipancarkan oleh Lampu Balmer, memancarkan 4 gelombang cahaya tampak dan 4 gelombang dalam range Ultraviolet dengan spesifikasi seperti pada tabel berikut:

Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Balmer_series

Sedangkan jika cahaya terdifraksi oleh sebuah kisi, akan memiliki simpangan sebesar x yang nilainya sebanding dengan panjang gelombangnya, hai ini sesuai dengan persamaan:

dimana jarak antara kisi dengan layar L, n sebagai orde gelombang dan g lebar kisi.

Setting Up Rangkaian :

1. Klik tombol Run yang berada di tengah bawah aplikasi
2. Pasang Lensa Fokus +50 mm ke Pengait 1.
3. Pasang Layar ke Pengait 5.
4. Buka celah Slide, dengan lebar > 0 mm.
5. Pasang Slide pada Pengait 2.
6. Pasang Lensa Fokus +100 mm ke Pengait 3.
7. Pasang Kisi (1/600) mm ke Penyangga Kisi.
8. Pasang Penyangga Kisi ke Pengait 4
9. Nyalakan Lampu Balmer dengan menekan tombol saklar Power Supply.
10. Jika difraksi cahaya belum muncul, dimungkinkan terdapat kesalahan rangkaian pada langkah sebelumnya.
11. Carilah bentuk difraksi cahaya yang paling bagus dengan mengeser-geser posisi lensa.
12. Double klik meteran, untuk menampilkan besar lebar celah dan jarak antar Pengait.
13. Tekan saklar ruang, jika diperlukan simulasi dalam ruang gelap.
14. Gunakan penggaris untuk mengukur simpangan difraksi per gelombang yang terjadi terhadap terang pusat.
15. Tekan tombol Reset, yang berada disamping tombol Run jika setiap kali terjadi crash pada aplikasi.

Video Tutorial:

Pengambilan Data :

Contoh spektrum yang terbentuk dari hasil difraksi sebagaimana terlihat pada Gambar 3:

Gambar 3. Contoh hasil difraksi

Panjang gelombang H_α, H_β dan H_γ dapat diketahui menggunakan persamaan panjang gelombang difraksi:

dimana:
λ=panjang gelombang
n=orde gelombang
d=lebar kisi = (1/600) mm
L=jarak kisi ke Layar
x=jarak cahaya yang terdifraksi terhadap terang pusat.

Oleh karena itu dalam praktikum ini, data percobaan yang diambil adalah jarak kisi ke Layar (L) dan simpangan masing-masing warna cahaya yang terdifraksi (x), dengan mengasumsikan semua cahaya tersebut berada pada orde 1. Dari kedua data tersebut dicari nilai λ masing-masing gelombang hasil difraksi, kemudian digunakan untuk mencari tingkat Energi transisi pada atom.

Contoh tabel pengambilan data :

*tabel di atas dapat dimodifikasi sesuai kebutuhan.

Analisa Data :

Berdasarkan data hasil percobaan deret Balmer ini, hal-hal yang perlu dianalisa dan dibandingkan dengan Literatur yang sudah ada adalah:

1. Perbandingan panjang gelombang H_α, H_β dan H_γ.
2. Perbandingan ΔE masing-masing transisi.
3. Jumlah gelombang yang muncul.
4. Perbandingan dengan eksperimen riil.

Referensi :

Anonymous. 2010. Petunjuk Praktikum Fisika Eksperimen II. Laboratorium Fisika Lanjutan Jurusan Fisika FMIPA Universitas Brawijaya. Malang

Anonymous. 2011. Balmer Series. http://en.wikipedia.org/wiki/Balmer_series (Diakses 14 November 2011)

Anonymous. 2011. Measured Hydrogen Spectrum. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/tables/hydspec.html#c1 (Diakses 14 November 2011)

Authorisasi :

Simulator Praktikum Fisika Eksperimen: Deret Balmer ini ditujukan untuk membantu pelaksanaan pratikum Fisika Eksperimen yang diadakan di Laboratorium Fisika Lanjutan Jurusan Fisika FMIPA Universitas Brawijaya Malang. Aplikasi ini dapat digunakan untuk kepentingan pribadi, namun tidak diperkenankan untuk meng-copy, merubah, memodifikasi, atau menggandakannya untuk kepentingan komersil dalam bentuk apapun, baik sebagian atau keseluruhan konten, tanpa izin tertulis dari Creator.

Kritik, saran atau pertanyaan dapat dilayangkan melalui email di : uboiz@yahoo.com.

Programmer :
Drs. Sugeng Rianto, M.Sc.
Dr. Eng Agus Naba, S. Si., M. T, Ph. D.
Ubaidillah, S. Si.