1. Elektron
Pada tahun 1890-an
banyak ilmuwan berlomba-lomba meneliti radiasi (radiation), yaitu pemancaran
dan perambatan energi melalui ruang dalam bentuk gelombang. Informasi yang
diperoleh dari penelitian ini memberikan sumbangan besar pada pemahaman kita
tentang struktur atom. Salah satu alat yang digunakan untuk menyelidiki
fenomena ini adalah tabung sinar katoda, cikal bakal dari tabung televisi (Gambar 2.3). Tabung itu berupa tabung kaca yang sebagian besar udaranya sudah
disedot keluar. Ketika dua lempeng logam dihubungkan dengan sumber tegangan
tinggi, lempeng yang bermuatan negatif, di sebut katoda, memancarkan
sinar yang tidak terlihat. Sinar katoda ini tertarik ke lempeng yang bermuatan
positif, yang disebut anoda, dimana sinar itu akan melalui suatu lubang
dan terus merambat menuju tabung ujung yang satunya. Ketika sinar ini menumbuk
permukaan yang telah dilapisi secara khusus, sinar katoda tersebut menghasilkan
pendaran yang kuat, atau cahaya yang terang.
Dalam beberapa percobaan, ditambahkan dua lempeng bermuatan listrik dan sebuah magnet di luar tabung sinar katoda (lihat Gambar 2.3). Ketika medan magnet dihidupkan dan medan listrik dimatikan, sinar katoda menumbuk titik A. Ketika hanya medan listrik yang dihidupkan, sinar akan menumbuk dititik C. Ketika medan listrik dan magnetik mati atau kedua duanya hidup tetapi seimbang sehingga saling menghilangkan, sinar menumbuk titik B. Menurut teori elektromagnetik, benda bermuatan yang bergerak berperilaku seperti sebuah magnet sehingga dapat berinteraksi dengan medan listrik dan medan magnetik yang dilaluinya. Karena sinar katoda ditarik oleh lempeng yang bermuatan positif dan ditolak oleh lempeng yang bermuatan negatif. Kita mengenal partikel bermuatan negatif ini sebagai elektron. Gambar 2.4 menunjukkan pengaruh batang magnet terhadap sinar katoda.
Dalam beberapa percobaan, ditambahkan dua lempeng bermuatan listrik dan sebuah magnet di luar tabung sinar katoda (lihat Gambar 2.3). Ketika medan magnet dihidupkan dan medan listrik dimatikan, sinar katoda menumbuk titik A. Ketika hanya medan listrik yang dihidupkan, sinar akan menumbuk dititik C. Ketika medan listrik dan magnetik mati atau kedua duanya hidup tetapi seimbang sehingga saling menghilangkan, sinar menumbuk titik B. Menurut teori elektromagnetik, benda bermuatan yang bergerak berperilaku seperti sebuah magnet sehingga dapat berinteraksi dengan medan listrik dan medan magnetik yang dilaluinya. Karena sinar katoda ditarik oleh lempeng yang bermuatan positif dan ditolak oleh lempeng yang bermuatan negatif. Kita mengenal partikel bermuatan negatif ini sebagai elektron. Gambar 2.4 menunjukkan pengaruh batang magnet terhadap sinar katoda.
Seorang fisikawan Inggris, J.J. Thomson,
menggunakan tabung sinar katoda dan pengetahuannya tentang teori
elektromagnetik untuk menentukan perbandingan muatan listrik terhadap massa
elektron tunggal. Angka yang diperolehnya adalah -1,76 x 108 C/g, di
mana C adalah kependekan dari coulomb, yaitu satuan muatan listrik.
Selanjutnya, dalam serangkaian percobaan yang dilakukan antara tahun 1908 dan
1917, R. A. Milikan, seorang fisikawan Amerika, menemukan bahwa muatan sebuah
elektron adalah sebesar 1,6022 x 10-19 C (Gambar 2.5).
Figure 2.5 Schematic diagram of Millikan's oil drop experiment. |
Dari
data-data ini ia menghitung massa sebuah elektron:
Massa
satu elektron = muatan / muatan/massa
=
(-1,6022 x 10-19
C) / (-1,76 x 108 C/g)
= 9,10 x 10-28 g
Yang
merupakan suatu massa yang luar biasa kecil.
2. Radioaktivitas
Pada
tahun 1895, seorang fisikawan jerman Wihelm Röntgen mengamati bahwa sinar
katoda menyebabkan kaca dan logam memancarkan sinar yang tidak biasa. Radiasi
yang berenergi tinggi ini menembus materi, menghitamkan lempengan fotografi
yang tetutup, dan menyebabkan berbagai zat berfluoresensi. Karena sinar ini
tidak dapat dibelokkan oleh magnet, berarti sinar ini tidak mengandung partikel
bermuatan seperti sinar katoda. Rontgen menyebutnya sebagai sinar-x.
Tidak lama setelah
penemuan Röntgen, Antoine Becquerel, seorang profesor fisika di paris, mulai
mengkaji sifat-sifat fluoresensi dari berbagai zat. Secara tidak sengaja, ia
menemukan bahwa senyawa uranium dapat menyebabkan lempeng fotografi yang
terbungkus tebal berubah menghitam, bahkan tanpa rangsangan sinar katoda.
Seperti sinar-x, sinar dari senyawa uranium berenergi sangat tinggi dan
tidak dapat dibelokkan oleh magnet, tetapi berbeda dengan sinar-x karena
sinarnya di hasilkan secara spontan. Seorang mahasiswa Becquerel, yaitu Marie
Curie, mengusulkan nama radioaktivitas untuk menggambarkan pancaran
spontan partikel atau radiasi ini. Jadi, setiap unsur yang secara spontan
memancarkan radiasi di sebut radioaktif.
Penyelidikan lebih jauh mengungkapkan bahwa ada tiga jenis sinar yang dihasilkan dari peluruhan (decay), atau pemecahan, zat-zat radioaktif seperti anium. Dua dari ketiga jenis sinar itu dibelokkan oleh lempeng logam yang muatannya saling berlawanan (Gambar 2.6). Sinar alfa (α) terdiri atas partikel-partikel bermuatan positif, di sebut partikel α, dan karena itu dibelokkan oleh lempeng yang bermuatan positif. Sinar beta (β), atau partikel β, merupakan elektron dan dibelokkan oleh lempeng yang bermuatan negatif. Jenis ketiga dari radiasi radioaktif terdiri atas sinar-sinar berenergi tinggi yang disebut sinar gamma (γ). Seperti sinar-x, sinar-γ tidak bermuatan dan tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetk luar.
Referensi: Raymond Chang
Penyelidikan lebih jauh mengungkapkan bahwa ada tiga jenis sinar yang dihasilkan dari peluruhan (decay), atau pemecahan, zat-zat radioaktif seperti anium. Dua dari ketiga jenis sinar itu dibelokkan oleh lempeng logam yang muatannya saling berlawanan (Gambar 2.6). Sinar alfa (α) terdiri atas partikel-partikel bermuatan positif, di sebut partikel α, dan karena itu dibelokkan oleh lempeng yang bermuatan positif. Sinar beta (β), atau partikel β, merupakan elektron dan dibelokkan oleh lempeng yang bermuatan negatif. Jenis ketiga dari radiasi radioaktif terdiri atas sinar-sinar berenergi tinggi yang disebut sinar gamma (γ). Seperti sinar-x, sinar-γ tidak bermuatan dan tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetk luar.
Referensi: Raymond Chang
Untuk materi kimia lainnya dapat Anda baca pada link berikut: KLIK DI SINI
Arus listrik mengandung elektron bukan? @@,
ReplyDelete