Lompat ke isi

Model Rutherford: Perbedaan antara revisi

Ensiklopedia Pengetahuan Universitas Islam Sultan Agung

Maintenance script (bicara | kontrib)

37.956 suntingan
Maintenance script (bicara | kontrib)
37.956 suntingan
Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29635578; atribusi sumber disertakan.
 
Maintenance script (bicara | kontrib)
37.956 suntingan
Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi
 
Baris 1: Baris 1:
'''Model Rutherford''', dikenal pula sebagai '''model planet''' adalah sebuah model [[atom]] yang dikemukakan oleh [[Ernest Rutherford]] pada tahun 1911. Rutherford, dalam analisisnya, menyangkal [[model puding prem]] atom yang dikemukakan oleh [[J. J. Thomson]], berdasarkan [[percobaan Geiger–Marsden]] yang dilakukan pada tahun 1909. Pemodelan atom Rutherford yang baru tersebut berdasarkan pada hasil eksperimen, yang mengatakan bahwa atom mempunyai inti yang merupakan [[pusat massa]] yang kemudian dinamakan "[[nukleus]]", dengan dikelilingi [[awan elektron]] bermuatan negatif.
[[File:Rutherford_atomic_planetary_model.svg|thumb|right|280px|Rutherford atomic planetary model]]
 
'''Model Rutherford''', dikenal pula sebagai '''model planet''' adalah sebuah model [[atom]] yang dikemukakan oleh [[Ernest Rutherford]] pada tahun 1911. Rutherford, dalam analisisnya, menyangkal [[model puding prem]] atom yang dikemukakan oleh [[J. J. Thomson]], berdasarkan [[percobaan Geiger–Marsden]] yang dilakukan pada tahun 1909. Pemodelan atom Rutherford yang baru tersebut<ref>Akhlesh Lakhtakia (Ed.). ''Models and Modelers of Hydrogen''. ''American Journal of Physics''. World Scientific. 1996. Vol. 65 (9). hlm. 933. doi:10.1119/1.18691. ISBN 981-02-2302-1.</ref> berdasarkan pada hasil eksperimen, yang mengatakan bahwa atom mempunyai inti yang merupakan [[pusat massa]] yang kemudian dinamakan "[[nukleus]]", dengan dikelilingi [[awan elektron]] bermuatan negatif.


== Dasar eksperimen ==
== Dasar eksperimen ==
=== Percobaan lempeng emas ===
=== Percobaan lempeng emas ===
Pada tahun 1909, [[Hans Geiger]] dan [[Ernest Marsden]] dengan petunjuk dari Rutherford melakukan eksperimen di Laboratorium Fisika [[Universitas Manchester]] untuk membuktikan kebenaran dari teori atom yang dikemukakan oleh Thomson. Dalam makalahnya tahun 1909, ''On a Diffuse Reflection of the α-Particles'',<ref>Hans Geiger. [http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/82/557/495.full.pdf On a Diffuse Reflection of the α-Particles]. ''Proceedings of the Royal Society of London A''. 1909. Vol. 82 (557). hlm. 495–500. doi:10.1098/rspa.1909.0054.</ref> Geiger dan Marsden menjelaskan percobaannya yang membuktikan bahwa partikel alfa dapat dihamburkan dengan sudut lebih dari 90°. Geiger dan Marsden kemudian ingin memperkirakan jumlah total partikel alfa yang dipantulkan. Mereka menempatkan sejumlah kecil radium C ([[bismut]]-214) di atas plat [[timbal]], yang memantul pada reflektor [[platina]] (R) kemudian ke layar detektor. Mereka menemukan bahwa hanya sebagian kecil dari partikel alfa yang mengenai reflektor memantul ke layar (dalam hal ini, 1 dalam 8000).<ref>Hans Geiger. [http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/82/557/495.full.pdf On a Diffuse Reflection of the α-Particles]. ''Proceedings of the Royal Society of London A''. 1909. Vol. 82 (557). hlm. 495–500. doi:10.1098/rspa.1909.0054.</ref>


Pada tahun 1909, [[Hans Geiger]] dan [[Ernest Marsden]] dengan petunjuk dari Rutherford melakukan eksperimen di Laboratorium Fisika [[Universitas Manchester]] untuk membuktikan kebenaran dari teori atom yang dikemukakan oleh Thomson. Dalam makalahnya tahun 1909, ''On a Diffuse Reflection of the α-Particles'', Geiger dan Marsden menjelaskan percobaannya yang membuktikan bahwa partikel alfa dapat dihamburkan dengan sudut lebih dari 90°. Geiger dan Marsden kemudian ingin memperkirakan jumlah total partikel alfa yang dipantulkan. Mereka menempatkan sejumlah kecil radium C ([[bismut]]-214) di atas plat [[timbal]], yang memantul pada reflektor [[platina]] (R) kemudian ke layar detektor. Mereka menemukan bahwa hanya sebagian kecil dari partikel alfa yang mengenai reflektor memantul ke layar (dalam hal ini, 1 dalam 8000).
Rutherford menyangkal [[model atom]] J. J. Thomson pada tahun 1911 dengan [[percobaan lempeng emas]]nya,<ref>Ernest Rutherford. [http://www.chemteam.info/Chem-History/Rutherford-1911/Rutherford-1911.html The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom]. ''Philosophical Magazine''. 1911. Vol. 21. hlm. 669–688. doi:10.1080/14786440508637080.</ref> di mana ia menunjukkan bahwa atom memiliki inti berat yang berukuran kecil. Rutherford merancang percobaannya, dengan melanjutkan penelitian [[Philipp Eduard Anton von Lenard|Philipp Lenard]] tahun 1903,<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1905/lenard-lecture.pdf Lenard's Nobel lecture (1906)].</ref> hanya saja Rutherford mengganti partikel elektron dengan [[partikel alfa]] dan lempeng [[aluminium]] dengan lempeng [[emas]]. Percobaan ini menggunakan partikel alfa (inti atom [[helium]] atau ion helium dengan muatan positif) yang dipancarkan oleh unsur [[radioaktif]] ([[radium]]) pada lempeng logam emas tipis. Deteksi terhadap partikel alfa yang melewati lempeng tersebut dilakukan dengan menggunakan layar yang dilapisi [[seng sulfida]] (ZnS) sebagai detektor. Jika model Thomson tersebut benar, seluruh berkas yang dipancarkan akan melewati lempeng emas tersebut. Namun, pada percobaan tersebut, walaupun sebagian besar berkas partikel alfa melewati lempeng tersebut, beberapa berkas ada yang dipantulkan dan dibelokkan dengan sudut yang besar (lebih dari 90°), bahkan terdapat berkas yang dipantulkan kembali ke arah sumber pancar tanpa sedikitpun menyentuh lapis detektor.


 
Setelah merunut pola partikel alfa yang ditembakkan ke lempeng emas tersebut, Rutherford kemudian menyimpulkan 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 yang mengelilingi matahari (kemudian disebut sebagai "model planet").<ref>Nicholas Giordano. [https://books.google.com/books?id=WcAKAAAAQBAJ&pg=PA1051 College Physics: Reasoning and Relationships]. Cengage Learning. 1 Januari 2012. hlm. 1051–. ISBN 1-285-22534-1.</ref>
Rutherford menyangkal [[model atom]] J. J. Thomson pada tahun 1911 dengan [[percobaan lempeng emas]]nya, di mana ia menunjukkan bahwa atom memiliki inti berat yang berukuran kecil. Rutherford merancang percobaannya, dengan melanjutkan penelitian [[Philipp Eduard Anton von Lenard|Philipp Lenard]] tahun 1903, hanya saja Rutherford mengganti partikel elektron dengan [[partikel alfa]] dan lempeng [[aluminium]] dengan lempeng [[emas]]. Percobaan ini menggunakan partikel alfa (inti atom [[helium]] atau ion helium dengan muatan positif) yang dipancarkan oleh unsur [[radioaktif]] ([[radium]]) pada lempeng logam emas tipis. Deteksi terhadap partikel alfa yang melewati lempeng tersebut dilakukan dengan menggunakan layar yang dilapisi [[seng sulfida]] (ZnS) sebagai detektor. Jika model Thomson tersebut benar, seluruh berkas yang dipancarkan akan melewati lempeng emas tersebut. Namun, pada percobaan tersebut, walaupun sebagian besar berkas partikel alfa melewati lempeng tersebut, beberapa berkas ada yang dipantulkan dan dibelokkan dengan sudut yang besar (lebih dari 90°), bahkan terdapat berkas yang dipantulkan kembali ke arah sumber pancar tanpa sedikitpun menyentuh lapis detektor.
 
Setelah merunut pola partikel alfa yang ditembakkan ke lempeng emas tersebut, Rutherford kemudian menyimpulkan 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 yang mengelilingi matahari (kemudian disebut sebagai "model planet").


=== Pemodelan atom ===
=== Pemodelan atom ===
Rutherford mempresentasikan model fisik struktur subatomiknya, sebagai interpretasi atas hasil percobaan yang tak diduga tersebut. Ia membangun model atom yang mirip dengan [[sistem tata surya]]. Dalam presentasinya tersebut, atom disusun dari suatu pusat massa (kemudian disebut sebagai [[inti atom|nukleus]], walaupun Rutherford tidak menggunakan istilah "nukleus" dalam makalahnya) yang dikelilingi oleh awan (yang diduga) merupakan [[elektron]] yang berputar.
Rutherford mempresentasikan model fisik struktur subatomiknya, sebagai interpretasi atas hasil percobaan yang tak diduga tersebut. Ia membangun model atom yang mirip dengan [[sistem tata surya]]. Dalam presentasinya tersebut, atom disusun dari suatu pusat massa (kemudian disebut sebagai [[inti atom|nukleus]], walaupun Rutherford tidak menggunakan istilah "nukleus" dalam makalahnya)<ref>[http://history.aip.org/history/exhibits/rutherford/sections/atop-physics-wave.html Atop the Physics Wave: Rutherford back in Cambridge, 1919–1937]. ''Rutherford's Nuclear World: The Story of the Discovery of the Nucleus''. American Institute of Physics.</ref> yang dikelilingi oleh awan (yang diduga) merupakan [[elektron]] yang berputar.<ref>Longair, M. S. [https://books.google.com/?id=bA9Lp2GH6OEC&pg=PA377 Theoretical concepts in physics: an alternative view of theoretical reasoning in physics]. Cambridge University Press. 2003. hlm. 377–378. ISBN 978-0-521-52878-8.</ref>


Terdapat beberapa indikator kunci dalam [[hipotesis]] model atom Rutherford, diantaranya:
Terdapat beberapa indikator kunci dalam [[hipotesis]] model atom Rutherford, diantaranya:
Baris 18: Baris 18:
* Banyak dari muatan positif atom terkonsentrasi pada volume yang kecil di pusat atom, yang kemudian dikenal sebagai [[nukleus]]. Besarnya muatan ini sebanding dengan [[massa atom]] tersebut—massa sisanya kemudian diketahui banyak dipengaruhi oleh [[neutron]]. Pusat massa dan muatan terkonsentrasi ini berpengaruh dalam memantulnya baik partikel alfa maupun [[partikel beta|beta]].
* Banyak dari muatan positif atom terkonsentrasi pada volume yang kecil di pusat atom, yang kemudian dikenal sebagai [[nukleus]]. Besarnya muatan ini sebanding dengan [[massa atom]] tersebut—massa sisanya kemudian diketahui banyak dipengaruhi oleh [[neutron]]. Pusat massa dan muatan terkonsentrasi ini berpengaruh dalam memantulnya baik partikel alfa maupun [[partikel beta|beta]].
* Massa atom-atom berat seperti emas kebanyakan terkonsentrasi pada wilayah pusat muatan, karena perhitungan menunjukkan bahwa kawasan ini tidak dipantulkan atau bergerak oleh adanya partikel alfa berkecepatan tinggi, yang memiliki [[momentum]] yang sangat tinggi dibandingkan dengan elektron, tetapi tidak mewakili keseluruhan atom berat tersebut.
* Massa atom-atom berat seperti emas kebanyakan terkonsentrasi pada wilayah pusat muatan, karena perhitungan menunjukkan bahwa kawasan ini tidak dipantulkan atau bergerak oleh adanya partikel alfa berkecepatan tinggi, yang memiliki [[momentum]] yang sangat tinggi dibandingkan dengan elektron, tetapi tidak mewakili keseluruhan atom berat tersebut.
* Atom itu sendiri memiliki diameter 100.000 (10<sup>5</sup>) kali lebih besar dari diameter nukleus. Penggambaran tersebut dapat diandaikan seperti ketika meletakkan sebutir pasir di tengah [[lapangan sepak bola]].
* Atom itu sendiri memiliki diameter 100.000 (10<sup>5</sup>) kali lebih besar dari diameter nukleus.<ref>Nicholas Giordano. [https://books.google.com/books?id=WcAKAAAAQBAJ&pg=PA1051 College Physics: Reasoning and Relationships]. Cengage Learning. 1 Januari 2012. hlm. 1051–. ISBN 1-285-22534-1.</ref> Penggambaran tersebut dapat diandaikan seperti ketika meletakkan sebutir pasir di tengah [[lapangan sepak bola]].<ref>Zach Constan. ''Learning Nuclear Science with Marbles''. ''The Physics Teacher''. 2010. Vol. 48 (2). hlm. 114. doi:10.1119/1.3293660.</ref>


Dalam makalahnya pada bulan Mei 1911, Rutherford hanya berfokus pada wilayah pusat [[Proton|muatan positif]] atau [[Elektron|negatif]] yang sangat tinggi dalam atom tersebut.
Dalam makalahnya pada bulan Mei 1911, Rutherford hanya berfokus pada wilayah pusat [[Proton|muatan positif]] atau [[Elektron|negatif]] yang sangat tinggi dalam atom tersebut.


<blockquote>Untuk konkretnya, anggap bahwasannya lintasan partikel α yang berkecepatan tinggi melalui atom yang memiliki muatan pusat positif ''N''&nbsp;''e'', serta dikelilingi oleh suatu muatan elektron ''N''.
<blockquote>Untuk konkretnya, anggap bahwasannya lintasan partikel α yang berkecepatan tinggi melalui atom yang memiliki muatan pusat positif ''N''&nbsp;''e'', serta dikelilingi oleh suatu muatan elektron ''N''.<ref>Ernest Rutherford. [http://www.chemteam.info/Chem-History/Rutherford-1911/Rutherford-1911.html The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom]. ''Philosophical Magazine''. 1911. Vol. 21. hlm. 669–688. doi:10.1080/14786440508637080.</ref>
</blockquote>
</blockquote>


 
Model Rutherford terkonsentrasi pada muatan dan massa atom pada suatu inti yang sangat kecil, tetapi tidak menjelaskan struktur lain dari elektron yang tersisa dan massa atom yang lain. Rutherford menyebut model atom [[Hantaro Nagaoka]], di mana elektron tersusun dalam satu atau lebih cincin, dengan struktur menyerupai cincin [[Planet Saturnus]] yang stabil. [[Model puding prem]] dari J. J. Thomson juga memiliki cincin orbit elektron. [[Jean Baptiste Perrin]] mengklaim dalam kuliah Nobelnya<ref>[https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1926/perrin-lecture.html 1926 Lecture for Nobel Prize in Physics]</ref> bahwa ia adalah yang pertama mengusulkan model tersebut dalam makalahnya tahun 1901.
Model Rutherford terkonsentrasi pada muatan dan massa atom pada suatu inti yang sangat kecil, tetapi tidak menjelaskan struktur lain dari elektron yang tersisa dan massa atom yang lain. Rutherford menyebut model atom [[Hantaro Nagaoka]], di mana elektron tersusun dalam satu atau lebih cincin, dengan struktur menyerupai cincin [[Planet Saturnus]] yang stabil. [[Model puding prem]] dari J. J. Thomson juga memiliki cincin orbit elektron. [[Jean Baptiste Perrin]] mengklaim dalam kuliah Nobelnya bahwa ia adalah yang pertama mengusulkan model tersebut dalam makalahnya tahun 1901.


Makalah Rutherford menyarankan bahwa muatan pusat dari suatu atom mungkin "sebanding" dengan [[massa atom]]nya dalam [[Satuan massa atom|satuan massa hidrogen]] u (secara kasar 1/2 darinya, dalam model Rutherford). Untuk [[emas]], [[nomor massa]]nya adalah 197 (tidak benar-benar akurat) dan karenanya dalam pemodelan Rutherford memiliki massa atom 196&nbsp;u. Namun, Rutherford tidak mencoba membuat hubungan langsung antara muatan pusat dengan [[nomor atom]], karena "nomor atom" emas (pada ''saat itu'' adalah nomor penempatannya dalam [[tabel periodik]]) adalah 79, dan Rutherford memodelkan muatan pada sekitar +100 satuan (ia sebenarnya menyarankan 98 satuan muatan positif, setengah dari 196). Karenanya, Rutherford tidak secara formal menyarankan dua angka (posisi dalam tabel periodik, 79, dan muatan inti, 98 atau 100) dapat benar-benar sama.
Makalah Rutherford menyarankan bahwa muatan pusat dari suatu atom mungkin "sebanding" dengan [[massa atom]]nya dalam [[Satuan massa atom|satuan massa hidrogen]] u (secara kasar 1/2 darinya, dalam model Rutherford). Untuk [[emas]], [[nomor massa]]nya adalah 197 (tidak benar-benar akurat) dan karenanya dalam pemodelan Rutherford memiliki massa atom 196&nbsp;u. Namun, Rutherford tidak mencoba membuat hubungan langsung antara muatan pusat dengan [[nomor atom]], karena "nomor atom" emas (pada ''saat itu'' adalah nomor penempatannya dalam [[tabel periodik]]) adalah 79, dan Rutherford memodelkan muatan pada sekitar +100 satuan (ia sebenarnya menyarankan 98 satuan muatan positif, setengah dari 196). Karenanya, Rutherford tidak secara formal menyarankan dua angka (posisi dalam tabel periodik, 79, dan muatan inti, 98 atau 100) dapat benar-benar sama.
Baris 37: Baris 36:
Kemudian, ilmuwan menemukan jumlah elektron yang diharapkan (sama dengan nomor massa atom) dalam suatu atom dengan menggunakan [[sinar-X]]. Ketika suatu sinar-X melewati atom, beberapa berkas pancarannya akan dihamburkan, sementara sisanya melewati atom tersebut. Karena sinar-X kehilangan intensitasnya akibat hamburan pada elektron, dengan mencatat laju berkurangnya intensitas sinar-X tersebut, jumlah elektron yang terdapat dalam atom tadi dapat secara akurat diestimasi.
Kemudian, ilmuwan menemukan jumlah elektron yang diharapkan (sama dengan nomor massa atom) dalam suatu atom dengan menggunakan [[sinar-X]]. Ketika suatu sinar-X melewati atom, beberapa berkas pancarannya akan dihamburkan, sementara sisanya melewati atom tersebut. Karena sinar-X kehilangan intensitasnya akibat hamburan pada elektron, dengan mencatat laju berkurangnya intensitas sinar-X tersebut, jumlah elektron yang terdapat dalam atom tadi dapat secara akurat diestimasi.


Untuk menghargai penelitiannya mengenai radiasi dan inti atom, Rutherford mendapatkan [[Hadiah Nobel dalam Kimia]] pada tahun 1908. Ia diberi [[gelar bangsawan]] pada 1914, Baron Rutherford of Nelson yang pertama.
Untuk menghargai penelitiannya mengenai radiasi dan inti atom, Rutherford mendapatkan [[Hadiah Nobel dalam Kimia]] pada tahun 1908.<ref>[https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1908/rutherford.html Ernest Rutherford – Biography]. ''NobelPrize.org''.</ref> Ia diberi [[gelar bangsawan]] pada 1914, Baron Rutherford of Nelson yang pertama.<ref>A. S. Eve. ''Lord Rutherford 1871–1937''. ''Obituary Notices of Fellows of the Royal Society''. 1938. Vol. 2 (6). hlm. 394. doi:10.1098/rsbm.1938.0025.</ref>


= Teori atom Rutherford =
= Teori atom Rutherford =
Baris 43: Baris 42:


== Kelemahan ==
== Kelemahan ==
Tak berapa lama setelah Rutherford mengajukan model atomnya tersebut, ternyata terdapat beberapa kelemahan. Model atom Rutherford dianggap bertentangan dengan hukum [[fisika klasik]] [[Persamaan Maxwell|Maxwell]]. Berdasarkan hukum tersebut, apabila terdapat partikel bermuatan (elektron) yang mengelilingi inti atom bermuatan sebaliknya (proton) maka elektron akan mengalami [[percepatan]] dan memancarkan energi berupa [[radiasi elektromagnetik]]. Dengan demikian lama kelamaan elektron akan kehilangan energinya. Akibatnya, jari-jari lintasan semakin kecil, hingga suatu saat elektron akan bergabung dengan inti atom. Karenanya fisika klasik memprediksi bahwa tidak mungkin sebuah [[atom]] mencapai kestabilan. Padahal kenyataannya, atom bersifat stabil sehingga elektron tidak bergabung dengan inti atom.
Tak berapa lama setelah Rutherford mengajukan model atomnya tersebut, ternyata terdapat beberapa kelemahan. Model atom Rutherford dianggap bertentangan dengan hukum [[fisika klasik]] [[Persamaan Maxwell|Maxwell]]. Berdasarkan hukum tersebut, apabila terdapat partikel bermuatan (elektron) yang mengelilingi inti atom bermuatan sebaliknya (proton) maka elektron akan mengalami [[percepatan]] dan memancarkan energi berupa [[radiasi elektromagnetik]].<ref>Maxwell, J. C., "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field", ''Philosophical Transactions of the Royal Society of London'' '''155''', 459–512 (1865). (Artikel ini disertai presentasi 8 Desember 1864 oleh Maxwell kepada Royal Society.)</ref> Dengan demikian lama kelamaan elektron akan kehilangan energinya. Akibatnya, jari-jari lintasan semakin kecil, hingga suatu saat elektron akan bergabung dengan inti atom.<ref>James D. Olsen. [http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/orbitdecay.pdf Classical Lifetime of a Bohr Atom]. ''Laboratorium Joseph Henry, Universitas Princeton''. 7 Maret 2005.</ref> Karenanya fisika klasik memprediksi bahwa tidak mungkin sebuah [[atom]] mencapai kestabilan.<ref>[http://www.ck12.org/flexbook/chapter/7512 CK12 – Chemistry Flexbook Second Edition – The Bohr Model of the Atom].</ref> Padahal kenyataannya, atom bersifat stabil sehingga elektron tidak bergabung dengan inti atom.
 
Model atom Rutherford juga tidak menjelaskan susunan elektron-elektron yang mengelilingi nukleus. Model Rutherford tersebut kemudian disempurnakan dalam [[Model Bohr|model atom Bohr]] (disebut pula sebagai ''model Rutherford–Bohr'') yang diusulkan pada tahun 1913 oleh murid Thomson yang lain, [[Niels Bohr]] yang turut mempelopori [[Mekanika kuantum|teori kuantum]] awal.
 
== Referensi ==


Model atom Rutherford juga tidak menjelaskan susunan elektron-elektron yang mengelilingi nukleus. Model Rutherford tersebut kemudian disempurnakan dalam [[Model Bohr|model atom Bohr]] (disebut pula sebagai ''model Rutherford–Bohr'') yang diusulkan pada tahun 1913 oleh murid Thomson yang lain, [[Niels Bohr]] yang turut mempelopori [[Mekanika kuantum|teori kuantum]] awal.<ref>Niels Bohr. [http://web.ihep.su/dbserv/compas/src/bohr13/eng.pdf On the Constitution of Atoms and Molecules, Part I]. ''Philosophical Magazine''. 1913. Vol. 26 (151). hlm. 1–24. doi:10.1080/14786441308634955.</ref>


== Pranala luar ==
== Pranala luar ==
Baris 54: Baris 50:
*  [https://web.archive.org/web/20060902103523/http://www2.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld1_E/Part2_E/P25_E/Rutherford_model_E.htm Model Rutherford oleh Universitas Kyushu]
*  [https://web.archive.org/web/20060902103523/http://www2.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld1_E/Part2_E/P25_E/Rutherford_model_E.htm Model Rutherford oleh Universitas Kyushu]


== Referensi ==
<references />


== Sumber dan atribusi ==


== Sumber dan atribusi ==
Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Model+Rutherford&oldid=29635578 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29635578 (2026-08-25T09:07:28Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.


Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Model+Rutherford&oldid=29635578 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29635578 (2026-08-25T09:07:28Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.
<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 -->

Revisi terkini sejak 26 Agustus 2026 14.18

Rutherford atomic planetary model

Model Rutherford, dikenal pula sebagai model planet adalah sebuah model atom yang dikemukakan oleh Ernest Rutherford pada tahun 1911. Rutherford, dalam analisisnya, menyangkal model puding prem atom yang dikemukakan oleh J. J. Thomson, berdasarkan percobaan Geiger–Marsden yang dilakukan pada tahun 1909. Pemodelan atom Rutherford yang baru tersebut[1] berdasarkan pada hasil eksperimen, yang mengatakan bahwa atom mempunyai inti yang merupakan pusat massa yang kemudian dinamakan "nukleus", dengan dikelilingi awan elektron bermuatan negatif.

Dasar eksperimen

Percobaan lempeng emas

Pada tahun 1909, Hans Geiger dan Ernest Marsden dengan petunjuk dari Rutherford melakukan eksperimen di Laboratorium Fisika Universitas Manchester untuk membuktikan kebenaran dari teori atom yang dikemukakan oleh Thomson. Dalam makalahnya tahun 1909, On a Diffuse Reflection of the α-Particles,[2] Geiger dan Marsden menjelaskan percobaannya yang membuktikan bahwa partikel alfa dapat dihamburkan dengan sudut lebih dari 90°. Geiger dan Marsden kemudian ingin memperkirakan jumlah total partikel alfa yang dipantulkan. Mereka menempatkan sejumlah kecil radium C (bismut-214) di atas plat timbal, yang memantul pada reflektor platina (R) kemudian ke layar detektor. Mereka menemukan bahwa hanya sebagian kecil dari partikel alfa yang mengenai reflektor memantul ke layar (dalam hal ini, 1 dalam 8000).[3]

Rutherford menyangkal model atom J. J. Thomson pada tahun 1911 dengan percobaan lempeng emasnya,[4] di mana ia menunjukkan bahwa atom memiliki inti berat yang berukuran kecil. Rutherford merancang percobaannya, dengan melanjutkan penelitian Philipp Lenard tahun 1903,[5] hanya saja Rutherford mengganti partikel elektron dengan partikel alfa dan lempeng aluminium dengan lempeng emas. Percobaan ini menggunakan partikel alfa (inti atom helium atau ion helium dengan muatan positif) yang dipancarkan oleh unsur radioaktif (radium) pada lempeng logam emas tipis. Deteksi terhadap partikel alfa yang melewati lempeng tersebut dilakukan dengan menggunakan layar yang dilapisi seng sulfida (ZnS) sebagai detektor. Jika model Thomson tersebut benar, seluruh berkas yang dipancarkan akan melewati lempeng emas tersebut. Namun, pada percobaan tersebut, walaupun sebagian besar berkas partikel alfa melewati lempeng tersebut, beberapa berkas ada yang dipantulkan dan dibelokkan dengan sudut yang besar (lebih dari 90°), bahkan terdapat berkas yang dipantulkan kembali ke arah sumber pancar tanpa sedikitpun menyentuh lapis detektor.

Setelah merunut pola partikel alfa yang ditembakkan ke lempeng emas tersebut, Rutherford kemudian menyimpulkan 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 yang mengelilingi matahari (kemudian disebut sebagai "model planet").[6]

Pemodelan atom

Rutherford mempresentasikan model fisik struktur subatomiknya, sebagai interpretasi atas hasil percobaan yang tak diduga tersebut. Ia membangun model atom yang mirip dengan sistem tata surya. Dalam presentasinya tersebut, atom disusun dari suatu pusat massa (kemudian disebut sebagai nukleus, walaupun Rutherford tidak menggunakan istilah "nukleus" dalam makalahnya)[7] yang dikelilingi oleh awan (yang diduga) merupakan elektron yang berputar.[8]

Terdapat beberapa indikator kunci dalam hipotesis model atom Rutherford, diantaranya:

  • Awan elektron tidak memengaruhi hamburan partikel alfa.
  • Banyak dari muatan positif atom terkonsentrasi pada volume yang kecil di pusat atom, yang kemudian dikenal sebagai nukleus. Besarnya muatan ini sebanding dengan massa atom tersebut—massa sisanya kemudian diketahui banyak dipengaruhi oleh neutron. Pusat massa dan muatan terkonsentrasi ini berpengaruh dalam memantulnya baik partikel alfa maupun beta.
  • Massa atom-atom berat seperti emas kebanyakan terkonsentrasi pada wilayah pusat muatan, karena perhitungan menunjukkan bahwa kawasan ini tidak dipantulkan atau bergerak oleh adanya partikel alfa berkecepatan tinggi, yang memiliki momentum yang sangat tinggi dibandingkan dengan elektron, tetapi tidak mewakili keseluruhan atom berat tersebut.
  • Atom itu sendiri memiliki diameter 100.000 (105) kali lebih besar dari diameter nukleus.[9] Penggambaran tersebut dapat diandaikan seperti ketika meletakkan sebutir pasir di tengah lapangan sepak bola.[10]

Dalam makalahnya pada bulan Mei 1911, Rutherford hanya berfokus pada wilayah pusat muatan positif atau negatif yang sangat tinggi dalam atom tersebut.

Untuk konkretnya, anggap bahwasannya lintasan partikel α yang berkecepatan tinggi melalui atom yang memiliki muatan pusat positif N e, serta dikelilingi oleh suatu muatan elektron N.[11]

Model Rutherford terkonsentrasi pada muatan dan massa atom pada suatu inti yang sangat kecil, tetapi tidak menjelaskan struktur lain dari elektron yang tersisa dan massa atom yang lain. Rutherford menyebut model atom Hantaro Nagaoka, di mana elektron tersusun dalam satu atau lebih cincin, dengan struktur menyerupai cincin Planet Saturnus yang stabil. Model puding prem dari J. J. Thomson juga memiliki cincin orbit elektron. Jean Baptiste Perrin mengklaim dalam kuliah Nobelnya[12] bahwa ia adalah yang pertama mengusulkan model tersebut dalam makalahnya tahun 1901.

Makalah Rutherford menyarankan bahwa muatan pusat dari suatu atom mungkin "sebanding" dengan massa atomnya dalam satuan massa hidrogen u (secara kasar 1/2 darinya, dalam model Rutherford). Untuk emas, nomor massanya adalah 197 (tidak benar-benar akurat) dan karenanya dalam pemodelan Rutherford memiliki massa atom 196 u. Namun, Rutherford tidak mencoba membuat hubungan langsung antara muatan pusat dengan nomor atom, karena "nomor atom" emas (pada saat itu adalah nomor penempatannya dalam tabel periodik) adalah 79, dan Rutherford memodelkan muatan pada sekitar +100 satuan (ia sebenarnya menyarankan 98 satuan muatan positif, setengah dari 196). Karenanya, Rutherford tidak secara formal menyarankan dua angka (posisi dalam tabel periodik, 79, dan muatan inti, 98 atau 100) dapat benar-benar sama.

Satu bulan setelah makalah Rutherford diterbitkan, usulan mengenai identitas pasti dari nomor atom dan muatan inti dibuat oleh Antonius van den Broek, dan kemudian dikonfirmasi secara eksperimen dalam kurun waktu dua tahun, oleh Henry Moseley.

Pengaruh dan kontribusi

Setelah penemuan Rutherford tersebut, para ilmuwan mulai menyadari bahwa atom tidak sepenuhnya merupakan suatu partikel tunggal, melainkan disusun dari partikel-partikel subatomik yang berukuran lebih kecil. Penelitian selanjutnya menentukan struktur atom pasti yang mengarah pada percobaan lempeng emas Rutherford. Para ilmuwan kemudian menemukan bahwa atom memiliki inti bermuatan positif) dengan nomor atom muatan yang pasti) di bagian tengah atom, dengan jari-jari sekitar 1.2 × 10−15 meter × [nomor massa atom]. Elektron ditemukan berukuran jauh lebih kecil dari itu.

Kemudian, ilmuwan menemukan jumlah elektron yang diharapkan (sama dengan nomor massa atom) dalam suatu atom dengan menggunakan sinar-X. Ketika suatu sinar-X melewati atom, beberapa berkas pancarannya akan dihamburkan, sementara sisanya melewati atom tersebut. Karena sinar-X kehilangan intensitasnya akibat hamburan pada elektron, dengan mencatat laju berkurangnya intensitas sinar-X tersebut, jumlah elektron yang terdapat dalam atom tadi dapat secara akurat diestimasi.

Untuk menghargai penelitiannya mengenai radiasi dan inti atom, Rutherford mendapatkan Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 1908.[13] Ia diberi gelar bangsawan pada 1914, Baron Rutherford of Nelson yang pertama.[14]

Teori atom Rutherford

Teori atom Rutherford menyatakan bahwa atom sebagian besar ruang kosong dengan inti bermuatan positif sebagai pusat massa,dikelilingi elektron bermuatan negatif yang berputar mengitarinya,sehingga atom bersifat netral.

Kelemahan

Tak berapa lama setelah Rutherford mengajukan model atomnya tersebut, ternyata terdapat beberapa kelemahan. Model atom Rutherford dianggap bertentangan dengan hukum fisika klasik Maxwell. Berdasarkan hukum tersebut, apabila terdapat partikel bermuatan (elektron) yang mengelilingi inti atom bermuatan sebaliknya (proton) maka elektron akan mengalami percepatan dan memancarkan energi berupa radiasi elektromagnetik.[15] Dengan demikian lama kelamaan elektron akan kehilangan energinya. Akibatnya, jari-jari lintasan semakin kecil, hingga suatu saat elektron akan bergabung dengan inti atom.[16] Karenanya fisika klasik memprediksi bahwa tidak mungkin sebuah atom mencapai kestabilan.[17] Padahal kenyataannya, atom bersifat stabil sehingga elektron tidak bergabung dengan inti atom.

Model atom Rutherford juga tidak menjelaskan susunan elektron-elektron yang mengelilingi nukleus. Model Rutherford tersebut kemudian disempurnakan dalam model atom Bohr (disebut pula sebagai model Rutherford–Bohr) yang diusulkan pada tahun 1913 oleh murid Thomson yang lain, Niels Bohr yang turut mempelopori teori kuantum awal.[18]

Pranala luar

Referensi

  1. ↑ Akhlesh Lakhtakia (Ed.). Models and Modelers of Hydrogen. American Journal of Physics. World Scientific. 1996. Vol. 65 (9). hlm. 933. doi:10.1119/1.18691. ISBN 981-02-2302-1.
  2. ↑ Hans Geiger. On a Diffuse Reflection of the α-Particles. Proceedings of the Royal Society of London A. 1909. Vol. 82 (557). hlm. 495–500. doi:10.1098/rspa.1909.0054.
  3. ↑ Hans Geiger. On a Diffuse Reflection of the α-Particles. Proceedings of the Royal Society of London A. 1909. Vol. 82 (557). hlm. 495–500. doi:10.1098/rspa.1909.0054.
  4. ↑ Ernest Rutherford. The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom. Philosophical Magazine. 1911. Vol. 21. hlm. 669–688. doi:10.1080/14786440508637080.
  5. ↑ Lenard's Nobel lecture (1906).
  6. ↑ Nicholas Giordano. College Physics: Reasoning and Relationships. Cengage Learning. 1 Januari 2012. hlm. 1051–. ISBN 1-285-22534-1.
  7. ↑ Atop the Physics Wave: Rutherford back in Cambridge, 1919–1937. Rutherford's Nuclear World: The Story of the Discovery of the Nucleus. American Institute of Physics.
  8. ↑ Longair, M. S. Theoretical concepts in physics: an alternative view of theoretical reasoning in physics. Cambridge University Press. 2003. hlm. 377–378. ISBN 978-0-521-52878-8.
  9. ↑ Nicholas Giordano. College Physics: Reasoning and Relationships. Cengage Learning. 1 Januari 2012. hlm. 1051–. ISBN 1-285-22534-1.
  10. ↑ Zach Constan. Learning Nuclear Science with Marbles. The Physics Teacher. 2010. Vol. 48 (2). hlm. 114. doi:10.1119/1.3293660.
  11. ↑ Ernest Rutherford. The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom. Philosophical Magazine. 1911. Vol. 21. hlm. 669–688. doi:10.1080/14786440508637080.
  12. ↑ 1926 Lecture for Nobel Prize in Physics
  13. ↑ Ernest Rutherford – Biography. NobelPrize.org.
  14. ↑ A. S. Eve. Lord Rutherford 1871–1937. Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. 1938. Vol. 2 (6). hlm. 394. doi:10.1098/rsbm.1938.0025.
  15. ↑ Maxwell, J. C., "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field", Philosophical Transactions of the Royal Society of London 155, 459–512 (1865). (Artikel ini disertai presentasi 8 Desember 1864 oleh Maxwell kepada Royal Society.)
  16. ↑ James D. Olsen. Classical Lifetime of a Bohr Atom. Laboratorium Joseph Henry, Universitas Princeton. 7 Maret 2005.
  17. ↑ CK12 – Chemistry Flexbook Second Edition – The Bohr Model of the Atom.
  18. ↑ Niels Bohr. On the Constitution of Atoms and Molecules, Part I. Philosophical Magazine. 1913. Vol. 26 (151). hlm. 1–24. doi:10.1080/14786441308634955.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29635578 (2026-08-25T09:07:28Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.


Diperoleh dari "https://wiki.unissula.ac.id/index.php?title=Model_Rutherford&oldid=14829"