Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
133
Gambar 8.2 Tabung sinar katode
Katode
Anode Tabung sinar
katode
Ketika tekanan udara di dalam tabung sama dengan tekanan udara luar, pada rangkaian tidak terjadi aliran listrik. Jika tekanan udara di dalam
tabung dikurangi sedikit demi sedikit, pada rangkaian terjadi aliran listrik yang disertai nyala sinar. Jika tekanan udara di dalam tabung mendekati
hampa maka tabung yang dilapisi seng sulfida ZnS akan berpendar. Berpendarnya ZnS disebabkan oleh sinar tidak tampak yang memancar
dari katode. Sinar ini dikenal sebagai sinar katode. Penerapan sinar katode banyak digunakan pada layar televisi, layar komputer, CRO
Oscilloscope, dan layar radar. Sifat sinar katode adalah sebagai berikut.
1. Sinar katode merambat menurut garis lurus.
2. Memendarkan seng sulfida dan barium platinasianida.
3. Terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif.
4. Menghasilkan panas.
5. Menghitamkan pelat foto.
6. Menyimpang dalam medan magnetik.
7. Menyimpang dalam medan listrik.
8. Menghasilkan sinar–X.
Penemuan sinar katode menarik perhatian para ilmuwan, salah satunya adalah Sir Joseph John Thomson. Thomson kemudian
mengembangkan penelitian tentang sinar katode. Penelitian sinar katode oleh Thomson dilakukan dengan menggunakan tabung yang dilengkapi
medan listrik dan medan magnetik. Berdasarkan hasil penelitiannya, Thomson menyatakan bahwa sinar katode adalah partikel bermuatan
negatif yang bergerak dari katode menuju anode. Partikel ini selanjutnya disebut elektron. Penelitian yang dilakukan oleh Thomson tersebut
membawanya pada teori tentang model atom.
B. Sinar Katode dan Model Atom Thomson
Pada akhir abad ke-19 para ahli melakukan penelitian tentang aliran listrik di dalam tabung yang dilengkapi dengan dua elektrode yang terpisah
satu sama lain dan dihubungkan dengan beda potensial 10.000 volt. Perhatikan gambar 8.2 di bawah Elektrode yang terhubung dengan kutub
positif disebut anode, sedangkan yang terhubung dengan kutub negatif disebut katode. Tabung ini juga dilengkapi dengan pemompa udara keluar
sehingga tekanan udara dapat diatur.
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
+ -
