Penemu Teori Atom – Ada banyak sekali definisi atau pengertian atom berdasarkan para pakar, Tetapi pengertian atom secara umum ialah partikel-partikel yang memiliki ukuran sangat kecil yang membentuk sebuah benda atau materi.
Dalam atom bahkan masih terdapat komponen-komponen yang dinamakan sub atom. sub atom merupakan penyusun dari atom yang biasa disebut dengan inti atom yang terdiri dari proton dan neutron serta terdapat juga elektron yang mengitari inti atom.
Penemu Teori Atom “Demokritus”
Demokritus terkenal karena teori atomnya yang pertama di dunia. Ia menjelaskan bahwa terdapat partikel-partikel kecil yang senantiasa bergerak dan bertabrakan.
Ia juga berkeyakinan bahwa alam semesta dikuasai sepenuhnya oleh aturan alam daripada kehendak dewa yang dipercaya manusia kala itu.
Demokritus menjelaskan deskripsinya mengenai alam semesta yang tak terbatas. Demokritus juga menulis asal-usul manusia, perspektif artistik, matematika, antropologi, biologi, kedokteran, kosmologi, puisi, fisika, dan teori atom yang terkenal.
Diketahui bahwa tak ada satu pun dari banyak karya Demokritus yang masih utuh sampai sekarang. Sebagian dari ide-idenya dibicarakan oleh para filsuf Yunani Kuno lainnya, contohnya Aristoteles.
Ia yang memberikan kita beberapa rincian mengenai teori atom. Atom berasal dari Kata Yunani yakni atomos yang berarti tidak dapat dipecahkan atau dibagi-bagi.
Penjelasan Teori Atom Demokritus
Sepeninggal Demokritus, Teori atom modern mulai dikembangkan pada awal tahun 1800-an oleh ilmuwan bernama John Dalton. Namun dua ribu tahun sebelumnya, teori atom Demokritus memiliki argumentasi bahwa:
- Dunia ini semuanya terbuat dari atom
- Atom adalah partikel terkecil dari sebuah materi, terlalu kecil untuk kita lihat.
- Atom menurut demokritus tidak dapat dibagi, menurutnya atom tidak dapat dipotong menjadi partikel yang lebih kecil.
- Atom dipisahkan satu sama lain oleh kekosongan atau ruang hampa yang memungkinkan mereka bergerak bebas.
- Atom tidak hidup.
- Atom tidak bisa dihancurkan.
- Atom telah bergerak selamanya dan tetap akan bergerak selamanya.
- Atom melewati gerakan antara satu sama lain dengan cara bertabrakan.
- Atom tidak terbatas jumlahnya.
- Atom mempunyai bermacam-macam bentuk dan ukuran yang tidak terbatas, yang mengarah ke atom-atom zat yang berbeda yang mempunyai sifat berbeda.
- Atom dapat menghubungkan antar sesama atom, misalnya melalui bentuk cekung dan cembung dari atom-atom yang memungkinkan atom-atom tersebut untuk saling melekat satu sama lain.
- Objek yang dapat kita lihat terbuat dari atom yang saling terhubung.
- Perubahan yang tampak disebabkan oleh pengendalian ulang dan pergerakan atom
Dari perspektif ilmiah modern, banyak pernyataan Demokritus mengenai atom Demokritus yang salah. Tetapi Demokritus menjelaskan seluruh alam semesta menggunakan teori partikel mikroskopis.
Gagasan Demokritus bahwa atom selalu bergerak merupakan hal yang benar dan luar biasa. Banyak ilmuwan modern pada awalnya menolak eksistensi atom.
Namun, seluruh penolakan itu akhirnya berakhir saat Albert Einstein menerangkan sebuah teori mengenai gerak Brownian sebagai tabrakan partikel pada tahun 1905.
Walaupun 2.300 tahun sebelumnya, Demokritus telah membuktikan interaksi antara partikel sebagai tabrakan. Kemudian ada juga tes percobaan lempeng emas oleh Ernest Rutherford pada tahun 1909, yang membuktikan bahwa ada materi dalam gumpalan kecil.
Dengan wawasan yang luar biasa, Demokritus mengakui kehampaan merupakan sesuatu. Demokritus merupakan orang yang percaya bahwa waktu dan atom tidak mempunyai permulaan. Semua yang kita lihat diciptakan oleh tabrakan dan agregasi atom.
Baca Juga: Penemu Mesin Cuci dari Awal Hingga Modern
Penemu Teori Atom “John Dalton”
Istilah “Atom” berasal dari bahasa yunani atomos yang berarti tidak bisa dipotong. Sesuai pengertian tersebut, atom-atom merupakan partikel penyusun seluruh benda yang berukuran sangat kecil.
Di dalam atom juga terdapat sub-atom, yakni partikel penyusun atom yang ukurannya lebih kecil. Sulit bagi kita untuk membayangkan seberapa kecil atom ini, satu spot yang ada di akhir kalimat ini saja memiliki panjang sekitar 20 juta atom.
Tiap atom mempunyai inti, yang terdiri dari proton dan neutron, serta elektron yang bergerak kencang di sekitar inti. Elektron-elektron ini memiliki tingkatan energi yang berbeda-beda, yang disebut kulit.
kulit mempunyai jumlah batas tingkatan energi elektron, apabila elektron di kulit pertama sudah memenuhi batas, maka elektron akan memenuhi kulit kedua dan begitu seterusnya.
Teori mengenai atom pertama kali bermula di India Kuno yaitu pada tahun 800 SM. Teori mengenai atom ini pertama kali dibuktikan dalam sebuah naskah filsafat janisme.
Kemudian satu abad sesudahnya, seseorang bernama Demokritus menemukan sebuah istilah yang dinamakan “atomos” yang berarti tidak dapat terbagi-bagi.
Lambat laun seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan, istilah atom dari pendapat demokritus menjadi istilah yang lazim dalam ilmu pengetahuan mengenai atom.
Seiring dengan perkembangan ilmu kimia, seorang ilmuwan bernama Robert Boyle kemudian mempelopori sebuah argumen atau pendapat dalam bukunya yang berjudul “The Sceptical Chymist”. Ia menerangkan bahwa dunia ini terdiri dari berbagai kombinasi yaitu atom-atom yang berbeda.
Sampai saat ini berbeda dengan dengan pendapat-pendapat klasik yang menjelaskan bahwa materi-materi hanya terdiri dari empat elemen yaitu air, api, tanah dan angin.
Sehingga pada tahun 1789, seorang ilmuwan bernama Antoine Lavoisier mendefinisikan bahwa elemen ialah suatu bahan dasar yang sudah tidak dapat dibagi-bagi lagi dengan menerapkan metode-metode kimia.
Pada tahun 1803, seorang ilmuwan sekaligus pakar kimia bernama John Dalton berhasil menemukan sebuah teori mengenai atom yang ditulis dalam bukunya yang berjudul “New System of Chemical Philosophy”, dimana teorinya ini dibuktikan berdasarkan hasil eksperimen yang ia lakukan.
Setiap mengungkapkan bahwa materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi kita akan mengingat teori yang dikemukakan oleh Demokritus.
Sedangkan-tiap-tiap elemen terdiri atas atom-atom dengan sifat dan massa identik, dan senyawa terbentuk apabila atom dari bermacam-macam elemen bergabung dalam komposisi yang tetap. Dari sini dapat disimpulkan bahwa penemu dari Atom Modern adalah John Dalton.
Meskipun sebelumnya ada orang yang mempelopori mengenai atom, namun John Dalton berhasil membuktikan mengenai eksistensi atom tersebut melalui sebuah eksperimen sehingga ia dapat dikatakan sebagai penemu dari teori atom modern.
Penemu Teori Atom “J. J. Thomson”
Sir Joseph John “J. J.” Thomson (1856-1940) merupakan seseorang yang dikenal luas karena penemuannya yaitu elektron. Thomson merupakan seorang Cavendish Professor (sebutan untuk posisi senior di Universitas Cambridge) dalam Fisika Eksperimental. Pada tahun 1897, dari tes percobaan yang dijalankannya dengan memakai tabung sinar katode, didapatkan bahwa sinar katode ialah berkas partikel yang bermuatan negatif.
Thomson membuat estimasi yang baik pada muatan (e) dan massa (m), ia menemukan pada partikel sinar katode yang ia beri nama “corpuscle”, yang mempunyai mungkin sekitar seperseribu massa ion hidrogen. Ia menunjukkan bahwa rasio muatan pada massa “corpuscle,” (e/m) merupakan independen dari material katode.
Teori Roti Kismis
Inovasi penemuan partikel elektron ini mematahkan teori Dalton, sebab terbukti bahwa atom masih dapat dipecah lagi menjadi komponen yang lebih kecil. Berdasarkan tesnya, Thomson kemudian mengeluarkan teori mengenai atom pada 1904. Teori tersebut diantaranya:
- Atom terdiri dari bola yang bermuatan positif yang seragam, dengan elektron bermuatan negatif yang tertanam didalamnya.
- Muatan positif dan negatif di dalam sebuah atom besarnya sama, sehingga secara keseluruhan atom bermuatan netral.
Contoh atom ini disebut plum pudding, atau yang biasa disebut di Indonesia sebagai roti kismis. disebut roti kismis karena diumpamakan dengan kismis-kismis muatan negatif (elektron) yang tertanam dalam bola yang bermuatan positif yang seragam.
Meskipun J. J. Thomson telah berhasil membuktikan bahwa di dalam atom masih ada subunit yang lebih kecil (elektron) dan mendapatkan hadiah nobel, namun contoh roti kismis Thomson tidak bertahan lama. Contoh roti kismis Thomson ternyata masih memiliki banyak kekurangan, antara lain:
- Pernyataan bahwa atom merupakan bola bermuatan positif dengan konsentrasi muatan yang seragam ternyata salah, sebab ternyata Ernest Rutherford menemukan bahwa atom mempunyai muatan positif yang berpusat di inti (nukleus) yang mengandung sebagian besar dari massa atom.
- Tidak ada penjelasan mendalam bagaimana muatan positif dan negatif tersusun di suatu atom pada kondisi stabil (orbital).
Penemu Teori Atom “Ernest Rutherford”
Penemuan Inti Atom Rutherford. Pada waktu yang hampir bersamaan dengan percobaan Thomson, empat orang fisikawan, yaitu Henri Becqurel, Marie Curie, Pierre Curie, dan Ernest Rutherford meneliti keradioaktifan.
Ada tiga jenis partikel cahaya radioaktif, yakni partikel alfa (α) bermuatan positif, partikel beta (β) bermuatan negatif dan gamma (γ) yang tak bermuatan.
Pada tahun 1906, Ernest Rutherford bersama kedua mahasiswanya Geiger dan Marsden mengamati radiasi dari uranium, radium, dan radioaktif lain yang memancarkan sinar α, β dan γ. Radioaktif tersebut disimpan dalam kotak timbel dengan lubang yang amat kecil sihingga sinar α dalam kotak akan terpancar.
Pancaran sinar α dipakai untuk menembak lempeng emas tipis sehingga eksperimen tersebut dikenal dengan eksperimen lempeng tipis emas. Sebagian besar sinar α diteruskan, hanya sedikit yang dipantulkan.
Hal tersebut terjadi karena sinar α yang bermuatan posititf menumbuk partikel pejal (logam emas) yang juga bermuatan positif.
Partikel yang muatannya sama akan tolak-menolak. Partikel pejal tersebut dinamakan Rutherford inti atom. Elektron terletak di luar inti pada jarak yang relatif jauh dengan gerakan yang cepat, dikarenakan ada tolakan dari inti yang bermuatan positif.
Setiap atom mempunyai suatu pusat kecil atau inti. Peluang partikel α mendekati inti sangat kecil sebab ukurannya yang sangat kecil. Artinya, inti akan menolak partikel α karena inti bermuatan positif seperti partikel α.
Penemu Teori Atom “Bohr”
Niels Bohr. Tokoh satu ini dikenal sebagai penggagas dari teori struktur atom. Dialah Niels Henrik David Bohr yang lahir tahun 1885 di Kopenhagen. Di tahun 1911 ia meraih gelar doktor fisika dari Universitas Copenhagen.
Tak lama setelah itu ia pergi ke Cambridge, Inggris. Di situ ia belajar di bawah asuhan J.J. Thompson, ilmuwan ternama yang menemukan elektron.
Hanya dalam beberapa bulan setelah itu Bohr pindah lagi ke Manchester, belajar pada Ernest Rutherford yang beberapa tahun sebelumnya menemukan nucleus (komponen inti) atom.
Rutherford merupakan orang yang menegaskan bahwa atom biasanya kosong, dengan komponen pokok yang berat pada tengahnya dan elektron di komponen luarnya.
Tak lama kemudian Bohr segera mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta memiliki perbedaan tentang struktur atom.
Penemuan Teori Stuktur Atom
Kertas kerja Bohr yang bagaikan membuai sejarah “On the Constitution of Atoms and Molecules,” diterbitkan dalam Philosophical Magazine tahun 1933.
Teori Bohr mengenalkan atom sebagai sejenis miniatur planet yang mengitari matahari, dengan elektron-elektron mengelilingi orbitnya sekitar komponen pokok, tetapi dengan perbedaan yang sangat penting:
Peraturan-peraturan fisika klasik mengatakan mengenai perputaran orbit dalam segala ukuran, Bohr membuktikan bahwa elektron-elektron dalam sebuah atom hanya bisa berputar dalam orbitnya dalam ukuran tertentu.
Atau dalam bahasa rumusan lain: elektron-elektron yang memutari komponen pokok berada pada tingkat kekuatan (kulit) tertentu tanpa menyerap atau menyebarkan energi.
Elektron bisa berpindah dari lapisan dalam ke lapisan luar apabila menyerap energi. Sebaliknya, elektron akan bergerak dari lapisan luar ke lapisan lebih dalam dengan memancarkan energi.
Teori Bohr menyampaikan teori yang berbeda dengan gagasan teori klasik fisika. Beberapa ilmuwan yang penuh imajinasi (seperti Einstein) seketika bergegas memuji kertas kerja Bohr sebagai suatu “masterpiece”, suatu kerja besar;
walaupun begitu, banyak ilmuwan lainnya pada awalnya ragu akan kebenaran teori baru ini. Percobaan yang paling krusial adalah kapasitas teori Bohr menjelaskan spektrum dari hydrogen atom.
Telah lama diketahui bahwa gas hydrogen bila dipanaskan pada tingkat kepanasan tinggi, akan mengeluarkan cahaya. Tetapi, cahaya ini tidaklah meliputi seluruh warna, melainkan hanya cahaya dari suatu frekuensi tertentu.
Nilai terbesar dari teori Bohr mengenai atom adalah berawal dari hipotesa sederhana namun mampu menjelaskan dengan ketentuan yang luar biasa mengenai gelombang panjang yang persis dari seluruh garis spektral (warna) yang dikeluarkan oleh hidrogen.
Penjelasan Teori Atom Bohr
Teori Bohr memperkirakan adanya garis spektral tambahan. Sebagai tambahan, teori Bohr mengenai struktur atom menyuguhkan penjelasan pertama yang menjelaskan apa penyebab atom punya ukuran seperti adanya.
Ditilik dari semua kejadian yang meyakinkan ini, teori Bohr langsung diterima, dan di tahun 1922 Bohr mendapatkan hadiah Nobel untuk bidang fisika.
Tahun 1920 lembaga Fisika Teoritis didirikan di Kopenhagen dan Bohr jadi direkturnya. Di bawah pimpinannya, membuat menarik para ilmuwan-ilmuwan muda yang jenius dan langsung menjadikan pusat penyelidikan ilmiah dunia.
Namun, sementara itu teori struktur atom Bohr menghadapi kesulitan-kesulitan. Permasalahan terpokok adalah bahwa teori Bohr, walaupun dengan sempurna menjelaskan kesulitan masa depan atom (contohnya hidrogen) yang punya satu elektron, tidak dengan sempurna memperkirakan spektra dari atom-atom lain.
Beberapa ilmuwan, memberikan pujian atas kesuksesan luar biasa teori Bohr dalam hal memaparkan atom hidrogen, berharap dengan jalan menyempurnakan sedikit teori Bohr, mereka juga dapat menjelaskan spektra atom yang lebih berat.
Bohr sendiri adalah orang pertama yang menyadari penyempurnaan kecil itu tidak akan membantu, sebab itu yang dibutuhkan yaitu perombakan radikal. Namun, bagaimanapun ia mengerahkan segenap akal geniusnya, namun ia tidak mampu menyelesaikannya.
Akhirnya penyelesaian masalah terpecahkan oleh Werner Heisenberg dan lain-lainnya, mulai tahun 1925. Merupakan hal menarik untuk dicatat di sini, bahwa Heisenberg –dan biasanya ilmuwan yang mengembangkan teori baru– belajar di Kopenhagen.
Yang paling penting dari semuanya itu, mungkin, adalah gagasan Bohr yang merupakan energi pendukung bagi perkembangan “teori kuantum”.
Meskipun sebagian gagasannya sudah lama, tetapi secara historis teori-teorinya telah membuktikan titik tolak teori modern mengenai atom dan perkembangan berikutnya bidang mekanika kuantum.
Teori Mekanika Kuantum
Pada tahun 1900, Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi bisa dibagi-bagi menjadi beberapa paket atau kuanta. Ide ini digunakan secara khusus untuk menjelaskan sebaran intensitas radiasi yang disebarkan oleh benda hitam.
Pada tahun 1905, Albert Einstein menerangkan efek fotolistrik dengan memberi kesimpulan bahwa energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut foton.
Pada tahun 1913, Niels Bohr menerangkan tentang garis spektrum dari atom hidrogen dengan menggunakan kuantisasi. Pada tahun 1924, Louis de Broglie menjelaskan teorinya tentang gelombang benda.
Teori-teori di atas, walaupun berhasil, namun sangat fenomenologikal: tidak ada penjelasan jelas untuk kuantisasi. Mereka dikenal sebagai teori kuantum lama.
Frase “Fisika kuantum” pertama kali diterapkan oleh Johnston dalam tulisannyabPlanck’s Universe in Light of Modern Physics (Alam Planck dalam cahaya Fisika Modern).
Pada tahun 1925, mekanika kuantum modern ditemukan yang saat itu Werner Karl Heisenberg sedang mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Schrödinger beberapa kali menunjukkan bahwa kedua pendekatan tersebut sama.
Sekian dari pembahasan mengenai penemu teori atom semoga bermanfaat. Terima Kasih!!