Menurut teori modern, struktur atom : Atom bermuatan netral, berbentuk bulat, terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh satu atau lebih elektron bermuatan negatif. Inti atom tersusun dari proton dan netron Elektron beredar mengitari inti atom pada orbital tertentu dan terikat oleh gaya tarik inti atom.
zAX+a zAX-b Atom netral p = e n = A – p Ion positif Atom melepaskan elektron, e < p Contoh: atom X melepaskan elektron sebanyak a elektron p = z e = p – a Ion negatif Atom menangkap elektron, e > p Contoh: atom X menangkap elektron sebanyak b elektron e = p + b zAX+a zAX-b
Isotop Semua atom dalam suatu unsur memiliki nomor atom yang sama, tetapi nomor massa bisa berbeda. Isotop : atom suatu unsur yang memiliki jumlah netron yang berbeda.
Elektron dalam Atom
Radiasi Benda Hitam Max Planck mengkaji emisi cahaya oleh benda panas. Pendapat Planck : Benda memancarkan energi dengan jumlah tertentu yang relatif kecil disebut kuanta Kuantum : jumlah minimum satuan energi yang dapat dilepas/ diperoleh suatu atom.
Saat suatu benda memancarkan radiasi Persamaan Planck Max Planck merumuskan : (h = 6,626 x 10-34 J.s) Saat suatu benda memancarkan radiasi Ada kuantitas minimum energi yang dapat dipancarkan pada sembarang waktu yang ditetapkan. E = hf
Efek fotolistrik Cahaya mengenai permukaan logam, elektron dipancarkan keluar dari logam Logam sebagai katoda Elektron bergerak dari katoda ke anoda Cahaya dengan frekuensi tertentu mampu memancarkan elektron (frekuensi minimum) Pada frekuensi lebih tinggi, makin banyak elektron yang dipancarkan . aliran arus
Efek Fotolistrik Elektron hanya akan terlepas pada λ tertentu dan diindikasikan oleh current meter Einstein mempostulatkan adanya photon (partikel berenergi) Ephoton = hf = ∆Eatom
Pengembangan Einstein untuk teori Planck Radiasi EM mempunyai 2 sifat alamiah : gelombang dan partikel Radiasi EM berkelakuan seperti gelombang dan partikel Cahaya sebagai partikel yang masing-masing membawa 1 kuantum energi yang disebut FOTON
FOTON Partikel radiasi EM yang mempunyai massa kosong dan membawa satu kuantum energi Kesimpulan Einstein : Radiasi EM diserap materi hanya dalam bentuk foton e- dapat dipancarkan dari suatu materi jika dikenai foton tunggal dengan frekuensi minimum
Sifat gelombang elektron Louis de Broglie (1925) berpendapat bahwa elektron mempunyai kemungkinan bersifat sebagai gelombang. Menghubungkan sifat partikel (m dan v) dengan sifat gelombang (λ) Massa suatu e- bebas yang bergerak dengan kecepatan v mempunyai panjang gelombang : λ = h/mv
Contoh soal : 1. Sebuah TV menggunakan tegangan 4500 volt untuk mempercepat elektron yang dipancarkan katoda melalui emisi termionik. a. Hitung energi kinetik elektron ketika mengenai layar tabung. b. Jika kecepatan elektron ketika dilepas katoda sama dengan nol, hitung berapa kecepatannya ketika menumbuk layar ? Gunakan massa elektron 9,1 x 10-31 kg dan muatan elektron = -1,6 x 10-19 C.
Jawab : K - A Δ V = 4.500 volt Elektron mempunyai energi potensial U=e ΔV yang akan diubah menjadi energi kinetik, Ek = U = e ΔV Ek = e ΔV = 1,6 x 10-19 4.500 = 7,2 x 10-16 J Ek = ½ m v2 v = 3,98 x 107 m/det
2. Ketika kita berjemur di terik matahari, kulit kita menyerap foton 3,3 eV. Hitung panjang gelombang foton yang terserap! Jawab : E = hc/λ 3,3 x 1,6 x 10-19 = (6,626 x 10-34)(3 x 108)/λ λ = 3,76 x 10-7 m
3. Sebuah lampu merkuri di pasang dengan daya pancar 150 watt 3. Sebuah lampu merkuri di pasang dengan daya pancar 150 watt. Jika 2 % dari intensitas lampu memancarkan cahaya dengan panjang gelombang 6000 A, berapakah bahnyak foton cahaya merah yang dipancarkan tiap detiknya? Jawab : P = 2/100 x 150 = 3 J/det Energi cahaya tiap detik = 3 J Energi satu foton adalah E = hc/λ Banyaknya foton tiap detik : n = P/E = Pλ/hc = 9,06 x 1018 foton
Tugas: Tentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan ketika atom hidrogen model Bohr bertransisi dari tingkat energi n= 6 ke n=2 ! Hitung energi foton cahaya biru yang mempunyai panjang gelombang 450 nm ! Hitung panjang gelombang sebuah elektron yang dipercepat melalui beda tegangan 100 volt !