TUGAS IV ASTROFISIKA (FI 567) SPEKTROSKOPI SEMESTER GANJIL 2014 – 2015 DOSEN: JUDHISTIRA ARIA UTAMA, M.SI. (KODE: 2582)
Klasifikasi Spektrum Bintang Catatan: Seluruh panjang gelombang diberikan dalam satuan Ångstrom. 1 Ångstrom = 10-10 meter. 1.
2.
Perhatikan diagram tingkat energi di bawah ini. Lingkaran dalam gambar menyatakan elektron. Transisi elektron yang bersesuaian dengan keempat garis absorbsi pertama dalam Deret Lyman telah digambarkan lengkap dengan informasi panjang gelombangnya. Selain itu juga ditunjukkan dua transisi pertama Deret Paschen. a) Gambarkan tiga transisi pertama Deret Balmer dalam diagram tingkat energi di bawah ini lengkap dengan panjang gelombang yang bersesuaian! b) Garis putus-putus dalam diagram tingkat energi merupakan tingkat energi tertinggi atom hidrogen. Apa yang akan terjadi jika sebuah elektron menyerap cukup energi yang akan menempatkannya di atas garis tersebut?
Perhatikan keenam panel gambar spektrum di bawah ini. Gambar paling atas dari masing-masing pasangan menunjukkan spektrum lengkap, sementara gambar di bawahnya menunjukkan perbesaran garis absorbsi Deret Balmer. Perhatikan perbedaan skala dalam sumbu X yang menyatakan panjang gelombang dalam gambar bawah.
a) Dalam gambar atas masing-masing masing panel, lingkarilah ketiga garis absorbsi Deret Balmer yang telah Anda gambarkan dalam diagram tingkat energi sebelumnya! Panel 1:
Panel 2:
Panel 3:
Panel 4:
Panel 5:
Panel 6:
3.
Anda akan mulai mengklasifikasikan bintang berdasarkan kekuatan garis absorbsi hidrogennya yang ditentukan oleh “kedalaman lembah” dan “lebar horisontal”nya. Ukurlah kekuatan garis hidrogen alfa untuk masing masing-masing panel mengikuti prosedur berikut ini. a) Gambarlah garis lurus yang menghubungkan kedua segitiga dalam gambar bawah di masing-masing masing panel. b) Kekuatan garis absorbsi adalah luas daerah yang dibatasi oleh garis lurus dan lembah. Ukurlah luas dengan memperkirakan jumlah kotak yang dihimpun dalam bat batas tersebut. Tabel 1
Panel 1 2 3 4 5 6 4.
Kekuatan garis H (jumlah kotak)
a) Lengkapilah Tabel 2 di bawah ini dengan mengurutkan nomor panel dari panel yang memiliki garis H terkuat hingga yang terlemah! Tabel 2 Nomor Panel garis H terkuat terlemah Terkuat
Kelas Spektral (Penamaan huruf) A B F G K O
Terlemah
5.
Anda dapat menentukan temperatur permukaan masing-masing bintang memanfaatkan gambar atas dari masingmasing panel menggunakan Hukum Wien:
2,898 103 (mK) T puncak (m) Tentukan temperatur masing-masing bintang mengikuti prosedur berikut ini: a) Telusuri bagian kontinu radiasi benda hitam dari masing-masing gambar atas di tiap panel, yaitu bagian kurva yang mulus tanpa kehadiran garis absorbsi. b) Tuliskan panjang gelombang bagian puncak dari gambar atas tersebut dalam kolom ke-2 Tabel 3 di bawah. Bila perlu, taksirlah di panjang gelombang berapa puncak tersebut berada. c) Gunakan Hukum Wien untuk menghitung temperatur masing-masing bintang dan isikan jawaban Anda di kolom ke-3 Tabel 3.
Nomor Panel
Tabel 3 Panjang Gelombang Puncak (Angstroms)
Temperatur (K)
1 2 3 4 5 6
6.
a) Susunlah ulang pengklasifikasian menurut temperatur dimulai dari bintang paling panas sampai bintang paling dingin! Catat dalam Tabel 4 di bawah ini. Apakah susunan pengklasifikasian Anda sesuai dengan literatur?
Tabel 4 Nomor Panel bintang terpanas ke terdingin
Kelas Spektrum yang Bersesuaian
terpanas
terdingin
7.
Pada tingkat energi berapakah sebagian besar elektron atom hidrogen berasal untuk memperlihatkan garis-garis absorbsi Deret Balmer? Kelas spektral manakah yang memiliki garis absorbsi Balmer terkuat? Berapakah temperatur yang bersesuaian? Tingkat Energi
Kelas Spektral
Temperatur
8.
Mengapa bintang terpanas memiliki garis-garis Balmer yang lemah? Mengapa bintang terdingin memiliki garisgaris Balmer yang lemah?
9.
Dengan bahasa Anda sendiri, tuliskan apa yang dapat Anda simpulkan dari seluruh aktivitas ini.
