Apa yang menyebabkan terjadinya pelebaran garis spektrum?

Sains Fisika
1

spestroskopi
image.png720×354 79.1 KB

Fenomena pelebaran garis spektrum ditemukan juga dalam penyelidikan astronomi. Lalu apa yang menjadi penyebabnya?

2

Pertama, yang perlu diketahui adalah garis spektrum tidak merupakan garis taja, tetapi memiliki lebar tertentu. Pelebaran garis ini disebabkan oleh beberapa hal, antara lain:

  1. Pelebaran alamiah
    Atom mempunyai tingkat energi diskret. Tingkat energi tersebut sebenarnya tidak tajam, hanya saja, energi yang diberikan pada suatu tingkat energi sebenarnya adalah harga yang paling mungkin untuk tingkat tersebut.

    Suatu atom yang berada pada tingkat tersebut dapat mempunyai energi yang berbeda dari harga yang paling mungkin itu. Karenanya panjang gelombang foton yang bisa diserap atom untuk mengeksitasikan elektronnya juga bukan merupakan harga yang pasti, tetapi bisa berkisar pada harga tertentu. Akibatnya, garis spektrum yang dihasilkan oleh sekumpulan atom tidak tajam tapi agak lebar.

  2. Pelebaran Doppler
    Atom yang memberikan suatu garis spektrum tidak diam tetapi bergerak ke berbagai arah. Makin tinggi temperatur, gerak atom makin cepat. Akibat efek Doppler, setiap atom akan menyerap foton dengan panjang gelombang yang berbeda-beda, bergantung pada kecepatan radialnya terhadap pengamat. Hal ini mengakibatkan pelebaran garis spektrum.

  3. Pelebaran Tumbukan
    Tingkat energi suatu atom dapat terganggu dengan adanya atom atau ion yang lewat di dekatnya, atau yang menumbuknya. Akibatnya, tingkat energi atom akan berubah sedikit sehingga panjang gelombang foton yang dapat diserap agak berbeda dengan yang sebenarnya saat tidak ada gangguan, atom akan memberikan garis yang lebar.

image
image.png819×352 9.25 KB

  1. Efek Zeeman
    Medan magnet dapat menyebabkan suatu tingkat energi sebuah atom terpecah menjadi dua atau lebih. Akibatnya garis spektrum juga terpecah menjadi dua garis atau lebih. Dalam spektrum bintang, komponen garis ini umumnya tidak dapat dipisah, sehingga akibatnya tampak seperti pelebaran garis.

image

Keempat pelebaran garis di atas disebabkan oleh pengaruh pada atom sendiri (pengaruh dalam). Selain oleh pengaruh dalam, pelebaran garis spektrum dapat juga disebabkan oleh pengaruh luar, diantaranya adalah:

  • Rotasi bintang
  • Pengembangan selubunt (dari profil P-Cygni)
  • Turbulensi (di atmosfer bintang)