Model Bohr: Perbedaan antara revisi

[[ImageBerkas:BohratommodelBohr atom model English.pngsvg|300px|thumbjmpl|rightka|'''Model Bohr''' dari [[atom hidrogen]] menggambarkan [[elektron]]-elektron bermuatan negatif mengorbit pada [[kulit atom]] dalam lintasan tertentu mengelilingi [[inti atom]] yang bermuatan positif. Ketika elektron meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya selalu disertai dengan pemancaran atau penyerapan sejumlah [[energi elektromagnetik]] ''hf''.]]

Di dalam [[fisika atom]], '''model Bohr''' adalah [[model atom]] yang diperkenalkan oleh [[Niels Bohr]] pada [[1913]]. Model ini menggambarkan [[atom]] sebagai sebuah [[inti]] kecil bermuatan positif yang dikelilingi oleh [[elektron]] yang bergerak dalam orbit sirkularsirkuler mengelilingi inti &mdash;— mirip sistem [[tata surya]], tetapi peran gaya [[gravitasi]] digantikan oleh [[gaya elektrostatik]]. Model ini adalah pengembangan dari [[model puding prem]] (1904), [[model Saturnian]]<!-- Nagaoka Hantaro --> (1904), dan [[model Rutherford]] (1911). Karena model Bohr adalah pengembangan dari model Rutherford, banyak sumber mengkombinasikan kedua nama dalam penyebutannya menjadi model Rutherford-Bohr. Seperti sudah diketahui sebelumnya, Rutherford mengemukakan teori atom Rutherford berdasarkan percobaan hamburan sinar alfa oleh partikel emas yang dilakukannya.

Kunci sukses model ini adalah dalam menjelaskan [[formula Rydberg]] mengenai garis-[[garis emisi]] spektral atom [[hidrogen]]; walaupun formula Rydberg sudah dikenal secara eksperimental, tetapi tidak pernah mendapatkan landasan teoretis sebelum model Bohr diperkenalkan. Tidak hanya karena model Bohr menjelaskan alasan untuk struktur formula Rydberg, ia juga memberikan justifikasi hasil empirisnya dalam hal suku-suku [[konstanta fisika]] fundamental.

Model Bohr adalah sebuah model primitif mengenai atom hidrogen. Sebagai sebuah teori, model Bohr dapat dianggap sebagai sebuah pendekatan orde pertama dari atom hidrogen menggunakan [[mekanika kuantum]] yang lebih umum dan akurat, dan dengan demikian dapat dianggap sebagai model yang telah usang. Namun demikian, karena kesederhanaannya, dan hasil yang tepat untuk sebuah sistem tertentu, model Bohr tetap diajarkan sebagai pengenalan pada mekanika kuantum.

== Sejarah ==

Di awal [[abad 20]], percobaan oleh [[Ernest Rutherford]] telah dapat menunjukkan bahwa [[atom]] terdiri dari sebentuk awan difus [[elektron]] bermuatan negatif mengelilingi inti yang kecil, padat, dan bermuatan positif. Berdasarkan data percobaan ini, sangat wajar jika fisikawan kemudian membayangkan sebuah model sistem keplanetan yang diterapkan pada atom, [[model Rutherford]] tahun 1911, dengan elektron-elektron mengorbit inti seperti layaknya planet mengorbit matahari. Namun demikian, model sistem keplanetan untuk atom menemui beberapa kesulitan. Sebagai contoh, hukum [[mekanika klasik]] (Newtonian) memprediksi bahwa elektron akan melepas [[radiasi elektromagnetik]] ketika sedang mengorbit inti. Karena dalam pelepasan tersebut elektron kehilangan energi, maka lama-kelamaan akan jatuh secara spiral menuju ke inti. Ketika ini terjadi, frekuensi radiasi elektromagnetik yang dipancarkan akan berubah. Namun percobaan pada akhir [[abad 19]] menunjukkan bahwa loncatan bunga api listrik yang dilalukan dalam suatu [[gas]] bertekanan rendah di dalam sebuah tabung hampa akan membuat atom-atom gas memancarkan cahaya (yang berarti radiasi elektromagnetik) dalam frekuensi-frekuensi tetap yang diskret.

# Elektron-elektron bergerak di dalam orbit-orbit dan memiliki momenta yang terkuantisasi, dan dengan demikian energi yang terkuantisasi. Ini berarti tidak setiap orbit, melainkan hanya beberapa orbit spesifik yang dimungkinkan ada yang berada pada jarak yang spesifik dari inti.

Arti penting model ini terletak pada pernyataan bahwa ''hukum mekanika klasik tidak berlaku pada gerak elektron di sekitar inti''. Bohr mengusulkan bahwa satu bentuk mekanika baru, atau [[mekanika kuantum]], menggambarkan gerak elektron di sekitar inti. Namun demikian, model elektron yang bergerak dalam orbit yang terkuantisasi mengelilingi inti ini kemudian digantikan oleh model gerak elektron yang lebih akurat sekitar sepuluh tahun kemudian oleh fisikawan Austria [[Erwin Schrödinger]] dan fisikawan Jerman [[Werner Heisenberg]].

# Orbit-orbit yang diperkenankan bergantung pada harga-harga terkuantisasi (diskret) dari [[momentum sudut]] orbital, ''L'' menurut persamaan<{{br>}}<math> \mathbf{L} = n \cdot \hbar = n \cdot {h \over 2\pi} </math><{{br>}}dimana ''n'' = 1,2,3,&hellip;… dan disebut sebagai [[bilangan kuantum utama]], dan ''h'' adalah [[konstanta Planck]].

Point (2) menyatakan bahwa harga terendah dari ''n'' adalah 1. Ini berhubungan dengan radius terkecil yang mungkin yaitu 0.0529 &nbsp;nm. Radius ini dikenal sebagai [[radius Bohr]]. Sekali elektron berada pada orbit ini, dia tidak akan mungkin bertambah lebih dekat lagi ke proton.

::dengan ''n'' = 1,2,3,&hellip;… dan disebut [[bilangan kuantum utama]], ''h'' adalah [[konstanta Planck]], dan <math>\hbar=h/(2\pi)</math>.

:3) Elektron berada dalam orbit diatur oleh [[hukum Coulomb|gaya coulomb]]. Ini berarti gaya coulomb sama dengan [[gaya sentripetal]]:

Suku di sisi kiri menyatakan [[energi potensial]], sehingga persamaan untuk energi menjadi:

::<math>r = \frac{n^2 \hbar^2}{m_e v^2}. \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad (6) \,</math>

Dengan demikian, tingkat energi terendah untuk atom hidrogen (''n'' = 1) adalah -13.6 [[elektronvolt|eV]]. Tingkat energi berikutnya (''n'' = 2) adalah -3.4 eV. Tingkat energi ketiga (''n'' = 3) adalah -1.51 eV, dan seterusnya. Harga-harga energi ini adalah negatif, yang menyatakan bahwa elektron berada dalam keadaan terikat dengan proton. Harga energi yang positif berhubungan dengan atom yang berada dalam keadaan ter[[ionisasi]] yaitu ketika elektron tidak lagi terikat, tetapi dalam keadaan tersebar.