SPEKTROSKOPI BINTANG Pertanyaan Apakah yang dimaksud bintang itu

SPEKTROSKOPI BINTANG

Pertanyaan? • Apakah yang dimaksud bintang itu? • Apakah matahari termasuk bintang? • Bagaimanakah cara manusia mengetahui struktur bahan penyusun bintang?

Teori Dasar • Spektrum merupakan uraian cahaya. Sebagai contoh cahaya matahari apabila dilewatkan pada gelas prisma akan terurai warnanya menjadi berbagai warna. • Spektrum bintang sama dengan spektrum pada matahari yakni adanya garis gelap. • Spektrum matahari yang menunjukkan adanya garis gelap (Fraunhofer) menunjukkan bukti matahari termasuk bintang

Pembentukan Spektrum (Hukum Kirchoff 1 -3) • Spektrum Kontinu: Apabila benda cair/gas bertekanan tinggi dipijarkan kemudian dilewatkan ke prisma, maka benda tsb akan memancarkan energi dengan spektrum pada semua panjang gelombang

• Garis pancaran/garis emisi: apabila gas bertekanan rendah dipijarkan kemudian dilewatkan ke prisma, maka energi yang dipancarkan hanya pada warna/panjang gelombang tertentu. Spektrumnya berupa garis-garis terang (garis emisi).

• Garis absorpsi/serapan: apabila cahaya putih dgn spektrum kontinu dilewatkan pada gas bertekanan rendah/dingin kemudian dilewatkan ke prisma, maka gas tersebut akan menyerap cahaya tsb pada warna atau panjang gelombang tertentu. akibatnya akan diperoleh spektrum kontinu dengan selangseling garis gelap.

Atom Hidrogen • Atom hidrogen merupakan atom yang paling sederhana yang terdiri atas sebuah proton dan sebuah elektron. • Menurut model atom Bohr, elektron mengitari proton dalam bentuk lintasan lingkaran. Persamaan di atas sering disebut deret balmer • R = tetapan Rydberg 1, 097. 107 /m • Jika gas hidrogen dipijarkan maka akan memancarkan sekumpulan garis terang dengan jarak garis lain yang beraturan.

deret-deret lain • Setelah ditemukan deret balmer kemudian juga ditemukan deret lain yakni: 1. Lyman pada daerah ultraviolet 2. Paschen pada daerah inframerah 3. Bracket pada daerah inframerah 4. Pfound pada daerah inframerah

Persamaan matematisnya • Persamaan umumnya dengan n>m • • • m = 2 pada deret Balmer, m = 1 pada deret Lyman, m = 3 pada deret Pachen, m = 4 pada deret Bracket, m = 5 pada deret Pfound

Teori atom Hydrogen oleh Bohr • Elektron tetap berada pada lintasannya karena adanya gaya sentral (gaya elektro statik). • Karena massa proton ( M) lebih besar daripada masa elektron (m) maka proton berperan sebagi pusat orbit elektron dengan jari-jari r. • Persamaan gaya yang bekerja adalah

• Jari-jari orbitnya adalah • Besarnya energi adalah • 1 e. V = 1, 6. 10 -19 J • Tanda negatif berarti melepaskan energi • Pada kondisi dasar maka E 1 = -13, 6 e. V

• Apabila elektron berpindah dari tingkat n ke tingkat m (m < n) maka elektron akan melepas energi sebesar E = h f

Kesimpulan • Garis adsoprsi terjadi apabila atom menyerap energi untuk menaikkan energinya ke tingkat yang lebih tinggi. • Garis emisi terjadi apabila atom melepaskan energinya untuk menurunkan energinya ke tingkat yang lebih rendah.

Pembentukan spektrum bintang • Bintang memancarkan cahaya dengan spektrum kontinu. • Sesuai hukum Kirchoff 1 dapat disimpulkan bahwa cahaya bintang tsb berasal dari gas bertekanan tinggi. • Bagian bintang yang memancarkan spektrum kontinu adalah fotosfer dimana cahayanya berasal dari pusat bintang

• Fotosfer diselubungi oleh gas dingin dan renggang sebagai atmosfer bintang. • Lapisan pada fotosfer ini akan menyerap pancaran dengan spektrum kontinu dan panjang gelombang tertentu dan membentuk garis gelap (adsoprsi)…Akibatnya muncul garis gelap pada spektrum matahari.

Jika Atmosfer bintang tebal? • Atmosfer tersebut akan memancarkan kembali energi yang diserapnya sehingga akan tampak spektrum emisi dan absorpsi. • Kabut gas, komet, dan beberapa bintang yang mempunyai selubung tebal juga memancar garis emisi

Apa gunanya spektroskopi? • Dengan menentukan panjang gelombang absorpsi dan emisi dapat ditentukan unsur penyebabnya. • Susuna kimia bintang dapat diketahui • Keadaan fisis angkasa bintang dapat dianalisis seperti temperatur, tekanan, dan medan magnetnya.

Contoh analisis perilaku matahari berdasarkan analisis spektrum • Pembagian wilayah matahari menjadi zona radiatif, konvektif, dan fotosfera • Dengan analisis struktur atom dan spektrum kita dapat menghitung bahwa foton membutuhkan waktu 170 tahun untuk meninggalkan wilayah radiatif, 10 hari dari bawah wilayah konveksi ke bagian atas konveksi dan baru mengeluarkan radiasi termal ke angkasa luar sebagai cahaya matahari dan sampai ke bumi dalam waktu 8. 3 s

• Warna bintang ditentukan oleh suhu permukaannya. • Bintang berwarna merah lebih rendah suhunya dari pada bintang berwarna kuning, namun lebih rendah suhunya dari bintang berwarna biru. • Perilaku bintang tersebut memenuhi hukum Wien

• Berdasarkan hukum wien, bintang yang bertemperatur rendah akan mengeluarkan sebagian energinya dalam spektrum berwarna merah dan infra merah. • Bintang yang lebih panas akan mengeluarkan spektrum berwarna biru. • Obyek yang lebih panas akan mengeluarkan energi dalam semua panjang gelombang karena energi rata-rata foton cukup tinggi.

• Knowing a star’s temperature helps to determine many other characteristics. • One scientific description of a star’s color is based on the stellar classification, which in turn is dependent upon the star’s chemical composition and temperature. • A term commonly used by astronomers is color index

• It is determined by observing a star through two filters, the B and V filters, which correspond to the wavelengths 440 and 550 nm, respectively, and by measuring its brightness. • Subtracting the two values obtained, B and V, produces the color index. Usually, a blue star will have a negative color index (e. g. , − 03); orangered stars will have a value greater than 0. 0 and upwards to about 3. 00, and even greater for very red stars (M 6 and greater)

Warna • Astronom lama dalam mengobservasi benda langit menggunakan filter yang hanya dapat ditembus panjang gelombang tertentu yakni – – – U - ultraviolet B - blue V - visual R - red K - infra merah

Spektrum • Spektrum dapat memberikan informasi yang lebih banyak dari pada warna yang sederhana. – In 1901, Annie Cannon menunjukkan bahwa bintang dapat dikelompokkan dalam 7 kelompokmenurut kekuatan absorsinya garisnya yakni O B A F G K M – Tiap-tiap spektrum dibagi 10 sub kelompok A 0, A 1, A 2, A 3, …, A 9 – Matahari termasuk bintang G 2 – In 1921, Cecilia Payne menunjukkan bahwa semua bintang umumnya tersusun atas unsur H and He

Sifat-sifat dasar bintang • Perhatikan langkah eksperimen berikut: – Carilah sekeompok bintang yang diperkirakan memiliki jarak yang sama terhadap bumi. – Ukurlah magnitudo semu dan warna bintangbya – Gambarkan hubungan antara kedua besaran tersebut ( diagram Hertzsprung. Russell ) – Apakah yang anda harapkan? ? ? • Meskipun agak susah, anda akan melihat kebanyakan bintang berada pada garis tunggal pada diagram tersebut. – Semua bintang memiliki komposisi yang sama yakni • 75% H, 24%He, 1% unsur lain – Sejak lahir, bintang lupa tentang lingkungan yang melahirkan mereka n – Jadi. . hanya masa dan masalah umur.

Klasifikasi Bintang • • O = Oh B = Be A=A F = Fine G = Girl K = Know M = me

• Bintang O, B dan A masuk kelas awal • Bintang K dan M masuk kelas lanjut • Penggolongan bintang berdasarkan atas temperatur permukaannya

Pembagian sub kelas spektrum bintang • Dari Oo sampai 09 • Bo sampai B 9 dan seterusnya

Klasifikasi Luminositas Bintang • • • Kelas 1 a = maha raksasa yang sangat terang Kelas 1 b = maha raksasa yang kurang terang Kelas II = bintang raksasa yang terang Kelas III = raksasa Kelas IV = sub raksasa Kelas V = deret utama