MODEL ATOM RUTHERFORD
Oleh
:
NAMA : DEWI AGUSTINA
NIM : 4141121007
KELAS : FISIKA DIK A 2014
M. KULIAH : FISIKA MODERN
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
TAHUN 2015
Kata Pengantar
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas segala
limpahan rahmat dan hidayahnya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan
makalah ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Semoga makalah
ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi
pembaca.
Harapan kami semoga makalah ini dapat membantu menambah
pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, dan apabila terdapat kesalahan
dalam penulisan diharapkan pembaca meberikan kritik dan saran sehingga kami
dapat memperbaiki bentuk maupun isi makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih
baik.
Makalah ini kami akui masih banyak kekurangan karena pengalaman
yang saya miliki sangat kurang. Oleh kerena itu saya harapkan kepada para
pembaca untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk
kesempurnaan makalah ini.
Medan,
Oktober 2015
DEWI AGUSTINA
Daftar Isi
Kata Pengantar...........................................................................................................
Daftar Isi....................................................................................................................
BAB
I PENDAHULUAN
1.1.Latar
Belakang.....................................................................................................
1.2.Rumusan
Masalah................................................................................................
1.3.Tujuan..................................................................................................................
BAB
II PEMBAHASAN
2.1.
Perkembangan Model Atom Rutherford............................................................
2.2.
Percobaan Rutherford.........................................................................................
2.3.
Kelemahan
dan Kelebihan Atom Rutherford.....................................................
2.4. Eksperimen Hamburan Rutherford.....................................................................
2.5. Sudut Hamburan
Partikel Alpa...........................................................................
2.6. Rumus
Hamburan Rutherford............................................................................
BAB
III KESIMPULAN
3.1. Kesimpulan.........................................................................................................
Daftar
Pustaka.........................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Dalam
sehari-hari kita sering mendengar kata ‘atom’. Istilah atom berasal dari Bahasa
Yunani (τομος/átomos, α-τεμνω), yang berarti tidak dapat dipotong ataupun
sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi disebut juga dengan partikel terkecil
yang tidak dapat dibelah lagi. Dalam ilmu Kimia dan Fisika, atom adalah suatu
satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron bermuatan
negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan
positif, dan neutron yang bermuatan netral.
Konsep
atom sebagai komponen yang tak dapat dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan
oleh para filsuf India dan Yunani. Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan
meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu
tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama
akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan
struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa 'atom'
tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang
digunakan para fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom.
1.2.Rumusan Masalah
Dari latar
belakang yang disebutkan di atas, Penulis menemukan permasalahan yang
dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana perkembangan model atom Rutherford (spektrum atom hidrogen)?
1.3. Tujuan
1. Mengetahui perkembangan teori dasar
atom?
2. Mengetahui spektrum atom hidrogen
(model atom Rutherford)?
BAB II
PEMBAHASAN
2.1.
Perkembangan Model Atom Rutherford
Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan
ErnersmMasreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar
alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel
alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus
besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas.
Percobaan
tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom
itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel
alfa akan dipantulkan atau dibelokkan.
Dari pengamatan mereka, didapatkan
fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat
tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut
kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu
diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.
Berdasarkan gejala-gejala yang
terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:
- 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 Rutherford yang menyatakan bahwa Atom 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 beriukut:
2.2. Percobaan Rutherford
Dari hasil
percobaan kedua asistennya itu, Ernest Rutherford menafsirkan sebagai berikut.
a.
Sebagian besar partikel sinar alfa dapat menembus
pelat karena melalui daerah hampa.
b.
Partikel alfa yang mendekati inti atom dibelokkan
karena mengalami gaya tolak inti.
c.
Partikel alfa yang menuju inti atom dipantulkan karena
inti bermuatan positif dan sangat massif.
Beberapa
tahun kemudian, yaitu tahun 1911, Ernest Rutherford mengungkapkan teori atom
modern yang dikenal sebagai model atom Rutherford.
a.
Atom tersusun dari:
·
Inti atom yang bermuatan positif.
·
Elektron-elektron yang bermuatan negatif dan
mengelilingi inti.
b.
Semua proton terkumpul dalam inti atom, dan
menyebabkan inti atom bermuatan positif.
c.
Sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong.
Hampir semua massa atom terpusat pada inti atom yang sangat kecil. Jari-jari atom
sekitar 10–10 m, sedangkan jari-jari inti atom sekitar 10–15m.
d. Jumlah
proton dalam inti sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti, sedangkan
atom bersifat netral.
2.3. Kelemahan dan Kelebihan Atom
Rutherford
a.
Kelemahan
Seperti
halnya model atom pendahulunya, teori atom Rutherford memiliki kelemahan. Kelemahan utama
terletak pada pergerakan elektron dalam mengelilingi inti atom.
Menurut
Hukum Fisika Klasik dari Maxwell,
jika suatu partikel yang bermuatan listrik bergerak melingkar akan mengemisikan
energinya dalam bentuk cahaya yang mengakibatkan percepatan partikel semakin
berkurang dan akhirnya diam. Dengan demikian, jika elektron yang bermuatan
negatif bergerak melingkar (mengelilingi inti bermuatan positif) maka akan
kehilangan energinya sehingga gerakan elektron akan berkurang, yang akhirnya
akan jatuh ke inti.
Jadi,
menurut Hukum Fisika Klasik, model atom Rutherford tidak stabil sebab elektron akan
kehilangan energinya dan akan jatuh ke inti, pada akhirnya atom akan musnah.
Akan tetapi, faktanya atom stabil.
Teori
Rutherford banyak mendapat sanggahan, jika elektron bergerak mengelilingi inti,
maka elektron akan melepaskan atau memancarkan energi sehingga energi yang
dimiliki elektron lama-kelamaan akan berkurang dan menyebabkab lintasannya
makin lama semakin kecil dan suatu saat elektron akan jatuh ke dalam inti.
Teori Rutherford tidak dapat menjelaskan fenomena ini.
b.
Kelebihan
Membuat
hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi
inti.
Geiger dan mersden menempatkan
sebuah sampel pemancar radio aktif partikel – a dibelakang layar
timbal yang diberi lubang kecil,sehingga menghasilkan berkas partikel - yang tajam ( terkolimasi ). Berkas ini diarahkan pada lempeng emas tipis. Partikel –a terhambur di deteksi
dengan layar pendar ( fluoresensi ) zink sulfide ( ZnS ) yang dapat digerakkan
dan diamati dengan mikroskop, seperti terlihat dalam gambar dibawah ini :
Schematic diagram of a particles scattered from atoms within thin
gold foil
2.5. Sudut Hamburan Partikel Alpa
Dalam eksperimen
hamburan partikel – a diatas terjadi interaksi antara muatan
partikel –a (+2e) dan muatan atom sasaran (+Ze), Z : nomor
atom.dalam hal ini dianggap bahwa : interaksi elektron atom tidak berperan (
dapat diabaikan ). Dan massa atom jauh lebih besar dari partikel –a, karenanya massa atom
dianggap tidak bergeser ketika terjadi interaksi. Dengan demikian, hanya gaya
Coloumb, yaitu gaya tolak – menolak antara partikel –a dan atom emas (keduanya bermuatan positif )
yang beraksi.
Tinjau
partikel –a datang mendekati inti atom emas dengan jarak
tegak lurus b, seperti pada gambar dibawah. Jarak b diukur dari inti atom
bermuatan +Ze sampai I1 yaitu garis asimptot dari arah datang
partikel –a di x = - ~. Arah asimptot ini sama dengan arah
p1 , momentum partikel –a sebelum interaksi. Selain interaksi partikel –a terhambur menurut asimptot I2,
yaitu arah p2. Sudut antara I1 dan I2 adalah
sudut hamburan partikel –a sebesar a.
Hubungan
geometris dalam hamburan Rutherford
2.6. Rumus Hamburan Rutherford
Untuk setiap atom yang dihambur dengan sudut a atau lebih besar dari a.
Selanjutnya bahwa
fraksi :
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Teori
Rutherford banyak mendapat sanggahan, jika elektron bergerak mengelilingi inti,
maka elektron akan melepaskan atau memancarkan energi sehingga energi yang
dimiliki elektron lama-kelamaan akan berkurang dan menyebabkab lintasannya
makin lama semakin kecil dan suatu saat elektron akan jatuh ke dalam inti.
Teori Rutherford tidak dapat menjelaskan fenomena ini.
Teori
Rutherford memiliki beberapa kelemahan dan kelebihan yang ada pada struktur
atomik ini.
Daftar Pustaka
Garrder, Joestein. 2006. Dunia Sophie. Bandung: Mizan.
Hawking, Stephen dan Mlodinow. 2011. Struktur Atomik.Jakarta:Erlangga.
Krane, Kenneth.2011. FisikaModern.Jakarta:UI-Press.
Surya, Prof.
Yohanes.2010.Fisika Modern.Tangerang : PT.KANDEL