KOMPETENSI PEDAGOGIK GURU

Aspek dan Indikator Kompetensi Pedagogik Guru

Kompetensi Pedagogik merupakan salah satu jenis kompetensi yang mutlak perlu dikuasai guru.  Kompetensi Pedagogik pada dasarnya adalah kemampuan guru dalam mengelola pembelajaran peserta didik. Kompetensi Pedagogik merupakan kompetensi khas, yang akan membedakan guru dengan profesi lainnya dan akan menentukan tingkat keberhasilan proses dan hasil pembelajaran peserta didiknya.

Kompetensi ini tidak diperoleh secara tiba-tiba tetapi melalui upaya belajar secara terus menerus dan sistematis, baik pada masa pra jabatan (pendidikan calon guru) maupun selama dalam jabatan, yang didukung oleh bakat, minat dan potensi keguruan lainnya dari masing-masing individu yang bersangkutan.

Berkaitan dengan kegiatan Penilaian Kinerja Guru terdapat 7 (tujuh) aspek dan 45 (empat puluh lima) indikator yang berkenaan penguasaan  kompetensi pedagogik. Berikut ini disajikan ketujuh aspek kompetensi pedagogik beserta indikatornya:

A. Menguasai karakteristik peserta didik. 

Guru mampu mencatat dan menggunakan informasi tentang karakteristik peserta didik untuk membantu proses pembelajaran. Karakteristik ini terkait dengan aspek fisik, intelektual, sosial, emosional, moral, dan latar belakang sosial budaya:

1.   Guru dapat mengidentifikasi karakteristik belajar setiap peserta didik di kelasnya,

2.  Guru memastikan bahwa semua peserta didik mendapatkan kesempatan yang sama untuk berpartisipasi aktif dalam kegiatan pembelajaran,

3. Guru dapat mengatur kelas untuk memberikan kesempatan belajar yang sama pada semua peserta didik dengan kelainan fisik dan kemampuan belajar yang berbeda,

4. Guru mencoba mengetahui penyebab penyimpangan perilaku peserta didik untuk mencegah agar perilaku tersebut tidak merugikan peserta didik lainnya,

5.   Guru membantu mengembangkan potensi dan mengatasi kekurangan peserta didik,

6.   Guru memperhatikan peserta didik dengan kelemahan fisik tertentu agar dapat mengikuti aktivitas pembelajaran, sehingga peserta didik tersebut tidak termarjinalkan (tersisihkan, diolok‐olok, minder, dsb).

B. Menguasasi teori belajar dan prinsip‐prinsip pembelajaran yang mendidik. 

Guru mampu menetapkan berbagai pendekatan, strategi, metode, dan teknik pembelajaran yang mendidik secara kreatif sesuai dengan standar kompetensi guru. Guru mampu menyesuaikan metode pembelajaran yang sesuai dengan karakteristik peserta didik dan memotivasi mereka untuk belajar:

1.   Guru memberi kesempatan kepada peserta didik untuk menguasai materi pembelajaran sesuai usia dan kemampuan belajarnya melalui pengaturan proses pembelajaran dan aktivitas yang bervariasi,

2.    Guru selalu memastikan tingkat pemahaman peserta didik terhadap materi pembelajaran tertentu dan menyesuaikan aktivitas pembelajaran berikutnya berdasarkan tingkat pemahaman tersebut,

3.    Guru dapat menjelaskan alasan pelaksanaan kegiatan/aktivitas yang dilakukannya, baik yang sesuai maupun yang berbeda dengan rencana, terkait keberhasilan pembelajaran,

4.      Guru menggunakan berbagai teknik untuk memotiviasi kemauan belajar peserta didik,

5.    Guru merencanakan kegiatan pembelajaran yang saling terkait satu sama lain, dengan memperhatikan tujuan pembelajaran maupun proses belajar peserta didik,

6. Guru memperhatikan respon peserta didik yang belum/kurang memahami materi pembelajaran yang diajarkan dan menggunakannya untuk memperbaiki rancangan pembelajaran berikutnya.

C. Pengembangan kurikulum. 

Guru mampu  menyusun silabus sesuai dengan tujuan terpenting kurikulum dan menggunakan RPP sesuai dengan tujuan dan lingkungan pembelajaran. Guru  mampu memilih, menyusun, dan menata materi pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan peserta didik:

1.      Guru dapat menyusun silabus yang sesuai dengan kurikulum,

2.  Guru merancang rencana pembelajaran yang sesuai dengan silabus untuk membahas materi ajar tertentu agar peserta didik dapat mencapai kompetensi dasar yang ditetapkan,

3.    Guru mengikuti urutan materi pembelajaran dengan memperhatikan tujuan pembelajaran,

4.     Guru memilih materi pembelajaran yang: (1) sesuai dengan tujuan pembelajaran, (2) tepat dan mutakhir, (3) sesuai dengan usia dan tingkat kemampuan belajar peserta didik, (4) dapat dilaksanakan di kelas dan (5) sesuai dengan konteks kehidupan sehari‐hari peserta didik.

D. Kegiatan pembelajaran yang mendidik.

Guru mampu menyusun dan melaksanakan rancangan pembelajaran yang mendidik secara lengkap. Guru mampu melaksanakan kegiatan pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan peserta didik. Guru mampu menyusun dan  menggunakan berbagai materi pembelajaran dan sumber belajar sesuai dengan karakteristik peserta didik. Jika relevan, guru memanfaatkan teknologi informasi komunikasi (TIK) untuk kepentingan pembelajaran:

1.     Guru melaksanakan aktivitas pembelajaran sesuai dengan rancangan yang telah disusun secara lengkap dan pelaksanaan aktivitas tersebut mengindikasikan bahwa guru mengerti tentang tujuannya,

2. Guru melaksanakan aktivitas pembelajaran yang bertujuan untuk membantu proses belajar peserta didik, bukan untuk menguji sehingga membuat peserta didik merasa tertekan,

3.   Guru mengkomunikasikan informasi baru (misalnya materi tambahan) sesuai dengan usia dan tingkat kemampuan belajar peserta didik,

4. Guru menyikapi kesalahan yang dilakukan peserta didik sebagai tahapan proses pembelajaran, bukan semata‐mata kesalahan yang harus dikoreksi. Misalnya: dengan mengetahui terlebih dahulu peserta didik lain yang setuju/tidak setuju dengan jawaban tersebut, sebelum memberikan penjelasan tentang jawaban yamg benar,

5. Guru melaksanakan kegiatan pembelajaran sesuai isi kurikulum dan mengkaitkannya dengan konteks kehidupan sehari‐hari peserta didik,

6. Guru melakukan aktivitas pembelajaran secara bervariasi dengan waktu yang cukup untuk kegiatan pembelajaran yang sesuai dengan usia dan tingkat kemampuan belajar dan mempertahankan perhatian peserta didik,

7.     Guru mengelola kelas dengan efektif tanpa mendominasi atau sibuk dengan kegiatannya sendiri agar semua waktu peserta dapat termanfaatkan secara produktif,

8.  Guru mampu audio‐visual (termasuk tik) untuk meningkatkan motivasi belajar peserta didik dalam mencapai tujuan pembelajaran. Menyesuaikan aktivitas pembelajaran yang dirancang dengan kondisi kelas,

9. Guru memberikan banyak kesempatan kepada peserta didik untuk bertanya, mempraktekkan dan berinteraksi dengan peserta didik lain,

10. Guru mengatur pelaksanaan aktivitas pembelajaran secara sistematis untuk membantu proses belajar peserta didik. Sebagaicontoh: guru menambah informasi baru setelah mengevaluasi pemahaman peserta didik terhadap materi sebelumnya, dan

11. Guru menggunakan alat bantu mengajar, dan/atau audio‐visual (termasuk tik) untuk meningkatkan motivasi belajar pesertadidik dalam mencapai tujuan pembelajaran.

E. Pengembangan potensi peserta didik.

Guru mampu  menganalisis potensi pembelajaran setiap peserta didik dan mengidentifikasi pengembangan potensi peserta didik melalui program  embelajaran yang mendukung siswa mengaktualisasikan potensi akademik, kepribadian, dan kreativitasnya sampai ada bukti jelas bahwa peserta didik mengaktualisasikan potensi mereka:

1.  Guru menganalisis hasil belajar berdasarkan segala bentuk penilaian terhadap setiap peserta didik untuk mengetahui tingkat kemajuan masing‐masing.

2.  Guru merancang dan melaksanakan aktivitas pembelajaran yang mendorong peserta didik untuk belajar sesuai dengan kecakapan dan pola belajar masing‐masing.

3. Guru merancang dan melaksanakan aktivitas pembelajaran untuk memunculkan daya kreativitas dan kemampuan berfikir kritis peserta didik.

4. Guru secara aktif membantu peserta didik dalam proses pembelajaran dengan memberikan perhatian kepada setiap individu.

5.  Guru dapat mengidentifikasi dengan benar tentang bakat, minat, potensi, dan kesulitan belajar masing-masing peserta didik.

6. Guru memberikan kesempatan belajar kepada peserta didik sesuai dengan cara belajarnya masing-masing.

7.  Guru memusatkan perhatian pada interaksi dengan peserta didik dan mendorongnya untuk memahami dan menggunakan informasi yang disampaikan.

F. Komunikasi dengan peserta didik. 

Guru mampu berkomunikasi secara efektif, empatik dan santun dengan peserta didik dan bersikap antusias dan positif. Guru mampu  memberikan respon yang lengkap dan relevan kepada komentar atau pertanyaan peserta didik:

1.    Guru menggunakan pertanyaan untuk mengetahui pemahaman dan menjaga partisipasi peserta didik, termasuk memberikan pertanyaan terbuka yang menuntut peserta didik untuk menjawab dengan ide dan pengetahuan mereka.

2.  Guru memberikan perhatian dan mendengarkan semua pertanyaan dan tanggapan peserta didik, tanpamenginterupsi, kecuali jika diperlukan untuk membantu atau mengklarifikasi pertanyaan/tanggapan tersebut.

3.  Guru menanggapi pertanyaan peserta didik secara tepat, benar, dan mutakhir, sesuai tujuan pembelajaran dan isi kurikulum, tanpa mempermalukannya.

4.    Guru menyajikan kegiatan pembelajaran yang dapat menumbuhkan kerja sama yang baik antarpeserta didik.

5.   Guru mendengarkan dan memberikan perhatian terhadap semua jawaban peserta didik baik yang benar maupun yang dianggap salah untuk mengukur tingkat pemahaman peserta didik.

6.    Guru memberikan perhatian terhadap pertanyaan peserta didik dan meresponnya secara lengkap danrelevan untuk menghilangkan kebingungan pada peserta didik.

G. Penilaian dan Evaluasi. 

Guru mampu menyelenggarakan penilaian proses dan hasil belajar secara berkesinambungan. Guru melakukan evaluasi atas efektivitas proses dan hasil belajar dan menggunakan informasi hasil penilaian dan evaluasi untuk merancang program remedial dan pengayaan. Guru mampu menggunakan hasil analisis penilaian dalam proses pembelajarannya:

1.      Guru menyusun alat penilaian yang sesuai dengan tujuan pembelajaran untuk mencapai kompetensi tertentu seperti yang tertulis dalam RPP.

2. Guru melaksanakan penilaian dengan berbagai teknik dan jenis penilaian, selain penilaian formal yang dilaksanakan sekolah, dan mengumumkan hasil serta implikasinya kepada peserta didik, tentang tingkat pemahaman terhadap materi pembelajaran yang telah dan akan dipelajari.

3.   Guru menganalisis hasil penilaian untuk mengidentifikasi topik/kompetensi dasar yang sulit sehingga diketahui kekuatan dan kelemahan masing‐masing peserta didik untuk keperluan remedial dan pengayaan.

4. Guru memanfaatkan masukan dari peserta didik dan merefleksikannya untuk meningkatkan pembelajaran selanjutnya, dan dapat membuktikannya melalui catatan, jurnal pembelajaran, rancangan pembelajaran, materi tambahan, dan sebagainya.

5.    Guru memanfatkan hasil penilaian sebagai bahan penyusunan rancangan pembelajaran yang akan dilakukan selanjutnya.

Sumber:

•  Kementerian Pendidikan Nasional. Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan. 2010. Pedoman Pelaksanaan Penilaian Kinerja Guru  (PK Guru). Jakarta.
• Anwar, Qomari. 2002. Reorientasi Pendidikan Dan Profesi Keguruan, Jakarta : Uhamka Press.

MAKALAH FISIKA KUANTUM

TUGAS MAKALAH FISIKA KUANTUM

” SPEKTROSKOPI ”

OLEH :

VIKTOR SELKIOMA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS NUSA CENDANA

KUPANG

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat limpahan rahmat-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan makalah ini yang berjudul “SPEKTROSKOPI”. Di dalam makalah ini dibahas seluk beluk yang menyangkut dengan Spektroskopi dan jenis - jenisnya. Makalah ini dibuat sebagai bahan pembelajaran sangat penting untuk dipelajari dalam ilmu fisika.

Penulis juga mengucapkan terima kasih seluruh pihak yang turut membantu penulis dalam menyelesaikan makalah ini. Namun penulis juga menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritikan yang sifatnya membangun dari berbagai pihak khususnya kepada dosen yang bersangkutan demi penyempurnaan dan perbaikan makalah ini.
                                                                                               Kupang, 16 Mei 2012

                                                                                                          Penulis

DAFTAR ISI

Judul                                                               …………………………………    i

Kata Pengantar                                               …………………………………    ii

Daftar Isi                                                         …………………………………    iii

BAB I PENDAHULUAN

1. Latar Belakang                                            …………………………………     1

2. Tujuan                                                         …………………………………     1

BAB II PEMBAHASAN

1. Spektrum                                                     ………………………………...     2

2. Spektrum Atom dan Tingkat - Tingkat Energi ………………………………..     3

3. Spektroskopi                                               …………………………………     8

4. Jenis – jenis Spektroskopi                            …………………………………     9

BAB III PENUTUP

1. Kesimpulan                                                  …………………………………     13

DAFTAR PUSTAKA                                       ………………………………...     14

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang.

Spektrum adalah sebuah keadaan atau harga yang tidak terbatas hanya pada suatu set harga saja tetapi dapat berubah secara tak terbatas di dalam sebuah kontinum. Kata ini ber-evolusi dari bahasa Inggris kuno spectre yang berarti hantu, tetapi arti modern sekarang berasal dari penggunaannya dalam ilmu alam.

Cahaya merupakan suatu bagian yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan manusia. Kecerahan merupakan salah satu parameter yang biasa diukur dalam berbagai kegiatan pengamatan atau penelitian, salah satunya dalam penginderaan jauh kelautan. Nilai kecerahan menunjukkan kemampuan cahaya matahari masuk dan terdeteksi pada suatu alat pengukur intensitas cahaya, atau berkaitan dengan intensitas cahaya matahari yang masuk ke dalam suatu tempat atau ruang. Diberbagai penelitian yang terkait dengan cahaya atau kecerahan, perlu diketahui seberapa besar intensitas cahaya tersebut berada di suatu tempat. Untuk mengetahui besar intensitas cahaya, dibutuhkan alat ukur cahaya. Beberapa alat yang kini digunakan dalam mengukur intensitas cahaya adalah luxmeter, dan spektrometer. Luxmeter digunakan untuk mengukur intensitas cahaya dalam satuan lux, sedangkan spektrometer digunakan untuk mengukur cahaya secara spesifik pada spectrum elektromagnetik. Dibandingkan dengan luxmeter, spektrometer memiliki beberapa keunggulan, yaitu mampu mengukur nilai absorbansi, transmisi, reflektansi, dan irradiansi dari suatu obyek yang diamati. Namun, sejauh ini penggunaan spektrometer masih terbatas digunakan oleh beberapa kalangan saja, karena harganya yang relatif mahal dan belum terlalu banyak diproduksikan.

2. Tujuan.

Tujuan dari penulis membuat makalah ini adalah yang dapat membantu berjalannya proses kuliah Fisika Kuantum dan juga dapat membantu pembaca dalam memahami apa itu Spektroskopi.

BAB II

PEMBAHASAN

1. Spektrum.

Spektrum adalah sebuah keadaan atau harga yang tidak terbatas hanya pada suatu set harga saja tetapi dapat berubah secara tak terbatas di dalam sebuah kontinum. Kata ini ber-evolusi dari bahasa Inggris kuno spectre yang berarti hantu, tetapi arti modern sekarang berasal dari penggunaannya dalam ilmu alam.

Penggunaan pertama kata spektrum dalam ilmu alam adalah di bidang optik untuk menggambarkan pelangi warna dalam cahaya tampak ketika cahaya tersebut terdispersi oleh sebuah prisma, dan sejak itu diterapkan sebagai analogi di berbagai bidang lain. Kini istilah itu dipakai juga untuk menggambarkan rentang keadaan atau kelakuan yang luas yang dikelompokkan bersama dan dipelajari di bawah sebuah topik untuk kemudahan diskusi, misalnya 'spektrum opini politik', atau 'spektrum kerja dari sebuah obat', dan lain sebagainya. Pada penggunaan ini, harga-harga di dalam sebuah spektrum tidak perlu digambarkan secara tepat sebagai sebuah bilangan sebagaimana dalam bidang optik. Dalam penggunaan spektrum yang paling modern, terdapat 'tema pemersatu' di antara ekstrem-ekstrem di kedua ujung.

Arti Modern dalam Ilmu Fisika

Pada abad 17 kata spektrum diperkenalkan ke dalam bidang optika, untuk merujuk pada rentang warna yang teramati ketika cahaya putih terdispersi oleh sebuah prisma. Segera istilah tersebut merujuk pada plot intensitas cahaya sebagai fungsi dari frekuensi atau panjang gelombang.

Istilah spektrum kemudian segera diterapkan untuk gelombang-gelombang lain, seperti gelombang suara, dan sekarang diterapkan untuk semua sinyal yang dapat diuraikan ke dalam komponen-komponen frekuensi. Sebuah spektrum biasanya adalah plot 2 dimensi dari sekumpulan sinyal, menggambarkan komponen-komponennya dengan ukuran lain. Kadang-kadang, kata spektrum merujuk pada kumpulan sinyal itu sendiri, seperti pada "spektrum cahaya tampak", yang merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat dikesani oleh mata manusia. Cahaya yang dilewatkan pada sebuah prisma terpisahkan ke dalam warna-warna berdasarkan panjang gelombang. Warna ungu di salah satu ujung memiliki panjang gelombang terpendek dan merah di ujung lainnya memiliki panjang gelombang terpanjang. Urutan warna dari panjang gelombang panjang ke pendek adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, ungu. Ketika panjang gelombang diperpanjang melewati cahaya merah, akan didapati inframerah, gelombang mikro dan radio. Ketika panjang gelombang diperpendek melewati cahaya ungu, didapati ultraungu, sinar-x, dan sinar gamma.

2. Spektrum Atom dan Tingkat - Tingkat Energi.

Pada pertengahan abad ke-19, studi tentang spektra cahaya yang dipancarkan dari pembakaran dan lecutan listrik pada gas telah menunjukkan karakteristik spektra atom dari unsur kimia. Pada masa awal abad ke-20, studi terhadap struktur dalam suatu atom telah berk embang dan menjelaskan mekanisme dari karakteristik spektra atom.

Lecutan listrik pada gas hidrogen memberikan spektrum atom hidrogen yang berupa garis-garis yang terang yang membentuk sebuah deret yang terdiri dari 4 panjang gelombang pada daerah cahaya tampak (400 ~ 800 nm); nilai panjang gelombang yang dikoreksi terhadap vakum adalah λ₁ = 656,47 nm, λ₂ = 486,28 nm, λ₃ = 434,17 nm, λ₄ = 410,29 nm. Pada tahun 1885, Balmer menemukan rumus berikut (Rumus Balmer), yang memenuhi panjang gelombang garis cahaya terang dari spektra.

                       (1.13)

Dengan λ_k adalah panjang gelombang dari garis ke-k untuk k = 1 ~ 4 dalam spktrum cahaya tampak dan garis-garis untuk k = 5 juga dapat diamati pada daerah ultraviolet. Sebuah deret garis spektral yang berhubungan dengan persamaan (1.13) disebut sebagai deret Balmer yang akan berkovergensi pada a = 3647 nm ketika k → ∞. Beberapa deret yang lain (Tabel 1.2) juga diamati pada daerah infra merah dan ultra violet. Deret-deret ini diketahui secara bersama-sama akan memenuhi rumus berikut (Rumus Rydberg).

                                                                      (1.14)

Di sini m dan n adalah bilangan bulat positif, yang berkaitan dengan suatu garis spektral tertentu dan R adalah konstanta Rydberg. Rumus Rydberg ini dapat diaplikasikan tidak hanya pada garis spektra emisi akan tetapi juga pada spektra serapan (absorpsi), yang diamati sebagai hilangnya intensitas cahaya setelah melalui sampel.

Tabel 1.1 Fungsi kerja W untuk berbagai logam

Tabel 1.2 Deret garis spektral dari atom hidrogen

Marilah kita meninjau pentingnya rumus Rydberg berdasarkan teori kuantum yang diperkenalkan oleh Planck dan Einstein. Hakekat dari proses absorpsi atau emisi cahaya (gelombang elektromagnetik) adalah sebuah proses yang memberikan atau menerima foton hv, di mana hukum kekekalan energi selalu harus dipenuhi. Dengan mengalikan pada kedua sisi di persamaan (1.14) dengan hc dan dengan menggunakan hubungan c = vλ, energi foton hv yang terlibat pada saat penyerapan dan pemancaran cahaya dapat dinyatakan sebagai perbedaan antara dua suku berikut :

                                                                  (1.15)

Dalam hubungannya dengan interpretasi efek fotolistrik yaitu bahwa keseimbangan e nergi dari sebuah elektron adalah sama dengan hv, setiap suku baik dikiri maupun dikanan pada persamaan (1.15) berkaitan dengan energi dari keadaan elektron sebelum atau sesudah proses penyerapan atau pemancaran cahaya. Dikarenakan energi sebuah elektron yang ditangkap dalam material adalah negatif sebagaimana dalam kasus pada persamaan (1.10), sebuah rumus untuk tingkat energi dari sebuah elektron dalam atom hidrogen dapat diperoleh sebagai berikut,

                                                                          (1.16)

Di mana n adalah bilangan bulat positif 1, 2, 3,…. Dengan menggunakan persamaan ini untuk tingkat-tingkat energi, persamaan (1.15) dapat diperluas dalam bentuk sebagai berikut dengan asumsi bahwa E_n > E_m.

                                         (1.17)

Gambar 1.7 Penyerapan dan pemancaran cahaya dan kondisi dari frekuensi Bohr.

Sebagaimana ditunjukkan oleh anak panah pada Gambar 1.7, pada saat penyerapan cahaya sebuah elektron akan terangkat dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi dan pada saat pelepasan cahaya sebuah elektron akan turun dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat yang lebih rendah. Persamaan (1.17) akan menjadi persamaan berikut untuk frekuensi v.

                                                             (1.18)

Persamaan ini pertama kali diusulkan oleh N.H.D. Bohr pada tahun 1913 dan disebut sebagai kondisi frekuensi Bohr. Sekarang marilah kita memperhatikan arti dari persamaan (1.16) dan Gambar 1.7. Tingkat keadaan elektron pada n = 1 adalah tingkat energi terendah dan disebut sebagai keadaan dasar. Tingkat yang lebih tinggi n ≥ 2 disebut sebagai keadaan tereksitasi. Dalam tingkat n → ∞ energi elektron menjadi 0, dan elektron akan dilepaskan dari gaya tarik-menarik oleh inti. Hal ini berkaitan dengan keadaan ionik (keadaan terionisasi) di mana sebuah proton dan sebuah elektron pada atom dipisahkan pada jarak tak berhingga. Karenanya pula keadaan terionisasi dari sebuah atom hidrogen WH diberikan oleh persamaan berikut ini.

                                        (1.19)

Gambar 1.8 Tingkat energi dan spektra dari atom hidrogen.

Pada tahun 1911, E. Rutherford mengusulkan sebuah model dari struktur atom yang didasarkan pada studi eksperimen tentang partikel α (aliran atom helium) yang dihamburkan oleh lembaran tipis logam seperti lembaran tipis emas. Pada model ini, sebuah atom hidrogen terdiri atas sebuah proton dan sebuah elektron yang berkeliling di sekitar proton.

Gambar 1.9 Model atom Bohr.

Bohr berhasil menurunkan persamaan untuk tingkat energi dari atom hidrogen pada tahun 1913 dengan memperkenalkan suatu ide baru dalam sistem fisis dari sebuah elektron yang bergerak di sekitar proton pada jarak yang konstan dengan radius r. Gerak m elingkar dari sebuah elektron dengan kecepatan v di sekitar sebuah proton dengan radius r memberikan persamaan berikut yang menghubungkan gaya listrik dari hukum Coulomb dan gaya sentripetal dari gerak melingkar.

                                                                     (1.20)

Di sini, bagian sisi kiri dari persamaan di atas adalah gaya Coulomb dan bagian sisi kanan adalah gaya sentripetal. Secara umum, gaya sama dengan (masa) x (percepatan), berdasarkan hukum Newton tentang gerak. Dalam kasus ini, masa adalah masa elektron m, dan gaya sentripetal adalah v²/ r . Bohr mengasumsikan sebuah kondisi kuantum yang meminta sebuah produk operasi antara momentum (masa, m x kecepatan, v) dengan keliling lingkaran (2πr) sebagai perkalian konstanta Planck, h dengan bilangan bulat.

                               (1.21)

Jika kondisi ini tidak dipenuhi, sistem tidak akan dapat berada pada kondisi yang stabil. Dari persamaan (1.20) dan (1.21), radius dari orbit lingkaran dalam keadaan stasioner diturunkan sebagai berikut,

                                 (1.22)

Di sini, a_B = ε₀ h² / πme²adalah radius orbital dalam keadaan stasioner pada n = 1 dan disebut sebagai radius Bohr. Nilai dari a_B adalah 5.292 x 10^-11 m dan jarak ini dapat ditinjau sebagai ukuran dari sebuah atom hidrogen. Energi total E dari sebuah elektron adalah penjumlahan dari energi kinetik mv²/2 dan energi potensialnya U. Energi potensial U(r) dari sebuah elektron di bawah pengaruh gaya Coulomb dalam suku sisi kiri pada persamaan (1.20) dapat diperoleh sebagai berikut. Energi potensial pada jarak tak berhingga U(∞) diambil sama dengan 0 sebagai energi referensi. Kemudian kerja yang diperlukan untuk memindahkan elektron dari jarak r ke jarak tak berhingga terhadap gaya tarik-menarik Coulomb adalah sama dengan U (∞) – U (r )

Dengan menggunakan persamaan (1.20), persamaan energi diperoleh menjadi

Dengan mensubstitusi persamaan (1.22) untuk r, kita mendapatkan sebuah persamaan untuk tingkat energi ke-n, E_n sebagai berikut

                                                               (1.23)

Dengan melakukan perbandingan antara persamaan ini dan persamaan (1.16) kita memperoleh perhitungan teoritis dari konstanta Rydberg, R.

                                                                          (1.24)

3. Spektroskopi.

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana "cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisis kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, foton, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya.

Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi juga digunakan secara intensif dalam astronomi dan penginderaan jarak jauh. Kebanyakan teleskop-teleskop besar mempunyai spektrograf yang digunakan untuk mengukur komposisi kimia dan atribut fisik lainnya dari suatu objek astronomi atau untuk mengukur kecepatan objek astronomi berdasarkan pergeseran Doppler garis-garis spektral. Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). Spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul.

Kuantitas fisik yang diukur.

Jenis spektroskopi tergantung dari kuantitas fisik yang diukur. Kuantitas yang diukur adalah jumlah atau intensitas dari sesuatu. Intensitas radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dan jumlah yang diserap dipelajari di spektroskopi elektromagnetik. Amplitudo getaran-getaran makroskopik dipelajari di spektroskopi akustik dan spektroskopi mekanika dinamik. Energi kinetik dari partikel dipelajari di spektroskopi energi elektron dan spektroskopi elektron Auger. Rasio massa molekul dan atom dipelajari di spektrometri massa, kadang-kadang disebut juga dengan spektroskopi massa.

4. Jenis – jenis Spektroskopi.

Ada beberapa jenis spektroskopi diantaranya:

a. Spektroskopi Emisi 

Spektroskopi emisi menggunakan kisaran spektrum elektromagnetik di mana suatu zat memancar (memancarkan). Substansi pertama harus menyerap energi. Energi ini dapat berasal dari berbagai sumber, yang menentukan nama emisi berikutnya, seperti pendaran. Molekuler pendaran teknik meliputi spectrofluorimetry.

b. Spektroskopi Absorbsi 

Spektroskopi absorbsi adalah teknik dimana kekuatan seberkas cahaya diukur sebelum dan sesudah melewati suatu materi yang pada teknik ini ada fenomena penyerapan cahaya.

c. NMR Spektroskopi

Spektroskopi resonansi magnetik nuklir, yang paling umum dikenal sebagai spektroskopi NMR, adalah nama yang diberikan kepada teknik yang mengeksploitasi sifat magnetik inti tertentu. Ketika ditempatkan dalam medan magnet, NMR inti aktif (seperti 1 H atau 13 C) menyerap frekuensi karakteristik dari isotop. Frekuensi resonansi, penyerapan energi dan intensitas sinyal sebanding dengan kekuatan medan magnet. Sebagai contoh, dalam 21 tesla medan magnet, proton beresonansi pada frekuensi 900 MHz. Hal ini umum untuk mengacu ke 21 T magnet sebagai 900 MHz magnet, meskipun inti berbeda beresonansi pada frekuensi yang berbeda di bidang ini kekuatan. Dalam medan magnet bumi inti yang sama beresonansi pada frekuensi audio. Efek ini digunakan di lapangan Bumi NMR spektrometer dan instrumen lainnya. Karena instrumen ini portabel dan murah, mereka sering digunakan untuk mengajar dan studi lapangan.

d. Spektroskopi Infra Merah

Spektroskopi inframerah merupakan salah satu alat yang banyak dipakai untuk mengidentifikasi senyawa, baik alami maupun buatan. Dalam bidang fisika bahan, seperti bahan-bahan polimer, inframerah juga dipakai untuk mengkarakterisasi sampel. Suatu kendala yang menyulitkan dalam mengidentifikasi senyawa dengan inframerah adalah tidak adanya aturan yang baku untuk melakukan interpretasi spektrum. Karena kompleksnya interaksi dalam vibrasi molekul dalam suatu senyawa dan efek-efek eksternal yang sulit dikontrol seringkali prediksi teoretik tidak lagi sesuai. Pengetahuan dalam hal ini sebagian besar diperoleh secara empiris dan pengalaman.

Spektroskopi inframerah dekat (IMD) didasarkan pada efek overtone molekul dan getaran kombinasi. Transisi dua efek ini “terlarang” dalam aturan larangan pada mekanika kuantum. Sebagai hasilnya, absorptivitas molar pada wilayah inframerah dekat cukup kecil.

Teknik ini memiliki keuntungan karena IMD secara umum dapat jauh menembus sampel daripada radiasi “inframerah sedang”. Teknik ini dikenal kurang sensitif, tetapi sangat berguna dalam pengujian material “mentah” (belum diolah), tanpa atau hanya sedikit persiapan sebelumnya. Dalam praktek, NIRS seringkali dikalibrasi dengan teknik lain yang lebih sensitif untuk mendapatkan hubungan antara hasil kedua teknik itu.

Spektrum yang dihasilkan overtone molekul dan getaran kombinasi di bagian IMD umumnya sangat lebar, sehingga terbentuk spektrum-spekrum yang rumit. Ini menyulitkan penentuan komponen kimiawi yang spesifik. Teknik-teknik kalibrasi statistika multivariat (seperti analisis komponen utama atau kuadrat terkecil parsial) sering dipakai untuk memberikan informasi tentang kandungan kimiawi yang diinginkan.

Spektroskopi (Gelombang) Inframerah-Dekat (Inggris: Near-infrared Spectroscopy, biasa dikenal dengan singkatannya: NIRS) merupakan satu teknik spektroskopi yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar 800 sampai 2500 nm). Dikatakan “inframerah dekat” (IMD) karena wilayah ini berada di dekat wilayah gelombang merah yang tampak. Penggunaan teknik (dan alat) ini umum di bidang farmasetika, diagnostik medis, ilmu pangan dan agrokimia (terutama yang terkait dengan pengujian kualitas), riset mesin bakar, serta spektroskopi dalam astronomi.NIRS umum dipakai dalam diagnostik medis, terutama dalam pengukuran kadar oksigen darah, atau juga kadar gula darah. Meskipun bukan teknik yang sangat sensitif, NIRS “tidak menakutkan” pasien/subjek karena tidak memerlukan pengambilan sampel (non-invasif) dan dilakukan langsung dengan menempelkan sensor di permukaan kulit.

e. Fluoresensi

Fluoresensi spektroskopi menggunakan foton energi yang lebih tinggi untuk merangsang sampel, yang kemudian akan memancarkan foton energi yang lebih rendah. Teknik ini telah menjadi populer untuk aplikasi biokimia dan medis, dan dapat digunakan untuk mikroskopi confocal, transfer energi resonansi fluoresensi, dan pencitraan fluoresensi seumur hidup.

 

f. Sinar X

Ketika X-ray dari frekuensi yang cukup (energi) berinteraksi dengan zat, elektron shell batin dalam atom sangat antusias untuk orbital kosong luar, atau mereka mungkin dihapus sepenuhnya, ionisasi atom. Shell "lubang" dalam kemudian akan diisi oleh elektron dari orbital terluar. Energi yang tersedia dalam proses de-eksitasi dipancarkan sebagai radiasi (fluoresensi) atau akan menghapus lain yang kurang-terikat elektron dari atom (Auger effect). Frekuensi absorpsi atau emisi (energi) merupakan karakteristik dari atom tertentu. Selain itu, untuk suatu atom tertentu, kecil frekuensi (energi) variasi yang merupakan ciri khas dari ikatan kimia terjadi. Dengan alat yang cocok, ini karakteristik sinar-X atau elektron Auger frekuensi energi dapat diukur. X-ray spektroskopi penyerapan dan emisi yang digunakan dalam ilmu kimia dan material untuk menentukan komposisi unsur dan ikatan kimia.

X-ray kristalografi adalah proses hamburan; kristal bahan pencar sinar-X pada sudut didefinisikan dengan baik. Jika panjang gelombang insiden sinar-X yang diketahui, ini memungkinkan perhitungan jarak antara pesawat dari atom-atom dalam kristal. Intensitas dari sinar-X yang tersebar memberikan informasi tentang posisi atom dan memungkinkan susunan atom-atom dalam struktur kristal harus dihitung. Namun, cahaya sinar-X kemudian tidak tersebar sesuai dengan panjang gelombang, yang ditetapkan pada nilai yang diberikan, dan difraksi sinar-X demikian bukanlah sebuah spektroskopi.

g. Api

Sampel larutan cair yang disedot menjadi sebuah kombinasi burner atau nebulizer / burner, desolvated, dikabutkan, dan kadang-kadang bersemangat ke keadaan energi yang lebih tinggi elektronik. Penggunaan api selama analisis memerlukan bahan bakar dan oksidan, biasanya dalam bentuk gas. Bahan bakar gas umum digunakan adalah asetilena (ethyne) atau hidrogen. Gas oksidan umum digunakan adalah oksigen, udara, atau nitrous oksida. Metode ini seringkali mampu menganalisis analit unsur logam di bagian per juta miliar atau rentang konsentrasi yang mungkin lebih rendah. Detektor cahaya yang diperlukan untuk mendeteksi cahaya dengan analisis informasi yang datang dari nyala api.

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan.

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana "cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisis kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, foton, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya.

Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi juga digunakan secara intensif dalam astronomi dan penginderaan jarak jauh.

DAFTAR PUSTAKA

• ·         Sunarta. Jurnal . 1997 . FISIKA UNVERSITAS Jilid 2, Ed.5 . Jakarta : Erlangga