Struktur Intan

Intan adalah unsur karbon, C. Sehari-hari karbon yang kita jumpai berwarna hitam, tidak seperti intan yang putih berkilauan.
Arang kayu, asap kompor atau jelaga, dan karbon aktif semuanya hitam. Pernah mendengar grafit? Unsur itu juga karbon dan warnanya hitam.

Karbon memiliki nomor atom 6, konfigurasi elektron atom C (2,4). Dalam sistem periodik unsur terletak pada perioda 2 dan golongan IVA. Karbon merupakan unsur non logam. Elektron valensinya 4. Ikatan antar atom karbon dalam unsur karbon adalah ikatan kovalen non polar. Untuk mencapai kestabilan, elektronnya harus menjadi 8 (oktet). Oleh karena itu, dalam unsur karbon terbentuklah struktur tetrahedral seperti terlihat pada gambar.

Mengapa karbon memiliki struktur tetrahedral? Di sekitar atom C terdapat 4 PEI. Menurut teori VSEPR (Valence Shell Electron Pairs Repulsion), ke 4 PEI itu saling tolak menolak sejauh-jauhnya sehingga akhirnya mencapai keadaan stabil dengan energi minimum. Oleh karena itu, terbentuklah struktur simetri tetrahedral dengan sudut HCH 109,5o.

Sekarang, kita perhatikan warna intan. Mengapa tidak hitam seperti unsur karbon yang lain? Intan sangat padat dan sangat keras. Bandingkan dengan arang kayu. Arang sangat ringan, jika dipecah tampak banyak rongga. Jadi sebenarnya arang berwarna hitam. Intan keras sekali karena atom-atomnya terjejal sangat rapat, tertumpuk dan tertindih bertahun-tahun di bumi. Karena merapat, kedudukan elektron di sekitar inti juga ikut mendekat ke inti. Tingkat energi orbital-orbital atom C menurun. Perubahan kedudukan orbital ini mengakibatkan panjang gelombang spektrum tampak berubah, maka warna spektrum yang kita lihat juga berbeda, tidak lagi hitam.

READ MORE - Struktur Intan
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO

Model Berkas Cahaya

Banyak bukti yang menunjukkan bahwa cahaya berjalan menempuh garis lurus pada berbagai keadaan. Sebagai contoh, sebuah sumber cahaya titik seperti Matahari menghasilkan bayangan, dan sinar lampu senter tampak merupakan garis lurus. Kenyataannya, kita menentukan posisi benda di lingkungan kita dengan menganggap bahwa cahaya bergerak dari benda tersebut ke mata kita dengan lintasan garis lurus. Seluruh orientasi kita mengenai dunia fisik berdasarkan atas anggapan ini.

Gambar A. Berkas cahaya datang dari setiap titik pada benda. Sekumpulan berkas yang meninggalkan suatu titik diperlihatkan memasuki mata manusia.

Anggapan yang masuk akal ini mengarah ke model berkas dari cahaya. Model ini menganggap bahwa cahay berjalan dalam lintasan yang berbentuk garis lurus yang disebut berkas cahaya. Sebenarnya, berkas merupakan idealisasi; dimaksudkan untuk merepresentasikan sinar cahaya yang sangat sempit. Ketika kita melihat sebuah benda, menurut model berkas, cahaya mencapai mata kita dari setiap titik pada benda; walaupun berkas cahaya meninggalkan setiap titik dengan banyak arah, biasanya hanya satu kumpulan kecil dari berkas-berkas ini yang dapat memasuki mata si peneliti, sebagaimana terlihat pada gambar A. Jika kepala orang tersebut bergerak ke satu sisi, kumpulan berkas yang lain akan memasuki mata dari setiap titik. 

Telah kita ketahui sebelumnya bahwa cahaya dapat dianggap sebagai gelombang elektromagnetik. Walaupun model berkas cahaya tidak menangani aspek cahaya ini, model berkas telah berhasil dalam mendeskripsikan banyak aspek cahaya seperti, pantulan, pembiasan, dan pembentukan bayangan oleh cermin dan lensa. Karena penjelasan-penjelasan ini melibatkan berkas lurus dengan berbagai sudut, topik ini disebut sebagai optik geometri.

READ MORE - Model Berkas Cahaya
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO

Interferometer Michelson

Interferensi oleh film (lapisan) tipis merupakan dasar dari interferometer Michelson (gambar A). Diciptakan oleh seorang Amerika, Albert A. Michelson. Cahaya monokromatik dari satu titik pada sumber yang dipanjangkan terlihat menimpa cermin yang setengahnya dilapisi perak Ms. Cermin pembagi berkas Ms ini memiliki lapisan perak yang hanya memantulkan setengah dari cahaya yang jatuh padanya, sehingga setengah berkas akan lewat ke cermin tetap M2, dimana berkas tersebut dipantulkan kembali. Pada saat kembalinya, sebagian berkas 1 melewati Ms dan mencapai mata; dan sebagian berkas 2, pada saat kembalinya, dipantulkan oleh Ms ke mata. Jika panjang kedua lintasan sama, kedua berkas koheren yang memasuki mata akan berinterferensi konstruktif dan akan terlihat terang.


Jika cermin yang dapat digerakkan dipindahkan sejauh λ/4 , satu berkas akan menempuh jarak ekstra yang sama dengan λ/2 (karena bergerak mundur maju sepanjang jarak λ/4). Dalam hal ini kedua berkas akan berinterferensi destruktif dan akan terlihat gelap. Sementara M1 bergerak menjauhi, akan terlihat terang (ketika perbedaan lintasan sebesar λ), kemudian gelap, dan seterusnya.

Gambar A. Interferometer Michelson

Pengukuran panjang yang sangat tepat dapat dilakukan dengan inferometer. Gerakan cermin M1 menjauh λ/4 saja menghasilkan perbedaan yang jelas antara terang dan gelap. Untuk λ = 400 nm, ini berarti ketepatan 100 nm atau 10-4 mm. Jika cermin M1 dimiringkan sedikit, rangkaian titik terang dan gelap akan terlihat menggantikan serangkaian pinggiran. Dengan menghitung jumlah pinggiran, atau sebagiannya, pengukuran panjang yang sangat tepat dapat dilakukan.

Michelson melihat bahwa interferometer dapat digunakan untuk menentukan panjang meter standar untuk panjang gelombang cahaya tertentu. Pada tahun 1960, standar itu dipilih sebagai garis jingga tertentu pada spektrum kripton-86 (atom kripton dengan massa atom 86). Pengukuran berulang yang teliti dari meter standar yang lama (jarak antara dua tanda pada batang platinum-iridium yang disimpan di Paris) dilakukan untuk menetukan 1 meter sebesar 1.650.763,73 panjang gelombang cahaya ini, yang didefinisikan sebagai meter. Pada tahun 1963, meter didefenisikan kembali dalam laju cahaya.

READ MORE - Interferometer Michelson
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO