Listrik StatisDua muatan sama tandaMuatan (+) dengan (+) atau muatan () dengan (), maka daerah nol berada di antara kedua muatan (antara A dan B, tidak akan di kiri A, atau di kanan B).

Letak titik nol akan lebih dekat ke muatan yang nilainya lebih kecil. Kalau sama besar, seperti gambar di atas,, ya pas ditengah-tengah.

Dua muatan beda tandaMuatan (+) dengan muatan () atau muatan () dengan (+), daerah nol akan di kiri A atau di kanan B, seperti tadi, akan dekat ke muatan yang nilainya lebih kecil (tanpa melihat plus minusnya). Cermati 4 variasi berikut!

Atau kalau tak mau pusing dengan kesimpulan-kesimpulan tadi, langsung saja coba dicari seperti contoh berikut:Muatan A + 9 C dan muatan B 16 C terpisah sejauh 1 meter seperti gambar berikut. Tentukan letak titik C, dimana kuat medan listrik sama dengan nol!

Seperti telah disimpulkan di atas, letak titik nol ada di kiri A, karena beda tanda dan 9 lebih kecil dari 16. Misal jarak C adalah x dari A, rA= x dan rB= 1 + x

diperoleh jawaban

Hasilnya positif, sehingga memang benar C di kiri A sejauh 3 meter

Kita coba cari dari tempat lain yaitu dari kanan B, sehingga rA= 1 + x dan rB= x

diperoleh jawaban

Hasilnya negatif 4, artinya dari muatan B bukan ke kanan 4 m, tetapi ke kiri sejauh 4 m, atau 3 m juga di kiri muatan A seperti perhitungan sebelumnya.

ManfaatBerdasarkan Sinar Radiasi , dan Sinar alpha-ditembakkan pada inti suatu atom untuk menghasilkan radioisotop (yang lebih sering digunakan untuk menembak adalah neutron)Sinar beta-menentukan letak kebocoran pipa saluran minyak / cairan atau gas yang tertimbun dalam tanah-mengukur ketebalan kertas-pancaran sinar beta Karbon C-14 dari fosil dapat digunakan untuk memperkirakan umur fosil.Sinar gamma- radiotherapy (membunuh sel kanker)/radiasi sinar gamma terkontrol-sterilisasi alat-alat kedokteran-sterilisasi pada makanan dan pengawetan makanan-mengukur ketebalan baja-mendeteksi datangnya pasokan minyak/cairan dari jauh yang disalurkan melalui pipa-pipa-membuat varietas tanaman baru yang tahan penyakit-dimanfaatkan pada pembuatan radiovaksin.Pemanfaatan sinar , dan diantaranya berdasar atas daya tembus yang dimilikinya dimana daya tembus sinar gamma paling besar dibanding dua lainnya:daya tembus < < Jika dilihat dari daya ionisasinya, maka yang paling besar adalah sinar alpha:Daya ionisasi > >

Lintasan sinar radioaktif dalam medan magnet

Lintasan sinar , saat melewati medan magnethomogen arah tegak lurus masuk bidang baca.

Lintasan sinar , saat melewati medan magnethomogen arah tegak lurus keluar bidang baca.

Manfaat RadioisotopBerdasarkan Nama UnsurNo.Nama UnsurManfaat / Kegunaan

1.Iodium (I-131)- mencari ketidaknormalan pada tiroid / kelenjar tiroid.- di bidang hidrologi dapat digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran sungai.

2Iodium (I-123)-disuntikkan pada pasien untuk mengetahui ada tidaknya gangguan ginjal.

3Karbon (C-14)-mencari ketidaknormalan yang berhubungan dengan diabetes dan anemia.

4Kromium (Cr-51)-keperluan scanning limpa.

5Selenium (Se-75)-keperluan scanning pankreas.

6Teknetium (Tc-99)-keperluan scanning tulang dan paru-paru-scanning kerusakan jantung-menyelidiki kebocoran saluran air bawah tanah.

7Ti-201-mendeteksi kerusakan jantung, digunakan bersama dengan Tc-99.

8Galium (Ga-67)- keperluan scanning getah bening.

9Xe-133-mendeteksi kesehatan paru-paru.

10Fe-59-mempelajari pembentukan sel darah merah.

11Natrium (Na-24)-untuk deteksi penyempitan pembuluh darah/trombosis-mendeteksi kebocoran saluran air bawah tanah dan menyelidiki kecepatan aliran sungai- di bidang kesehatan digunakan untuk mendeteksi gangguan peredaran darah.

12Radioisotop Silikon-perunut radioisotop pada proses pengerukan lumpur pelabuhan atau terowongan.

13Fosfor (P-32)-di bidang pertanian ddapat digunakan untuk memperkirakan jumlah pupuk yang diperlukan tanaman.-di bidang kesehatan dapat digunakan mendeteksi penyakit mata, tumor dan hati.

14Karbon (C-14)-mengukur umur fosil hewan, tumbuhan dan manusia (dengan pengukuran pancaran sinar beta).

15Uranium (U-238)-menaksir umur batuan.

16Uranium (U-235)Reaksi berantai terkendali dalam PLTN.

17Kobalt (Co-60)-mengontrol pertumbuhan beberapa jenis kanker melalui sinar gamma yang dihasilkan.

18Isotop8O15-menganalisis proses fotosintesis pada tanaman.

19Isotop O-18-di bidang kimia dapat digunakan sebagai atom tracer / perunut asal mula molekul air yang terbentuk.

20K-40K-40 digunakan bersama-sama dengan dan Ar-40 stabil untuk mengukur umur batuan, dengan membandingkan konsentrasi K-40 dan Ar-40 pada batuan.

Manfaat Fungsi-fungsi lain-membuat varietas tanaman baru yang tahan penyakit dan produktivitas yang tinggi-pemandulan /sterilisasi serangga pengganggu tanaman-mendeteksi pemalsuan lukisan atau keramik.Manfaat Secara Umum-Tracer (perunut, pencari jejak) untuk berbagai keperluan-Sumber Tenaga Listrik/PLTN-Memanfaatkan sinar-sinar radiasinya untuk berbagai keperluan.Bahaya Roadioaktivitas:-dapat merusak sel-sel penting seperti sel tulang sumsum /penghasil sel darah, akibat radiasi tinggi yang tidak terkendali (termasuk juga radiasi sinar gamma)-dapat merusak/mematikan jaringan atau sel-sel pada makhluk hidup-dapat merusak/mengubah struktur DNA makhluk hidup-dapat mengakibatkan tumor atau kanker-Radon yang terhirup paru-paru memancarkan alpha dapat menimbulkan kerusakan dan pertumbuhan kanker-dapat menimbulkan luka bakar (akibat radiasi dosis tinggi).Catatan:Silahkan dieksplore lagi berbagai manfaat maupun bahaya radioisotop / radioaktivitas dalam kehidupan dari berbagai sumber informasi, buku-buku maupun dariinternet. (Fisika Study Center)

Teori Atom Menurut Para Ahli Beserta Kelebihan Dan Kekurangannya1.Teori Atom John Dalton

1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Kelebihan model atom John Dalton:Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom dan menjelaskan apa yang tidak dijelaskan pada teiri atom Domocritus.a. Setiap unsur terdiri dari partikel yang sangat keci yang dinamakan dengan atomb. Atom dari unsur yang sama memiliiki sifat yang sama begitu pula bila atom dari unsur berbeda maka akan memiliki sifat yang beda pulac. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain dengan reaksi kimia, dan juga atom tidak dapat dimusnahkan.d. Atom-atom dapat bergabung membentuk gabungan atom yang disebut molekule. Dalam senyawa, perbandingan massa masing-masing unsur adalah tetap

Kelemahan model atom John Dalton :Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik? padahal listrik adalah elektron yang bergerak.

2.Teori Atom J. J. Thomson

Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positifuntuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut.Kelebihan model atom J.J Thomson :Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.

Kelemahan model atom J.J Thomson :Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

3. Teori Atom Rutherford

Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa () 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:

1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.3. 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.penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa:

Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektron

Kelebihan Model Atom Rutherford :Bahwa atom memiliki inti atom yang bermuatan positif dan disekelilingnya terdapat elektron yang mengelilinya.

Kelemahan Model Atom Rutherford :Menurut hukum fisika klasik, elektron yang bergerak mengelilingi inti memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Akibatnya, lama-kelamaan elektron itu akan kehabisan energi dan akhirnya menempel pada inti.a. Model atom rutherford ini belum mampu menjelaskan dimana letak elektron dan cara rotasinya terhadap ini atom.b. Elektron memancarkan energi ketika bergerak, sehingga energi atom menjadi tidak stabil.c. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H).

4. Teori Atom Bohr

ada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:

1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, E = hv.4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2 atau nh/2, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.

Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

Kelemahan Model AtomNeils Bohr:a. Elektron-elektron yang mengelilingi inti mempunyai lintasan dan energi tertentu.b. Dalam orbital tertentu, energi elektron adalah tetap. Elektron akan menyerap energi jika berpindah ke orbit yang lebih luar dan akan membebaskan energi jika berpindah ke orbit yang lebih dalamKelebihan model atom Bohr :Atom terdiri dari beberapa kulit/subkulit untuk tempat berpindahnya electron dan atom membentuk suatu orbit dimana inti atom merupakan positif dan disekelilingnya terdapat elektron.Kelemahan model atom Bohra. Tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack.b. Tidak dapat menerangkan kejadian-kejadian dalam ikatan kimia dengan baik, pengaruh medan magnet terhadap atom-atom, dan spektrum atom yang berelektron lebih banyak.

5. Teori Atom Modern

Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom.

Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

1. Model Atom Democritus

Democritus berpendapat bahwa jika suatu benda dibelah terus menerus, maka pada saat tertentu akan didapat akan didapat bagian yang tidak dapat dibelah lagi. Bagian seperti ini oleh Democritus disebut atom Istilah atom berasal dari bahasa yunani a yang artinya tidak, sedangkan tomos yang artinya dibagi. Jadi, atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang tidak dapat dibelah lagi namun namun masih memiliki sifat kimia dan sifat fisika benda asalnya.Atom dilambangkan dengan ZXA , dimana A = nomor massa (menunjukkan massa atom, merupakan jumlah proton dan neutron), Z = nomor atom (menunjukkan jumlah elektron atau proton). Proton bermuatan positif, neutron tidak bermuatan (netral), dan elektron bermuatan negatif. Massa proton = massa neutron = 1.800 kali massa elektron. .Atom-atom yang memiliki nomor atom sama dan nomor massa berbeda disebut isotop, atom-atom yang memiliki nomor massa sama dan nomor atom berbeda dinamakan isobar, atom-atom yang memiliiki jumlah neutron yang sama dinamakan isoton.2. Model Atom John Dalton

Pada tahun 1808, John Dalton adalah seorang guru di Inggris yang melakukan perenungan tentang atom. Hasil perenungan Dalton menyempurnakan teori atom Democritus. Bayangan Dalton dan Democritus adalah bahwa benda itu berbentuk pejal.Kelebihan model atom Dalton:Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom dan menjelaskan apa yang tidak dijelaskan pada teiri atom Domocritus.a. Setiap unsur terdiri dari partikel yang sangat keci yang dinamakan dengan atomb. Atom dari unsur yang sama memiliiki sifat yang sama begitu pula bila atom dari unsur berbeda maka akan memiliki sifat yang beda pulac. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain dengan reaksi kimia, dan juga atom tidak dapat dimusnahkan.d. Atom-atom dapat bergabung membentuk gabungan atom yang disebut molekule. Dalam senyawa, perbandingan massa masing-masing unsur adalah tetap

Kelemahan model atom John Dalton :Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik? padahal listrik adalah elektron yang bergerak.

3. Model Atom J.J. ThomsonPada tahun 1897, J.J Thomson mengamati elektron Dia menemukan bahwa semua atom berisi elektron yang bermuatan negatif. Dikarenakan atom bermuatan netral, maka setiap atom harus berisikan partikel bermuatan positif agar dapat menyeimbangkan muatan negatif dari elektron.

Kelebihan model atom ThomsonMembuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.

Kelemahan model atom ThomsonModel Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

4. Model Atom Rutherford

Rutherford melakukan penelitian tentang hamburan sinar pada lempeng emas. Hasil pengamatan tersebut dikembangkan dalam hipotesis model atom Rutherford.a. Sebagian besar dari atom merupakan permukaan kosong.b. Atom memiliki inti atom bermuatan positif yang merupakan pusat massa atom.c. Elektron bergerak mengelilingi inti dengan kecepatan yanga sangat tinggi.d. Sebagian besar partikel lewat tanpa mengalami pembelokkan/hambatan. Sebagian kecil dibelokkan, dan sedikit sekali yang dipantulkan.Kelebihan Model Atom RutherfordBahwa atom memiliki inti atom yang bermuatan positif dan disekelilingnya terdapat elektron yang mengelilinya.

Kelemahan Model Atom RutherfordMenurut hukum fisika klasik, elektron yang bergerak mengelilingi inti memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Akibatnya, lama-kelamaan elektron itu akan kehabisan energi dan akhirnya menempel pada inti.a. Model atom rutherford ini belum mampu menjelaskan dimana letak elektron dan cara rotasinya terhadap ini atom.b. Elektron memancarkan energi ketika bergerak, sehingga energi atom menjadi tidak stabil.c. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H).

5. Model Atom Niels Bohr

Pada tahun 1913, Niels Bohr mengemukakan pendapatnya bahwa elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit atom. Model atom Bohr merupakan penyempurnaan dari model atom Rutherford.Kelemahan teori atom Rutherford diperbaiki oleh Neils Bohr yaitu:a. Elektron-elektron yang mengelilingi inti mempunyai lintasan dan energi tertentu.b. Dalam orbital tertentu, energi elektron adalah tetap. Elektron akan menyerap energi jika berpindah ke orbit yang lebih luar dan akan membebaskan energi jika berpindah ke orbit yang lebih dalamKelebihan model atom BohrAtom terdiri dari beberapa kulit/subkulit untuk tempat berpindahnya electron dan atom membentuk suatu orbit dimana inti atom merupakan positif dan disekelilingnya terdapat elektron.Kelemahan model atom Bohra. Tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack.b. Tidak dapat menerangkan kejadian-kejadian dalam ikatan kimia dengan baik, pengaruh medan magnet terhadap atom-atom, dan spektrum atom yang berelektron lebih banyak.TEORI ATOM lengkapPerkembangan TeoriAtom1. Teori Atom John DaltonPada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap. Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Kelemahan:Teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.2. Teori Atom J. J. ThomsonBerdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik olehWilliam Crookers, makaJ.J. Thomsonmeneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebutelektron.Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positifuntuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa:Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektronModel atomini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah dikelupas kulitnya. biji jambu menggambarkan elektron yang tersebar marata dalam bola daging jambu yang pejal, yang pada model atom Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal. Model atom Thomson dapat digambarkan sebagai berikut.Kelemahan:Kelemahan model atom Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.3. Teori Atom RutherfordRutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa () 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:1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.3. 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 denganModel Atom Rutherfordyang menyatakan bahwaAtom 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:

Kelemahan:Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.4. Teori Atom Bohrada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernamaNeils Bohrmemperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen.Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck,E = hv.4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebutmomentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan darih/2atau nh/2, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebutkulit elektronatautingkat energi.Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

Kelemahan:Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak.5. Teori Atom ModernModel atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom.Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh ErwinSchrodinger.ErwinSchrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

Persamaan Schrodinger

x,y dan zYmEV= Posisi dalam tiga dimensi= Fungsi gelombang= massa= h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14= Energi total= Energi potensial

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.Ciri khas model atom mekanika gelombang1. Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)2. Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)3. Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron.

Sifat Partikel dari Cahaya: Efek FotolistrikSifat Partikel dari Cahaya: Efek FotolistrikPernahkah kamu melihat pelangi? Pernahkah kamu melihat warna-warni di jalan aspal yang basah? Pelangi terjadi akibat dispersi cahaya matahari pada titik-titik air hujan. Adapun warna-warni yang terlihat di jalan beraspal terjadi akibat gejala interferensi cahaya. Gejala dispersi dan interferensi cahaya menunjukkan bahwa cahaya merupakan gejala gelombang. Gejala difraksi dan polarisasi cahaya juga menunjukkan sifat gelombang dari cahaya.

pola warna-warni di atas aspal basah yang dikenai bensin terjadi akibat interferensi cahayaGejala fisika yang lain seperti spektrum diskrit atomik, efek fotolistrik, dan efek Compton menunjukkan bahwa cahaya juga dapat berperilaku sebagai partikel. Sebagai partikel cahaya disebut dengan foton yang dapat mengalami tumbukan selayaknya bola.Efek FotolistrikKetika seberkas cahaya dikenakan pada logam, ada elektron yang keluar dari permukaan logam. Gejala ini disebut efek fotolistrik. Efek fotolistrik diamati melalui prosedur sebagai berikut. Dua buah pelat logam (lempengan logam tipis) yang terpisah ditempatkan di dalam tabung hampa udara. Di luar tabung kedua pelat ini dihubungkan satu sama lain dengan kawat. Mula-mula tidak ada arus yang mengalir karena kedua plat terpisah. Ketika cahaya yang sesuai dikenakan kepada salah satu pelat, arus listrik terdeteksi pada kawat. Ini terjadi akibat adanya elektron-elektron yang lepas dari satu pelat dan menuju ke pelat lain secara bersama-sama membentuk arus listrik.Hasil pengamatan terhadap gejala efek fotolistrik memunculkan sejumlah fakta yang merupakan karakteristik dari efek fotolistrik. Karakteristik itu adalah sebagai berikut.1. hanya cahaya yang sesuai (yang memiliki frekuensi yang lebih besar dari frekuensi tertentu saja) yang memungkinkan lepasnya elektron dari pelat logam atau menyebabkan terjadi efek fotolistrik (yang ditandai dengan terdeteksinya arus listrik pada kawat). Frekuensi tertentu dari cahaya dimana elektron terlepas dari permukaan logam disebut frekuensi ambang logam. Frekuensi ini berbeda-beda untuk setiap logam dan merupakan karakteristik dari logam itu.2. ketika cahaya yang digunakan dapat menghasilkan efek fotolistrik, penambahan intensitas cahaya dibarengi pula dengan pertambahan jumlah elektron yang terlepas dari pelat logam (yang ditandai dengan arus listrik yang bertambah besar). Tetapi, Efek fotolistrik tidak terjadi untuk cahaya dengan frekuensi yang lebih kecil dari frekuensi ambang meskipun intensitas cahaya diperbesar.3. ketika terjadi efek fotolistrik, arus listrik terdeteksi pada rangkaian kawat segera setelah cahaya yang sesuai disinari pada pelat logam. Ini berarti hampir tidak ada selang waktu elektron terbebas dari permukaan logam setelah logam disinari cahaya.Karakteristik dari efek fotolistrik di atas tidak dapat dijelaskan menggunakan teori gelombang cahaya. Diperlukan cara pandang baru dalam mendeskripsikan cahaya dimana cahaya tidak dipandang sebagai gelombang yang dapat memiliki energi yang kontinu melainkan cahaya sebagai partikel.Perangkat teori yang menggambarkan cahaya bukan sebagai gelombang tersedia melalui konsep energi diskrit atau terkuantisasi yang dikembangkan oleh Planck dan terbukti sesuai untuk menjelaskan spektrum radiasi kalor benda hitam. Konsep energi yang terkuantisasi ini digunakan oleh Einstein untuk menjelaskan terjadinya efek fotolistrik. Di sini, cahaya dipandang sebagai kuantum energi yang hanya memiliki energi yang diskrit bukan kontinu yang dinyatakan sebagaiE=hf.Konsep penting yang dikemukakan Einstein sebagai latar belakang terjadinya efek fotolistrik adalah bahwa satu elektron menyerap satu kuantum energi. Satu kuantum energi yang diserap elektron digunakan untuk lepas dari logam dan untuk bergerak ke pelat logam yang lain. Hal ini dapat dituliskan sebagaiEnergi cahaya = Energi ambang + Energi kinetik maksimum elektronE=W0+Ekmhf=hf0+EkmEkm=hfhf0Persamaan ini disebutpersamaan efek fotolistrik Einstein. Perlu diperhatikan bahwaW0adalah energi ambang logam atau fungsi kerja logam,f0adalah frekuensi ambang logam,fadalah frekuensi cahaya yang digunakan, danEkmadalah energi kinetik maksimum elektron yang lepas dari logam dan bergerak ke pelat logam yang lain. Dalam bentuk lain persamaan efek fotolistrik dapat ditulis sebagaiDimanamadalah massa elektron danveadalah dan kecepatan elektron. Satuan energi dalam SI adalah joule (J) dan frekuensi adalah hertz (Hz). Tetapi, fungsi kerja logam biasanya dinyatakan dalam satuan elektron volt (eV) sehingga perlu diingat bahwa 1 eV = 1,6 1019J.Potensial PenghentiGerakan elektron yang ditandai sebagai arus listrik pada gejala efek fotolistrik dapat dihentikan oleh suatu tegangan listrik yang dipasang pada rangkaian. Jika pada rangkaian efek fotolistrik dipasang sumber tegangan dengan polaritas terbalik (kutub positif sumber dihubungkan dengan pelat tempat keluarnya elektron dan kutub negatif sumber dihubungkan ke pelat yang lain), terdapat satu nilai tegangan yang dapat menyebabkan arus listrik pada rangkaian menjadi nol.Arus nol atau tidak ada arus berarti tidak ada lagi elektron yang lepas dari permukaan logam akibat efek fotolistrik. Nilai tegangan yang menyebabkan elektron berhenti terlepas dari permukaan logam pada efek fotolistrik disebut tegangan atau potensial penghenti (stopping potential). JikaV0adalah potensial penghenti, makaEkm=eV0Persamaan ini pada dasarnya adalah persamaan energi. Perlu diperhatikan bahwaeadalah muatan elektron yang besarnya 1,6 1019C dan tegangan dinyatakan dalam satuan volt (V).Aplikasi Efek fotolistrikEfek fotolistrik merupakan prinsip dasar dari berbagai piranti fotonik (photonic device) seperti lampu LED (light emitting device) dan piranti detektor cahaya (photo detector).Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam), bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari energi ambang (fungsi kerja) logam.Efek fotolistrik ini ditemukan oleh Albert Einstein, yang menganggap bahwa cahaya (foton) yang mengenai logam bersifat sebagai partikel.Energi kinetik foto elektron yang terlepas:Ek= h f - h foEk maks= e Voh f= energi foton yang menyinari logam

h fo=ofrekuensi ambang = fungsi kerja

= energi minimum untuk melepas elektron

e= muatan elektron = 1.6 x 10-19C

Vo= potensial penghenti

Proses kebalikan foto listrik adalah proses pembentukan sinar X yaitu proses perubahan energi kinetik elektron yang bergerak menjadi gelombang elektromagnetik (disebut juga prosesBremmsstrahlung).Kesimpulan:1. Agar elektron dapat lepas dari permukaan logam maka f > foatau