Spektrum pancar: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
Dibuat dengan menerjemahkan halaman "Emission spectrum"
 
k Bot: Mengganti kategori yang dialihkan Konsep fisika dasar menjadi Konsep dalam fisika
 
(16 revisi perantara oleh 9 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1:
[[Berkas:MHL.png|ka|jmpl|300x300px|Spektrum emisi lampu halida logam.]]
[[Berkas:Cmglee_Cambridge_Science_Festival_2016_sodium_lines.jpg|jmpl|300x300px|Demonstrasi emisi garis D natrium 589 nm D2 (kiri) dan 590 nm D1 (kanan) menggunakan pembakar yang sumbunya dicelup air garam.]]
'''Spektrum pancar''' atau '''spektrum emisi''' [[unsur kimia]] atau [[senyawa kimia]] adalahmerupakan spektrum [[frekuensi]] dari [[radiasi elektromagnetik]] yang dipancarkan karena adanya [[atom]] atau molekul membuat [[Transisi elektron atom|transisi]] dari keadaan energi tinggi ke keadaan energi yang lebih rendah. [[Photon energy|Energi foton]] yang dipancarkan [[foton]] adalah sama dengan perbedaan energi antara kedua keadaan. Ada banyak kemungkinan transisi elektron untuk masing-masing atom, dan setiap transisi memiliki perbedaan energi spesifik. Kumpulan transisi yang berbeda ini, yang menyebabkan perbedaan [[panjang gelombang]] yang dipancarkan, sehingga membuat sebuah spektrum emisi. Masing-masing spektrum emisi unsur adalah unik. Oleh karena itu, [[spektroskopi]] dapat digunakan untuk mengidentifikasi unsur-unsur dalam bahan yang tidak diketahui komposisinya. Demikian pula, spektrum emisi molekul dapat digunakan dalam analisis kimia suatu zat.
 
== Emisi ==
Dalam [[fisika]], emisi adalah suatu proses ketika suatu partikel yang berada pada keadaan energi mekanika kuantum yang lebih tinggi berubah ke keadaan yang lebih rendah melalui emisi [[foton]], sehingga menghasilkan [[cahaya]]. Frekuensi cahaya yang dipancarkan adalah fungsi dari energi transisi. Sesuai dengan hukum kekekalan energi, perbedaan antara kedua keadaan sama dengan energi yang dibawa oleh foton. Keadaan energi transisi dapat menyebabkan emisi dengan rentang frekuensi yang lebar. Misalnya, [[sinar tampak]] yang dipancarkan oleh keadaan elektronik dalam atom dan molekul (kemudian fenomena ini disebut [[fluoresensi]] atau [[Phosphorescence|fosforesensi]]). Sebaliknya, transisi kelopak nuklir dapat memancarkan [[Sinar gama|sinar gamma]] berenergi tinggi, sementara transisi spin nuklir memancarkan gelombang radio berenergi rendah.
 
Pancaran sinar suatu obyekobjek menjadi ukuran jumlah cahaya yang dipancarkannya. Ini dapat terkait dengan sifat lain obyekobjek tersebut melalui [[Stefan–Boltzmann law|hukum Stefan–Boltzmann]]. Untuk sebagian besar zat, jumlah emisi bervariasi sesuai [[suhu]] dan [[Spektroskopi|komposisi spektroskopik]] obyeknya, sehingga menyebabkan penampakan [[suhu warna]] dan [[Garis spektrum|garis emisi]]. Pengukuran yang tepat pada banyak panjang gelombang memungkinkan identifikasi zat melalui [[spektroskopi emisi]].
 
Emisi radiasi biasanya dijelaskan menggunakan mekanika kuantum semi klasik: tingkat energi partikel dan jarak ditentukan dari [[mekanika kuantum]], dan cahaya diperlakukan sebagai [[medan listrik]] berosilasi yang dapat mendorong transisi jika berada dalam resonansi dengan frekuensi alami sistem. Masalah mekanik kuantum diberi perlakuan dengan menggunakan [[teori perturbasi]] tergantung waktu dan menyebabkan hasil umum yang dikenal sebagai [[aturan emas Fermi]]. Deskripsi ini telah digantikan oleh [[elektrodinamika kuantum]], walaupun versi semi klasik tetap lebih berguna dalam perhitungan yang paling praktis.
 
== Asal-usul ==
Baris 20:
Frekuensi cahaya yang dapat dipancarkan oleh atom bergantung pada keadaan elektron di dalamnya. Ketika tereksitasi, sebuah elektron berpindah ke tingkat energi atau orbital yang lebih tinggi. Ketika elektron jatuh kembali ke keadaan dasar, ia memancarkan cahaya.
[[Berkas:Emission_spectrum-H.svg|nir|jmpl|757x757px|Spektrum emisi [[hidrogen]]]]
Gambar di atas tersebut menunjukkan [[Spektrum hidrogen|spektrum emisi hidrogen]] sinar tampak. Jika hanya satu atom hidrogen yang ada, maka hanya satu panjang gelombang yang akan teramati pada saat tertentu. Beberapa kemungkinan emisi teramati karena sampel mengandung banyak atom hidrogen dengan keadaan energi awal yang berbeda dan mencapai keadaan energi akhir yang berbeda pula. Kombinasi yang berbeda ini menyebabkan emisi simultan pada panjang gelombang yang berbeda.
[[Berkas:Emission_spectrum-Fe.svg|nir|jmpl|757x757px|Spektrum emisi [[besi]]]]
 
Baris 31:
Spektrum emisi dapat digunakan untuk menentukan komposisi material, karena ia berbeda untuk masing-masing [[unsur]] dalam [[tabel periodik]]. Salah satu contohnya adalah [[spektroskopi astronomi]]: mengidentifikasi komposisi [[bintang]] melalui analisis sinar yang diterima. Karakteristik spektrum emisi beberapa unsur terlihat jelas dengan mata telanjang ketika unsur-unsur ini dipanaskan. Misalnya, ketika kawat platina dicelupkan ke dalam larutan [[stronsium]] nitrat dan dikenakan nyala api, atom stronsium akan memancarkan warna merah. Serupa dengan stronsium, ketika [[tembaga]] dikenakan nyala api, nyala api akan berwarna hijau. Karakteristik khas ini memungkinkan unsur-unsur diidentifikasi melalui spektrum emisi atomnya. Tidak semua sinar yang diemisikan dapat diterima mata telanjang, karena spektrum juga mencakup sinar ultraviolet dan inframerah. Suatu emisi terbentuk ketika gas yang tereksitasi dilihat langsung melalui spektroskop.
[[Berkas:AtomicLineSpEm.svg|jmpl|300x300px|Diagram skematik [[Spontaneous emission|emisi spontan]]]]
'''Spektroskopi emisi '''adalah teknik [[spektroskopi]] yang mempelajari panjang gelombang [[foton]] yang dipancarkan oleh atom atau molekul selama transisi dari [[Excited state|keadaan tereksitasi]] ke tingkat energi yang lebih rendah. Setiap unsur memancarkan seperangkat panjang gelombang diskrit yang spesifik sesuai dengan [[struktur elektron]], dan dengan mengamati panjang gelombang ini komposisi unsur dalam sampel dapat ditentukan. Spektroskopi emisi dikembangkan di akhir abad ke-19 dan upaya-upaya dalam penjelasan teoritisteoretis tentang spektrum emisi atom mengarahkan pada [[mekanika kuantum]].
 
Ada banyak cara atom naik ke keadaan tereksitasi. Interaksi dengan radiasi elektromagnetik digunakan dalam [[spektroskopi fluoresensi]], proton atau partikel yang lebih berat lainnya dalam [[emisi sinar X induksi partikel]], dan elektron atau foton sinar X dalam [[spektroskopi sinar X energi terdispersi]] atau [[fluoresensi sinar X]]. Metode paling sederhana adalah memanaskan sampel hingga suhu tinggi, sehingga eksitasi terbentuk melalui tumbukan antar atom sampel. Metode ini digunakan dalam spektroskopi emisi nyala, dan merupakan metode yang digunakan oleh [[Anders Jonas Ångström]] ketika ia menemukan fenomena garis emisi diskrit pada tahun 1850an1850-an.<ref>{{Cite web|url=http://www.synlube.com/Spectroscopy.htm|title=Spectroscopy Oil Analysis|last=Incorporated|first=SynLube|website=www.synlube.com|language=en|access-date=2017-02-24}}</ref>
 
Meskipun garis emisi disebabkan oleh transisi antara keadaan energi terkuantisasi dan dapat sangat tajam pada awalnya, mereka memiliki lebar tertentu, yaitu mereka tersusun atas lebih dari satu panjang gelombang cahaya. [[Garis spektrum|Perluasan garis spektrum]] ini memiliki beragam penyebab.
 
Spektroskopi emisi seringkalisering kali dirujuk sebagai '''spektroskopi emisi optik''' karena sifat cahaya yang dipancarkan.
 
== Sejarah ==
Baris 47:
Larutan yang mengandung zat yang akan dianalisis ditarik ke dalam pembakar dan didispersikan ke dalam api sebagai semprotan butiran halus. Pelarut menguap lebih dulu, meninggalkan halus partikel [[padat]] halus yang bergeser ke wilayah terpanas nyala api di mana dihasilkan [[atom]] dan [[ion]] gas. Di sini, [[elektron]] tereksitasi seperti dijelaskan di atas. Merupakan kelaziman menggunakan [[monokromator]] untuk memudahkan deteksi.
 
Pada tingkat sederhana, spektroskopi emisi nyala dapat diamati menggunakan [[nyala api]] dan sampel garam logam. Metode analisis kualitatif ini disebut [[uji nyala api]]. Misalnya, [[natrium]] garam yang ditaruh dalam nyala api akan menyala kuning yang berasal dari ion natrium, sementara ion [[stronsium]] (yang digunakan pada suar jalan) memberi warna merah. Kawat [[tembaga]] kawat akan membuat nyala api berwarna biru, namun dengan adanya [[klorida]] memberikan warna hijau (kontribusi molekuler oleh CuCl).
 
== Koefisien emisi ==
Baris 55:
Dalam [[hamburan Thomson]] partikel bermuatan memancarkan radiasi di bawah cahaya yang jatuh. Partikel mungkin elektron biasa, sehingga koefisien emisi memiliki aplikasi praktis.
 
Jika '''''X''''' d''V'' dΩ dλ adalah energi yang dihamburkan oleh unsur volume d''V'' ke sudut padatan dΩ antara panjang gelombang λ dan λ+dλ per satuan waktu maka  [[koefisien]]  Emisi adalah '''''X'''''.
 
Nilai  '''''X''''' dalam hamburan Thomson dapat [[Hamburan Thomson|diprediksi]] dari insiden flux, kepadatan partikel bermuatan dan diferensial penampang Thomsonnya (area/sudut padatan).
 
=== Emisi spontan ===
Badan hangat memancarkan [[foton]] yang memiliki koefisien emisi [[Monokrom|monokromatikmonokrom]]atik yang berkaitan dengan suhu dan daya radiasi total. Hal ini kadang-kadang disebut [[koefisien Einstein]] kedua, dan dapat disimpulkan dari [[Mekanika kuantum|teori mekanika kuantum]].
 
== Lihat juga ==
Baris 67:
* [[Persamaan Rydberg|Formula Rydberg]]
* [[Garis-garis Fraunhofer]]
* [[Pergeseran isotop]]<br>
* [[Pergeseran isomer]]<br>
* [[Spektroskopi absorpsi|Penyerapan spektrum]]
* [[Spektroskopi|Spektroskopi elektromagnetik]]
* [[Spektroskopi absorpsi|Spektroskopi penyerapan]]
* Persamaan [[Diode|Dioda]] meliputi koefisien emisi
* Fisika [[Plasma (wujud zat)|plasma]]<br>
* Koefisien emisi koefisien ini juga diberikan untuk [[emisi termionik|emisi]] [[elektron]] balistik sekunder.
* [[Efikasi lumincus|Luminous koefisien]]
Baris 83:
 
== Pranala luar ==
* [http://www.spectralcalc.com/ Emission spectra of atmospheric gases] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130325100504/http://spectralcalc.com/ |date=2013-03-25 }}
* [http://physics.nist.gov/PhysRefData/contents-atomic.html NIST Physical Reference Data—Atomic Spectroscopy Data]
* [http://student.fizika.org/~nnctc/spectra.htm Color Simulation of Element Emission Spectrum Based on NIST data] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20061110112125/http://student.fizika.org/~nnctc/spectra.htm |date=2006-11-10 }}
* [http://www.doctortang.com/AP%20Chemistry/Lab%2004%20Quantitative%20Spectroscopy%20of%20Hydrogen%20Emission%20Spectrum.pdf Hydrogen emission spectrum] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081120193438/http://www.doctortang.com/AP%20Chemistry/Lab%2004%20Quantitative%20Spectroscopy%20of%20Hydrogen%20Emission%20Spectrum.pdf |date=2008-11-20 }}
* [http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html Emissions Spectrum Java Applet] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150215024309/http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html |date=2015-02-15 }}
* [http://background.uchicago.edu/~whu/Courses/Ast305/ast305_01.pdf Astrophysics lecture slides on the emission coefficient] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100401005608/http://background.uchicago.edu/~whu/Courses/Ast305/ast305_01.pdf |date=2010-04-01 }} from [[Universitas Chicago|University of Chicago]].
 
[[Kategori:Kimia analitik]]
[[Kategori:Fisika atom]]
[[Kategori:Konsep fisikadalam dasarfisika]]
[[Kategori:Radiasi elektromagnetik]]
[[Kategori:Spektroskopi emisi]]