A. FISIKA ATOM
v Perkembangan
Teori Atom dari Dalton sampai Rutherford Atom berasal dari bahasa Yunani “atomos” yang
artinya tidak dapat dibagi-bagi lagi.Suatu benda dapat dibagi menjadi
bagian-bagian yang lebih kecil, jika pembagian ini diteruskan, maka menurut
logika pembagian itu akan sampai pada batas yang terkecil yang tidak dapat
dibagi lagi, demikian pendapat Demokritus (460-370- S.M) Bagian terkecil yang
tidak dapat dibagi lagi disebut: ATOM. Konsep atom yang dikemukakan oleh
Demokritus murni sebagai hasil pemikiran semata, tanpa disertai adanya
percobaan. Namun gagasan ini telah menjadi pembuka pintu kearah penemuan baru
menuju ke jenjang yang lebih tinggi. Gagasan atom Demokritus menjadi tantangan
fisikawan-fisikawan untuk mengalihkan perhatiannya ke arah mikrokosmos yang
pada saat itu belum terjamah. Awal abad ke-19, John Dalton (1766-1844) telah
melaksanakan percobaan-percobaan yang menunjang konsep atom. Konsep atom
menurut Dalton:
v Atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat
dibagi-bagi lagi. Atom suatu unsursemuanya serupa, dan tidak dapat berubah
menjadi atom unsur yang lainnya.
v Atom-atom
unsur yang berlainan dapat membentuk molekul. Ketika terjadi reaksi, atom-atom
itu berpisah tetapi kemudian bergabung kembali dengan susunan yang berbeda
dengan susunan semula. Pada reaksi itu atom-atom bergabung menurut perbandingan
tertentu.
v Bila dua
macam atom membentuk dua macam persenyawaan atau lebih maka atom-atom sejenis
dalam persenyawaan itu mempunyai perbandingan yang sedrhana. Pengembangan atom
saat itu telah memperkenalkan kita pada susunan dan sifat-sifat atom, cara
mengadakan reaksi dan senyawa-senyawa yang terbentuk. Sekarang telah dikenal
ukuran dan massa atom, energi antar atom dan pertikel-partikel terkecil yang
membentuk atom. Atom sebagai bagian terkecil suatu zat sudah tidak sesuai lagi
dengan hasil-hasil percobaan-percobaan masa kini. Partikel sub-atomik pertama
yang dikenal adalah elektron. Suatu penemuan oleh percobaan J.J Thomson
(1856-1940). Sehubungan dengan penemuan J.J Thomson menyangkal teori yang
dikemukakan oleh Dalton.
Menurut Thomson atom itu terdiri atas muatan positif yang merata diseluruh
atom, muatan ini di-netral- kan oleh muatan negatif yang tersebar merata pula
diseluruh atom. Model ini tidak dikembangkan karena tidak sesuai dengan hasil
percobaan Rutherford. Pelucutan Gas Adalah peristiwa mengalirnya muatan-muatan
listrik di dalam tabung lucutan gas pada
tekanan yang sangat kecil. Sebuah tabung lucutan adalah tabung yang
berisi udara, didalam tabung berisi elektrode- elektrode, yang biasanya disebut
anoda dan katode. Udara dalam tabung ini tidak dapat mengalirkan arus listrik
walaupun ujung-ujung elektroda tersebut dihubungkan dengan induktor Ruhmkorf. Ingat
!!! bahwa Katoda (-) Anoda (+) Keadaan akan berubah jika udara dalam tabung
dikeluarkan sehingga tekanan udara menjadi kecil dan letak-letak molekul udara
manjadi renggang. Pada te
v kanan 4 cm
Hg dalam tabung memancarkan cahaya merah-ungu. Cahaya ini akan menghilang
sejalan denga semakin kecilnya tekanan. Pada tekanan 0,02 mm Hg udara dalam
tabung tidak lagi memancarkan cahaya namun kaca dimuka katoda berpendar
kehijauan. Crookes berpendapat bahwa dari katoda dipancarkan sinar yang tidak
tampak yang disebut Sinar katoda. Sinar katoda dapat di pelajari karena
bersifat memendarkan kaca. Sinar Katoda adalah arus elektron dengan kecepatan
tinggi yang keluar dari katoda.
v Sifat sinar
Katoda:
ü . Memiliki
Energi
ü Memendarkan
kaca
ü Membelok
dalam medan listrik dan medan magnet.Jika ditembakkan pada logam menghasilkan
sinar X
ü Bergerak cepat menurut garis lurus dan keluar
tegak lurus dari Katoda.
v Simpangan
sinar katoda dalam medan listrik dan medan magnet menunjukkan bahwa sinar ini
bermuatan negatif. Thomson dapat menunjukkan bahwa partikel sinar katoda itu
sama bila katoda diganti logam lain. Jadi partikel-partikel sinar katoda ada
pada setiap logam yang disebut elektron. Tanpa mngenal lelah dan menyerah,
akhirnya Thomson dapat mengukur massa elektron, ternyata muatan elektron
1,6021.10 -19 Coulomb dan massa elektron 9,1090.10 -31 Kg. Terjadinya sinar
katoda dapat diterangkan sebagai berikut: Pada tekanan yang sangat kecil, letak
molekul-molekul udara sangat renggang, dalam gerakannya menuju katoda (-),
ion-ion positif membentur katoda dengan kecepatan tinggi. Benturan-benturan
tersebut mengakibatkan terlepasnya elektron-elektron dari logam katoda.
v Kelemahan
model atom Dalton adalah tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat
menghantarkan arus listrik.
II.
Teori Rutherford Dalam
percobaannya, Ernest Rutherford (1871-1937) menembakkan partikel α (alfa) pada kepingan emas yang tipis dengan
tebal 1/100 mm. partikel alfa adalah partikel yang mempunyai massa 7000 kali
massa elektron. Hasil pengamatan menunjukkan adanya partikel-partikel yang
dihamburkan, dibelokkan dan dipantulkan. Adalah sangat mustahil jika partikel
alfa dibelokkan oleh elektron yang massanya sangat kecil. Berdasarkan hasil
experimennya, Rutherford menyangkal teori atom J.J Thomson. Pada tahun 1911 ia
menyusun model atom yang baru.
v Model atom
menurut Rutherford:
Ø Atom
sebagian besar tediri dari ruang hampa dengan satu inti yang bermuatan positif
dan satu atau beberapa elektron yang beredar disekitar inti, seperti Planet-Planet
yang bergerak dalam sistem tata surya. Massa atom sebagian besar terletak pada
intinya.
Ø Atom secara keseluruhan bersifat netral, muatan
positif pada inti sama besarnya dengan muatan elektron yang beredar di sekitarnya.
Muatan positif pada inti besarnya sama dengan nomer atom dikalikan dengan
muatan elementer.
Ø Inti dan elektron tarik-menarik, Gaya tarik
menarik ini merupakan gaya centripetal yang mengendalikan gerak elektron pada
orbitnya masing-masing seperti grafitasi dalam tata surya.
Ø Pada Reaksi kimia, inti atom tidak mengalami
perubahan, Yang mengalami perubahan ialah elektron-elektron pada kulit terluar.
Ion + adalah atom yang kekurangan elektron (telah melepas e) Ion – adalah atom
yang kelebihan elektron (menyerap e).
Massa dan muatan elektron. J.J Thomson (1856-1940)
menamakan partikel bermuatan negatif tersebut dengan elektron. Sekitar tahun 1897, beliau
yang pertama kali menentukan perbandingan antara muatan dan massa elektron.
Thomson menggunakan prinsip bahwa partikel-partikel yang bergerak melalui medan
magnetik akan dibelokkan. Gambar diatas menunjukkan skema rangkaian peralatan
yang digunakan oleh Thomson. Jika sebuah partikel bermuatan e dan kecepatan v
memotong tegak lurus daerah medan magnetik B, maka partikel akan menempuh lintasan
berbentuk lingkaran dengan jari-jari.
|
r= mv
|
Be dengan m dan e adalah massa dan muatan partikel,
sehingga perbandingan adalah
|
eV= mrB
|
v r dan B dapat diukur, sedangkan v
belum diketahui. Untuk mengukur v digunakan Spektrometer massa. Partikel bermuatan
e yang diletakkan dalam medan listrik akan mengalami gaya listrik sebesar F
listrik = e.E partikel bermuatan ini akan menyimpang dalam medan listrik. Penyimpangan
ini dapat ditiadakan dengan memasang medan magnetik B dan kapasitor, yang arah
garis gayanya tegak lurus dengan arah medan listrik E. alat ini disenut sebagai
Selektor kecepatan. Karena dapat memilih kecepatan partikel yang akan
diteruskan.
v Kelemahan teori atom Rutherford:
- Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom.
- Tidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogen.
III.
Teori atom Bohr
- Elektron bergerak mengitari inti dalam orbit tertentu. Orbit ini dinamakan lintasan stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
- Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan atau diserap.
- Elektron dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner yang lain dengan melibatkan sejumlah energi tertentu.
- Momentum sudut elektron yang bergerak mengitari inti atom bernilai diskrit.
v Kelemahan model atom Bohr adalah
tidak dapat menjelaskan efek Zeeman, efek Strack, dan spektrum warna atom
berelektron banyak.
Teori
atom mekanika kuantum
- Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti, yang dapat ditentukan adalah probabilitas menemukan elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom.
- Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya tidak stasioner seperti model atom Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital.
Bentuk dan ukuran orbital tergantung pada harga dari
ketiga bilangan kuantumnya.
|
Standar Kompetensi
|
Kompetensi Dasar
|
|
3. Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan
batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern
|
3.1 Menganalisis secara
kualitatif gejala kuantum yang mencakup hakikat dan sifat-sifat radiasi benda
hitam serta penerapannya dan mendeskripsikan perkembangan teori atom
3.2 Memformulasikan teori
relativitas khusus untuk waktu, panjang, dan massa, serta kesetaraan
massa dengan energi yang diterapkan dalam teknologi
|
|
4. Menunjukkan penerapan konsep fisika inti dan radioaktivitas dalam
teknologi dan kehidupan sehari-hari
|
4.1 Mengidentifikasi
karakteristik inti atom dan radioaktivitas
4.2 Mendeskripsikan pemanfaatan
radoaktif dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari
|
KD: mendeskripsikan perkembangan teori atom
SK: MENGANALISIS BERBAGAI BESARAN FISIS PADA GEJALA
KUANTUM DAN BATAS-BATAS BERLAKUNYA RELATIVITAS EINSTEIN DALAM PARADIGMA FIFIKA
MODEREN
INDIKATOR:
- Mendeskripspkan karakteristik teori atom thomson, rutherford, dan niels bhord
- Menghitung perubahan energi elektron yang mengalami eksitasi
- Menghitung panjang gelombang terbesar dan terkecil pada deret balmel,lyman, paschen, brackett, dan pfun pada spektru atom hidrogen
Tidak ada komentar:
Posting Komentar