Laporan praktikum spektrometer atom ini bertujuan untuk menentukan panjang gelombang dari spektrum emisi gas helium dan merkuri serta transisi elektron yang terjadi. Percobaan dilakukan menggunakan spektrometer dan teori kuantum untuk menganalisis spektrum garis yang dihasilkan oleh gas. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa panjang gelombang untuk setiap spektrum warna berbeda, dengan deviasi kesalahan yang relatif kecil dibandingkan dengan referensi.

1. LAPORAN PRAKTIKUM
SPEKTROMETER ATOM
OLEH
PRISILIA MEIFI MONDIGIR
11 310 331
D-2013

2. 1
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
SPEKTROMETER ATOM
A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Menentukan panjang gelombang dari berbagai spectrum emisi dari berbagai atom yang
dimiliki gas dalam tabung lampu (Helium dan Merkuri) serta menentukan transisi
elektronya.
B. ALAT DAN BAHAN
1. Spectrometer
2. Lampu tabung gas Helium dan Merkuri.
3. Clamp Holder
4. Kumparan Rumkorf
5. Power Suplay
6. Prisma
7. Senter
C. DASAR TEORI
Prisma adalah zat optik yang dibatasi oleh dua bidang pembias yang berpotongan. Garis potong
antara kedua bidang pembias disebut sudut pembias. Sudut yang dibentuk oleh kedua bidang bias
atau bidang sisi prisma disebut sudut bias.
Apabila seberkas sinar cahaya melewati dua medium yang berbeda indeks biasnya maka cahaya
akan mengalami pembiasan. Pada prisma berlaku hukum pembiasan. Sinar masuk prisma akan
dibiaskan mendekati garis normal. Jika sinar keluar dari prisma, akan menjauhi garis normal. Sudut
yang dibentuk oleh perpanjangan sinar masuk dan sinar keluar disebut sudut deviasi.
Gambar tersebut memperlihatkan bahwa berkas sinar tersebut dalam prisma mengalami
dua kali pembiasan sehingga antara berkas sinar masuk
ke prisma dan berkas sinar keluar dari prisma tidak lagi sejajar. Besarnya sudut deviasi
tergantung pada sudut datangnya sinar.

3. 2
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
Jika maka besar sudut deviasi yang terjadi pada prisma adalah
( )
Sudut deviasi berharga minimum jika dan
Karena
( )
( )
Menurut hukum Snellius
Spektrum Garis
Jika sebuah gas diletakkan didalam tabung kemudian arus listrik dialirkan kedalam
tabung, gas akan memancarkan cahaya. Cahaya yang dipancarkan oleh setiap gas berbeda-
beda dan merupakan karakteristik gas tersebut. Cahaya dipancarkan dalam bentuk spektrum
garis dan bukan spektrum yang kontinu.
Kenyataan bahwa gas memancarkan cahaya dalam bentuk spektrum garis diyakini berkaitan
erat dengan struktur atom. Dengan demikian, spektrum garis atomik dapat digunakan untuk
menguji kebenaran dari sebuah model atom.
Atom dalam suatu unsur dapat menghasilkan spektrum emisi (spektrum diskret) dengan
menggunakan alat spektrometer sebagai contoh spectrum hidrogen. Atom hidrogen memiliki

4. 3
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
struktur paling sederhana. Spektrum yang dihasilkan adalah atom hidrogen yang merupakan
spektrum yang paling sederhana. Spektrum garis atom hydrogen berhasil dijelaskan oleh Niels
Bohr pada 1913.
Spektrum Garis Berbagai Gas
Spektrum garis membentuk suatu deretan warna cahaya dengan panjang gelombang
berbeda. Untuk gas hidrogen yang merupakan atom yang paling sederhana, deret panjang
gelombang ini ternyata mempunyai pola tertentu yang dapat dinyatakan dalam bentuk
persamaan matematis. Seorang gur matematika Swiss bernama Balmer menyatakan deret
untuk gas hidrogen sebagai persamaan berikut ini. Selanjutnya deret ini disebut deret Balmer.
λ = 364,6 ( n2
)
n2
– 4
dimana panjang gelombang dinyatakan dalam satuan nanometer (nm).
Setiap atom mempunyai konfigurasi elektron tertentu. Sebagai contoh atom sodium
mempunyai 11 elektron, hal itu berarti kulit pertamanya n = 1 dan kulit keduanya n = 2 terisi
penuh oleh elektron sementara kulit ketiga n = 3 baru terisi 1 elektron.
Elektron – elektron stasioner dalam atom mempunyai tenaga tertentu yang secara
lengkap dinyatakan dengan bilangan – bilangan kuantum, yakni :
n = 1,2,3,......... ( disebut sebagai bilangan kuantum utama )
l = 0,1,2,......(n-1) ( disebut sebagai bilangan kuantum orbital )
ml = - l,(-l + 1),..... l-1, l (disebut bilangan kuantum magnetik orbital)
ms = ± s
Tenaga elektron –elektron dalam atom membentuk semacam aras – aras tenaga,
disebut sebagai aras tenaga atom, yang untuk atom – atom dengan elektron tunggal. Menurut
teori kuantum Bohr dinyatakan sebagai :
( ) ( )
Dengan :
R = 1, 097 x 107
m-1
disebut sebagai tetapan Rydberg
h = 6,625 x 10-34
J.s disebut sebagai tetapan Planck
c = 3 x 108
m/s sebagai kecepatan cahaya.
Z sebagai nomor atom
Elektron –elektron dalam atom dapat berpindah dari aras tenaga (tingkatan energi) ke
aras tenaga yang lain dengan mengikuti aturan seleksi yaitu :
l =± 1 dan = 0, ± 1 ...............................(2)

5. 4
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
Perpindahan elektron didalam atom dari satu aras tenaga ke aras tenaga yang lebih
tinggi dapat terjadi dengan menyerap energi dari luar ( dapat berupa panas, tenaga kinetik,
tenaga radiasi dll ). Sedangkan perpindahan elektron ke aras yang lebih rendah pada
umumnya disertai dengan pancaran tenaga radiasi. Radiasi gelombang elektromagnetik yang
dipancarkan oleh elektron yang berpindah dari aras tenaga ( yang memiliki bilangan
kuantum utama n ) kearas tenaga dengan bilangan kuantum m < n mempunyai bilangan
gelombang yang dapat dinyatakan dengan persamaan :
( ) ( )
Dimana :
λ = panjang gelombang radiasi
Dengan adanya gelombang elektromagnetik yang dipancarkan karena transisi elektron
– elektron dalam atomm muncullah spektrum sebagai pancaran / emisi dalam atom, yang
dapat member informasi mengenai adanya kuantitasi dan aras – aras tenaga elektron dalam
atom.
Dalam hal spektrum pancaran atom terletak pada daerah cahaya tampak memudahkan
dilakukan pengamatan dan pengukuran – pengukuran panjang gelombangnya. Panjang
gelombang spektrum sebagai panjang gelombang atom dapat diukur dengan menggunakan
Spektrometer Higler, yang sudah dilengkapi dengan skala panjang gelombang.
Atau dapat juga menggunakan spektrometer yang baru dilengkapi dengan skala sudut dalam
orde menit.
Dengan menggunakan spektrum Mercuri, yang panjang gelombangnya sudah diketahui dari
pustaka :
λ merah = 6907 Å λ hijau 1 = 5460,6 Å λ ungu = 4046,6 Å
λ kuning 1= 5789,7Å λ hijau 2 = 4916 Å
λ kuning 2= 5769 Å λ biru = 4358,4 Å
untuk atom – atom kompleks tetapan Rydberg telah memasukkan korelasi pada bilangan
kuantum utama dalam rumus Bohr sehingga rumus (3) berubah menjadi :
(
( ) ( )
) ( )
Dimana a dan b adalah penyimpangan dari bilangan bulat n dan m, disebut cacat kuantum.

6. 5
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
Dengan adanya gelombang elektromagnetik yang dipancarkan karena transisi elektron-elektron
dalam atom, munculah spektrum sebagai pancaran/ emisi dalam atom, yang dapat memberi informasi
mengenai adanya kuantisasi dan aras-aras tenaga elektron dalam atom.
Dalam hal spektrum pancaran atom terletak pada daerah cahaya tampak memudahkan dilakukan
pengamatan dan pengukuran panjang gelmbangnya.
D. JALANNYA PERCOBAAN
1. Spectrometer diatur agar pada lensa mata gari silang Nampak jelas dengan cara mengarahkan
teropong pada kolimator juga kearag lampu Merkuri atau lampu Neon (dalam suatu posisi lurus)
2. Atur juga lensa okulernya agar benda yang diamati jelas kelihatan .
3. Atur kolimator agar cahaya dari sumber tampak tajam dengan menyetel lebar celah pada
kolimator setipis mungkin.
4. Letakan prisma dimeja Spektrometer dengan posisi samping prisma yang bening terarah
ketengah-tengah lensa objektif pada kolimator.
5. Kemudian tarik kesamping teropong sambil diamati lensa terjadinya spectrum.
6. Sambil mengamati lewat lensa pada teropong sambil diamati lewat lensa matanya terjadinya
Spektrum yang teramati bergerak searah putaran prisma dan putar lagi sampai arah putar
spectrum membalik.carilah posisi titik balik putaran spectrum.(sebagai sudut deviasi sudut
minimum spectrum).
7. Dengan meletakan garis silang dalam lensa mata pada posisi tiap garis spectrum warna maka
ukur berapa sudut yang dibentuk tiap garis warna spectrum tersebut.
8. Ganti lampu merkuri dengan lampu gas Neon kemudian lakukan langkah 4 – 7.
9. Setiap pengukuran sudut deviasi.
E. HASIL PENGAMATAN
a. Untuk gas Merkuri.
Sudut pelurus:
 Skala nonius kiri: 220°20ʹ = 220,33°
 Skala nonius kanan: 40o
25 ʹ = 40,41°
No. Spektrum Warna
Posisi Spektrum
Skala Nonius Kiri
Skala Nonius
Kanan
Panjang
Gelombang
(Pustaka)
1. Merah 185,5°5ʹ = 185,58° 5,5°6ʹ= 5,60° 6907 Å
2. Kuning 185°23ʹ = 185,38° 5°23ʹ= 5,38° 5769 Å
3. Hijau 1 185°17ʹ =185,28° 5°17ʹ= 5,28° 5460,6 Å
4. Hijau 2 185°2ʹ =185,03° 5°2ʹ= 5,03° 4916 Å
5. Biru 184,5°11ʹ = 184,68° 4,5°12ʹ= 4,7° 4358,4 Å
6. Ungu 184°26ʹ = 184,43° 4°26ʹ= 4,43° 4046,6 Å

7. 6
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
b. Untuk gas Helium.
Sudut pelurus:
 Skala nonius kiri: 220,5°6ʹ = 220,6°
 Skala nonius kanan: 40,5°12ʹ = 40,7o
No. Spektrum Warna
Posisi Spektrum
Skala Nonius Kiri
Skala Nonius
Kanan
Panjang
Gelombang
(Pustaka)
1. Merah 185,5°19ʹ = 185,82° 5,5°19’=5,8° 6678,15 Å
2. Kuning 185,5°6ʹ = 185,60° 5,5°7’= 5,6° 5875,62 Å
3. Hijau 185°16ʹ = 185,26° 5°17’= 5,28° 5047,74 Å
5. Biru 184,5°14ʹ = 184,73° 4,50
19’=4,82o
4921,93 Å
6. Ungu 184,5°6ʹ = 184,6° 4,5o
15’=4,75o
4471,48 Å
F. Pengolahan Data.
a. Sudut Deviasi Minimum δm pada lampu gas Merkuri.
 Sudut yang digunakan adalah sudut skala nonius kanan. Dari data hasil percobaan, sudut pelurus
skala nonius kanan adalah sebesar 40o
25 ʹ = 40,41°
Sehingga sudut deviasi minimum (δm) untuk tiap warna spektrum adalah:
δm Merah = 40,41°- 5,6°= 34,81°
δm Kuning = 40,41°- 5,38°= 35,03°
δm Hijau 1 = 40,41°- 5,28°= 35,13°
δm Hijau 2 = 40,41°- 5,03°= 35,38°
δm Biru = 40,41°- 4,7°= 35,71°
δm Ungu = 40,41° - 4,43°= 35,98°
b. Sudut Deviasi Minimum δm pada lampu gas Helium.
Sudut yang digunakan adalah sudut skala nonius kanan. Dari data hasil percobaan, sudut pelurus
skala nonius kiri adalah sebesar 208,5°3ʹ = 208,53°. Sehingga sudut deviasi minimum (δm) untuk
tiap warna spektrum adalah:

8. 7
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
δm Merah = 40,7° - 5,8°= 34,9°
δm Kuning = 40,7° - 5,6°= 35,1°
δm Hijau = 40,7° - 5,28°= 35,42°
δm Biru = 40,7° - 4,82° = 35,88°
δm Ungu = 40,7° - 4,75° = 35,95°
c. Hasil Pengukuran Panjang Gelombang Dengan Grafik (Untuk Gas Helium).
Warna Panjang Gelombang (Å)
Merah 6460 Å
Kuning 5568 Å
Hijau
4848 Å
Biru 4168 Å
Ungu 4080 Å
G. Teori Kesalahan.
Di dalam suatu pengukuran apalagi dalam sebuah laboratorium dengan ketersediaan alat yang
terbatas pastinya tidak lepas dari ketidaksempurnaan pengukuran. Hal ini dapat disebabkan oleh
berbagai macam faktor yang menjadi penyebab kesalahan dalam pengukuran contohnya : kondisi alat
yang kurang baik, kondisi dari si pengamat, dll. Untuk itu agar suatu pengukuran dapat di jamin
kebenarannya maka di pergunakan teori kesalahan atau lebih di kenal dengan teori ketidakpastian.
Pada laporan kali ini presentase kesalahan dalam pengukuran dapat di hitung dengan
menggunakan persamaan;
Persentase ketidakpastian =
 Untuk panjang gelombang (λ) Helium
o Merah
Persentase ketidakpastian =
o Kuning

9. 8
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
Persentase ketidakpastian =
o Hijau
Persentase ketidakpastian =
o Biru
Persentase ketidakpastian =
o Ungu
Persentase ketidakpastian =
Spektrum Warna
Hasil Pengukuran
λ He (Å)
Nilai λ He
Pustaka (Å)
Persentase
Kesalahan (%)
Merah 6460 Å 6678,15 3,27
Kuning 5568 Å 5875,62 5,23
Hijau 4848 Å 5047,74 3,95
Biru 4168 Å 4921,93 15,30
Ungu 4080 Å 4471,48 8,75
Sumber Pustaka : http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbase/quantum/atspect.html#c1
G. Pembahasan
 Dalam percobaan ini ditentukan panjang gelombang dari spektrum warna Helium dengan
mengkalibrasi spektrometer menggunakan metode grafik, dengan mengacu pada panjang
gelombang spektrum atom Merkuri.
 Dari pengamatan yang dilakukan, untuk gas Merkuri diperoleh 6 spektrum warna, yakni merah,
kuning, hijau 1, hijau 2, biru, dan ungu. Sudut deviasi minimum terbesar terdapat pada spektrum
warna ungu dan terkecil pada spektrum warna merah. Sementara untuk panjang gelombang,
panjang gelombang terbesar dimiliki merah, sedangkan yang terkecil pada spektrum warna ungu.
 Dari pengamatan yang dilakukan, untuk gas Helium diperoleh 5 spektrum warna, yakni merah,
kuning, hijau, biru, ungu. Sudut deviasi minimum terbesar terdapat pada spektrum warna ungu
dan terkecil pada spektrum warna merah. Sementara untuk panjang gelombang, panjang

10. 9
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
gelombang terbesar dimiliki spektrum warna merah, sedangkan yang terkecil pada spektrum
warna ungu.
 Panjang gelombang untuk masing-masing spektrum warna pada kedua jenis lampu, didapatkan
hasil yang berbeda. Tapi, hasilnya yang didapat tidak berbeda signifikan. Jika dibandingkan
dengan referensi dari panjang gelombang, deviasi kesalahan untuk penentuan panjang gelombang
untuk masing-masing spektrum warna yang teramati dapat dikatakan cukup kecil. Hal ini
dikarenakan kemungkinan adanya kesalahan (error) dalam percobaan ini. Beberapa hal yang
menyebabkan error diantaranya kesalahan saat penentuan crosshead (garis silang) untuk tiap
garis spektrum yang diamati, ketelitian yang kurang dalam pembacaan skala, serta masalah pada
alat yang digunakan.
Pada percobaan spectrometer atom ini, praktikan mendapatkan hasil kalibrasi untuk gas helium
sebagai berikut.
Spektrum Warna
Hasil Pengukuran
λ He (Å)
Nilai λ He
Pustaka (Å)
Persentase
Kesalahan (%)
Merah 6460 Å 6678,15 3,27
Kuning 5568 Å 5875,62 5,23
Hijau 4848 Å 5047,74 3,95
Biru 4168 Å 4921,93 15,30
Ungu 4080 Å 4471,48 8,75
Dari hasil yang telah didapat ini persentase kesalahan yang paling tinggi ada pada spectrum warna
biru yang memiliki persentase kesalahan 15,30 %. Adapun factor-faktor penyebab terjadinya kesalahan
dalam percobaan ini yaitu:
1. Pengamat
Dalam percobaan, praktikan memiliki kemungkinan salah melihat sudut deviasi pada
spectrometer. Ataupun praktikan kurang tepat menempatkan garis silang pada spectrum.
2. Alat
Dalam percobaan, awalnya praktikan kesulitan melakukan percobaan karena alat (spectrometer)
yang dipakai tidak bias digunakan untuk menemukan spectrum diskret yang tepat terutama
untuk menemukan spectrum warna merah dari gas merkuri dan gas helium. Praktikan harus
meletakkan spectrometer pada posisi yang tepat, mengatur celahnya agar spectrum warna dapat
terlihat.
H. Kesimpulan
 Semakin kecil panjang gelombang (tiap spectrum) , maka sudut yang dibentuk pun akan semakin
kecil.

11. 10
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
 Cahaya yang dipancarkan berbeda-beda pada setiap gas dan merupakan karakteristik gas tersebut.
Cahaya yang dihasilkan gas helium dan gas merkuri pada lampu, mengalami pembelokan
gelombang cahaya yang melewati prisma. Kemudian hasil pembelokan cahaya tersebut
menyebabkan terlihat spektrum warna, yang kemudian dilakukan pengukuran sudut yang
membentuknya.
 Berdasarkan perhitungan untuk masing-masing gas, warna merah memiliki panjang gelombang
paling panjang sedangkan untuk spektrum ungu memiliki panjang gelombang paling pendek.
 Setelah nilai sudut deviasi minimum diperoleh selanjutnya akan dicari panjang gelombang dari
sumber cahaya lampu helium dengan menggunakan panjang gelombang spektrum warna lampu
Merkuri sebagai acuan. Dari pustaka yang digunakan, didapat panjang gelombang spektrum
warna pada lampu Merkuri adalah :
 Merah = 6907 Å
 Kuning 1 = 5789,7 Å
 Kuning 2 = 5769 Å
 Hijau 1 = 5460,6 Å
 Hijau 2 = 4916 Å
 Biru = 4358,4 Å
 Ungu = 4046,6 Å
 Langkah-langkah menentukan panjang gelombang spektrum warna dengan menggunkan metode
grafik
1. Menentukan skala pada grafik
2. Menentukan skala deviasi minimum dan panjang gelombang (digunakan grafik deviasi
minimum terhadap panjang gelombang).
3. Memplot titik-titik sudut deviasi yang merupakan hasil dari percobaan yang dilakukan.
4. Memplot panjang gelombang Merkuri dari tiap spektrum warna sesuai acuan panjang
gelombang Merkuri yang ada pada pustaka.
5. Menentukan titik potong yang didapat antara panjang gelombang dan sudut deviasi dari
tiap spektrum. Kemuduian tarik garis penghubung titik peotong yang didapat.
6. Untuk menentukan panjang gelombang Helium, perhatikan letak titik sudut deviasi tiap
spektrum dan letak titik potong pada garis spektrum merkuri. Tarik garis vertikal searah
sumbu y, sampai menyentuh sumbuh x. Nilai yang terbaca pada sumbu x itulah yang
merupakan panjang gelombang untuk spektrum warna tersebut.
I. Saran
 Pengamat sebaiknya memperhatikan prisma yang dipakai, sebaiknya menggunakan
prisma yang mempunyai keadaan yang baik, agar mendapat hasil sudut deviasi minimum
cahaya yang teliti.
 Dalam melakukan percobaan ini diperlukan ketelitian dalam mengukur sudut orde tiap
spektrum. Kesulitan mengukur dan mengamati dalam ruang yang cukup gelap sangat
berpengaruh terhadap ketelitian membaca skala spektrometer.
 Celah kolimator sebaiknya diatur sesempit mungkin (perhatikan agar pengamat tetap
masih melihat cahaya pada celah kolimator) untuk memudahkan penempatan garis silang
pada garis spektrum.

12. 11
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
 Menempatkan garis silang secara tepat pada garis spektrum sangat diperlukan guna
mendapat sudut pengukuran yang teliti.

13. 12
Laboratorium Fisika 1 |Percobaan Spektrometer Atom|Prisilia Meifi Mondigir
I. DAFTAR PUSTAKA
J,B. Moningka, 2013, Penuntun Praktikum Laboratorium Fisika I, Jurusan Fisika: FMIPA UNIMA
Supit,Marsel. 2013. Laporan Praktikum Spektrometer Atom. Jurusan Fisika: FMIPA UNIMA
Douglas C. Giancolli (Edisi 6).2005. Physics Principle with Applications. New Jersey : Pearson
Education,Inc
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/atspect.html#c1)
Akhadi, Muklis. 2000. Dasar-dasar Proteksi Radiasi. Jakarta : Rineka Cipta
Beiser, Arthur. 1998. Konsep-konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.
Diamanti, Theofani. 2013. Contoh Laporan Praktikum Spektrometer Atom. Jurusan Fisika: FMIPA
UNIMA
Muljono, 2003, FISIKA MODERN, Jakarta: ANDI