Langsung ke konten utama

Bilangan Kuantum Spin



Bilangan kuantum spin mula-mula dikemukakan oleh Wolfgang Pauli  setelah mengamati  tentang spektrum atom hidrogen dengan menggunakan spektroskopis yang mempunyai daya pisah (ketelitian) yang tinggi. Hasilnya diperoleh bahwa setiap spektrum garis yang diamati selalu terdiri atas sepasang garis yang saling berdekatan. Menurut Pauli garis ini pastilah berasal dari transisi dari 2 tingkat energi yang sangat berdekatan. Pauli menduga bahwa kedua tingkat energi ini berhubungan dengan momentum sudut instrinsik elektron yang berbeda dengan momentum sudut orbital. Momentum sudut instrinsik yaitu momentum sudut yang ada dalam elektron itu sendiri. Selain bergerak mengelilingi inti atom, elektron pun juga bergerak pada porosnya (sumbunya).
Gerakan elektron pada sumbunya ini menghasilkan momentum sudut spin yang berkaitan dengan momentum sudut instrinsik elektron yang dinyatakan sebagai bilangan kuantumspin yang diberi simbol ms. Ada dua bilangan kuantum spin, yaitu ms  = +½  dan ms = -½. Harga positif menyatakan arah spin ke atas berotasi berlawanan arah gerak jarum jam, sedangkan harga negatif menyatakan spin ke bawah berotasi searah gerak jarum jam.
Pendapat yang dikemukakan oleh Pauli ini didukung oleh Goudsmit dan Uhlenbeck yang menjelaskan bahwa besarnya momentum sudut intrinsik atau spin dinyatakan dalam persamaan :
S2 = ħ2 ms(ms + 1)

dimana :  S = momentum sudut spin
 ms= bilangan kuantum spin
Besarnya komponen momentum sudut spin elektron sepanjang arah medan magnetik ke arah sumbu Z dinyatakan:
Sz = ms ħ = ± ½


Kesimpulan keempat bilangan kuantum
Nama
Notasi
Nilai yang diperkenankan
Bilangan kuantum utama
n
1,2,3,...
Bilangan kuantum orbital
l
0,1,2,... (n-1)
Bilangan kuantum magnetik
ml
-l, ...., 0, ..., +l
Bilangan kuantum spin
ms
- ½  ; + ½


Contoh Soal
1. Ada berapa kemungkinan bilangan kuantum magnetik pada bilangan kuantum utama n = 3?
Penyelesaian:
Banyaknya kemungkinan bilangan kuantum magnetik dinyatakan :
ml = 2l + 1 di mana  l = (n – 1)
untuk n = 3 maka nilai
l = (3 – 1) = 2, maka jumlah bilangan kuantum
magnetik sebanyak :
ml = 2.2 + 1 = 4 + 1 = 5  yakni 2, 1, 0, –1 dan –2.
2. Tentukan besarnya momentum sudut yang mungkin pada tingkatan n = 3 jika dinyatakan dalam  !
Penyelesaian :
Besarnya momentum sudut elektron yang mengelilingi inti atom dinyatakan :
L2 = l (l+1 ) ħ
Untuk n= 3 terdapat lima bilangan kuantum magnetik, maka terdapat 5 nilai momentum sudut yaitu :


Soal Latihan :

  1. Tentukan berapa banyaknya bilangan kuantum orbital untuk bilangan kuantum utama = 4!
  2. Berapa banyak bilangan kuantum magnetik untuk bilangan kuantum utama = 5?
  3. Hitunglah besarnya momentum sudut yang kemungkinan dimiliki elektron yang menempati bilangan kuantum utama = 5!






LINK FISIKA
| HOME | TEORI ATOM DALTON |PERCOBAAN THOMSON | TEORI ATOM THOMSON | PERCOBAAN RUTHERFORD | TEORI ATOM RUTHERFORD | SPEKTRUM ATOM HIDROGEN | TEORI ATOM BOHR | TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM | BIL. KUANTUM UTAMA | BIL. KUANTUM ORBITAL | BIL. KUANTUM MAGNETIK | BIL. KUANTUM SPIN | EFEK ZEMAN |KONFIGURASI ELEKTRON|
Label:

Postingan populer dari blog ini

Transformasi Lorentz (relativitas Kecepatan)

Pada transformasi Galileo telah dikemukakan bahwa selang waktu pengamatan terhadap suatu peristiwa yang diamati oleh pengamat yang diam dengan pengamat yang relatif bergerak terhadap peristiwa adalah sama ( t = t’ ) . Hal inilah yang menurut Einstein tidak benar, selang waktu pengamatan antara pengamat yang diam dan pengamat yang bergerak relatif adalah tidak sama ( t ≠ t’ ) . Transformasi Lorentz pertama kali dikemukaan oleh Hendrik A. Lorentz, seorang fisikawan dari Belanda   pada tahun 1895. Karena waktu pengamatan oleh pengamat yang diam pada kerangka acuan S dan pengamat yang bergerak pada kerangka acuan S’ hubungan transformasi pada Galileo haruslah mengandung suatu tetapan pengali   yang disebut tetapan transformasi.   Sehingga persamaan yang menyatakan hubungan antara koordinat pada kerangka acuan S dan S’ dituliskan sebagai berikut : Transformasi Lorentz          x’ =   ϒ (x – v.t), y’ = y, z’ = z    dan    t’ ≠ t                   .... (9.6) Kebali
Baca selengkapnya

Gaya Pemulih pada Pegas

1.   Gaya Pemulih   Gaya pemulih dimiliki oleh setiap benda elastis yang terkena gaya sehingga benda elastis tersebut berubah bentuk. Gaya yang timbul pada benda elastis untuk menarik kembali benda yang melekat padanya disebut gaya pemulih. Akibat gaya pemulih tersebut, benda akan melakukan gerak harmonik sederhana. Dengan demikian, pada benda yang melakukan gerak harmonik sederhana bekerja gaya pemulih yang selalu mengarah pada titik kesetimbangan benda. a. Gaya Pemulih pada Pegas Pegas adalah salah satu contoh benda elastis. Oleh karena sifat elastisnya ini, suatu pegas yang diberi gaya tekan atau gaya regang akan kembali ke keadaan setimbangnya mula-mula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Perhatikan gambar, anggap mula-mula benda berada pada posisi y = 0 sehingga pegas tidak tertekan atau teregang. Posisi seperti ini dinamakan posisi keseimbangan. Ketika benda ditekan ke bawah (y = –) pegas akan menarik benda ke atas, menuju posisi keseimbangan. Sebaliknya jik
Baca selengkapnya

Teori Kuantum Planck

Perkembangan teori tentang radiasi mengalami perubahan besar  pada saat Planck menyampaikan teorinya tentang radiasi benda hitam. Planck mulai bekerja pada tahun 1900. Planck mulai  mempelajari sifat dasar dari getaran molekul-molekul pada dinding rongga benda hitam. Dari hasil pengamatannya Planck membuat simpulan sebagai berikut. Setiap benda yang mengalami radiasi akan memancarkan energinya secara diskontinu (diskrit) berupa paket-paket energi. Paket-paket energi ini dinamakan kuanta (sekarang dikenal sebagai foton) . Energi setiap foton sebanding dengan frekuensi gelombang radiasi dan dapat dituliskan : E = h f                     dengan  :  E  =  energi foton (joule)                   f   =  frekuensi foton (Hz)                   h  =  tetapan Planck (h = 6,6.10 -34 Js) Jika suatu gelombang elektromegnetik seperti cahaya memiliki banyak foton maka energinya memenuhi hubungan berikut.         E = nhf Persamaan yang sangat berkaitan dengan hubungan di atas adal
Baca selengkapnya