APAKAH SPEKTRUM PELEPASAN? (DENGAN CONTOH) - FIZIKAL - 2026

The spektrum pelepasan adalah spektrum panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh atom dan molekul apabila membuat peralihan antara dua negeri tenaga. Cahaya putih atau cahaya yang kelihatan yang memancarkan prisma terbahagi kepada warna yang berbeza dengan panjang gelombang tertentu untuk setiap warna. Pola warna yang diperoleh adalah spektrum cahaya yang dapat dilihat yang disebut spektrum pelepasan.

Atom, molekul, dan zat juga memiliki spektrum pelepasan kerana pelepasan cahaya ketika mereka menyerap jumlah tenaga yang sesuai dari luar untuk transit antara dua keadaan tenaga. Dengan menyebarkan cahaya ini melalui sebuah prisma, cahaya ini terurai menjadi garis-garis berwarna spektrum dengan panjang gelombang yang berbeza khusus untuk setiap elemen.

Kepentingan spektrum pelepasan adalah bahawa ia memungkinkan untuk menentukan komposisi bahan tidak diketahui dan objek astronomi melalui analisis garis spektrum mereka menggunakan teknik spektroskopi pelepasan.

Selanjutnya, dijelaskan apa yang terdiri daripada spektrum pelepasan dan bagaimana ia ditafsirkan, beberapa contoh disebutkan dan perbezaan yang wujud antara spektrum pelepasan dan spektrum penyerapan.

Apakah spektrum pelepasan?

Atom unsur atau zat mempunyai elektron dan proton yang disatukan oleh daya tarikan elektromagnetik. Menurut model Bohr, elektron disusun sedemikian rupa sehingga tenaga atom adalah serendah mungkin. Tahap tenaga tenaga ini disebut keadaan tanah atom.

Apabila atom memperoleh tenaga dari luar, elektron bergerak ke tahap tenaga yang lebih tinggi dan atom mengubah keadaan tanahnya ke keadaan teruja.

Dalam keadaan teruja, masa tinggal elektron sangat singkat (≈ 10-8 s) (1), atom tidak stabil dan kembali ke keadaan tanah, melalui tahap tenaga perantaraan, jika demikian.

Rajah 1. a) Pelepasan foton kerana peralihan atom antara tahap tenaga pengujaan dan tahap tenaga asas. b) pelepasan foton kerana peralihan atom antara tahap tenaga perantaraan.

Dalam proses peralihan dari keadaan teruja ke keadaan tanah, atom memancarkan foton cahaya dengan tenaga yang sama dengan perbezaan tenaga antara kedua-dua keadaan, berbanding lurus dengan frekuensi dan berbanding terbalik dengan panjang gelombang λ.

Foton yang dipancarkan ditunjukkan sebagai garis terang, disebut garis spektral (2), dan taburan tenaga spektrum pengumpulan foton yang dipancarkan pada peralihan atom adalah spektrum pelepasan.

Tafsiran spektrum pelepasan

Sebilangan peralihan atom disebabkan oleh kenaikan suhu atau dengan adanya sumber tenaga luaran lain seperti pancaran cahaya, aliran elektron, atau reaksi kimia.

Sekiranya gas seperti hidrogen ditempatkan di ruang pada tekanan rendah dan arus elektrik dialirkan melalui ruang, gas akan memancarkan cahaya dengan warnanya sendiri yang membezakannya dari gas lain.

Dengan menyebarkan cahaya yang dipancarkan melalui prisma, bukannya memperoleh pelangi cahaya, unit diskrit diperoleh dalam bentuk garis berwarna dengan panjang gelombang tertentu, yang membawa sejumlah tenaga yang berbeza.

Garis spektrum pelepasan unik dalam setiap elemen dan penggunaannya dari teknik spektroskopi memungkinkan untuk menentukan komposisi unsur zat yang tidak diketahui serta komposisi objek astronomi, dengan menganalisis panjang gelombang foton yang dipancarkan. semasa peralihan atom.

Perbezaan antara spektrum pelepasan dan spektrum penyerapan.

Dalam proses penyerapan dan pelepasan atom mempunyai peralihan antara dua keadaan tenaga tetapi dalam penyerapan ia memperoleh tenaga dari luar dan mencapai keadaan pengujaan.

Garis pancaran spektrum bertentangan dengan spektrum cahaya putih yang berterusan. Pada yang pertama, taburan spektrum diperhatikan dalam bentuk garis terang dan pada yang kedua, jalur warna berterusan diperhatikan.

Sekiranya seberkas cahaya putih memukul gas seperti hidrogen, tertutup dalam ruang pada tekanan rendah, hanya sebahagian cahaya yang akan diserap oleh gas dan selebihnya akan dipancarkan.

Apabila cahaya yang dipancarkan melewati sebuah prisma, ia pecah menjadi garis spektrum, masing-masing dengan panjang gelombang yang berbeza, membentuk spektrum penyerapan gas.

Spektrum penyerapan sangat bertentangan dengan spektrum pelepasan dan ia juga khusus untuk setiap elemen. Semasa membandingkan kedua spektrum unsur yang sama, diperhatikan bahawa garis spektrum pelepasan adalah garis yang hilang dalam spektrum penyerapan (Gambar 2).

Gambar 2. a) Spektrum pelepasan dan b) Spektrum penyerapan (Pengarang: Stkl. Sumber: https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page)

Contoh spektrum pelepasan unsur kimia

a) Garisan spektrum atom hidrogen, di kawasan spektrum yang dapat dilihat, adalah garis merah 656.3 nm, biru muda 486.1nm, biru gelap 434nm dan ungu samar 410nm. Panjang gelombang ini diperoleh dari persamaan Balmer - Rydberg dalam versi modennya (3).

ialah bilangan gelombang garis spektrum

ialah pemalar Rydberg (109666.56 cm-1)

adalah tahap tenaga tertinggi

adalah tahap tenaga tertinggi

Rajah 3. Spektrum pelepasan hidrogen (Pengarang: Adrignola. Sumber: commons.wikimedia.org

b) Spektrum pelepasan helium mempunyai dua siri garis utama, satu di kawasan yang dapat dilihat dan yang lain berhampiran dengan ultraviolet. Peterson (4) menggunakan model Bohr untuk menghitung serangkaian garis pelepasan helium di bahagian spektrum yang dapat dilihat, sebagai hasil dari beberapa peralihan serentak dua elektron ke keadaan n = 5, dan memperoleh nilai panjang gelombang selaras dengan hasil eksperimen. Panjang gelombang yang diperoleh ialah 468.8nm, 450.1nm, 426.3nm, 418.4nm, 412.2nm, 371.9nm.

c) Spektrum pelepasan natrium mempunyai dua garis sangat terang iaitu 589nm dan 589.6nm yang disebut garis D (5). Garis-garis lain jauh lebih lemah daripada ini dan, untuk tujuan praktikal, semua cahaya natrium dianggap berasal dari garis D.

Rujukan

1. Pengukuran jangka hayat keadaan teruja atom hidrogen. VA Ankudinov, SV Bobashev, dan EP Andreev. 1, 1965, Soviet Fizik JETP, Jilid 21, hlm. 26-32.
2. Demtröder, W. Spectroscopy Laser 1. Kaiserslautern: Springer, 2014.
3. DKRai, SN Thakur dan. Atom, laser dan spektroskopi. New Delhi: Pembelajaran Phi, 2010.
4. Bohr Revisited: Model dan garis helium spektrum. Peterson, C. 5, 2016, Jurnal penyiasat muda, Jilid 30, hlm. 32-35.
5. Jurnal Pendidikan kimia. JR Appling, FJ Yonke, RA Edgington, dan S. Jacobs. 3, 1993, Jilid 70, hlm. 250-251.