Persamaan Rydberg adalah salah satu hukum kuantitatif pertama dalam fisika atom, yang secara tepat memprediksi garis spektral hidrogen beberapa dekade sebelum mekanika kuantum menjelaskan mengapa garis tersebut ada. Kalkulator ini menghitung panjang gelombang, frekuensi, dan energi foton untuk setiap transisi elektron antara dua tingkat energi hidrogen, dan menyebutkan deret spektral yang termasuk di dalamnya.

Cara kerja Kalkulator Persamaan Rydberg

Elektron hidrogen hanya dapat menempati tingkat energi terkuantisasi tertentu yang diberi label bilangan kuantum utama n = 1, 2, 3, .... Ketika sebuah elektron jatuh dari tingkat n2 yang lebih tinggi ke tingkat n1 yang lebih rendah, ia memancarkan foton dengan panjang gelombang 1/λ = R(1/n1² − 1/n2²), dengan R adalah konstanta Rydberg (≈1.09737 × 10⁷ m⁻¹). Rumus yang sama, dijalankan secara terbalik, memberikan panjang gelombang yang akan diserap atom hidrogen untuk mengeksitasi elektron dari n1 hingga n2. Setelah λ diketahui, hubungan gelombang-foton standar (f = c/λ dan E = hf) memberikan frekuensi dan energi transisi.

Masukan dan artinya

n1 adalah tingkat energi final yang lebih rendah tempat elektron berada — bilangan tersebut harus berupa bilangan bulat positif. n2 adalah tingkat awal di mana elektron berasal, dan harus lebih besar dari n1 (elektron tidak dapat turun dari tingkat ke dirinya sendiri atau ke tingkat yang lebih tinggi dan masih memancarkan cahaya). Pada tab Seri, memilih rangkaian bernama cukup memperbaiki n1 (1 untuk Lyman, 2 untuk Balmer, 3 untuk Paschen, 4 untuk Brackett, 5 untuk Pfund) dan mencantumkan panjang gelombang untuk lima nilai n2 berikutnya.

Batasan dan kasus tepi

Kalkulator ini menggunakan rumus Rydberg sederhana untuk hidrogen (satu proton dan elektron); hal ini tidak berlaku langsung pada atom multi-elektron, di mana tolakan elektron-elektron menggeser tingkat energi menjauhi pola bersih 1/n². Ia juga memperlakukan konstanta Rydberg sebagai konstanta, bukan mengoreksi perbedaan massa tereduksi yang kecil antara hidrogen dan ion mirip hidrogen yang lebih berat (He⁺, Li²⁺), sehingga hasilnya paling akurat untuk hidrogen biasa. Ketika n1 dan n2 bertambah besar, panjang gelombang berkumpul menuju batas seri (n1²/R) daripada terus meningkat tanpa batas — ini adalah hal yang wajar terjadi secara fisika, bukan kesalahan kalkulator. Untuk konversi energi/frekuensi/panjang gelombang foton secara umum di luar konteks spektrum hidrogen, lihat Kalkulator Energi Foton.