lookade











{April 28, 2011}   4 pencetus teori atom

JOHN DALTON

Kehidupan awal
John Dalton dilahirkan dalam sebuah keluarga Quaker di Eaglesfield di Cumberland, Inggris. Anak penenun, ia bergabung dengan kakaknya, Jonathan pada usia 15 tahun dalam menjalankan sebuah sekolah Quaker di Kendal dekatnya. Sekitar 1790 Dalton tampaknya telah dianggap mengambil hukum atau kedokteran, tapi proyeknya tidak bertemu dengan dorongan dari sanak keluarganya – pembangkang dilarang dari menghadiri atau mengajar di universitas Inggris – dan ia tetap di Kendal sampai, di musim semi tahun 1793, ia pindah ke Manchester. Terutama melalui John Gough, seorang filsuf buta dan polymath dari yang informal instruksi dia berhutang banyak pengetahuan ilmiah, Dalton diangkat guru matematika dan filsafat alam di “New College” di Manchester, sebuah akademi Dissenting. Ia tetap di posisi itu hingga 1800, saat memburuknya situasi keuangan di perguruan tinggi itu membawanya untuk mengundurkan diri jabatannya dan memulai karir baru di Manchester sebagai guru privat untuk matematika dan filsafat alam.

Teori atom

John Dalton (1766-1844) ialah seorang guru SMU di Manchester, Inggris. Ia terkenal karena teorinya yang membangkitkan kembali istilah “atom“. Dalam buku karangannya yang berjudul New System of Chemical Philosophy ia berhasil merumuskan hal tentang atom sekitar tahun 1803.

Ia menyatakan bahwa materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi. Tiap-tiap unsur terdiri atas atom-atom dengan sifat dan massa identik, dan senyawa terbentuk jika atom dari berbagai unsur bergabung dalam komposisi yang tetap.

5 Teori Atom Dalton:

  1. Unsur-unsur terdiri dari partikel-partikel yang luar biasa kecil yang tidak dapat dibagi kembali(disebut atom).Dalam reaksi kimia,mereka tidak dapat diciptakan,dihancurkan atau diubah menjadi jenis unsur yang lain.
  2. Semua atom dalam unsur yang sejenis adalah sama dan oleh karena itu memiliki sifat-sifat yang serupa;seperti massa dan ukuran.
  3. Atom dari unsur-unsur yang berbeda jenis memiliki sifat-sifat yang berbeda pula.
  4. Senyawa dapat dibentuk ketika lebih dari 1 jenis unsur yang digabungkan.
  5. Atom-atom dari 2 unsur atau lebih dapat direaksikan dalam perbandingan-perbandingan yang berbeda untuk menghasilkan lebih dari 1 jenis senyawa

Walau di kemudian hari terbukti ada 2 di antara 5 teorinya yang perlu ditinjau kembali, ia tetap dianggap sebagai bapak pencetus teori atom modern, terlebih lagi karena teorinya tersebut mampu menerangkan Hukum kekekalan massa Lavoisier dan Hukum perbandingan tetap Proust.

Joseph John Thomson

Foto Yayasan Nobel (1906)

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.

Biografi

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

Ernest Rutherford

ernest Rutherford lahir pada tanggal 30 Agustus 1871, di Nelson, Selandia Baru, Ayahnya James Rutherford dari Skotlandia adalah seorang tukang roda, yang bermigrasi ke Selandia Baru dengan kakek dan seluruh keluarganya pada tahun 1842. Ibunya, née Martha Thompson, adalah seorang guru sekolah di Inggris. Ernest menerima pendidikan awal di sekolah pemerintah Nelson Collegiate School pada usia 16 tahun. Pada tahun 1889 ia mendapat beasiswa Universitas dan ia pindah ke Universitas di Selandia Baru, Wellington, di mana ia masuk Canterbury College *.

Ia lulus MA pada tahun 1893 di Fakultas Matematika dan Ilmu Fisika dan kemudian dia melanjutkan dengan penelitian di Collegenya dengan waktu yang singkat, dan menerima gelar B.Sc. di tahun berikutnya. Pada tahun yang sama, 1894, ia mendapatkan beasiswa di bidang Sains pada tahun 1851 yang memungkinkan dia pergi ke Trinity College, Cambridge, sebagai mahasiswa riset di Cavendish Laboratory di bawah pimpinan JJ Thomson. Pada tahun 1897 ia dianugerahi titel B.A. dari Penelitian Gelar dan Kesiswaan Trotter Coutts-Trinity College. Kesempatan datang ketika jabatan Ketua bidang Fisika di McGill University, Montreal, menjadi kosong, dan pada 1898 ia berangkat ke Kanada untuk mengambil posisis tersebut.

Rutherford kembali ke Inggris pada tahun 1907 menjadi Profesor Fisika di Universitas Manchester, menggantikan Sir Arthur Schuster, dan pada 1919 ia menerima undangan untuk dari Sir Joseph Thomson sebagai Profesor Fisika Cavendish di Cambridge. Dia juga menjadi Ketua Dewan Penasehat, HM Pemerintah, Departemen Penelitian Ilmiah dan Industri; Profesor Filsafat Alam, Royal Institution, London; dan Direktur Laboratorium Mond Royal Society, Cambridge.

Pada kedatangannya di Cambridge bakatnya dengan cepat diakui oleh Profesor Thomson. Selama penelitian pertamanya di Laboratorium Cavendish, ia menemukan sebuah detektor untuk gelombang elektromagnetik, suatu fitur penting yang magnetizing kumparan yang cerdik kecil berisi kumpulan kawat besi magnet. Dia bekerja bersama-sama dengan Thomson mengamati perilaku ion-ion yangdalam gas yang telah di berikan sinar-X, dan juga, pada tahun 1897, pada mobilitas ion dalam hubungannya dengan kekuatan medan listrik, dan pada topik terkait seperti efek fotolistrik. Pada tahun 1898 ia melaporkan adanya sinar alfa dan beta pada radiasi uranium dan mengindikasikan beberapa penelitian mereka.

Di Montreal, ada banyak kesempatan untuk riset di McGill, dan karyanya pada bidang radioaktif, terutama pada emisi sinar alfa, dilanjutkan di Laboratorium Macdonald. Dengan RB Owens ia mempelajari “emanasi” dari thorium dan menemukan gas mulia baru, sebuah isotop radioaktif, yang kemudian dikenal sebagai thoron. Frederick Soddy tiba di McGill pada 1900 dari Oxford, dan ia bekerja sama dengan Rutherford dalam menciptakan “teori disintegrasi” radioaktivitas yang menganggap fenomena radioaktif seperti atom – tidak molekuler – proses. Teori ini didukung oleh sejumlah besar bukti eksperimental, sejumlah zat radioaktif baru ditemukan dan posisi mereka dalam serangkaian transformasi telah ditetapkan. Otto Hahn, yang kemudian menemukan atom fisi, bekerja di bawah Rutherford di Montreal Laboratory di 1905-06.

Di Manchester, Rutherford melanjutkan penelitian tentang sifat-sifat pancaran radium dan sinar alpha dan, bersama dengan H. Geiger, sebuah metode untuk mendeteksi satu partikel alpha dan menghitung jumlah radium yang di susun dan dipancarkan. Pada tahun 1910, penyelidikannya ke dalam hamburan sinar alfa dan sifat struktur dalam atom yang menyebabkan penyebaran tersebut menyebabkan postulation dari konsep “inti (atom)”, yang berkontribusi besar dalam fisika. Niels Bohr pada tahun 1912 bergabung dengannya di Manchester dan ia mengadaptasi struktur nuklir Rutherford untuk Max Planck’s quantum theory dan yang diperoleh teori struktur atom yang, dengan kemudian perbaikan, terutama sebagai akibat dari konsep Heisenberg, tetap berlaku sampai hari ini. Pada tahun 1913, bersama-sama dengan HG Moseley, ia menggunakan sinar katoda untuk membombardir atom dari berbagai unsur dan menunjukkan bahwa struktur dalam berhubungan dengan kelompok garis-garis yang mencirikan unsur-unsur. Setiap elemen kemudian dapat ditetapkan nomor atom, dan yang lebih penting, sifat setiap elemen dapat didefinisikan oleh nomor ini. Pada tahun 1919, selama tahun lalu di Manchester, ia menemukan bahwa inti elemen ringan tertentu, seperti nitrogen, dapat “hancur” oleh dampak energik partikel alpha radioaktif yang berasal dari beberapa sumber, dan bahwa selama proses ini cepat proton yang dipancarkan. Blackett kemudian terbukti, dengan kamar awan, bahwa nitrogen dalam proses ini adalah benar-benar berubah menjadi isotop oksigen, sehingga Rutherford adalah orang pertama yang sengaja merubah satu unsur ke lain. G. de Hevesy juga salah satu kolaborator Rutherford di Manchester.

Seorang pemimpin inspirasi Laboratorium Cavendish, ia menuntun banyak pemenang Hadiah Nobel di masa mendatang terhadap prestasi besar mereka: Chadwick, Blackett, Cockcroft dan Walton, sedangkan peraih Nobel lain yang bekerja dengannya di Cavendish lebih pendek atau lebih periode: GP Thomson, Appleton, Powell, dan Aston. C.D. Ellis, rekan-rekan penulis pada tahun 1919 dan 1930, menunjukkan “bahwa mayoritas eksperimen di Cavendish benar-benar dimulai oleh Rutherford saran langsung atau tidak langsung”. Dia tetap aktif dan bekerja sampai akhir hidupnya.

Rutherford menerbitkan beberapa buku: Radioaktivitas (1904); radioaktif Transformations (1906); Radiasi dari zat radioaktif, dengan James Chadwick dan CD Ellis (1919, 1930) – sebuah buku yang didokumentasikan sepenuhnya berfungsi sebagai daftar kronologis dari sekian banyak dokumen-dokumen untuk belajar masyarakat, dan sebagainya; Struktur Elektro Matter (1926); The Artificial Transmutasi Unsur (1933); The Newer Alkimia (1937).

Rutherford diberi gelar kebangsawanan pada tahun 1914, ia diangkat menjadi Order of Merit pada tahun 1925, dan pada tahun 1931 ia diciptakan Pertama Baron Rutherford of Nelson, Selandia Baru, dan Cambridge. Ia terpilih Fellow dari Royal Society pada tahun 1903 dan para Presiden 1925-1930. Di antara sekian banyak penghargaan, ia dianugerahi Medali Rumford (1905) dan medali Copley (1922) dari Royal Society, Bressa Prize (1910) dari Turin Academy of Science, Albert Medal (1928) dari Royal Society of seni, Medali Faraday (1930) dari Institution of Electrical Engineers, yang D. Sc tingkat Universitas New Zealand, dan gelar doktor kehormatan dari Universitas Pennsylvania, Wisconsin, McGill, Birmingham, Edinburgh, Melbourne, Yale, Glasgow, Giessen, Copenhagen, Cambridge, Dublin, Durham, Oxford, Liverpool, Toronto, Bristol, Cape kota, London dan Leeds.

Rutherford menikah dengan Mary Newton, putri dari Arthur dan Maria de Renzy Newton, pada tahun 1900. Anak tunggal mereka, Eileen, menikah dengan fisikawan RH Fowler.

Ia meninggal di Cambridge pada 19 Oktober 1937. Abunya dimakamkan di tengah gereja Westminster Abbey, di barat Sir Isaac Newton’s makam dan oleh Lord Kelvin.

Niels Henrik David Bohr

Niels Henrik David Bohr (1885-1962) adalah ahli fisika Denmark yang tergolong sebagai ahli fisika terbesar segala zaman, penemu Teori Atom Bohr, penemu model tetes cairan untuk model atom, ahli fisika ahli yang setaraf dengan Enstein, penerima hadiah nobel dalam bidang fisika. Bohr bukanlah orang pertama di dunia yang menemukan struktur atom atau model atom.

Struktur atom ditemukan oleh Rutherford, ahli fisika inggris,pada tahun 1911. Tapi struktur atom Rutherfrod (struktur atom menurut pengamatan rutherfrod) kurang jelas. Menurut Rutherfrod atom terdiri dari inti yang dikelilingi planet. Tapi Rutherfrod tidak dapat menjelaskan berapa jauh jarak elektron dari inti. Bohr memperbaiki model atom Rutherfod.

Bohr adalah orang pertama di dunia yang menerapkan teori kuantum untuk mengatasi problem struktur atom. Ia memberikan sumbangan penting untuk perkembangan fisika kuantum selama kurang lebih 50 tahun.
Bohr lahir Copenhagen, Denmark, pada tanggal 7 Oktober 1885 dan meninggal di Copenhagen juga pada tanggal 18 November 1962 pada umur 77 tahun. Ayahnya bernama Cristian Bohr, guru besar fisiologi di Universitas Copenhagen, Ibunya bernama Ellen Adler Bohr dan termasuk keluarga terpandang di Denmark. Sejak kecil Bohr sudah tampak sebagai anak yang cerdas, yang suka sekali membaca dan mempelajari buku ilmiah.

Pada 22 tahun, ketika masih menjadi mahasiswa senior di Universitas Copenhagen, Bohr mendapat mendali emas dari lembaga ilmu pengetahuan  Copenhagen untuk karyanya tentang permukaan air. Pada umur 26 tahun ia mendapat gelar Doctor untuk tesisnya tentang electron logam. Kemudian ia pergi ke Inggris untuk mempelajari atom bersama Thomson, penemu electron. Sesudah itu ia pergi ke Manchester untuk mempelajari struktur atom bersama Rutherford. Ia mendapat hadiah nobel  tahun 1922 pada umur 37 tahun, untuk fisika karena teori atomnya.

Bohr adalah guru besar, doctor, direktur Institut Fisika Teori, dan pengarang. Bohr mengarang buku tentang teori atom. Buku itu terbit pada tahun 1913. Ia menggunakan teori berkas cahaya Planck dan model atom Rutherfrod untuk menjelaskan cahaya yang muncul pada atom hydrogen. Menurut Bohr, electron menggelilingi inti pada orbit tertentu. Di dalam atom terdapat orbit luar dan orbit dalam. Orbit dalam adalah orbit electron didekat inti Orbit luar dapat menampung lebih banyak electron. Elektron pada orbit luar menentukan sifat-sifat kimia atom.Kadang-kadang electron pada orbit luar melompat ke orbit dalam. Pada waktu melompat electron itu mengeluarkan cahaya. Buku karangan Bohr yang lainya misalnya: Teori Spektrum dan Struktur Atom (1922), Teori Atom dan Deskripsi Alam (1934), Fisika Atom dan Pengetahuan Manusia (1958).

Bohr kawin dengan Margrethe Norlund pada tahun 1912. Ternyata tidak salah pilih. Istrinya merupakan pendamping yang cocok baginya. Dari perkawinan itu mereka dikaruniai 6 orang ank laki-laki, tapi dua orang meninggal. Yang empat berhasil jadi orang yang terpandang dan bahkan ada seorang yang mendapat kedudukan seperti Bohr, ialah mengganti Bohr sebagai direktur institute. Bohr sadar bener akan bahaya dan manfaat atom bagi umat amusia. Ia menggalami Perang Dunia II dan bagaimana Hirosima dan Nagasaki hancur lebur karena bom atom. Pada tahun 1950 ia mengusulkan kepada PBB agar menjalankan kebijaksanaan dunia terbuka untuk menghindari perang. Para negarawan hendaknya saling tukar informasi secara bebas, hingga negara-negara dapat dan mau saling percaya dan saling menunjukkan bahwa disamping sebagai ahli fisika terkemuka, Bohr berjiwa luhur dan memikirkan kesejahteraan umat manusia.

KEHIDUPAN NIELS BOHR & KARYA-KARYANYA

KEHIDUPAN NIELS BOHR & KARYA-KARYANYA

oleh: arif fadholi wahid assyafi’i

Niels Bohr lahir pada tanggal 7 Oktober 1885 di Copenhagen. Ia berasal dari keluarga Denmark yang terpandang. Ayahnya Christian Bohr adalah guru besar fisiologi di Universitas Copenhagen, dan hampir memenangkan hadiah nobel untuk karyanya mengenai sifat atau reaksi kimia sistem pernapasan. Christian Bohr adalah penggemar sepak bola fanatik, yang gigih memperkenalkan olah raga populer ini di Denmark. Sedangkan Ibu Neil Bohr, Ellen, adalah keturunan Yahudi, yang keluarganya sangat terkenal dalam lingkaran politik dan perbankan.

Meski bernama kristen ’Christian’ (yang berarti orang kristen), Bohr senior tidak percaya pada agama. Keluarga Bohr kental dengan suasana intelektual, liberal, dan progresif. Dari semua laporan dikatakan bahwa keluarga Bohr terkenal toleran, penuh pengertian, dan menyenangkan.

Dari masa kecil yang hampa ke masa muda yang lemah lembut, Neils Bohr tumbuh menjadi anak muda yang pendiam dan kurang agresif. Foto-fotonya pada periode ini menunjukan Neils Bohr sebagai sosok jangkung berpakaian rapi, namun kelihatan bodoh, dengan kerah baju yang kaku dan ekspresi muka yang malu-malu. Ia memiliki pipi yang gemuk serta bibir yang tebal dan besar. Pandangan bersalah tampak terlintas di matanya yang kecil. Bicaranya tersendat-sendat, dan kelakuannya hampir tidak menunjukkan bahwa ia cerdas. Lain halnya pada saat ia berada di sekolah. Di sekolah, ia pintar (tetapi tidak brilian) dan sangat ingin menunjukkan kekuatanya ketika berkelahi. Niels Bohr segera terkenal karena kekuatannya yang sadis, dan cemerlang dalam bidang olah raga. Ayahnya amat bangga ketika Neils Bohr terpilih menjadi anggota tim sepak bola sekolah. Niels Bohr juga sangat tertarik pada sains, mengikuti jejak ayahnya.

Namun hal yang paling penting dalam kehidupan Niels Bohr adalah adiknya, Harald, yang bergabung dengan Niels di Gammelholm Gymnasium yang sangat terkenal di Copenhagen. Keduanya tidak dapat dapat dipisahkan, kedua bersaudara ini tampak telah menyesuaikan diri satu sama lain dengan kepekaan dan pemahaman psikologis yang luar biasa. Mereka memilih jurusan yang berbeda. Harald lebih menyukai matematika, sedangkan Niels Bohr fisika.

Bohr mempunyai kakak perempuan yaitu Jenny. Jenny meneruskan studinya di Universitas Copenhagen dan Oxford. Setelah itu ia kembali ke Denmark dan menjadi guru yang membangkitkan semangat, yang terkenel ramah. Berita yang sungguh menyedihkan adalah ia menderita gangguan syaraf dikemudian hari. Penyakit psikologis yang diderita Jenny tersebut tidak dapat disembuhkan. Akhirnya, jenny meninggal di sebuah rumah sakit jiwa propinsi.
Pada tahun 1903, dua bersaudara ini masuk Universitas Copenhagen. Tahun-tahun itu adalah saat-saat yang menggairahkan dan mengasyikan. Abad baru tengah dimulai, dan dunia sedang berada diambang perubahan yang sangat besar. Pada tahun yang sama, taksi pertama kali muncul di jalanan Copenhagen. Di Amerika, Wright bersaudara melakukan penerbangan pertama, dan Maria Curie menerima hadiah nobel untuk penemuan radioktivitas.

Pada tahun 1907, selama tahun terakhir di sekolah, Niels Bohr menerima medali emas dari Royal Danish Academy Of Sciences And Letters. Penghargaan itu diberikan untuk esainya yang membahas tentang tekanan permukaan air. Niels Bohr menyelesaikan percobaan ini disela-sela waktu belajarnya untuk menghadapi ujian akhir. Pecobaan ini hampir saja tidak memenuhi tenggat waktu yang ditetapkan oleh academi. Dalam eksperimen itu, Niels Bohr membuat analisa yang tepat mengenai vibrasi dalam sebuah semburan air. Semua eksperimen ini disusun dan dilakukan oleh Bohr sendiri, dan membutuhkan semburan air dengan radius rata-rata di bawah satu milimeter. Untuk menghasilkan semburan semacam ini, ia membutuhkan beberapa tabung kaca panjang yang ukurannya sama dengan tampang lintang eliptik, yang ia tiup sendiri. Kecepatan air dalam semburan diukur dengan ’memenggal’ semburan itu dua kali pada titik yang sama pada interval tertentu, kemudian mengukur panjang segmen atau bagian yang dipotong itu dengan alat fotografis. Vibrasi (gelombang yang terbentuk pada permukaan air) juga diukur dengan fotografis.
Pada tahun 1909, Niels Bohr memulai tesis doktoralnya. Tesis ini merupakan karya teoritis murni, tanpa masukan eksperimental apapun dari sang penulis, yang akhirnya menghasilkan kesimpulan yang menggemparkan dunia. (Niels Bohr dengas jelas memutuskan bahwa karya eksperimental yang menggemparkan dunia paling baik diserahkan kepada seorang yang lebih ahli). Judul tesis Niels Bohr adalah ’An Investigation Into The Electron Theory Of Metals’ (Studier Over Metallernes Electron Theori). Dalam tesisnya, Bohr menolak pandangan Mach yang ekstrem. Tidak hanya bahwa atom itu ada, melainkan juga bahwa kita pada akhirnya harus mulai memahami atom itu sendiri.

Nama atom sendiri berasal dari kata Yunani ’atomos’, yang berarti ’tidak dapat dibagi’. Kemudian pada tahun 1897, ahli fisika Inggris, J.J Thomson menemukan elektron, partikel sub-atomik yang pertama kali berhasil diketahui. Elektron mempunyai muatan listrik negatif. Tampak seolah-olah atom mempunyai struktur internal. Thomson mengatakan bahwa atom seperti kue bola, bermuatan listrik positif, dan berisi sejumlah elektron yang menyerupai kismis yang jumlahnya memadai untuk menetralkan muatan ini. Menurut teori elektron logam, sebuah logam dapat digambarkan sebagai sebuah gas atau kabut elektron di tengah-tengah kisi ion bermuatan positif. Sedangkan Bohr berpendapat sebagai berikut: teori electron logam dapat memberikan penjelasan yang memuaskan tentang hampir semua sifat (qualities) logam. Satu-satunya kesulitan adalah teori ini mulai tidak dapat dipercaya ketika mencoba menerangkan peran kuantitas dalam perilaku logam.

Setelah Bohr menyelesaikan tesisnya pada tahun 1911, ia pergi ke Cambridge untuk belajar bersama J.J. Thomson (penemu elektron). Menurut hukum fisika klasik, elektron memancarkan energi secara terus-menerus ketika mengorbit, dan energi ini terdapat hanya dalam satu pita spektrum. Selain itu, ketika elektron memancarkan energi dengan cara ini, elektron itu akan lenyap (collapsed) ke dalam inti atom dalam hitungan kurang dari satu nano-detik (10-9 detik). Jadi fisika klasik tidak dapat menjelaskan apa yang sedang terjadi. Sedangkan menurut model Bohr, dalam keadaan stasioner elektron tidak memancarkan energi. Energi hanya dipancarkan ketika elekton melompat dari orbit tinggi ke orbit yang lebih rendah. (Dari energi akan diserap ketika elektron melompat dari orbit rendah ke orbit yang lebih tinggi). Jadi tidak hanya struktur atom, perilaku partikel-partikel sub-atomiknya pun tampak sesuai dengan teori kuantum.

Bohr memulai karyanya tentang struktur atom pada tahun 1912 setelah pindah dari Cambridge ke Universitas Manchester untuk bekerja dengan Rutherford. Pada akhir semester musim panas Bohr meninggalkan Manchester menuju Denmark. Dua tahun sebelumnya adiknya, Harald, menjadi dosen matematika di Universitas Gottingen, yang reputasinya di bidang matematika tidak ada duanya.

Niels Bohr kembali ke Copenhagen di musim panas tahun 1912 dan menikah dengan Margarethe. Setelah pernikahannya, Bohr ditunjuk sebagai dosen junior di Universtas Copenhagen, tetapi masih menjalin hubungan dekat dengan Manchester.

Pada bulan Maret 1913 Rutherford menerima versi akhir tulisan Niels Bohr. Tulisan itu akhirnya diterbitkan di Philosophical Magazine tanpa ada pengurangan sedikit pun, dan membuat sensasi. Bohr mengemukakan bahwa teori kuantum adalah cara atom bekerja. Bohr berusaha keras dengan menggunakan karya teoritis yang rumit dalam usaha memperluas rencananya, yaitu dari satu struktur atom tertentu menjadi skema umum semua struktur atom. Dengan teoritis yang dibuat berdasarkan struktur atom kuantumnya telah menghasilkan kemajuan spektakuler dalam sains fisika sub-atomik yang baru.

Dan pada tahun 1916, ketika armada Jerman dan Inggris bersiap untuk saling berperang di lepas pantai Jutland, keluarga Bohr melakukan perjalanan pulang yang sangat berbahaya menyeberangi Laut Utara. Margarethe saat itu sedang hamil dan beberapa bulan kemudian anak pertama Bohr dilahirkan di Copenhagen tepat pada waktunya. Bohr yang ateis menamai anaknya Christian, mengikuti nama ayahnya yang ateis. Pada tahun yang sama Bohr menjadi profesor fisika di Universitas Copenhagen.

Pada tahun 1918 Intitut For Teoritisk Fysik (Institut Fisika Teori) mulai dibangun pamerintah Denmark dan Bohr diangkat sebagai direkturnya. Dana awal untuk mendirikan disediakan oleh Carlsberg. Bohr sendiri terpaksa mencari dana untuk institut barunya, sebelum akhirnya dibuka pada tahun 1921.
Kemudian pada tahun 1922, Niels Bohr menerima penghargaan tertinggi, yaitu hadiah nobel dalam bidang fisika. Karena penemuannya yaitu unsur nomor 72 yang diberi nama Hafnium (mengikuti versi bahasa latin dari Kobenhavn). Inilah tahun-tahun bermutu tinggi untuk hadiah Nobel Fisika. Selama 7 tahun, mulai dari tahun 1918, hadiah ini telah dimenangkan oleh Plank, Einstein, Bohr, Millikan, dan Hertz. Namun tidak semuanya untuk karya besar. Tahun 1919 hadiah itu dimenangkan oleh Nazi Jerman dari ’sains Yahudi’, seperti: relativitas, teori kuantum, fisika nuklir, dan karya lain secara rasial dianggap rendah.

Model struktur atom Bohr tidak dapat menjelaskan efek yang aneh (anomalous) pada spektra pancaran atom. Model ini saat itu telah benar-benar dikembangkan. Model ini telah dapat menunjukkan susunan umum elektron di sekitar nukleus dalam atom yang lebih rumit (yaitu atom yang mempunyai lebih dari satu elektron dalam hidrogen). Elektron-elektron itu disusun dalam orbit tetap yang berbeda-beda di sekitar nukleus. Di temukan juga bahwa orbit-orbit tetap ini pecah menjadi kelompok yang terpisah. Tiap-tiap kelompok disebut ’kulit’ atau lapisan. Misalnya, ditemukan bahwa dalam setiap atom, lapisan inti (inner layer) terdiri hanya satu orbit. Lapisan berikutnyna terdiri dari empat orbit. Tapi menurut Bohr, orbit inti (inner orbits) seharusnya menjadi semakin dikelilingi elektron. (Agar energi dapat dipancarkan, sebuah elektron harus melompat ke orbit pusat atau inti). Namun karena alasan tertentu, orbit pusat/inti tidak jadi dikelilingi elektron. Masalah ini akan dipecahkan oleh Pauli pada tahun 1924.

Pada tahun 1924, Pauli menunjukkan bahwa masing-masing orbit tetap dapat menampung tidak lebih dari 2 elektron. Ketika orbit tersebut terisi, elektron berikutnya ditolak dan harus diberikan kepada salah satu orbit lainnya dalam lapisan tersebut. Jika tidak ada lagi orbit yang dapat menampung elektron tersebut di dalam lapisan itu, elektron itu akan ditolak lebih jauh dan harus menempati orbit kosong di lapisan yang lebih luar berikutnya. Inilah yang Pauli namakan sebagai Prinsip Larangan (Exclusion Prinsiple).

Ketika Heisenberg membuat mekanika matriksnya tahun 1925, Schodinger segera mencemoohnya dan menghasilakan alternatifnya sendiri yaitu mekanika gelombang.

Pada akhir tahun 1930-an, Niels Bohr mengajukan sebuah model yang menggambarkan susunan inti atom, dan bagaimana inti atom itu bekerja. Gambaran teoritisnya membantu menjernihkan banyak gagasan yang bertentangan, yang muncul sebagai akibat adanya perkembangan pesat teknik eksperimen. Disini sekali lagi, ia memandang perilaku nuklir dalam kerangka mekanika kuantum. Bohr melihat nukleus sebagai terdiri dari sekelompok partikel yang disatukan oleh kekuatan berjangkauan pendek, yang mempunyai molekul pada setetes cairan.

Bohr merupakan orang pertama yang menjelaskan apa yang sesungguhnya terjadi selama pembelahan atau fisi nuklir (nuclear fission). Ia melakukan hal ini pada tahun 1939, tidak setelah pembelahan itu ditemukan untuk pertama kali. Penemuan ini merupakan hasil dari program eksperimen yang dilakukan oleh ahli fisika Jerman, Otto Hahn dan rekan Jerman-Yahudinya, Lise Meitner.
Walaupun pada tahun 1940 Denmark diserbu oleh Nazi Jerman, namun Bohr tetap berusaha sekuat tenaga untuk menjaga integritas institutnya. Dan pada tahun 1941 ia dikunjungi oleh kolega lamanya, Heisenberg. Dalam pertemuannya dengan Bohr di kota Copenhagen yang telah diduduki Nazi, Heisenberg menyerahkan diagram rahasia yang mengungkapkan seberapa jauh kemajuan program atom Nazi. (diagram itu bukan mengenai bom itu sendiri, tetapi berisi reaktor prototipe yang tidak berjalan dengan baik).

Pada bulan September 1943, Niels Bohr mendengar bahwa ia akan ditangkap karena menentang Nazi secara terbuka. Rencana melarikan diri segara dirancang. Bohr dan keluarganya pergi ke sebuah rumah dipinggiran kota Copenhagen. Kemudian menuju Swedia dan dilarikan ke Stockholm dan beberapa hari kemudian pemerintah Inggris mengirim pesawat pengebom yang tidak berlambang ke Swedia untuk menjemput Bohr. Bohr tidak lama di Inggris, lalu setelah itu ia berlayar ke Amerika Serikat. Di sini ia langsung bergabung dalam proyek Manhattan dan masuk ke dalam laboratorium rahasia di Los Alamos di mana bom sedang dibuat.

Dua bom atom Amerika yang pertama dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki pada bulan Agustus 1945, dan dengan demikian mengakhiri Perang Dunia II. Karena turut berperan menciptakan bom atom, Bohr sungguh terkejut ketika ia melihat akibatnya.

Setelah perang, Bohr kembali menjabat sebagai direktuk institut. Pada saat itu ia dibantu oleh anak laki-lakinya Aage (yang kelak juga menerima hadiah Nobel, atas usaha mengembangkan lebih lanjut model nukleus atom ’setetes cairan’). Setelah kematian Enstein pada tahun 1955, Niels Bohr mengambil alih posisi sebagai ilmuan terbesar yang masih hidup.

Niels Bohr meninggal pada tahun 1962 dalam usia 77 tahun. Karena kebesarannya dan kebaikannya, ia dihormati oleh para rekannya dengan mengganti nama institutnya menjadi Institut Bohr.



Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

et cetera
Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: