BEBERAPA PERKEMBANGAN TEORI ATOM DALAM FISIKA
I. Pendahuluan
Citra manusia tentang alam dibatasi oleh peralatan, dimana alam semesta di sekitar kita terdiri
atas berbagai macam bentuk, bentuk ini dapat berupa benda seperti : batu, kucing atau air dan
terjadi dari berbagai macam zat.
Dapat pula kita amati bahwa bentuk itu berupa gejala seperti bianglala atau suara. Kesemua ini kita bedakan melalui kemajuan mengamati dengan panca indra kita.
Semakin canggih peralatan bantuan yang kita gunakan semakin banyak dan terperinci pula hal-hal yang dapat kita amati. Kalau dengan mata biasa kita dapat membedakan benda-benda yang besarnya tidak kurang dari 0,1 mm , maka dengan bantuan mikroskop kita dapat melihat benda yang ukurannya 0,001 mikron.
Terciptanya peralatan baru adalah salah satu sebab mengapa pengertian mengenai sesuatu benda berkembang dari masa ke masa . Sejalan dengan perkembangan pengertian itu berubah pulalah teori-teori yang disusun orang berkenaan dengan benda-benda yang diamati itu.
Salah satu ciri manusia juga ialah bahwa benda-benda yang diamati itu selalu dicobanya untuk membedakannya dan kemudian sekaligus pula menemukan kesamaan kesamaannya.
II. KONSEP ATOM
2.1. Konsep atom zaman YunaniSalah satu konsep ilmiah yang tertua ialah bahwa setiap zat dapat dipecahkan menjadi sekecil-kecilnya ,sehingga zarah terkecil yang dapat dibuat itu masih tetap memiliki sifat-sifat zat yang dipecah-pecah . Setelah mencapai ukuran terkecil ini zarah tidak lagi apat dipecah lebih lanjut tanpa kehilangan sifat-sifatnya yang asli. Karena butir yang terkecil yang tidak dapat dipecahkan lebih lanjut dinamakan oleh ahli filsafat yunani LEUCIPPUS dan muridnya DEMUCRITUS ,atom, asal katanya dari a yang artinya tidak
Konsep yang dimunculkan pada abad kelima (5)sebelum masehi itu ,masih tetap dikumandangkan beberapa abad berikutnya oleh pemikir-pemikir seperti Riosdano Bruno, Francis Bacon , dan Rene Descartes ,bahwa para ilmuwan utama abad ketujuh belas (17) seperti Galileo, Newton dan Huygens mendukung konsep susunan zat terdiri atas atom-atom ini.
2.2. Teori Atom Dalton
Baru dalam tahun 1808 ahli kimia Inggris John Dalton (1776 – 18440) yang juga dalaha seorang guru di sekolah ,membuat perkembangan pemikirannya yang baru tentang struktur zat , pemikiranya itu ditulisnya dalam bukunya A New System of Chemical Philosophy.
Dalton seorang ahli kimia tidak hanya menggunakan petunjuk-petunjuk fisika ,melainkan juga pengalaman –pengalaman dari percobaan kimia untuk menyusun teori atomnya. Ada dua (2) kaedah kimia yang ditemukan berdasarkan pengalaman digunakan Dalton untuk menyusun teori atomnya :
1. Didasarkan atas pengalaman ahli kimia Antoine Lavoisier (1743-1794) melalui serangkaian percobaan yangdiadakannya untuk mencari keterangan tentang apa saja yang terjadi ketika ada pembakaran zat.
Dalam rangkaian percobaannya itu Lavoisier dapat membuktikan bahwa dalam setiap proses
pembakaran suatu zat ,oksigen yang terdapat dalam udara akan mengikat diri dengan zat yang
mengalami perubahan karena dibakar itu .
Hukum kekekalan massa (Antoine Lavoisier)
Jumlah massa zat-zat yang ada setelah terjadi sesuatu reaksi kimia tetap akan sama dengan jumlah massa zat-zat sebelum reaksi terjadi.
2. Pengalaman dari Yoseph Proust ( 1754- 1826) Suatu senyawa kimia dari mana saja asalnya dan bagaimana saja dibuatnya ,selalu mempunyai susunan yang sama, yairu terjadi dari unsure-unsur tertentu dalam nisbah yang sama ( Hukum Nisbah)
1. Setiap unsur kimia terjadi atas zarah-zarah kecil yang tak terbagikan maupun terhancurkan lagi yang disebut Atom
Atom tak dapat diciptakan maupun dihancurkan selama terjadi perubahan kimia.
2. Semua atom suatu unsur tertentu sama bobot / massanya dan sama pula beberapa sifat lainnya , akan tetapi atom-atom suatu unsur tertentu sangat berlainan bentuknya dengan atom-aton unsur-unsur lainnya.
Dalam senyawa-senyawa kimia , atom dari unsur-unsur yang berlainan saling bergabung dalam
nisbah-nisbah yang sederhana, misalnya satu atom F bergabung satu atom H atau dengan dua
atom Cl.
2.3. Model Atom Thomson
Apakah benar atom itu adalah zarah dasar suatu unsur yang tidak dapat dipecah lagi ; pengetahuan yang mulai mengungkit-ungkit anggapan dasar Dalton yang pertama dimulai ketika Faraday mengadakan percobaan ledakan listrik didalam suatu ruangan hampa udara. Pada tahun 1838 ia melaporkan bahwa apabila didalam suatu tabung panjang , ujung-ujungnya dibubuhi elektroda negatif (Katode) dan elektroda positif (Anode) yang berhadap-hadapan , sedangkan udara dipompakan keluar dari dalam tabung itu, maka pada suatu tingkat kehampaan tertentu ,arus listrik mulai mengalir ketegangan beberapa ribu volt diantara kedua electrode itu. Katode akan pijar dan di antara katode dan nyala merah itu ada suatu ruang gelap yang dnamakan Ruang Gelap Faraday .
Selain ada zarah bermuatan negative , ternyata ada juga zarah yang bermuatan positif , hal ini ditentukan Eugen Goldstrin pada tahun 1886 dengan membuat suatu tabung dengan katode ditempatkan di satu ujung dan katode yang
berlubang-Lubang ditempatkan ditengah tabung .ketika tabung dihampakan dan tegangan listrik
antara kedua electrode itu ditingkatkan , muncullah sinar katode yang menuju anode .
Ditengah perjalanan sinar ini bertumbukan dengan atom-atom udara yang masih tersisa
didalam tabung . Benturan ini melepaskan electron dari atom gas itu dan terjadilah
zarah-zarah bermuatan positif . Zarah-zarah-zarah ini tertarik ke katode akan tetapi sebagian lolos
melalui lubang-lubang dan muncul sebagai suatu berkas zarah dibalik katode . Berkas zarah
positif disebut sinar positif / terusan. Atas dasa adanya electron yang bermuatan negative
dan zarah bermuatan positif yang dinamakan proton itu Thomson membuat model yang
lebih baik.
Model atom Thomson itu berupa suatu awan zarah-zarah positif yang dikelilingi awan electron bermuatan negatif . pada suatu atom biasa terdapat pertimbangan muatan positif dan negative , Kalau terjadi keseimbangan , maka atom itu menjadi bermuatan listrik dan disebuat ion.
4. Model Atom Rutherford
Model atom Thomson diperbaiki oleh Rutherfort ,yang dikenal dengan 3 postulat rutherfort antara lain :
1. Sebagian besar massa dan semua muatan positif suatu atom terkumpul dalam suatu pusat yang sangat kecil yang dinamakan inti . Karena itu atom itu sebagian besar terdiri dari rungan kosong.
2. Besarnya muatan didalam inti atom berbeda untuk atom unsure yang berlainan , dan kira-kira sama dengan setengah bilangan bobot atom setiap unsure.
3. Harus ada sejumlah electron diluar inti atom yang sama dengan bilangan satuan muatan positif yang dikandung oleh inti atom untuk membuat atom itu bersifat netral .
Quark Sebagai Zarah yang lebih kecil
1. Murray Gell Mann mengemukakan bahwa Proton dan netron terdiri atas zarah-zarah yang lebih kecil lagi yang dinamakan Quark dan selalu ada gugus tiga butir.
2. Georg zweig mengembangkan teori yang sama tetapi butir –butir itu dinamakan as .
Gell mann mempostulatkan adanya tiga buah quark yang membentuk suatu proton atau neutron . Pada tahun 1970 mulai ada petunjuk-petunjuk kebenaran postulat ini dan juga memberikan gambaran bahwa agaknya quark itu adalah butiran penyusun zat yang terkecil .
Diperkirakan ada enam jenis quark yang disebut “ Rasa” , rasa quark sekarang disebut “Atas”
(up) , “Bawah” (Down), “Aneh” (Strange) , “Pikat” ( Charm) , “Cantik” (beauty) dan “Benar”
(truth).
Suatu proton terdiri atas dua (2) buah atas dan sebuah (1) bawah dan karena quark atas bermuatan +2/3 dan quark bawah bermuatan – 1/3 , proton bermuatan + 1,
Neutron terdiri atas satu (1) quark atas dan dua (2) quark bawah sehingga muatanya 0. Suatu zarah yang terjadi dari beberapa quark dinamakan suatu hadron , sehingga proton dan netron adalah suatu hadron .
Suatu hadron yang terdiri atas tiga (3) quark dinamakan suatu Baryon (yang artinya berat). Suatu zarah yang terdiri atas dua (2) quak disebut Meson. Kedua quak itu sebenarnya berlawanan sehinga yang satu lagi memiliki rasa tandingan dan karena itu dapat disebut antiquark.
Pengertian bahwa quark itu adalah zarah terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi, pada suatu ketika ada saja kemungkinannya akan ditumbangkan lagi dan sejarahpun akan merulang kembali.
