GMERS: Emisi Spontan & Emisi Teransang

M. Ikhsan Restiadi

Teknik Fisika 2012, Jurusan Teknik Fisika

Fakultas Teknik, Univeristas Gadjah Mada

Cikal bakal adanya sinar laser adalah terjadinya emisi spontan & emisi teransang yang terjadi pada atom. Intinya laser perpangkal dari atom.

Atom tersusun dari Proton (muatan positif), Neutron (netral), dan Elektrron (muatan negatif). Elektron mengorbit inti atom dengan kecepatan tinggi. Dengan adanya kecepatan dari elektron maka timbul energi kinetik dari atom. Kecepatan atom mengorbit inti atom tergantung dari jari-jari orbitnya. Masing-masing atom memiliki jari-jari orbit yang berbeda-beda dan nilainya eksak. Jadi setiap atom mempunyai energi yang eksak besarnya.

Tingkat energi dalam atom juga berbeda-beda. Energi atom dapat dinaikan dari level energi rendah ke level energi tinggi yang biasa disebut eksitasi. Eksitasi dapat dilakukan dengan cara pemanasan, tumbukan mekanik, energi cahaya (absorbsi), dan lain-lain.

Tetapi secara alamiah atom lebih memilih untuk mengalami penurunan energi. Jika dianalogikan air selalu mencari tempat yang rendah untuk mengalir, begitu pula dengan atom yang tereksitasi. Atom yang tereksitasi tidak akan betah dan cendrung ingin turun ke tingkat level energi yang rendah. Ketika atom mengalami penurunan energi, kelebihan energi akan dikembalikan dengan mengelurakan panas atau memancarkan cahaya.

Emisi Spontan

Emisi spontan adalah Penurunan energi dalam atom dari level energi tnggi ke level energi rendah yang terjadi karena inisiatif atom itu sendiri. Perhatikan gambar dan persamaan dibawah ini :

Banyak sekali contoh dari emisi spontan, salah satunya adalah lampu Natrium. Natrium berwarna kuning. Ketika lampu yang di dalamnya berisi gas Natrium dialirkan listrik akan terjadi loncatan listrik dari elektroda yang mengakibatkan gas Natrium tereksitasi. Emisi spontan akan terjadi pada panjang gelombang 589 nanometer. Bisa dirumuskan seperti persamaan di bawah ini :

Contoh yang lainnya dari emisi spontan adalah Televisi Plasma. Elektroda akan memijarkan campuran gas neon dan xenon menjadi plasma. Plasma ini yang nantinya akan mengakibatkan lapisan fosfor ber-fluoresensi.

Fluoresensi adalah Atom yang mengalami absorbsi kemudian mengallami penurunan energi ke level yang lebih rendah.

Emisi Teransang

Emisi teransang adalah Penurunan energi dalam atom dari level energi tnggi ke level energi rendah yang terjadi karena adanya energi dari luar yang dikenakan pada atom. Atom dieksitasi dengan menembakan cahaya pemicu hv yang mengakibatkan gumpalan atom turun ke level energi yang lebih rendah sambil mengeluarkan cahaya.

Keadaan ini terjadi seolah-olah terjadi penguatan cahaya. Ketika ditembakan cahaya dengan intesintas cahaya yang kecil, atom mengeluarka cahaya dengan intensitas yang lebih besar. Inilah yang disebut Laser. Laser merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Laju penurunannya dapat dirumuskan :

Perbedaan antara Emisi Spontan dan Emisi Teransang

Emisi Spontan	Emisi Teransang
1. Terjadi dengan sendirinya	1. Ada Cahaya Pemicu, Terjadi Penguatan
2. Kesegala Arah	2. Arah dan Fasa emisi sama dengan Pemicu