Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
134
Model Atom
Thomson
Gambar 8.3 Model atom Thomson
Thomson mengajukan hipotesis bahwa atom merupakan bola homogen bermuatan
positif dengan elektron yang bermuatan negatif tersebar di dalamnya. Perhatikan gambar 8.3
di samping Model atom yang diajukan Thomson menyerupai kue kismis, sehingga
model atom Thomson dikenal sebagai model
atom kue kismis.
C. Model Atom Rutherford
Model atom Thomson masih memerlukan pengujian secara eksperimental. Pada tahun 1911 Hans William Geiger
dan Ernest Marsden di bawah pengawasan Ernest Rutherford melakukan percobaan hamburan sinar alfa untuk menguji
kebenaran hipotesis Thomson. Mereka menggunakan pemancar partikel alfa di belakang layar timbal yang
berlubang kecil sehingga dihasilkan berkas partikel alfa yang tajam. Berkas ini diarahkan pada selaput emas tipis. Pada
sisi lain dipasang layar berlapis seng sulfida ZnS yang dapat berpendar bila tertumbuk partikel alfa. Perhatikan gambar 8.4
berikut
Sebaiknya Tahu
Ernest Rutherford lahir di Selandia Baru pada tahun
1871. Ia mendapatkan peng- hargaan hadiah Nobel di
bidang kimia pada tahun 1919. Penemuannya yang
penting adalah mengenai hamburan sinar alfa oleh
selaput logam, serta pelu- ruhan inti nitrogen menjadi
inti oksigen dengan mele- paskan proton.
Gambar 8.5 Ernest Rutherford
Rep. www .atomicar
chive.com
Detektor
Gambar 8.4 Bagan percobaan partikel alfa yang dilakukan oleh Geiger dan Marsden
Sumber partikel alfa
T Partikel alfa
Layar berlapis ZnS Selaput emas
Kolimator timbal
Jika model atom Thomson benar maka partikel alfa akan mudah menembus atom-atom bahan selaput emas. Hasil
eksprimen tersebut menunjukkan bahwa sebagian partikel alfa dihamburkan dengan sudut hamburan yang cukup besar,
bahkan ada yang terpantul. Sebagian besar partikel alfa lainnya diteruskan tanpa hamburan. Hasil ini menunjukkan
bahwa model atom Thomson tidak benar.
Berdasarkan hasil percobaan tersebut Rutherford mengemukakan model atom lain. Rutherford menyatakan
bahwa atom terdiri atas inti bermuatan positif dan elektron yang bergerak mengelilinginya. Model atom Rutherford
ditunjukkan pada gambar 8.6 di samping.
R
Gambar 8.6 Model atom Rutherford
+ -
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
135
Gambar 8.7 Pendekatan fisika klasik untuk menen-
tukan kecepatan elektron
F
c
F
e
r +
-
Ada dua kelemahan pada model atom Rutherford
meskipun Rutherford dapat menjelaskan hasil percobaannya.
1. Rutherford menyatakan bahwa elektron bergerak mengelilingi inti
atom. Berdasarkan teori elektrodinamika elektron seharusnya memancarkan gelombang elektromagnetik. Akibatnya elektron
kehilangan energi sehingga lintasannya semakin lama semakin kecil dan akhirnya menempel pada inti. Kenyataannya elektron tidak pernah
jatuh ke inti.
2. Rutherford tidak dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen yang
bersifat diskret. Menurut teori Rutherford, spektrum atom seharusnya bersifat kontinu.
D. Model Atom Bohr
Pada tahun 1913 Neils Bohr 1885–1962 mengemukakan model atom yang memadukan konsep fisika klasik seperti yang dikemukakan oleh
Rutherford dengan konsep mekanika kuantum Planck dan Einstein. Neils Bohr mengemukakan bahwa atom ternyata menyerupai sistem
tata surya mini dengan elektron-elektron mengitari inti atom seperti planet mengitari matahari. Jika sistem tata surya tidak runtuh karena tarikan
gravitasi antara matahari dengan tiap planet maka atom juga tidak runtuh karena gaya elektrostatik gaya Coulomb antara inti dan tiap
elektron. Model atom yang dikemukakan Bohr dilandasi oleh dua postulat.
1. Elektron dapat mengelilingi inti tanpa harus memancarkan
gelombang elektromagnetik jika berada dalam orbit yang memiliki kelipatan bulat panjang gelombang elektron.
Kita tinjau elektron yang berada pada orbit di sekitar inti hidrogen. Perhatikan gambar 8.7 di samping Kecepatan
elektron pada orbit kita dekati dengan konsep fisika klasik berikut.
F
sentripetal
= F
coulomb
SH
mv e
r r
2 2
2
1 =
4
SH
e v
mr
2 2
= 4
SH
e v
mr =
4
. . . 8.1 Panjang gelombang elektron menurut De Broglie adalah:
O
h mv
= . . . 8.2
Dengan memasukkan persamaan 8.1 ke persamaan 8.2 serta memasukkan jari-jari lintasan elektron atom hidrogen
sebesar 5,3 . 10
–11
m kita peroleh:
Model Atom
Rutherford
v