Apa Itu Cahaya?

Model  atom Bohr. Pada tahun 1900, Max Planck (1858-1947) merumuskan hipotesis kuantum, yang akan diambil dan dikembangkan lebih lanjut di tahun-tahun berikutnya.

Niels Henrik David Bohr (7 Oktober 1885 - 18 November 1962) adalah bapak pendiri mekanika kuantum dan tokoh terpenting dalam upaya awal untuk menafsirkan teori tersebut. Dia adalah orang pertama yang memperkenalkan konsep struktur diskrit ke tingkat energi elektron dalam atom, dan mampu, atas dasar ini, berhasil memprediksi emisi spektral dan frekuensi penyerapan atom hidrogen. Ini, bersama dengan teori kalor jenis, karena Einstein, teori radiasi benda hitam Planck, dan generalisasi Sommerfeld tentang aturan kuantisasi ke sistem Hamiltonian sederhana apa pun, membentuk teori kuantum 'lama'. Model atom Bohr dirancang pada tahun 1911; perluasannya ke sistem multi-periodik sewenang-wenang, dan pemulihan persamaan klasik Hamilton untuk emisi elektromagnetik dalam batas bilangan kuantum besar, yang dibuat pada tahun 1922. Kolaborasi Bohr dengan muridnya Kramers saat ini memainkan peran penting dalam penemuan Heisenberg mekanika matriks pada tahun 1925.

Bohr sangat terkesan dengan hubungan ketidakpastian Heisenberg, dan berdasarkan teorinya tentang saling melengkapi. Menurut teori ini, setiap kali penggunaan konsep ilmiah dikecualikan, pada prinsipnya, penerapan yang lain, ada kemungkinan perpanjangan baru dari ide-ide klasik dan fenomena baru yang sebaliknya tidak mungkin. Dalam mekanika kuantum, hubungan eksklusivitas timbal balik seperti itu dikodekan oleh hubungan ketidakpastian. 

Bohr optimis bahwa contoh lain dari eksklusivitas mutual ('saling melengkapi') dari konsep klasik dapat ditemukan di disiplin lain, terutama ilmu kehidupan. Dalam hal ini dia kecewa. Perdebatannya dengan Einstein mengenai interpretasi mekanika kuantum menyangkut konsistensi internal interpretasi fenomena kuantum menggunakan konsep klasik dibatasi oleh konsep 'gangguan minimal' (karena keberadaan 'kuantum aksi', konstanta Planck) dan ketidakpastian hubungan Dalam hal ini dia lebih berhasil.

Dengan pencapaian tersebut sebagai dasar, Dane Niels Henrik David Bohr (1885-1962) menggabungkan model atom Rutherford dengan kondisi kuantum dan menciptakan model atom Bohr,  dikenal sebagai model kulit karena menentukan elektron dalam atom, terbatas pada permukaan bola, tingkat energi atau kulit, dilambangkan dengan huruf kapital K-Q. 

Dalam setiap orbit yang mungkin elektron memiliki energi tertentu dan karena inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif saling tarik menarik karena gaya elektrostatik, elektron pada kulit terluar harus memiliki energi yang lebih tinggi daripada elektron dalam. Akibatnya, elektron dalam harus disuplai dengan energi sehingga mereka dapat mengatasi gaya-gaya ini dan melompat ke orbit luar. Persamaan yang dikembangkan oleh Johann Jakob Balmer (1825-1898), yang menjadi dasar model atom Bohr,  menunjukkan  orbit yang "diizinkan" dibatasi secara energi dan  energi elektron hanya dapat mengasumsikan nilai yang akan membawa salah satu kereta ini.

Model tersebut masih relevan hingga saat ini: di bawah topik "Model cangkang dan skema pekerjaan"[4], model ini termasuk dalam silabus pelajaran kimia di sekolah menengah, karena membuat koneksi dalam pelajaran sekolah lebih mudah dipahami oleh banyak siswa. orang dari model orbital mampu lakukan.

Penyelidikan spektrum atom segera menunjukkan, bagaimanapun,  model Bohr hanya mampu menghitung secara akurat spektrum atom hidrogen, lebih tepatnya isotop protium. Namun, tidak ada keberhasilan yang dicapai dengan atom yang membawa beberapa elektron. Apa masalahnya? Penemuan apa yang belum dibuat yang akan mengarah pada pengembangan model orbital modern?

Solusi teka-teki ini terletak pada sifat cahaya yang menghasilkan spektrum atom, yang belum sepenuhnya diklarifikasi. Pada titik ini, pengaruh dualitas gelombang-partikel cahaya pada gambaran modern struktur elektronik atom harus ditunjukkan, tetapi  pengembangan model dan eksperimen, hipotesis, dan teori yang diperlukan dari beberapa ilmuwan besar.

"Apa itu cahaya? Sejak zaman   Fresnel, kita telah mengetahui  itu adalah gerakan gelombang. Kita tahu kecepatan gelombang, kita tahu panjang gelombangnya, kita tahu itu gelombang transversal; singkatnya, kita tahu dengan sempurna hubungan geometris gerak. Tidak ada lagi keraguan tentang hal-hal ini, sanggahan terhadap pandangan ini tidak terpikirkan oleh fisikawan. Teori gelombang, secara manusiawi, adalah kepastian;

Dengan kata-kata ini, Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), penemu gelombang elektromagnetik, mengklasifikasikan cahaya sebagai fenomena. Dalam teori gelombang, cahaya dalam ruang hampa dijelaskan dengan rumus c = *, di mana c menyatakan kecepatan cahaya, panjang gelombang dan frekuensi. Cahaya tampak memiliki panjang gelombang 380nm sampai 780nm, baik sebagai cahaya monokromatik, yang mewakili satu warna, atau sebagai cahaya polikromatik, di mana lebih dari satu panjang gelombang diwakili. Ketika semua panjang gelombang cahaya tampak hadir, warna cahaya yang dihasilkan adalah putih.***