Bilangan kuantum dan cara menentukannya

Pada teori atom modern kita telah mengetahui bahwa di setiap atom memiliki 4 bilangan kuantum yaitu: bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), bilangan kuantum magnetik (m), dan bilangan kuantum spin (s). Sekarang kita akan membahas keempat bilangan kuantum tersebut.

   - Bilangan kuantum utama (n)
Bilangan kuantum utama digunakan untuk menentukan tingkat energi atom atau kulit atom. Bilangan kuantum utama memiliki semua bilangan positif dari 1,2,3,4 dan seterusnya, sama seperti pada teori Niels bohr yang menyatakan kulit atom dengan K,L,M,N dan seterusnya.
Contoh:
3s²= Maka bilangan kuantum utamanya adalah 3.
2p³= Maka bilangan kuantum utamanya adalah 2.

   - Bilangan kuantum azimuth (l)
Bilangan kuantum azimuth menyatakan bentuk orbital. Bentuk orbital dinyatakan dengan huruf  s ,p ,d ,f dan seterusnya. yang memiliki nilai:
s = 0
p = 1
d = 2
f = 3

Bilangan kuantum azimuth yang mungkin yaitu mulai dari 0 sampai bilangan kuantum utamanya dikurangi satu. Maka diperoleh rumus :

Contohnya:
Jika n = 3, maka bilangan kuantum azimut yang mungkin dimiliki adalah 0,1 dan 2
Jika n = 2, maka bilangan kuantum yang mungkin dimiliki adalah 0 dan 1
Selain menyatakan bentuk orbital, bilangan kuantum azimuth juga mengatakan subkulit atom


   - Bilangan kuantum magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik menyatakan orientasi orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetik mempunyai nilai dari +l   sampai   -l  termasuk 0
Contoh: l = 2, maka bilangan kuantum magnetiknya: -2,-1,0,+1,+2
             l = 1, maka bilangan kuantum magnetiknya : -1,0,+1
Bilangan kuantum magnetik juga bisa dinyatakan dalam bentuk diagram orbital.
Contoh: l = 1, m = -1 , 0 , +1, maka diagram orbitalnya adalah:

|

|

|    |

 -1    0    +1

   - Bilangan kuantum spin
Bilangan kuantum spin digunakan untuk menentukan arah putaran. Sedangkan arah putaran yang mungkin yaitu:
1- Mengarah keatas, dengan nilai + ½
2- Mengarah kebawah dengan nilai - ½

      Sedangkan untuk menentukan berapa elektron yang mungkin dapat menempati suatu orbital telah ditentukan oleh Wolfgang pauli yang dikenal dengan azas larangan pauli, yang berbunyi: "Dalam satu atom tidak boleh ada dua elektron yang memiliki bilangan kuantum (n,l,m,s) yang sama.
Kesimpulan dari azas larangan pauli yaitu bahwa dalam suatu orbital hanya bisa memiliki 2 elektron yang memiliki arah putaran yang berbeda.
Berarti untuk bilangan kuantum azimuth:
- s (memiliki 1 orbital) hanya bisa ditempati 2 elektron
- p (memiliki 3 orbital) hanya bisa ditempati 6 elektron
- d (memiliki 5 orbital ) hanya bisa ditempati 10 elektron


Cara mengisi diagram orbital
  Untuk mengisi diagram orbital, kita harus menggunakan kaidah hund. Menurut kaidah hund cara mengisi diagram orbital mula mula semua diisi sendiri sendiri secara pararel dengan spin mengarah keatas ↑ (memiliki nilai +½), setelah semua terisi baru kemudian diisi secara berpasangan dengan spin mengarah kebawah ↓ (memiliki nilai -½). Hal ini digunakan untuk memperkecil tolak menolak antara elektron tersebut.

Contoh: 3p⁵ maka diagram orbitalnya adalah:
Pertama diisi secara sendiri sendiri

↑

↑

↑

 kemudian baru berpasangan, jadi:

↑↓	↑↓	↑

Macaulay Culkin Hidupnya Tinggal 6 Bulan?

Macaulay Culkin. Film pertamanya pada umur 8 tahun. Setelah tampil bersama Burt Lancaster di film "Rocket Gibraltar" dan John Candy di film "Uncle Buck". Mac menjadi sensasi dunia lewat film "Home Alone". yahoo.com

 TEMPO.CO, Jakarta - Wajah menggemaskan Macaulay Culkin di film Home Alone pada 1990 hilang sudah. Kini digantikan dengan wajah yang tirus, terlihat lebih tua dari usianya, 31 tahun. Setelah mendapatkan popularitas, Culkin memang terkena masalah yang berhubungan dengan narkotik.

Dilansir dari majalah The National Enquirer, Culkin saat ini sudah kecanduan heroin dan obat-obatan penghilang rasa sakit yang sangat adiktif. Majalah ini juga mengungkapkan bahwa umur Culkin tinggal enam bulan lagi karena kecanduan heroin.

Di dalam website-nya, Enquirer memberikan pernyataan bahwa Culkin dalam kondisi yang terdesak dan disarankan untuk mencari seorang profesional agar dilakukan tes darah. Semua pernyataan tersebut dibantah oleh juru bicara Culkin yang mengatakan bahwa laporan tersebut salah dan menghina. Tapi, ketika MailOnline ingin mengklarifikasi lebih lanjut, jubir Culkin tak mau berkomentar.

"Haruskah wakil Macaulay selalu membantah laporan kami yang akurat dan terperinci? Kami siap membantu untuk melakukan tes darah yang dilakukan laboratorium medis independen," kata Enquirer di website resminya. "Saran kami, agar Macaulay mencari bantuan profesional untuk menghindari nasib tragis yang dialami para artis, seperti Whitney Houston."

Pernyataan The Enquier ini mengacu pada sahabat Culkin, Elijah Rosello, yang tewas secara tragis di usia 24 karena overdosis heroin. "Kami percaya, dia sebagai mantan bintang cilik sangat membutuhkan bantuan dan ingin menyelamatkan hidupnya agar tidak seperti Elijah Rosello."

The Enquirer menyebutkan Culkin menghabiskan uang US$ 6.000 sebulan untuk memenuhi kebiasaannya dengan obat-obatan. Apartemen Culkin di Manhattan disebut sebagai sarang narkoba bersama teman-temannya.

Sekitar 18 bulan lalu, Culkin mulai kecanduan lagi dengan obat-obatan. Kabarnya, kecanduan itu dipicu dari putusnya hubungan Culkin dengan aktris Mila Kunis yang dipacarinya cukup lama. Kunis sendiri kini berpacaran dengan Ashton Kutcher.

Macaulay Culkin terkenal lewat perannya sebagai Kevin McCallister pada 1990 lewat film Home Alone dan sekuelnya pada 1992, Home Alone: Lost in New York. Culkin juga sempat muncul di film Uncle Buck, My Girl, dan Richie Rich. Tapi, ketika beranjak dewasa, kariernya mulai meredup.

Pada 2003, dia berakting bersama Seth Green di film Party Monster, dan film independen pada 2007, Sex and Breakfast. Belakangan, Culkin membiayai hidupnya dengan menjadi DJ di beberapa klub sekitar New York.

Pada 2000, adiknya, Jennifer Adamson, tewas karena overdosis narkoba. Pada 2004, Culkin sempat dicurigai menggunakan ganja dan terbukti nyaris dipenjara, tapi hukumannya ditangguhkan.

Bilangan Kuantum

Menurut mekanika gelombang, setiap tingkat energi dalam atom diasosiasikan dengan satu atau lebih orbital. Untuk menyatakan kedudukan (tingkat energi, bentuk, serta orientasi) suatu orbital menggunakan tiga bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth, dan bilangan kuantum magnetik (ml atau m) (James E. Brady, 1990).
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama (n) menyatakan tingkat energi utama atau kulit atom. Bilangan kuantum utama mempunyai harga mulai dari 1, 2, 3, dan seterusnya (bilangan bulat positif) serta dinyatakan dengan lambang K (n = 1), L (n = 2), dan seterusnya. Orbital-orbital dengan bilangan kuatum utama berbeda mempunyai tingkat energi yang berbeda secara nyata.
2. Bilangan Kuantum Azimuth (l)
Bilangan kuantum azimuth (l) menyatakan subkulit. Nilai-nilai untuk bilangan kuantum azimuth dikaitkan dengan nilai bilangan kuantum utamanya, yaitu semua bilangan bulat dari 0 sampai (n – 1).
3. Bilangan Kuantum Magnetik (ml atau m)
Bilangan kuantum magnetik (m) menyatakan orbital khusus yang ditempati elektron pada suatu subkulit. Bilangan kuantum magnetik juga menyatakan orientasi khusus dari orbital itu dalam ruang relatif terhadap inti. Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada nilai kuantum azimuth, yaitu semua bilangan bulat mulai dari –l sampai dengan +l, termasuk 0.
4. Bilangan Kuantum Spin (ms atau s)
Sambil beredar mengintari inti, elektron juga berputar pada sumbunya. Gerak berputar pada sumbu ini disebut rotasi. Hanya ada dua kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu searah atau berlawanan arah jarum jam. Kedua arah yang berbeda itu dinyatakan dengan bilangan kuantum spin (s) yang mempunyai nilai s = +1/ 2atau s = –1/ 2. Akibatnya satu orbital hanya dapat ditempati oleh maksimum dua elektron, di mana kedua elektron itu haruslah mempunyai spin yang berlawanan, sehingga menghasilkan medan magnet yang berlawanan pula. Medan magnet yang berlawanan ini diperlukan untuk mengimbangi gaya tolak-menolak listrik yang ada (karena muatan sejenis).
Dapat disimpulkan bahwa kedudukan suatu elektron dalam suatu atom dinyatakan oleh empat bilangan kuantum, yaitu:
a. Bilangan kuantum utama (n) menyatakan kulit utamanya.
b. Bilangan kuantum azimuth (l) menyatakan subkulitnya.
c. Bilangan kuantum magnetik (m) menyatakan orbitalnya.
d. Bilangan kuantum spin (s) menyatakan spin atau arah rotasinya.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu: a. Sampai saat ini, elektron-elektron baru menempati subkulit-subkulit s, p, d, dan f. Sedangkan subkulit g, h, dan i belum terisi elektron. b. Setiap kulit mengandung subkulit sebanyak nomor kulit dan dimulai dari subkulit yang paling sedikit orbitalnya. Kulit pertama hanya mengandung subkulit s; kulit ke-2 mengandung s dan p; kulit ke-3 mengandung subkulit s, p, dan d; dan seterusnya.

7 Hadiah Valentine yang Tepat untuk Pria

Valentine’s Day merupakan hari istimewa. Inilah hari ketika setiap orang merayakan hari penuh kebahagiaan bersama orang terkasih. Tidak hanya pria yang ingin memberikan sesuatu yang berkesan, para wanita pun berlomba-lomba membuat kekasih hatinya merasa spesial.

Lelaki pada dasarnya adalah makhluk yang simpel dan mudah dipuaskan. Mereka akan mudah merasa senang dengan kejutan atau hadiah spesial. Namun tetap saja, membelikan sesuatu bagi kaum lelaki memang akan menjadi tantangan tersendiri. Satu hal yang dapat membantu adalah mengenal pasangan Anda sendiri tentunya. Dengan demikian Anda akan tahu hadiah mana yang cocok untuk diberikan pada Hari Valentine.

Berikut ini beberapa ide hadiah untuk Valentine.

Sentuh hatinya melalui perutnya
Satu hadiah yang tidak akan pernah gagal membuat pria merasa spesial dan bahagia: makanan buatan Anda sendiri! Buatkanlah ia sebuah kejutan seperti sarapan pagi, atau makan malam romantis berdua. Pria akan merasa senang bila pasangannya menyiapkan santapan untuk merayakan hari yang spesial. Buat suasana senyaman mungkin.

Bertualang
Ini bisa jadi alternatif hadiah yang baik. Lakukanlah aktivitas bersama, di luar hal yang biasa Anda lakukan. Misalnya bermain golf, mendaki tebing, berselancar, menyelam, dan lainnya. Percaya atau tidak, ini akan menciptakan momen romantis. Tetapi sebelumnya pastikan bahwa kegiatan yang dipilih memang yang dia sukai — dan akankah ia menyukai keberadaan Anda sebagai rekannya dalam kegiatan itu.

Sepasang tiket
Sepasang tiket, katakanlah untuk menonton sebuah pertandingan bola basket atau sepak bola, dapat menjadi hadiah Valentine yang sangat membahagiakan bagi pasangan Anda. Bila ada suatu hal yang dicintai pasangan Anda, namun jarang dapat ia nikmati, seperti pertandingan olahraga, konser musik, pertunjukan, atau hal lainnya, jadikanlah hal itu hadiah sempurna untuk membuat Valentine yang berkesan.

Gadget dan kenangan
Hadiah lain yang mungkin akan membuatnya terkesan adalah gadget, yang berisikan kenangan Anda dengan pasangan. Misalkan sebuah bingkai foto digital yang bisa diletakkan di meja kerjanya. Namun hati-hati, jangan memasukkan foto-foto yang mengandung kenangan buruk. Bersenang-senanglah dengan foto tersebut!

Teknologi
Lelaki pada umumnya menyukai perangkat berteknologi. Hal ini bisa menjadi ide hadiah untuk diberikan saat Valentine nanti. Namun pastikan Anda rela untuk merogoh kocek yang sedikit lebih besar, karena benda-benda ini cukup mahal harganya. Contohnya sebuah jam tangan, pemutar musik, video game, alat musik, alat perkakas, atau apa pun yang digemari pasangan Anda.

Aksesori kantor
Setiap lelaki membutuhkan ruang untuk dirinya sendiri saat berada di kantor. Hadiah yang baik, bisa berupa benda yang membuat ruang “pribadi”nya lebih nyaman. Benda tersebut dapat berupa speaker, kursi yang nyaman, atau bahkan sebuah lampu baca. Hadiah ini bahkan memberikan nilai plus bagi Anda, karena dengan memberikannya, Anda turut mendukung pasangan Anda untuk memiliki ruang pribadinya.

Barang khas
Alternatif hadiah Valentine lainnya adalah barang kreasi Anda sendiri. Ini bisa berupa pakaian dengan tulisan atau gambar menarik yang menggambarkan pasangan Anda, atau juga syal atau apa pun yang Anda rajut sendiri. Jadilah kreatif dan buatlah sesuatu yang dapat digunakan oleh pasangan Anda.

Model Atom Bohr

Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:

1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.
4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.

Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

 

Percobaan Bohr

Kelebihan dan Kelemahan

Kelebihan
atom Bohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.
Kelemahan
model atom ini adalah tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack

STRUKTUR ATOM HIDROGEN

Berbagai Model Atom

a.       Model Atom Dalton

1)      Semua materi tersusun dari partikel-partikel yang sangat kecil, yang tidak dapat dibagi-bagi lagi dan dinamakan atom.

2)      Unsur tersusun dari kumpulan atom yang sejenis. Unsur beda atomnya pun berbeda.

3)      Atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

4)      Molekul terbentuk dari dua atom atau lebih yang sama maupun atom yang berbeda.

5)      Beberapa atom dapat membentuk lebih dari satu macam molekul, tergantung pada perbandingan jumlah atom-atom penyusunnya.

b.      Model Atom Thomson

Atom memiliki muatan listrik positif yang terbagi rata diseluruh bagian atom dan dinetralkan oleh elektron-elektron bermuatan listrik negatif yang tersebar di antara muatan-muatan positif tersebut.

c.       Model Atom Rutherford

1)      Atom terdiri dari inti atom bermuatan positif yang berada di pusat atom dan elektron-elektron yang bermuatan negatif yang bergerak mengelilingi inti seperti halnya susunan planet-planet mengelilingi matahari

2)      Massa atom terpusat di inti

3)      Karena atom bersifat netral, maka jumlah muatan positif pada inti sama dengan jumlah muatan negatif elektron yang mengelilinginya.

4)      Elektron-elektron bergerak mengelilingi inti di bawah pengaruh gaya tarik Coulomb dari inti.

Spektrum Emisi Atom Hidrogen

Ditulis oleh Jim Clark pada 03-01-2009

Halaman ini mengenalkan spektrum emisi atom hidrogen, menunjukkan bagaimana spektrum ini muncul akibat perpindahan elektron diantara tingkat-tingkat energi dalam atom. Bagian ini juga membahas bagaimana spektrum dapat digunakan untuk menentukan energi ionisasi hidrogen.
Apakah yang dimaksud dengan spektrum emisi?
Mengamati spektrum emisi hidrogen
Tabung sinar hidrogen adalah suatu tabung tipis yang berisi gas hidrogen pada tekanan rendah dengan elektroda pada tiap-tiap ujungnya. Jika anda melewatkan tegangan tinggi (katakanlah, 5000 volt), tabung akan menghasilkan sinar berwarna merah muda yang terang.
Jika sinar tersebut dilewatkan pada prisma atau kisi difraksi, sinar akan terpecah menjadi beberapa warna. Warna yang dapat anda lihat merupakan sebagian kecil dari spektrum emisi hidrogen. Sebagian besar spektrum tak terlihat oleh mata karena berada pada daerah infra-merah atau ultra-violet.
Pada foto berikut, sebelah kiri menunjukkan bagian dari tabung sinar katoda, dan sebelah kanan menunjukkan tiga garis yang paling mudah dilihat pada daerah tampak (visible) dari spektrum. (mengabaikan "pengotor" − biasanya berada di sebelah kiri garis merah, yang disebabkan oleh cacat pada saat foto diambil. Lihat catatan di bawah)

Memperlebar spektrum emisi hidrogen hingga UV dan IR
Ada lebih banyak lagi spektrum hidrogen selain tiga garis yang dapat anda lihat dengan mata telanjang. Hal ini memungkinan untuk mendeteksi pola garis-garis pada daerah ultra-violet dan infra-merah spektrum dengan baik.
Hal ini memunculkan sejumlah "deret" garis yang dinamakan dengan nama penemunya. Gambar di bawah menunjukkan tiga dari deret garis tersebut, deret lainnya berada di daerah infra-merah, jika digambarkan terletak di sebelah kiri deret Paschen.
Gambar tersebut cukup rumit, sehingga kita akan membahasnya sedikit saja. Pertama lihat deret Lyman pada sebelah kanan gambar − deret ini paling lebar dan paling mudah diamati.

Deret Lyman merupakan deret garis pada daerah ultra-violet. Perhatikan bahwa garis makin merapat satu sama lain dengan naiknya frekuensi. Akhirnya, garis-garis makin rapat dan tidak mungkin diamati satu per satu, terlihat seperti spektrum kontinu. Hal itu tampak sedikit gelap pada ujung kanan tiap spektrum.
Kemudian pada titik tertentu, disebut sebagai deret limit (limit series), deret terhenti.
Jika anda melihat deret Balmer atau Paschen, anda akan melihat polanya sama, tetapi deretnya menjadi makin dekat. Pada deret Balmer, perhatikan posisi tiga garis yang tampak pada foto di bagian atas.
Sesuatu yang mempersulit − frekuensi dan panjang gelombang
Anda akan sering mendapatkan spektrum hidrogen dinyatakan dengan panjang gelombang sinar bukan frekuensi. Sayangnya, karena hubungan matematika antara frekuensi sinar dan panjang gelombangnya, anda mendapatkan dua gambaran spektrum yang sangat berbeda jika mengalurkannya terhadap frekuensi atau panjang gelombang.
Hubungan antara frekuensi dan panjang gelombang
Hubungan matematisnya:

Pengaturan ulang persamaan tersebut akan menghasilkan persamaan baik untuk panjang gelombang maupun frekuensi.

Apakah ini berarti ada hubungan kebalikan antara keduanya − frekuensi yang tinggi berarti panjang gelombangnya rendah dan sebaliknya.< /p>
Menggambarkan spektrum hidrogen berdasarkan panjang gelombang
Seperti inilah spektrum yang terlihat jika anda mengalurkannya berdasarkan panjang gelombang bukan frekuensi:

dan, hanya untuk mengingatkan anda bahwa spektrum berdasarkan frekuensi akan tampak seperti ini:

Apakah ini membingungkan? baik, menurut saya ini sangat membingungkan! Jadi apa yang anda lakukan dengan hal ini?
Untuk halaman berikutnya saya hanya akan memperlihatkan spektrum yang dialurkan terhadap frekuensi, karena lebih mudah untuk menghubungkannya dengan apa yang terjadi dalam atom. Hati-hati, spektrum akan terlihat berbeda tergantung pada bagaimana spektrum tersebut dialurkan, tetapi, selain itu, abaikan versi panjang gelombang, kecuali pengujimu menghendakinya. Jika anda mencoba untuk mengetahui kedua versi, anda hanya akan mendapatkan sesuatu yang membingungkan!
Menjelaskan spektrum emisi hidrogen
Persamaan Balmer dan Rydberg
Dengan sedikit pengetahuan matematika yang mengagumkan, pada 1885 Balmer memberikan rumus sederhana untuk memperkirakan panjang gelombang dari beberapa garis yang sekarang kita kenal dengan deret Balmer. Tiga tahun berikutnya, Rydberg membuat rumus yang lebih umum sehingga dapat diterapkan untuk memperkirakan panjang gelombang beberapa garis pada spektrum emisi hidrogen.
Rydberg memberikan rumus:

R_H merupakan konstanta yang disebut dengan konstanta Rydberg.
n₁ dan n₂ merupakan bilangan bulat (seluruh angka). n₂ lebih besar daripada n₁. Dengan kata lain, jika n₁, katakanlah 2, maka n₂ dapat berupa seluruh angka antara 3 dan tak hingga.
Berbagai kombinasi angka dapat anda masukkan ke dalam rumus, sehingga anda dapat menghitung panjang gelombang dari suatu garis pada spektrum emisi hidrogen − dan terdapat kesamaan antara panjang gelombang yang anda dapatkan dengan menggunakan rumus ini dengan yang diperoleh dari hasil analisis spektrum aslinya.
Anda dapat juga menggunakan versi yang dimodifikasi dari persamaan Rydberg untuk menghitung frekuensi masing-masing garis. Persamaan yang dimodifikasi dapat anda peroleh dari persamaan sebelumnya dan rumus panjang gelombang dan frekuensi pada bagian sebelumnya.

Asal usul spektrum emisi hidrogen
Garis-garis pada spektrum emisi hidrogen membentuk pola yang umum dan dapat ditunjukkan dengan persamaan yang (relatif) sederhana. Masing-masing garis dapat dihitung dari kombinasi angka-angka sederhana.
Mengapa hidrogen mengemisikan sinar ketika tereksitasi dengan adanya tegangan tinggi dan apa arti dari semua angka-angka itu?
Ketika tak ada yang mengeksitasi, elektron hidrogen berada pada tingkat energi pertama − tingkat yang paling dekat dengan inti. Tetapi jika anda memberikan energi pada atom, elektron akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi − atau bahkan dilepaskan dari atom.
Tegangan tinggi pada tabung sinar hidrogen menyediakan energi tersebut. Molekul hidrogen awalnya pecah menjadi atom-atom hidrogen (oleh karena itu disebut spektrum emisi atom hidrogen) dan elektron kemudian berpromosi ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Misalkan suatu elektron tereksitesi ke tingkat energi ketiga. Elektron akan cenderung melepaskan energi lagi dengan kembali ke tingkat yang lebih rendah. Hal ini dapat dilakukan dengan dua cara yang berbeda.
Elektron dapat turun, kembali lagi ke tingkat pertama, atau turun ke tingkat kedua − dan kemudian, pada lompatan kedua, turun ke tingkat pertama.

Mengikat suatu elektron untuk melompat ke garis tertentu pada spektrum
Jika suatu elektron turun dari tingkat-3 ke tingkat-2, akan melepaskan energi yang sama dengan beda energi antara dua tingkat tersebut. Energi yang diperoleh dari lepasnya elektron ini muncul sebagai sinar (dimana "sinar" tersebut termasuk dalam daerah UV dan IR juga tampak (visible)).
Masing-masing frekuensi sinar dihubungkan dengan energi melalui persamaan:

Dengan frekuensi yang lebih tinggi, energi sinar akan lebih tinggi.
Jika suatu elektron turun dari tingkat-3 ke tingkat-2, tampak sinar merah. Inilah asal-usul garis merah pada spektrum hidrogen. Dengan menghitung frekuensi sinar merah, anda dapat menghitung energinya. Energi itu harus sama dengan beda energi antara tingkat-3 dan tingkat-2 pada atom hidrogen.
Persamaan terakhir dapat ditulis ulang sebagai beda energi antara dua tingkat elektron.

Turunnya elektron yang menghasilkan energi terbesar akan memberikan garis frekuensi tertinggi. Turunnya elektron dengan energi terbesar adalah dari tingkat tak hingga ke tingkat-1 (tentang tingkat tak hingga akan dijelaskan nanti)
Beberapa gambar berikut terdiri dari dua bagian − dengan tingkat energi pada bagian atas dan spektrum pada bagian bawah.

Jika elektron turun dari tingkat 6, penurunannya lebih sedikit, sehingga frekuensinya akan lebih kecil. (dikarenakan skala pada gambar, tidak mungkin menggambarkan semua lompatan yang melibatkan semua tingkat antara 7 dan tak hingga!)

…dan jika anda mengamati lompatan ke tingkat-1 yang lain anda akan mendapatkan seluruh deret Lyman. Jarak antar garis pada spektrum menggambarkan jarak perubahan tingkat energi.

Jika anda melakukan hal yang sama untuk lompatan menurun ke tingkat 2, anda mendapatkan garis dari deret Balmer. Perbedaan energinya lebih kecil dari deret Lyman, sehingga frekuensi yang dihasilkan juga lebih rendah.

Deret Paschen diperoleh dari lompatan menurun ke tingkat-3, tetapi gambarnya akan sangat kacau jika saya memasukkan semuanya – karena itu tidak disebutkan deret lain untuk lompatan menurun ke tingkat-4, tingkat-5, dan seterusnya.
Arti angka −angka pada persamaan Rydberg
n₁ dan n₂ pada persamaan Rydberg merupakan tingkat energi sederhana pada setiap lompatan yang menghasilkan garis yang khas pada spektrum.
Sebagai contoh, pada deret Lyman, n₁ selalu 1. Elektron yang turun ke tingkat 1 menghasilkan garis pada deret Lyman. Untuk deret Balmer, n₁ selalu 2, karena elektron turun ke tingkat-2.
n₂ merupakan tingkat asal lompatan. Kita telah menyebutkan bahwa garis merah merupakan hasil dari turunnya elektron dari tingkat-3 ke tingkat-2. Pada contoh ini, n₂ sama dengan 3.
Arti tingkat tak hingga
Tingkat tak hingga menunjukkan energi tertinggi yang mungkin dari suatu elektron atom hidrogen. Jadi, apa yang terjadi jika elektron melampaui energi itu?
Elektron bukan lagi bagian dari atom. Tingkat tak hingga menunjukkan titik dimana ionisasi atom terjadi untuk membentuk ion bermuatan positif.
Menggunakan spektrum untuk menentukan energi ionisasi
Ketika tak ada energi tambahan yang diberikan, elektron hidrogen berada pada tingkat-1. Dikenal sebagai keadaan dasar (ground state). Jika anda memberikan energi yang cukup untuk memindahkan elektron hingga ke tingkat tak hingga, anda telah mengionkan hidrogen.
Energi ionisasi tiap elektron dihitung dari jarak antara tingkat-1 dan tingkat tak hingga. Jika anda melihat kembali beberapa gambar terakhir, anda akan mendapatkan bahwa energi lompatannya menghasilkan limit deret dari deret Lyman.
Jika anda dapat menentukan frekuensi dari limit deret Lyman, anda dapat menggunakannya untuk menghitung energi yang dibutuhkan untuk memindahkan elektron suatu atom dari tingkat-1 ke titik ionisasi. Dari hal tersebut, anda dapat menghitung energi ionisasi per mol atom.
Masalahnya adalah frekuensi limit deret agak sulit ditentukan secara akurat dari spektrum karena pada daerah limit garis-garisnya rapat sehingga spektrum terlihat seperti kontinu.
Menentukan frekuensi limit deret secara grafik
Berikut ini merupakan daftar frekuensi dari tujuh garis yang jarak garisnya paling lebar pada deret Lyman, jika anda bergerak dari satu garis ke garis berikutnya akan terjadi kenaikan frekuensi.

Dengan makin dekatnya garis, jelas peningkatan frekuensi berkurang. Pada limit deret, beda antar garis akan mendeketi nol.
Itu artinya jika anda mengalurkan kenaikan frekuensi terhadap frekuensi aktual, anda dapat mengekstrapolasikan (kontinu) kurva pada titik dimana kenaikannya menjadi nol. Itu akan menjadi frekuensi limit deret.
Faktanya anda dapat mengalurkan grafik dari data pada tabel di atas. Perbedaan frekuensi berhubungan dengan dua frekuensi. Sebagai contoh, angka 0,457 diperoleh dengan mengurangkan 2,467 dari 2,924. Sehingga yang manakah dari dua nilai ini yang anda alurkan terhadap 0,457?
Hal ini tak masalah, selama anda selalu konsisten − dengan kata lain, anda selalu mengalurkan perbedaan frekuensi terhadap salah satu dari angka yang lebih tinggi atau yang lebih rendah. Pada titik yang akan anda amati (dimana perbedaannya nol), nilai kedua frekuensi sama.
Sebagaimana yang anda lihat pada grafik di bawah. Dengan mengalurkan kedua kurva yang mungkin pada grafik yang sama, kurva akan lebih mudah diekstrapolasikan. Kurva lebih sulit untuk diektrapolasikan dibandingkan dengan garis lurus.

Kedua garis menunjukkan limit deret sekitar 3.28 x 10¹⁵ Hz.
Jadi sekarang kita akan menghitung energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron tunggal dari atom hidrogen. Ingat persamaan pada halaman di atas:

Kita dapat menentukan perbedaan energi antara keadaan dasar dan titik dimana elektron meninggalkan atom melalui substitusi nilai frekuensi yang kita dapatkan dan mencari nilai konstanta Planck dari buku.

Hasil ini memberikan pada anda energi ionisasi untuk atom tunggal. Untuk menentukan energi ionisasi yang normal, kita perlu mengalikannya dengan banyaknya atom pada satu mol atom hidrogen (konstanta Avogadro) dan kemudian membaginya dengan 1000 untuk mengubahnya menjadi kilojoule.