Struktur atom, spektrum, dan laser

Yang akan kamu pelajari

• Struktur atom
• Tingkat energi
• Spektrum atom
• Transisi elektron
• Bilangan kuantum
• Laser
• Emisi
• Absorpsi

Pahami konsepnya

Atom memiliki inti dan elektron pada state kuantum, bukan orbit planet yang pasti. Untuk hidrogen sederhana, E_n≈−13,6/n² eV. Transisi dari energi tinggi ke rendah memancarkan foton hf=E_i−E_f; absorpsi memerlukan energi yang cocok dengan transisi yang diizinkan.

Bilangan kuantum n,l,m_l dan m_s mencirikan state dalam model atom terkait. Spektrum garis berbeda dari spektrum kontinu. Laser memanfaatkan emisi terstimulasi, penguatan optik dan umpan balik; inversi populasi diperlukan dalam model laser konvensional.

Analisis lanjut

Aturan seleksi dipol listrik seperti Δl=±1 membatasi transisi kuat; selisih energi saja tidak menjamin intensitas transisi. Struktur halus, spin-orbit, massa tereduksi dan QED memperbaiki model sederhana. Emisi spontan terjadi tanpa foton pemicu, sedangkan emisi terstimulasi menghasilkan korelasi mode dengan medan pemicu.

Lebar garis dipengaruhi waktu hidup, gerak termal dan lingkungan. Jangan menyebut semua laser monokromatik sempurna.

Contoh terurai

Transisi hidrogen n=3→2 memberi ΔE≈13,6(1/4−1/9)=1,889 eV, sehingga λ≈1240/1,889≈656 nm. Transisi 2→1 memberi sekitar 10,2 eV dan λ≈122 nm, di ultraviolet; warna pada layar hanyalah representasi.

Coba, amati, jelaskan

Di lab Bohr, bandingkan transisi 3→2 dan 2→1. Hitung panjang gelombang dari energi tanpa membulatkan angka antara. Jangan pernah mengarahkan laser ke mata atau permukaan reflektif.

Buka percobaan terkait di laboratorium

Cek pemahaman

Atom menyerap foton dalam transisi terikat bila energinya?

• Cocok dengan selisih energi transisi yang diizinkan
• Selalu nol
• Selalu sembarang

Jawab dan baca pembahasannya di aplikasi.