PENDAHULUAN
Ernest
Rutherford lahir pada tanggal 30 Agustus 1871, di Nelson, Selandia Baru. pada
1871, fisikawan dan peraih Hadiah Nobel bidang Kimia 1908 Ernest Rutherford
lahir di Nelson, Selandia Baru.
Rutherford
menerima pendidikan dasarnya si sekolah pemerintah dan pada usia 16 tahun ia
masuk Nelson Collegiate School. Pada 1889 ia memenangkan beasiswa masuk
University of New Zealand di Wellington. Ia meraih dua gelar master sekaligus,
ilmu matematika dan fisika pada 1893.Ia kembali mendapatkan beasiswa untuk
belajar di Cambridge University di Inggris. Di sini, ia melakukan riset di
laboratorium dibawah bimbingan J.J. Thomson, yang menjadi awal karier fisika
atomnya.
Rutherford
dikenal atas sumbangannya dalam fisika atom. ia yang mempopulerkan istilah
sinar alfa, beta dan gamma, proton dan neutron.Ia menjadi tempat berguru para
pendekar fisika seperti Neils Bohr, James Chadwick, dan Robert Oppenheimer.
Pada
1901 hingga 1902 ia bekerja dengan Frederick Soddy untuk membuktikan bahwa
atom-atom dari sebuah unsur radioaktif akan secara spontan berubah, dengan
pengeluaran sepotong atom pada kecepatan tinggi. Banyak saintis pada masa itu
mencemooh gagasan itu sebagai alkimia. Mereka tetap percaya bahwa atom tidak
dapat dibagi atau diubah.
Pada
1909 Rutherford mulai percobaan yang mengubah wajah fisika. Ia menemukan inti
atom dan membangun model atom yang mirip dengan sistem tatasurya. Seperti
planet, elektron-elektron mengorbit sebuah pusat, inti seperti matahari.
Penerimaan model ini berkembang setelah dimodifikasi dengan teori kuantum dari
Neils Bohr.
Untuk
menghargai penelitiannya mengenai radiasi dan inti atom, Rutherford mendapatkan
Hadiah Nobel bidang Kimia pada 1908. Ia diber gelar bangsawan pada 1914, Baron
Rutherford of Nelson yang pertama.
Penemuan Inti Atom
Pada
tahun 1909 Hans Geiger dan Ernest Marsden dengan petunjuk dari Ernest
Rutherford melakukan eksperimen di Laboratorium Fisika Universitas Manchester
untuk membuktikan kebenaran dari teori atom yang dikemukakan oleh thomson
Pada tahun 1911 Ernest
Rutherford bermaksud melanjutkan penelitian Philipp Lenard, hanya saja
Rutherford mengganti partikel elektron dengan partikel dan lempeng alumunium
dengan lempeng emas.
Eksperimen ini melibatkan
penambakan partikel alfa (inti atom helium atau ion helium dengan muatan
positip) yang diemisikan oleh unsur Radium pada lempengan logam emas tipis dan
kemudian mendeteksi partikel alfa yang telah melewati lempengan logam emas
tersebut dengan menggunakan layar yang dilapisi seng sulfida (ZnS) sebagai dtetektor.
Rutherford
berpendapat bahwa apabila struktur atom yang dikemukakan oleh Thomson adalah
benar maka sebagian besar berkas partikel alfa akan melewati lempengan logam
emas dan sebagian kecil sekali yang akan didefleksi.Akan tetapi,hasil
eksperimen Rutherford sangat mengejutkan, walaupun sebagian besar berkas
partikel alfa melewati lempengan logam emas, terdapat banyak berkas partikel
alfa yang didefleksi dengan sudut yang besar (lebih dari 900), bahkan terdapat
berkas partikel alfa yang direfleksi kembali kearah sumber tanpa pernah
menyentuh layer detector (perhatikan gambar).
Setelah
merunut pola-pola partikel alfa yang ditembakkan ke lempeng logam emas, maka
Rutherford mengambil kesimpulan bahwa sebagian besar ruang dalam atom adalah
“ruang kosong”, dan terdapat massa yang terkonsentrasi pada pusat atom yang
bermuatan positif dimana ukurannya 10.000 kali lebih kecil dibanding ukuran
keseluruhan bagian atom, dan elektron mengelilingi inti atom tersebut seperti
planet-planet kita mengelilingi matahari.
Rutherford menyimpulkan struktur
atom tersebut berlandaskan eksperimennya sebagai berikut:
- Sebagian besar berkas partikel alfa yang dapat
melewati lempengan logam emas menunjukan bahwa partikel alfa ini melewati
ruang kosong yang ada di dalam atom sehingga dengan mudah partikel alfa
ini melewati ruang kosong tersebut tanpa hambatan yang berarti.
- Berkas partikel alfa yang didefleksi menunjukan
bahwa partikel alfa tersebut berada pada posisi yang dekat dengan inti
atom yang bermuatan positif. Muatan positif dengan muatan positif akan
saling tolak menolak, hal inilah yang menyebabkan partikel alfa dibelokan
dengan sudut yang besar.
- Berkas partikel alfa yang di refleksi kembali
(dipantulkan kembali) menunjukan bahwa partikel alfa tersebut bertumbukkan
dengan inti atom yang bermuatan positif. Inti atom emas mempunyai massa
dan muatan positif yang lebih besar disbanding dengan massa dan muatan
partikel alfa, hal inilah yang membuat partikel alfa di pantulkan kembali.
- Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir
semua partikel alfa diteruskan
- Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu
lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat
kecil yang bermuatan positif.
- Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun
suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan
dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter,
maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada
ukuran atom keseluruhan.
Berdasarkan
fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan
model atom yang dikenal dengan Model Atom yaituAtom yang terdiri dari inti atom
yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang
bermuatan negatif.
Rutherford
menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi
mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai berikut:
atom rutherford
Teori Atom Rutherford
Hasil penelitian Rutherford
sekaligus menggantikan model atom Thomson, Rutherford mengajukakan model atom
yang menyatakan bahwa atom tersusun dari inti yang bermuatan positif
dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif, seperti planet
mengelilingi matahari. Massa atom terpusat pada inti dan sebagian besar volum
atom merupakan ruang hampa/kosong. Karena atom bersifat netral, maka jumlah
muatan positif dalam inti (proton) harus sama dengan jumlah elektron.
Tidak
beberapa lama Rutherford mengajukan model atomnya, ternyata terdapat beberapa
kelemahan. Model atom Rutherford bersifat tidak stabil karena bertentangan
dengan hukum fisika klasik Maxwell. Berdasarkan hukum tersebut, jika ada
partikel bermuatan (elektron) mengelilingi inti atom yang memiliki muatan yang
berlawanan (proton) maka elektron akan memiliki percepatan dan memancarkan
energi berupa gelombang elektromagnetik, dengan demikian lama kelamaan elektron
akan kehilangan energinya. Akibatnya, jari-jari lintasan semakin kecil, hingga
suatu saat elektron akan bergabung inti atom. Padahal kenyataannya, atom
bersifat stabil sehingga elektron tidak bergabung dengan inti atom.
Kelebihan dan kelemahan Model Atom Rutherford
Kelebihan
Kelebihan
Membuat hipotesa
bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti.
Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang
berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
Berdasarkan
hasil percobaan hamburan partikel alfa, Rutherford mengemukakan gagasannya
tentang struktur atom ---> penemu struktur atom yang menyatakan bahwa atom
terdiri atas inti atom dengan elektron yang berputar mengelilinginya dalam
lintasan atau orbit yang dibayangkan seperti tatasurya dimana inti atom sebagai
matahari dengan elektron-elektron sebagai planet yang berputar mengelilinginya.
(model atom tata surya)
Kelemahan
Tidak dapat
menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori
fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga
lama - kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan
mendekati inti dan jatuh ke dalam inti Ambilah seutas tali dan salah satu
ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu sedangkan ujung yang lain Anda pegang.
Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Benar. Lama
kelamaan putarannya akan pelan dan akan mengenai kepala Anda karena putarannya
lemah dan Anda pegal memegang tali tersebut. Karena Rutherford adalah telah
dikenalkan lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit.
DAFTAR PUSTAKA