sejarah di temukannya elektron

A.    BIOGRAFI

1. Joseph John Thompson

Joseph John Thomson (1856-1940) ialah seorang ilmuwan yang lahir di Cheetham Hill, di mana ia diangkat sebagai profesor fisika eksperimental sejak 1884. Penelitiannya membuahkan penemuan elektron. Thomson mengetahui bahwa gas mampu menghantar listrik. Ia menjadi perintis ilmu fisika nuklir. Thomson memenangkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1906.

Joseph John Thomson lahir di Creetham Hill, pinggiran kota Manchester pada tanggal 18 Desember 1856. Dia mendaftar di Owens College, Manchester tahun 1870, dan tahun 1876 mendaftar di Trinity College, Cambridge sebagai pelajar biasa. Dia menjadi anggota Trinity College tahun 1880, ketika dia menjadi penerima Penghargaan Wrangler dan Smith (ke-2). Dia tetap menjadi anggota Trinity College seumur hidupnya. Dia menjadi penceramah tahun 1883, dan menjadi profesor tahun 1918. Dia adalah professor fisika eksperimental di laboratorium Cavendish, Cambridge, dimana dia menggantikan John Strutt, 3rd Baron Rayleigh, dari tahun 1884 sampai tahun 1918 dan menjadi profesor fisika terhormat di Cambridge dan Royal Institution, London.

Thomson baru-baru itu tertarik pada struktur atom yang direfleksikan dalam bukunya, yang berjudul Treatise on the Motion of Vortex Rings yang membuatnya memenangkan Adams Prize tahun 1884. Bukunya yang berjudul Application of Dynamics to Physics and Chemistry terbit tahun 1886, dan di tahun 1892 dia menerbitkan buku berjudul Notes on Recent Researches in Electricity and Magnetism. Pekerjaan belakangan ini membungkus hasil-hasil yang didapat berikutnya sampai pada kemunculan risalat James Clerk Maxwell yang terkenal dan sering disebut sebagai jilid ketiga Maxwell. Thomson bekerja sama dengan Professor J.H. Poynting untuk menulis buku fisika dalam empat jilid, berjudul Properties of Matter dan tahun 1895, dia menghasilkan buku Elements of the Mathematical Theory of Electricity and Magnetism, edisi kelima yang terbit di tahun 1921.

Tahun 1896, Thomson mengunjungi Amerika Serikat untuk memberikan kursus dari empat ceramah, yang meringkaskan penelitian-penelitian barunya di Universitas Princeton. Ceramahnya ini berikutnya diterbitkan dengan judul Discharge of Electricity through Gases (1897). Sekembalinya dari Amerika Serikat, dia memperoleh pekerjaan paling brilian dalam hidupnya, yaitu mempelajari memuncaknya sinar katode pada penemuan elektron, yang dibicarakan selama kursus pada ceramah malamnya sampai Royal Instution pada hari Jumat, 30 April 1897. Bukunya Conduction of Electricity through Gases terbit tahun 1903, diceritakan oleh Lord Rayleigh sebagai sebuah tinjauan atas "hari-hari hebatnya di Laboratorium Cavendish". Edisi berikutnya, ditulis dengan kolaborasi dengan anaknya, George, dalam dua jilid (1928 dan 1933).

Thomson kembali ke Amerika tahun 1904, untuk menyampaikan enam ceramahnya tentang kelistrikan dan zat di Universitas Yale. Ceramah itu memuat beberapa pernyataan penting tentang struktur atom. Dia menemukan sebuah metode untuk memisahkan jenis atom-atom dan molekul-molekul yang berbeda, dengan menggunakan sinar positif, sebuah ide yang dikembangkan oleh Francis Aston, Dempster dan lainnya, yang menuju pada banyak penemuan isotop. Dan lagi, untuk itu hanya disebutkan dan dia menulis buku-buku, seperti The Structure of Light (1907), The Corpuscular Theory of Matter (1907), Rays of Positive Electricity (1913), The Electron in Chemistry (1923) dan otobiografinya, dan buku Recollections and Reflections (1936), di antara banyak terbitan lainnya. Thomson, seorang penerima perintah atas jasa, dilantik tahun 1908.

Dia dipilih menjadi anggota Royal Society tahun 1884 dan menjadi presiden selama 1916-1920; dia memperoleh medali Royal and Hughes pada tahun 1894 dan 1902, dan memperoleh Medali Copley tahun 1914. Dia dianugerahi Medali Hodgkins (Smithsonian Institute, Washington) tahun 1902; Medali Franklin dan Medali Scott (Philadelphia), 1923; Medali Mascart (Paris), 1927; Medali Dalton (Manchester), 1931; dan Medali Faraday (Institute of Civil Engineers) pada tahun 1938. Dia adalah Presiden British Association tahun 1909 (dan dari bagian A tahun 1896 dan 1931) dan dia memegang gelar Doktor Kehormatan dari Universitas Oxford, Dublin, London, Victoria, Columbia, Cambridge, Durham, Birmingham, Göttingen, Leeds, Oslo, Sorbonne, Edinburgh, Reading, Princeton, Glasgow, Johns Hopkins, Aberdeen, Kraków, dan Philadelphia.

Pada tahun 1890, dia menikahi Rose Elisabeth, putir Sir George E. Paget, K.C.B. Mereka dianugerahi seorang putera, sekarang Sir George Paget Thomson, profesor emeritus untuk fisika di Universitas London, yang juga dianugerahi Nobel Fisika tahun 1937, dan seorang puteri.

J. J. Thomson meninggal dunia pada tanggal 30 Agustus 1940.

2. William Crookes    

Sir William Crookes (1832-1919) ialah ilmuwan dari Inggris yang mengemukakan bahwa sinar katode merupakan partikel-partikel yang bermuatan negatif, mempunyai massa, dan dimiliki oleh semua materi.

B.     SEJARAH PENEMUAN

1. Latar Belakang

Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan William Crookes (1875). Crookes melakukan eksperimen mengenai daya hantar listrik di ruang hampa. Jika tekanan gas rendah sekali di bawah 0,1 mm air raksa dari katoda terpancar seberkas sinar. Sinar ini diberi nama sinar katoda. Yang mempunyai sifat yaitu, dapat memendarkan berbagai zat. dibelokkan mendekati muatan positif dalam medan listrik dan medan magnet dan merambat tegak lurus dari permukaan katoda menuju ke anoda[1]

Gambar eksperimen William Crookes

George Johnstone Stoney (1891) yang memberikan nama sinar katoda dengan sebutan “elektron” (Kata electron merupakan kombinasi kata electric dengan akhiran on). Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengertian atom dalam suatu unsur memiliki sifat yang sama sedangkan unsur yang berbeda akan memiliki sifat berbeda, padahal keduanya sama-sama memiliki elektron. Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur Radioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron.

Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda

Gambar  Eksperimen J.J Thomson

Hasil percobaannya memperlihatkan bahwa ada partikel bermuatan negatif dalam suatu atom karena sinar tersebut dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. berdasarkan besarnya simpangan sinar katode dalam medan listrik, Thomson dapat menentukan muatan terhadap massa (nilai e/m) dari partikel sinar katode sebesar 1.76 x 108 Coulomb/gram. Akhirnya Thomson membuktikan bahwa sinar katoda terdiri dari partikel bermuatan negatif yang kemudian disebut elektron. Elektron ini tak tergantung pada macam gas dalam tabung katoda maupun macam logam dari katoda[2].

Selanjutnya besarnya muatan dalam elektron ditemukan oleh Robert Andrew Milikan (1908) melalui percobaan tetes minyak Milikan seperti gambar di bawah ini:

Gambar Eksperimen Milikan

Minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Akibat gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Bila tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik kekutub positif medan listrik. milikan menemukan menemukan bahwa muatan tetes-tetes minyak selalu bulat dari suatu muatan tertentu, yaitu 1.602 x 10-19 coulomb

Hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron –1 dan massa elektron 0, sehingga elektron dapat dilambangkan

Data Fisis Elektron :

e/m      = 1.76 x 108 Coulomb/gram

e           = 1.602 x 10-19 coulomb

maka massa elektron   = 9.11 x 10-28 gram

2. Elektron

Elektron adalah partikel subatomik yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagai e^-. Elektron tidak memiliki komponen dasar ataupun substruktur apapun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer. Elektron memiliki massa sekitar 1/1836. Antipartikel elektron disebut sebagai positron, yang identik dengan elektron, kecuali bahwa ia bermuatan positif. Ketika sebuah elektron bertumbukan dengan positron, keduanya kemungkinan dapat saling berhambur ataupun musnah total, menghasilan sepasang (atau lebih) foton sinar gama. Elektron berpartisipasi dalam interaksi gravitasional, interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah. Sama seperti semua materi, elektron memiliki sifat seperti partikel maupun seperti gelombang (dualisme gelombang-partikel), sehingga ia dapat bertumbukkan dengan partikel lain dan berdifraksi seperti cahaya. Tidak ada dua elektron yang dapat menduduki keadaan kuantum yang sama sesuai dengan asas pengecualian Pauli.

Dalam banyak fenomena fisika, seperti listrik, magnetisme dan konduktivitas termal, elektron memainkan peran yang sangat penting. Suatu elektron yang bergerak relative pada suatu benda akan menghasilkan medan magnetik dan lintasan elektron tersebut juga akan dilengkungkan oleh medan magnetik eksternal. Ketika sebuah elektron dipercepat, ia dapat menyerap ataupun memancarkan energi dalam bentuk foton. Elektron bersama-sama dengan inti atom yang terdiri dari proton dan neutron, membentuk atom. Namun, elektron hanya menduduki 0,06% massa total atom. Gaya tarik Coulomb antara elektron dengan proton menyebabkan elektron terikat dalam atom. Pertukaran ataupun perpindahan elektron antara dua atau lebih atom merupakan sebab utama terjadinya ikatan kimia.

Menurut teori yang ada, kebanyakan elektron dalam alam semesta diciptakan pada persitiwa Big Bang, namun ia juga dapat diciptakan melalui peluruhan beta isotop radioaktif maupun dalam tumbukan berenergi tinggi, misalnya pada saat sinar kosmis memasuki atmosfer. Elektron dapat dihancurkan melalui pemusnahan dengan positron, maupun dapat diserap semasa nukleosintesis bintang. Peralatan-peralatan laboratorium modern dapat digunakan untuk memuat ataupun memantau elektron individual. Elektron memiliki banyak aplikasinya dalam teknologi modern, misalnya dalam mikroskop elektron, terapi radiasi, dan pemercepat partikel.[3]

Daftar Pustaka:

Ahmad, Hiskia. 2001. Struktur Atom, Struktur Molekul, dan sistem Periodik. Bandung: PT. Citra Aditya Bakti.

Anonim.Thomson.http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/VERA%20N%20MUTIARA_0601918/thomson.html.Diakses tanggal 1 Oktober 2010.

Anonim.Elektron. http://id.wikipedia.org/wiki/Elektron. Diakses tanggal 1 Oktober 2010.

---

[1]  http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/VERA%20N%20MUTIARA_0601918/thomson.html

[2] Hiskia Ahmad, struktur atom,stuktur molekul dan system periodic, PT Citra aditya bakti. Bandung, 2001, Hlm 2.

[3] http://id.wikipedia.org/wiki/Elektron