Transisi mana yang akan memberikan cahaya dengan panjang gelombang terpendek?

Diposting pada

Panjang gelombang dipancarkan ketika elektron mengubah tingkat energi dari posisi yang lebih tinggi ke posisi yang lebih rendah, dan transisi yang memberi cahaya panjang gelombang terpendek adalah transisi dengan energi paling besar.

Tidak ada angka pasti untuk itu, karena ada formula baru untuk setiap panjang gelombang cahaya yang dihasilkan.

Sebaliknya, sejumlah kecil energi menghasilkan panjang gelombang yang lebih besar. Misalnya, saat kita tidur, otak kita memancarkan panjang gelombang yang panjang dan lambat yang disebut panjang gelombang delta.

Saat terjaga, otak kita sangat cepat dan bergerak dengan kecepatan gamma dan beta. Fisika kuantum dan panjang gelombang energi cahaya berfungsi dengan cara yang sama.

Transisi yang memberikan cahaya dengan panjang gelombang terpendek adalah transisi yang menghasilkan perubahan energi paling banyak.

Tidak ada satu jawaban, seperti n = 3 – bagaimana perubahan energi dikuantifikasi – untuk transisi berapa panjang gelombang terpendek.

Elektron yang menghasilkan atau memancarkan energi ini mengubah tingkat dengan cara seperti turun ke bawah.

Apa hubungan antara elektron dan panjang gelombang?

panjang gelombang cahaya

Elektron inilah yang membuat transisi ketika menghitung panjang gelombang cahaya. Elektron yang berjalan terjauh ketika transisi antara panjang gelombang, dari panjang gelombang yang lebih panjang ke yang lebih pendek, seperti menuruni satu anak tangga pada suatu waktu, akan menjadi elektron yang memancarkan energi paling banyak.

Jika berupa tangga, elektron yang bergerak terjauh akan dianggap sebagai elektron yang memiliki energi paling banyak.

Ketika ada pergerakan antara tingkat energi, terutama dari tingkat yang lebih tinggi ke tingkat yang lebih rendah, gerakan itu disebut emisi.

Itu adalah emisi energi. Jadi, Anda akan melihat limbah bahan bakar yang dikeluarkan dari knalpot kendaraan, dan ini adalah emisi energi yang berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah.

Elektron adalah komponen fisika kuantum yang memancarkan energi yang dalam beberapa kasus menjadi cahaya.

Untuk melihat panjang gelombang dengan cara yang dapat kita sebut sebagai cahaya, ia perlu melakukan transisi ke tingkat energi yang lebih tinggi.

Ketika itu terjadi, panjang gelombang memendek, dan Anda akan melihat nilai “n” meningkat.

Apa “n” dalam teori cahaya dan panjang gelombang?

“n” adalah nilai dalam fisika kuantum yang juga disebut bilangan kuantum utama. Ada empat bilangan kuantum secara total, dan masing-masing akan ditugaskan ke elektron dalam satu atom.

Angka ini menunjukkan berapa banyak energi yang dimiliki elektron.

bilangan kuantum utama

Tingkat energi adalah angka tetap dan menandakan seberapa jauh jarak inti dari atom mana pun.

Angka-angka tersebut adalah bilangan bulat, seperti 1, 2, 3, atau 4, dan seterusnya. Elektron dengan nomor terendah adalah elektron yang paling dekat dengan inti.

Anda akan melihat angka-angka ini pada tabel periodik, di mana bilangan kuantum utama, atau, nmengacu pada nomor baris atom.

Atom, dalam hal ini, adalah partikel terbesar dan terdiri dari inti di tengah yang dikelilingi oleh proton, neutron, dan elektron.

Elektron adalah yang terjauh dan membawa energi atau muatan paling banyak dalam atom, meskipun itu adalah muatan negatif.

Ketika n meningkat, elektron menjadi lebih jauh dari nukleus. Unsur-unsur yang paling dekat dengan nukleus akan memiliki jumlah energi paling sedikit, seperti proton dan neutron netral.

Elektron akan mengorbit nukleus, dan ketika mereka melakukannya, energinya berubah. Perubahan energi adalah apa yang disebut jarak yang ditempuh elektron.

Dan ini adalah bagaimana jarak elektron menjadi panjang gelombang.

Bagaimana jarak elektron diukur?

Jarak elektron diukur dengan perubahan energi yang menghitung panjang gelombang sinar ultraviolet sepanjang spektrum hidrogen.

spektrum hidrogen

Seperti segala sesuatu dalam sains, setiap jarak yang ditemukan ditemukan oleh seseorang. Jadi, jarak yang ditempuh elektron, atau perubahan energinya, disebut dengan nama orang-orang yang menemukan keajaiban ini.

Model Bohr adalah model yang mengilustrasikan bagaimana elektron mengorbit nukleus, seperti yang ditemukan oleh ahli fisika kuantum pemenang hadiah Nobel Niels Bohr, sesaat sebelum dia memenangkan Nobel tahun 1922.

Deret Lyman menandakan ketika sebuah elektron bergerak dari n = 2 ke n = 1 – ditemukan oleh Theodore Lyman pada tahun 1906 sebelum model Bohr ditemukan – ketika ia bertanya-tanya bagaimana energi berubah dalam spektrum ultraviolet.

Deret Balmer mengikuti, dan mempelajari perubahan tingkat energi dari n = 3 menjadi n = 2, seperti yang ditemukan oleh Johann Balmer pada tahun 1885 yang telah mempelajari spektrum hidrogen.

Dia menggunakan matematika sederhana untuk menemukan panjang gelombang garis di sepanjang spektrum hidrogen. Deret lainnya akan mengikuti, termasuk deret Paschen, ketika energi berubah dari n = 4 menjadi n = 3.

Deret Brackett terjadi ketika energi berubah dari n = 5 menjadi n = 4, dan deret Pfund terjadi ketika energi berubah dari n = 6 menjadi n = 5.

Dalam deret Humphrey, ditemukan oleh Curtis Humphreys pada tahun 1955, elektron bergerak jauh lebih lambat dan ditentukan oleh tingkat energi yang berubah dari nilai n lebih besar atau sama dengan 7 ke 6.

Nilai-nilai ini sering ditemukan dalam transisi cahaya inframerah.

Bagaimana transisi panjang gelombang cahaya dihitung?

rumus panjang gelombang

Ada banyak rumus berbeda yang digunakan untuk menghitung panjang gelombang yang diciptakan oleh pergerakan elektron atom.

Dalam rumus Rydberg, panjang gelombang dihitung dengan mengalikan konstanta hidrogen dengan nomor atom (yaitu hidrogen = 1) dan mengalikannya dengan angka yang dihitung dengan mengurangkan bilangan kuantum utama keadaan akhir dari bilangan kuantum awal keadaan awal.

Dalam hal ini, jawabannya, panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, dihitung sebagai pecahan yang dilambangkan dengan 1 di atas lambda, atau, 1/ . Rumus akhir terlihat seperti ini:

1/ . = R * Znomor atom * (1/n22 – 1/n12)

Di sini, n2 adalah keadaan akhir sementara n1 adalah keadaan awal elektron. Ini adalah rumus untuk menghitung panjang gelombang atau tingkat energi dari setiap muatan yang dipancarkan oleh elektron.

Bagaimana transisi elektron dipelajari untuk menemukan panjang gelombang cahaya?

Transisi elektron dipelajari untuk menemukan panjang gelombang cahaya dengan menggunakan alat yang disebut spektroskop.

Ini adalah alat yang diciptakan khusus untuk mempelajari pelangi dan ditemukan oleh Isaac Newton.

Kemudian, itu disebut “spektroskopi modern,” tetapi studi elektron melalui alat seperti spektroskop kembali ke tahun 1600-an dan masa lalu Boyle dan beberapa rekannya yang sangat cerdas.

Newton sedang mempelajari optik dan prisma dan ingin memahami spektrum matahari. Dia adalah ilmuwan yang menciptakan kata “spektrum” ketika dia mencoba untuk mendefinisikan apa pelangi menggunakan bahasa cahaya dan panjang gelombang.

Dia juga disebut sebagai ilmuwan yang mengajari kita bahwa ketika warna pelangi digabungkan – hasil akhirnya adalah cahaya putih.

spektrum

Eksperimen Newton mencakup alat berbentuk prisma yang berfungsi seperti kamera pada semacam tripod.

Dia akan mengarahkannya ke luar jendela untuk menangkap sinar cahaya dan bahkan pelangi. Cahaya dari jendela akan melewati bagian depan alat dan keluar dari belakang sebagai cahaya putih.

Isaac Newton ingin tahu mengapa. Dia bukan orang pertama yang menciptakan alat seperti ini, tetapi dia adalah orang pertama yang benar-benar menjelaskan apa yang terjadi ketika panjang gelombang bertransisi menjadi partikel yang berbeda.

Di sini, Newton akan menunjukkan kepada kita bahwa cahaya berubah warna karena energi berubah saat cahaya melewati spektroskop.

Apa yang dilakukan spektroskop?

Saat ini, ada sejumlah spektroskop yang digunakan dalam teori cahaya kuantum, dan mereka mengukur panjang gelombang cahaya dan transisinya.

Ada spektroskop emisi, spektroskop serapan, dan spektroskop refleksi.

Spektroskop emisi mengukur foton dan energinya ketika energi dilepaskan.

Emisi dapat dihasilkan oleh sejumlah sumber, termasuk nyala api dan percikan api atau gelombang elektromagnetik yang diciptakan.

Spektroskopi serapan adalah bentuk lain dari spektroskop di mana foton dilewatkan melalui zat tertentu dan energi dari panjang gelombang dihitung.

spektroskop

Sebuah spektroskop refleksi melakukan apa yang terdengar seperti, dan mengukur panjang gelombang dengan melihat refleksi.

Ketika spektroskopi digunakan, digunakan untuk mempelajari transisi cahaya dan panjang gelombangnya.

Ilmu ini dimulai pada abad ketujuh belas, sebelum Isaac Newton, dan meneliti prisma dan optik.

Kemudian, transisi panjang gelombang bukanlah ilmu pasti, tetapi rumus Rydberg yang muncul pada tahun 1888 akan mengubahnya.

Ini adalah formula yang masih digunakan sampai sekarang.

Bagaimana kita tahu transisi panjang gelombang itu akurat?

Kita tahu bahwa partikel dengan bilangan kuantum utama terendah adalah bilangan dengan energi paling besar.

Partikel dengan energi paling besar adalah partikel yang perlu menempuh jarak paling sedikit. Hari ini, dihitung dengan rumus Rydberg dan dianggap sangat akurat.

Sebuah atom memiliki sejumlah tingkat energi yang berbeda yang sering dibandingkan dengan satu set tangga.

Katakanlah bola adalah atom. Saat Anda melempar bola menuruni tangga, biasanya lebih cepat di bagian atas tangga dan cenderung melambat di bagian bawah tangga.

Fisika ini tidak sama dengan fisika cahaya kuantum, tetapi metaforanya serupa dalam hal transisi panjang gelombang cahaya.

Energi yang harus menempuh perjalanan terpendek akan menjadi yang tercepat.

Mungkin masih ada panjang gelombang cahaya di bagian bawah tangga, tetapi di sinilah pengertian spektrum cahaya berperan.

Panjang gelombang dengan energi paling besar akan terlihat lebih dekat ke cahaya putih, sedangkan warna akan berubah saat bola, atau atom memantul menuruni tangga.

spektroskopi

Rumus Rydberg merupakan adaptasi dari rumus Balmer yang diturunkan pada tahun 1885, yang kemudian tidak mencantumkan nomor atom dalam rumus tersebut.

Jika tidak, kedua formula itu terlihat persis sama.

Ringkasnya, seperti apa pun dalam fisika kuantum, tidak ada satu jawaban tentang transisi apa yang akan memberikan cahaya dengan panjang gelombang terpendek.

Semakin kecil n-nya, semakin pendek panjang gelombangnya. Seperti yang ditunjukkan Rydberg dan banyak orang hebat lainnya sebelum dia, angka itu selalu bisa berupa apa saja.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *