Gunakan tab Tingkat Energi bila Anda menginginkan Eₙ untuk tingkat dan elemen tertentu. Gunakan tab Radius & Kecepatan untuk mengetahui ukuran dan kecepatan orbital elektron pada tingkat tersebut. Gunakan tab Transisi bila Anda ingin energi dan panjang gelombang foton diserap atau dipancarkan saat elektron bergerak di antara dua level.
2
Tetapkan n dan nomor atom Z
n adalah bilangan kuantum utama (1 = keadaan dasar, 2 = keadaan tereksitasi pertama, dan seterusnya) — masukkan bilangan bulat 1 atau lebih tinggi. Z adalah nomor atom ion mirip hidrogen (Z=1 untuk hidrogen, Z=2 untuk He⁺, Z=3 untuk Li²⁺); model Bohr hanya tepat untuk sistem satu elektron.
3
Baca hasilnya dan tangga energinya
Kartu hasil menampilkan nilai judul untuk tab aktif, ditambah interpretasi bahasa sederhana. Pada tab Tingkat Energi, tabel di bawah daftar masukan Eₙ dan rₙ untuk n=1 hingga 6 pada Z yang sama, sehingga Anda dapat melihat perbandingan tingkatnya secara sekilas.
⚡
Referensi
Rumus dan metodologi
3 rumus▸
Energi Tingkat n
Eₙ = −13.6 · Z² / n² eV
Energi elektron pada tingkat n ion mirip hidrogen, dalam elektron-volt. −13,6 eV adalah energi Rydberg (energi pengikat hidrogen pada keadaan dasar, Z=1, n=1). Energi bersifat negatif karena elektron terikat; ia mendekati nol ketika n→∞, yang merupakan titik ionisasi. Contoh: keadaan dasar hidrogen (Z=1, n=1) menghasilkan Eₙ = −13,6 eV dengan tepat, sesuai dengan energi ionisasi hidrogen yang diukur.
Radius & Kecepatan Orbital
rₙ = 0.529 · n² / Z Å; vₙ = 2.188×10⁶ · Z / n m/s
Jari-jari Bohr rₙ (dalam ångströms) adalah jari-jari orbit klasik pada tingkat n, yang diukur dari konstanta jari-jari Bohr a₀ = 0,529 Å. Ia tumbuh dengan kuadrat n dan menyusut seiring bertambahnya Z (inti yang lebih bermuatan menarik elektron lebih erat). Kecepatan orbit vₙ berasal dari α·c·Z/n, dengan α adalah konstanta struktur halus dan c adalah kecepatan cahaya — pada n=1, Z=1 menghasilkan sekitar 2.188.000 m/s, kira-kira 0,73% kecepatan cahaya.
Energi yang dipertukarkan ketika elektron berpindah dari level n1 ke level n2. ΔE positif (n2 > n1) berarti elektron menyerap foton untuk melompat; ΔE negatif (n2 < n1) berarti ia memancarkan foton yang jatuh — kalkulator melaporkan besarnya dan memberi label arahnya. Panjang gelombang menggunakan pintasan standar hc ≈ 1240 eV·nm. Contoh: n1=2 → n2=1 (Z=1) menghasilkan ΔE = 10,2 eV yang dipancarkan, λ ≈ 121,6 nm — garis hidrogen Lyman-alpha.
✓
Referensi umum
Kepercayaan, metodologi, dan sumber
▸
Akuntabilitas editorial
Metodologi
Keterbatasan & bimbingan
Professional guidance:
Sumber primer
📖
Glosarium
Penjelasan istilah penting
7 istilah▸
Model atom kuantum awal (Niels Bohr, 1913) di mana elektron mengorbit inti hanya pada tingkat energi yang tetap dan terkuantisasi, bukan pada orbit sembarang, dan berpindah antar tingkat dengan menyerap atau memancarkan foton.
Salah satu keadaan energi terkuantisasi diskrit yang dapat ditempati oleh elektron dalam sebuah atom, diberi label dengan bilangan kuantum utama n = 1, 2, 3, … N yang lebih rendah berarti ikatan yang lebih erat dan keadaan energi yang lebih rendah.
Jarak dari inti ke orbit elektron dalam model Bohr pada tingkat energi tertentu n, yang berskala n² dan menyusut seiring bertambahnya muatan inti Z.
Jari-jari orbital elektron dalam keadaan dasar hidrogen (n=1, Z=1), konstanta fisika yang sama dengan sekitar 0,529 Å (5,29×10⁻¹¹ m), sering ditulis a₀.
Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron sepenuhnya dari tingkat tertentu ke n = ∞ (elektron bebas dan tidak terikat). Untuk level n sama dengan besarnya energi (negatif) level tersebut, 13,6·Z²/n² eV.
Lompatan elektron dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya, disertai dengan penyerapan (perpindahan ke tingkat yang lebih tinggi) atau emisi (perpindahan ke tingkat yang lebih rendah) foton yang energinya sama persis dengan perbedaan tingkat tersebut.
Setiap atom atau ion dengan tepat satu elektron yang mengorbit inti bermuatan Z, seperti H (Z=1), He⁺ (Z=2), atau Li²⁺ (Z=3) — satu-satunya sistem yang dapat diselesaikan secara tepat oleh model Bohr sederhana.
👥
Skenario
Contoh dalam kehidupan nyata
3 contoh nyata▸
🔬
Keadaan Dasar Hidrogen
Nilai dasar buku teks
Tingkat energi n 1Nomor atom Z 1
Eₙ = −13.6·1²/1² = −13.6 eV — energi keadaan dasar hidrogen yang menentukan, dan bilangan yang digunakan untuk mengukur setiap hasil model Bohr lainnya. Energi ini juga sama persis dengan energi ionisasi hidrogen, karena melepaskan elektron ini ke n=∞ memerlukan tepat 13,6 eV.
📏
Ukuran Orbit Keadaan Dasar
Sebenarnya seberapa besar atom hidrogen?
Tingkat energi n 1Nomor atom Z 1
rₙ = 0,529·1²/1 = 0,529 Å — jari-jari Bohr a₀, ukuran orbit elektron atom hidrogen dalam buku teks klasik — dengan kecepatan orbit sekitar 2.188.000 m/s, kira-kira 0,73% kecepatan cahaya, sesuai dengan nilai referensi standar yang digunakan di seluruh buku teks kimia dan fisika.
⚡
Emisi Lyman-Alpha
Sebuah elektron jatuh dari n=2 ke n=1
Tingkat awal n1 2Tingkat akhir n2 1Nomor atom Z 1
ΔE = 13,6·(1/1² − 1/2²) = 10,2 eV yang dipancarkan, menghasilkan λ = 1240/10,2 ≈ 121,6 nm — garis hidrogen Lyman-alpha, dalam ultraviolet, salah satu garis spektral yang paling banyak dipelajari dalam astrofisika dan spektroskopi laboratorium.
🔗
Referensi
Sitasi kalkulator ini
APA & MLA▸
Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.
Model Bohr adalah gambaran kuantum atom yang pertama: alih-alih sebuah kontinum orbit yang memungkinkan, sebuah elektron hanya dapat menempati tangga tingkat energi yang tetap, dan ia bergerak di antara tingkat energi tersebut dengan menyerap atau memancarkan foton dengan energi yang tepat. Kalkulator ini menerapkan model pada hidrogen dan ion mirip hidrogen untuk menghitung energi, ukuran orbital, kecepatan, dan energi transisi.
Mengapa energi terkuantisasi dan negatif
▸
Dalam model Bohr, elektron yang terikat pada inti hanya dapat berada pada tingkat energi diskrit tertentu yang diindeks oleh bilangan kuantum utama n = 1, 2, 3, … Energi setiap tingkat, Eₙ = −13.6·Z²/n² eV, bernilai negatif karena elektron terikat — diperlukan masukan energi positif untuk menariknya menjauh dari inti. Ketika n bertambah, Eₙ naik menuju nol, dan pada n = ∞ elektron sepenuhnya bebas (terionisasi). Oleh karena itu, besaran Eₙ pada tingkat mana pun juga merupakan energi ionisasi pada tingkat tersebut: energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron seluruhnya dari titik awal tersebut.
Bagaimana radius orbit dan skala kecepatan
▸
Jari-jari orbit rₙ = 0,529·n²/Z Å bertambah dengan kuadrat n, yang berarti orbit dengan energi lebih tinggi jauh lebih besar — orbit n=2 empat kali radius n=1. Muatan inti Z yang lebih besar menarik elektron ke orbit yang lebih sempit, sehingga menyusutkan rₙ secara proporsional. Kecepatan orbit vₙ = 2,188×10⁶·Z/n m/s berasal dari penyeimbangan gaya tarik Coulomb ke arah inti melawan gaya sentripetal yang diperlukan untuk menjaga elektron pada jalur melingkar — gaya ini meningkat dengan Z (tarikan yang lebih kuat memerlukan kecepatan yang lebih besar untuk mempertahankan orbit) dan menurun dengan n (orbit yang lebih tinggi dan jauh bergerak lebih lambat).
Membaca transisi: penyerapan vs emisi
▸
Tab Transisi menghitung energi yang ditukar ketika elektron berpindah dari level awal n1 ke level akhir n2. Jika n2 lebih tinggi dari n1, elektron memperoleh energi — elektron menyerap foton untuk melakukan lompatan. Jika n2 lebih rendah dari n1, elektron telah melepaskan energi — ia memancarkan foton yang jatuh ke keadaan terikat lebih erat. Kalkulator selalu melaporkan besarnya perbedaan energi tersebut di samping label serapan/emisi yang jelas, ditambah panjang gelombang foton yang sesuai menggunakan λ(nm) = 1240/ΔE(eV).
Dimana model Bohr sederhana rusak
▸
Model Bohr hanya tepat untuk sistem mirip hidrogen — satu elektron yang mengorbit inti bermuatan Z, seperti hidrogen itu sendiri, He⁺, atau Li²⁺. Prinsip ini mengabaikan spin elektron, koreksi relativistik, dan tolakan elektron-elektron (pelindung) yang terdapat pada atom mana pun yang memiliki lebih dari satu elektron, sehingga tidak dapat diterapkan secara langsung pada helium netral atau unsur yang lebih berat. Mekanika kuantum modern — persamaan Schrödinger dan perluasan relativistiknya, persamaan Dirac — diperlukan untuk memodelkan atom multi-elektron secara akurat, meskipun rumus tingkat energi model Bohr tetap merupakan perkiraan pertama yang sangat baik untuk sistem satu elektron.
❓
Pertanyaan
Pertanyaan umum
6 pertanyaan▸
Apa rumus tingkat energi pada model Bohr?+
Eₙ = −13,6 · Z² / n² elektron-volt, dengan n adalah bilangan kuantum utama (n=1,2,3,…) dan Z adalah nomor atom ion mirip hidrogen. Hasilnya negatif karena elektron terikat pada inti; besarnya sama dengan energi ionisasi pada tingkat tersebut.
Berapakah energi keadaan dasar hidrogen?+
Untuk hidrogen (Z=1) pada level terendahnya (n=1), tepatnya Eₙ = −13,6 eV — ini adalah energi Rydberg dan juga energi ionisasi hidrogen, salah satu nilai referensi yang paling banyak dikutip dalam fisika atom.
Apa rumus jari-jari orbital Bohr?+
rₙ = 0,529 · n² / Z ångströms, dengan 0,529 Å adalah radius Bohr a₀ (ukuran orbit keadaan dasar hidrogen). Jari-jarinya bertambah dengan kuadrat n dan menyusut seiring bertambahnya nomor atom Z.
Apa yang dimaksud dengan transisi elektron, dan bagaimana cara mengetahui apakah itu penyerapan atau emisi?+
Transisi adalah lompatan elektron antar tingkat energi. Pada tab Transisi, berpindah ke level yang lebih tinggi (n2 lebih besar dari n1) adalah penyerapan; jatuh ke tingkat yang lebih rendah (n2 kurang dari n1) adalah emisi. Kalkulator membaca pesanan n1 dan n2 Anda dan memberi label arahnya secara otomatis.
Apa yang terjadi ketika n mendekati tak terhingga?+
Ketika n→∞, Eₙ mendekati nol — elektron menjadi tidak terikat (terionisasi) dan bebas dari inti. Energi yang dibutuhkan untuk mencapai titik tersebut mulai dari level n adalah energi ionisasi, 13,6·Z²/n² eV.
Satuan apa yang digunakan kalkulator ini?+
Energi dalam satuan elektron-volt (eV), jari-jari orbit dalam ångströms (Å), kecepatan orbit dalam meter per detik (m/s), dan panjang gelombang transisi dalam nanometer (nm) — satuan standar yang digunakan dalam buku teks fisika atom dan kimia.
📄
Simpan & bagikan
Dapatkan PDF hasil dengan merek Calculover
Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.