Makalah Periode Fisika Modern

5/19/2018 Makalah Periode Fisika Modern

1/45

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan Fisika modern dimulai dari abad ke-19. Fisika modern

berkembang karena banyak dari penemuan fenomena Fisika yang tidak dapat dijelaskan

di dalam mekanika klasik. Pada Fisika modern ini, banyak hal yang dibahas di dalamnya

seperti teori relativitas khusus, teori partikel dan gelombang beserta sifatnya, struktur

atomik, mekanika kuantum, teori kuantum atom hidrogen, atom berelektron banyak,

elektrodinamika kuantum, transformasi nuklir, asas larangan pauli, teori spin dan momen

magnetik elektron, dan teori peluruhan beta.

Oleh karena itu, sejarah perkembangan Fisika modern dibagi menjadi dua yaitu

sejarah perkembangan Fisika modern bagian pertama dan sejarah perkembangan Fisika

modern bagian kedua. Pembagian ini didasarkan pada materi yang dibahas pada Fisika

modern.

Bagian kedua dari zaman Fisika Modern ini sering disebut dengan periode V

sejarah perkembangan Fisika. Awal dimulainya periode V sejarah perkembangan Fisika

ditandai dengan banyaknya aplikasi teori-teori Fisika yang telah dikembangkan

sebelumnya dalam bidang teknologi.

Untuk mengetahui lebih lanjut sejarah perkembangan Fisika modern bagian

kedua maka dibuatlah makalah ini. Adapun tokoh-tokoh yang banyak berperan dalam

periode V ini adalah Aston, Erwin Schrodinger, Irene Curie, Wolfgang Pauli, Werner K.

Heisenberg, Paul A.M Dirac, Louis Fugene Felix Neel dan George Gamow.

1.2 Rumusan Masalah

1) Bagaimana biografi dari Aston dan peranannya dalam perkembangan Fisika?

2) Bagaimana biografi dari Erwin Schrodinger dan peranannya dalam perkembangan

Fisika?

3) Bagaimana biografi dari Irene Curie dan peranannya dalam perkembangan Fisika?


2/45

4) Bagaimana biografi dari Wolfgang Pauli dan peranannya dalam perkembangan

Fisika?

5) Bagaimana biografi dari Werner K. Heisenberg dan peranannya dalam perkembangan

Fisika?

6) Bagaimana biografi dari Paul A.M Dirac dan peranannya dalam perkembangan

Fisika?

7) Bagaimana biografi dari Louis Fugene Felix Neel dan peranannya dalam

perkembangan Fisika?

8) Bagaimana biografi dari George Gamow dan peranannya dalam perkembangan

Fisika?

1.3 Tujuan

1) Mengetahui Biografi dari Aston dan peranannya dalam perkembangan Fisika

Mengetahui Biografi dari Aston dan peranannya dalam perkembangan Fisika

2) Mengetahui Biografi dari Erwin Schrodinger dan peranannya dalam perkembangan

Fisika

3) Mengetahui Biografi dari Irene Curie dan peranannya dalam perkembangan Fisika

4)

Mengetahui Biografi dari Wolfgang Pauili dan peranannya dalam perkembanganFisika

5) Mengetahui Biografi dari Werner K. Heisenberg dan peranannya dalam

perkembangan Fisika

6) Mengetahui Biografi dari Paul A.M Dirac dan peranannya dalam perkembangan

Fisika

7) Mengetahui Biografi dari Louis Fugene Felix Neel dan peranannya dalam

perkembangan Fisika

8) Mengetahui Biografi dari George Gamow dan peranannya dalam perkembangan

Fisika


3/45

BAB II

PEMBAHASAN

PERIODE FISIKA MODERN

(Bagian Kedua)

Bagian kedua dari zaman Fisika Modern sering disebut periude V sejarah

perkembangan fisika. Awal dimulainya, periode V sejarah perkembangan Fisika Modern

ditandai dengan banyaknya aplikasi teori-teori Fisika yang telah dikembangkan sebelumnya

di bidang tekhnologi.

1. FRANCIS WILLIAM ASTON (1877-1945)

Gambar 1. Francis William Aston

Francis W. Aston adalah ahli fisika inggris, penemu spektrograf massa (1991),

pemenang hadiah Nobel (1922) untuk kimia karena menemukan isotop, pengarang,

penerima Royal Medal (Medali Kerajaan), anggota Royal Society (Lembaga Ilmu

Pengetahuan Inggris, 1921), lulusan Universitas Birmingham dan Cambridge, asisten

Thomson dan Rutherford, dan merupakan anggota kehormatan Akademik Sains milik Uni

Soviet. Buku karangannya berjudul Isotop (1922), Spektrograf Massa dan Isotop

(1942). Isotop adalah atom-atom sebuah unsur yang sama, tapi bobot atomnya berlainan.


4/45

Spektrograf alat untuk memfoto spektrum, sinar yang terurai sesudah menembus prisma.

Spektrograf massa adalah alat untuk memotret massa atom. Dengan alat itu dapat kita

ketahui mana atom yang ringan dan mana atom yang berat.

Francis W. Aston lahir di Harborne, Birmingham,

Inggris, pada tanggal 1 September 1877 dan meninggal di

Cambridge, Inggris, pada tanggal 20 November 1945 pada

umur 68 tahun. Ia dididik di Harborne Vicarage Sekolah dan

College Malvern dimana minatnya dalam ilmu pengetahuan

pertama kali terbangun. Pada tahun 1894 ia masuk Mason

College, Birmingham (kemudian menjadi Universitas

Birmingham) di mana ia belajar kimia di bawah bimbingan

Frankland dan Tilden, dan Fisika bawah Poynting. Sejak

kecil ia belajar kimia, tapi setelah Roentgen menemukan

sinar-X pada tahun 1895, Aston memenangkan Beasiswa

Forster pada 1898, memungkinkannya mengadakan

penelitian yang diterbitkan pada 1901. Ia mulai bekerja

sebagai asisten di Laboratorium Cavendish di Cambridge

pada 1909 dan mengadakan riset pada sinar positif. Aston

mulai mempelajari terjadinya sinar-X. Hal ini ia lakukan

ketika ia berumur 26 tahun, tujuh tahun kemudian (1910) ia

menjadi asisten Thomson, ahli fisika terkenal. Di Universitas

Cambridge, Thomson menyelidiki sinar bermuatan positif

yang berasal dari pelepasan gas. Sesudah menyelidiki neon,

Thomson berkesimpulan bahwa hanya neonlah yang terdiri

dari campuran isotop.

Pada tahun 1914-1918 pecah perang Dunia l. Aston diangkat jadi insinyur pesawat

tempur. Sesudah perang selesai ia kembali ke Cambridge. Di sini ia membuat alat sinar

positif jenis baru. Alat itu ia beri nama Spektrograf Massa. Dengan alat ini ia dapat

memisahkan atom-atom yang berlainan massanya dan mengukur bobotnya dengan

ketepatan yang luar biasa. Dengan alat ini ia dapat membuktikan bahwa kesimpulan

Thomson kurang tepat. Tidak hanya neon yang terdiri dari campuran isotop, tapi banyak

unsur lain juga merupakan campuran isotop. Bahkan Aston dapat menemukan 212 dari

287 isotop yang terjadi secara alamiah. Karena prestasinya, pada tahun 1921 FrancisWilliam Aston diangkat jadi anggota Royal Society.

Gambar 2. Aston pernah menjadi

asisten JJ Thomson


5/45

Gambar 3. Spektograf massa buatan Francis William Aston

Garis besar tentang apa yang terjadi dalam alat spektrometer massa:

Atom dapat dibelokkan dalam sebuah medan magnet (dengan anggapan atom tersebut

diubah menjadi ion terlebih dahulu). Karena partikel-partikel bermuatan listrik dibelokkan

dalam medan magnet dan partikel-partikel yang tidak bermuatan (netral) tidak dibelokkan.

Gambar 4. Diagram Spektrograf massa

Urutannya adalah sebagai berikut:

Tahap pertama : Ionisasi


6/45

Atom di-ionisasi dengan emengambilf satu atau lebih elektron dari atom tersebut

supaya terbentuk ion positif. Ini juga berlaku untuk unsur-unsur yang biasanya

membentuk ion-ion negatif (sebagai contoh, klor) atau unsur-unsur yang tidak pernah

membentuk ion (sebagai contoh, argon). spektrometer massa ini selalu bekerja hanya

dengan ion positif. Sampel yang berbentuk gas (vaporised sample) masuk ke dalam

ruang ionisasi. Kumparan metal yang dipanaskan dengan menggunakan listrik

emelepaskanf elektron-elektron yang ada pada sampel dan elektron-elektron lepas itu

menempel pada perangkap elektron (electron trap) yang mempunyai muatan positif.

Partikel-partikel dalam sample tersebut (atom atau molekul) dihantam oleh banyak

sekali elektron-elektron, dan beberapa dari tumbukan tersebut mempunyai energi

cukup untuk melepaskan satu atau lebih elektron dari sample tersebut sehingga

sample tersebut menjadi ion positif.

Kebanyakan ion-ion positif yang terbentuk itu mempunyai muatan +1 karena akan

jauh lebih sulit untuk memindahkan elektron lagi dari sample yang sudah menjadi ion

positif.

Ion-ion positif yang terbentuk ini ediajak keluarf dan masuk ke bagian mesin yang

merupakan sebuah lempengan metal yang bermuatan positif (Ion repellel).

Tahap kedua : Percepatan

Ion-ion tersebut dipercepat supaya semuanya mempunyai energi kinetik yang sama.

Ion-ion positif yang ditolak dari ruang ionisasi yang sangat positif itu akan melewati 3

celah, dimana celah terakhir itu bermuatan 0 V. Celah yang berada di tengah

mempunyai voltase menengah. Semua ion-ion tersebut dipercepat sampai menjadi

sinar yang sangat terfokus.

Tahap ketiga : Pembelokan

Ion-ion tersebut dibelokkan dengan menggunakan medan magnet, pembelokan yang

terjadi tergantung pada massa ion tersebut. Semakin ringan massanya, akan semakin

dibelokan. Besarnya pembelokannya juga tergantung pada besar muatan positif ion

tersebut. Dengan kata lain, semakin banyak elektron yang ediambilf pada tahap 1,

semakin besar muatan ion tersebut, pembelokan yang terjadi akan semakin besar.

Pada gambar diatas, sinar A mengalami pembelokkan yang paling besar, yang berarti

sinar tersebut terdiri dari ion-ion yang mempunyai perbandingan massa/muatan yang

terkecil. Sedangkan sinar C mengalami pembelokkan yang paling kecil, berarti ia

terdiri dari ion-ion yang mempunyai perbandingan massa/muatan yang paling besar.


7/45

Akan jauh lebih mudah untuk membahas masalah ini jika kita menganggap bahwa

muatan semua ion adalah +1. Hampir semua ion-ion yang lewat dalam spektrometer

massa ini bermuatan +1, sehingga besarnya perbandingan massa/muatannya akan

sama dengan massa ion tersebut.

Gambar 5. Ion yang dilenturkan oleh elektromagnet

Tahap keempat : Pendeteksian

Sinar-sinar ion yang melintas dalam mesin tersebut dideteksi dengan secara

elektrik.

Gambar 6. Tahap pendeteksian pada spektograf massa

Pada gambar diatas, hanya sinar B yang bisa terus melaju sampai ke pendetektor

ion. Ion-ion lainnya bertubrukan dengan dinding dimana ion-ion akan menerima

elektron dan dinetralisasi. Pada akhirnya, ion-ion yang telah menjadi netral tersebut

akan dipisahkan dari spektrometer massa oleh pompa vakum.


8/45

Ketika sebuah ion menubruk kotak logam, maka ion tersebut akan dinetralisasi

oleh elektron yang pindah dari logam ke ion (gambar kanan). Hal ini akan

menimbulkan ruang antara elektron-elektron yang ada dalam logam tersebut, dan

elektron-elektron yang berada dalam kabel akan mengisi ruang tersebut.

Aliran elektron di dalam kabel itu dideteksi sebagai arus listrik yang bisa diperkuat

dan dicatat. Semakin banyak ion yang datang, semakin besat arus listrik yang

timbul.

Bagian depan spektograf massa terdiri dari sebuah tabung lucutan, dimana ion

positif digerakkan dengan kecepatan tinggi dalam medan listrik yang sangat kuat. Gas

yang akan diselidiki dimasukkan dalam ruang R dan tekanannya diatur sedemikian rupa

sehingga dapat terjadi sinar-sinar terusan. Ion-ion gas tersebut dilewatkan dalam. katode

K, kemudian di dalam ruangan yang digunakan untuk mengamati. Bagian belakang dari

spektograf massa berada dalam ruangan hampa dan merupakan satu bagian dengan bagian

muka.

Dengan cara demikian akan terjadi suatu arus ion positif dengan kerapatan yang

besar sekali. Telah diketahui, perpindahan e/m dari bagian-bagian muatan yang bergerak

itu dapat ditentukan dengan suatu kombinasi medan magnet dan medan listrik. Maka untuk

mendapatkan suatu berkas yang kecil, berkas sinar terusan dilewatkan celah sempit S dan

S' dahulu, berkas ini kemudian dilenturkan lagi oleh medan magnet antara kutub-kutub U

dan S. Pada gambar, bidang kondensator yang bawah bermuatan negative, maka berkas

dilenturkan ke bawah. Dengan aturan tangan kiri kemudian dapat diketahui bahwa di

dalam medan magnet berkas kemudian dilenturkan ke atas.

Besarnya lenturan yang dialami oleh ion bergantung pada massa, muatan, dan

kecepatannya. Dari rumus-rumus yang telah didapatkan untuk lenturan dalam medan

listrik, dapat dinyatakan bahwa lenturan yang dialami oleh bagian-bagian yang cepat lebihkecil daripada bagian yang lebih lambat, apabila muatan dan massa berkas bagian itu sama.

Apabila kecepatan ion di dalam berkas tersebut tidak sama, maka berkas akan bertambah

lebar bila melewati medan listrik di dalam kondensator.

Di dalam medan magnet jari-jari lingkaran ion yang cepat lebih besar p daripada

jari-jari ion yang lambat, dengan kata lain lintasannya kurang melengkung, sehingga

berkasnya akan berkumpul lagi. Bila semua ion mempunyai harga yang sama untuk e/m,

maka dapat dipersatukan lagi di sebuah titik pada pelat pemotret, sehingga di tempat ituterjadi garis hitam.


9/45

Apabila ion di dalam berkas itu mempunyai harga yang berlainan untuk e/m, maka

di dalam pelat pemotret akan terdapat beberapa garis. Garis-garis ini disebut spektrum

massa. Jika terdapat suatu arus ion yang berlainan massanya, maka ion yang ringan akan

dilenturkan lebih kuat daripada ion yang lebih berat, yang dapat dinyatakan dengan rumus:

be

mvr

Lintasan ion yang dilenturkan di dalam medan magnet tetap berbentuk lingkaran.

Oleh Aston kecepatan v, dapat dieliminir sebagai berikut:

Misalnya selisih potensial antara kedua elektroda V, maka energi yang diperoleh ion

itu adalah:

e x V = 22

1mv , jadi

v =m

eV2, sehingga r =

m

eV

Be

m 2

e

mV

B

V 21

Karena pada spektograf massa, besaran e, V, dan B untuk semua ion sama besar,

maka bagian-bagian yang sama massanya akan mengalami lingkaran yang sama jari-

jarinya, dan bagian-bagian yang berlainan massanya akan mengalami lingkaran yang

berlainan jari-jarinya. Sehingga pada pelat pemotret dapat dicatat macam-macam ion

manakah yang terdapat di dalam arus tersebut.

2.

ERWIN SCHRODINGER (1887 - 1961)


10/45

Gambar 7. Erwin Schrodinger

Lahir:12 Agustus 1887, Wina, Austria-Hongaria

Meninggal: 4 Januari 1961 (umur 73) Wina, Austria

Kewarganegaraan:Austria, Irlandia

Kebangsaan: Austria

Bidang: Fisika

Institusi:Universitas Breslau, Universitas Zrich, Humboldt University of Berlin, University

of Oxford, University of Graz, Dublin Institute for Advanced Studi, Ghent University

Alma mater: University of Vienna

Penasihat Doktor: Friedrich Hasenhrl

Penasehat akademiklainnya: Franz S. Exner dan Friedrich Hasenhrl

Siswa Terkemuka: Linus Pauling, Felix Bloch, Brendan Scaife

Penghargaan: Penghargaan Nobel dalam Fisika (1933), Max Planck Medal (1937)

Istri: Annemarie Bertel (1920-1961)

Erwin Schrdinger adalah seorang ilmuwan yang dikenal sebagai tokoh yang cukup

berpengaruh di bidang fisika modern. Pemilik nama lengkap Erwin Rudolf Josef

Alexander Schrodinger ini dilahirkan pada tanggal 12 Agustus 1887 dan meninggal dunia


11/45

dalam usia 73 tahun yakni pada tanggal 4 Januari 1961 di kota yang sama, yaitu di Wina,

Austria. Darah AustriaErwin Schrodinger diperoleh dari sang ayah, Rudolf Schrodinger,

yang seorang ahli botani. Sedangkan ibunya, Georgine Emilia Brenda, adalah orang

Inggris dan merupakan saudaru dari Alexander Bauer, seorang pakar kimia yang terkenal

pada masa itu. Kota Wina memang sangat berarti bagi seorang Erwin Schrodinger. Selain

menjadi tempat lahir dan wafatnya, Wina juga merupakan kota di mana Erwin

Schrodinger mulai menjejakkan karirnya sebagai seorang ilmuwan. Di kota ini, ia

menerima gelar doktor dari Universitas Wina di bawah bimbingan fisikawan Austria

legendaris, Ludwig Boltzmann.

Selama PD I, ia menjadi perwira artileri. Setelah perang ia mengajar di Zurich,

Swiss. Di sana, ia menangkap pengertian Louis Victor de Broglie yang menyatakan bahwa

partikel yang bergerak memiliki sifat gelombang dan mengembangkan pengertian itu

menjadi suatu teori yang terperinci dengan baik. Setelah ia menemukan persamaannya

yang terkenal, ia dan ilmuwan lainnya memecahkan persamaan itu untuk berbagai

masalah, di sini kuantisasi muncul secara alamiah, misalnya dalam masalah tali yang

bergetar. Setahun sebelumnya Werner Karl Heisenberg telah mengemukakan formulasi

mekanika kuantum, namun perumusannya agak sulit dipahami ilmuwan masa itu.

Schrodinger memperlihatkan bahwa kedua formulasi itu setara secara matematis.

Teori mekanika gelombang dikembangkan oleh Schrodinger pada tahun 1926. teori

ini lebih ditekankan pada aspek gelombang dalam melukiskan proses-proses fisis.

Kelakuan satu sistem yang mengandung besaran-besaran fisis tenaga dan impuls

dilukiskan dalam bentuk fungsi gelombang.

Fungis gelombang yang mengandung tenaga, impuls dan waktu dilukiskan dalam

bentuk fungsi:

(E, p, t)

Fungsi ini menunjukan informasi yang maksimal besaran-besaran fisis dari statu

sistem. Besaran-besaran tenaga, impuls tersebut dituliskan dalam bentuk operador-

operator, yaitu besaran yang bila dikenakan pada statu fungis gelombang akan diperoleh

besaran-besaran fisis yang diharapkan.

Besaran gelombang dapat dituliskan sebagai:

(x y z t) = (x y z) (exp.2 i/h). Et

dan persamaan gelombang Schrodinger adalah

(x. y z) (h

m8 )EV (x yz) (xyz) = 0
http://sidomi.com/209089/erwin-schrodinger/http://sidomi.com/209089/erwin-schrodinger/


12/45

Schrodinger menggantikan Max Planck di Berlin pada 1927, namun pada 1933,

ketika Nazi berkuasa, ia meninggalkan Jerman. Dalam tahun itu ia menerima Hadiah

Nobel Fisika bersama dengan Dirac. Pada 1939 sampai 1956 ia bekerja di Institute for

Advanced Study di Dublin, lalu kembali ke Austria.

Schrdinger meninggal di Wina pada tanggal 4 Januari 1961, pada usia 73 akibat

tuberkulosis. Dan dimakamkan di Alpbach, Austria, di pemakaman Katolik. Sedangkan

Istrinya, Anny (lahir 3 Desember 1896) meninggal pada 3 Oktober 1965

3. IRENE CURIE (1897-1956)

A.Sejarah Hidup

Irne Joliot-Curie nama keluarga saat gadis Curie yang lahir pada tanggal 12

September1897 dan meninggal pada tanggal17 Maret1956pada umur 59 tahun. Ia lahir

dan meninggal di Paris, Prancis. Ia merupakan ilmuwati Prancis, putriMarie Currrie dan

Pierre Curie dan istri dariJean Frederic Joliot-Curie.Dimana Marrie Curie adalah seorang

fisikawan Perancis yang lahir di Polandia yang terkenal karena karyanya tentang

radioaktivitas dan merupakan wanita pertama yang memenangkan dua hadiah Nobel

dalam bidang yang berbeda, yaitu Fisika dan Kimia. Sedangkan ayahnya yaitu Pierre

Curie adalah seorang pionir dalam bidang kristalografi, magnetisme, dan radioaktivitas

berkebangsaan Perancis. Irene Curie merupakan putri pertama Marie Curie dan Piere

Curie, ilmuwan yang telah menemukan unsur Polonium dan Radium.

Selain itu, Irene merupakan seorang aktivis perdamaian. Ia mengambil perhatian

tekun dalam hak wanita, menjadi anggota Comit National de l'Union des Femmes
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nama_keluarga_saat_gadis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/12_Septemberhttp://id.wikipedia.org/wiki/12_Septemberhttp://id.wikipedia.org/wiki/1897http://id.wikipedia.org/wiki/17_Marethttp://id.wikipedia.org/wiki/1956http://id.wikipedia.org/wiki/Marie_Curiehttp://id.wikipedia.org/wiki/Pierre_Curiehttp://id.wikipedia.org/wiki/Jean_Frederic_Joliot-Curiehttp://id.wikipedia.org/wiki/Jean_Frederic_Joliot-Curiehttp://id.wikipedia.org/wiki/Pierre_Curiehttp://id.wikipedia.org/wiki/Marie_Curiehttp://id.wikipedia.org/wiki/1956http://id.wikipedia.org/wiki/17_Marethttp://id.wikipedia.org/wiki/1897http://id.wikipedia.org/wiki/12_Septemberhttp://id.wikipedia.org/wiki/12_Septemberhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nama_keluarga_saat_gadis&action=edit&redlink=1


13/45

Franaises dan pada Dewan Perdamaian Dunia. Ia merupakan Ketua Fisika Nuklir di

Sorbonne. Pada tahun 1936 pemerintah Prancis mengangkatnya sebagai Menteri Muda

Negara untuk Riset Ilmiah dan akhirnya ia terpilih sebagai PetugasLegion of Honour.

Irene Curie belajar di fakultas sains di Sorbonne.Suatu hari di tahun 1925, Irene

Curie dengan mengenakan pakaian hitamnya yang longgar bergegas menuju Sorbonne

untuk mempertahankan disertasi doktornya. Sekitar seribu orang memenuhi ruangan

auditorium untuk melihat putri pertama Marie Curie disidang. Ibunya sendiri tidak hadir

demi menghindari kemungkinan beralihnya perhatian para penonton dari anaknya ke

dirinya. Tapi itu tidak menjadi masalah bagi Irene. Dia sangat percaya hasil penelitian

yang dikerjakannya di Radium Institute (institusi penelitian nuklir yang didirikan oleh

ibunya) akan memberikannya gelar doktor. Dia pun tak lupa mendedikasikan hasil

karyanya ini untuk "Madame Curie dari anak dan muridnya".

Peneitian Irene berkisar di seputar partikel-partikel alpha yang dipancarkan oleh

unsur polonium yang radioaktif. Polonium tersebut merupakan elemen yang ditemukan

oleh Marie Curie di tahun 1898 dan merupakan unsur radioaktif yang sangat sering

digunakan para peneliti saat itu untuk mempelajari inti atom. Kegunaannya sebagai bahan

penelitian disebabkan oleh karena polonium hanya memancarkan satu jenis radiasi:

partikel-partikel alpha (inti atom Helium). Biasanya mereka meletakkan polonium dekat

bahan atau unsur lain yang tidak radioaktif dan mempelajari berbagai partikel yang

terkeluarkan dari bahan tersebut.

Setelah acara mempertahankan disertasi selesai, Irene pulang ke Radium Institute

disambut oleh para hadirin yang memberikan ucapan selamat di sebuah pesta taman. Gelar

doktor yang diraihnya menjadi berita dunia. Bahkan surat kabar di luar Perancis, the New

York Times juga ikut memberitakannya.

Irene meraih gelarnya bukan tanpa kerja keras. Selain minatnya pada sains sudah

terlihat dari kecil dan keahliannya memikirkan solusi masalah dengan tenang dan

mendalam seperti ayahnya, didikan ibunya berperan pula. Marie tidak senang dengan

sistem pelajaran Perancis yang kaku kala itu. Dia tidak setuju anak murid harus berada di

sekolah lama-lama dan kerjanya menghapal saja tanpa aktivitas fisik dan praktek

laboratorium. Akhirnya, dengan beberapa koleganya sesama profesor Marie membuat

sekolah koperasi sendiri. Masing-masing profesor mengajarkan satu atau dua mata

pelajaran. Marie mengajarkan anak-anak profesor tersebut fisika eksperimen. Sekolah ini

hanya bertahan dua setengah tahun, tapi Irene tetap diajarkan matematika oleh ibunyasetelah itu.
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Legion_of_Honour&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sorbonnehttp://id.wikipedia.org/wiki/Sorbonnehttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Legion_of_Honour&action=edit&redlink=1


14/45

Ketika Perang Dunia I meletus, Irene bekerja sebagai radiolog. Dia membantu

memasang dan mengajarkan cara memakai mesin sinar X kepada para tenaga pembantu

medis di Rumah Sakit-Rumah Sakit Militer. Dia percaya dengan bantuan foto sinar X, ahli

bedah dapat dengan cepat menolong serdadu yang terluka di medan perang. Kiprahnya

selama perang menjadikan dia seorang yang berkepribadian kuat.

Setelah perang, Irene kembali dekat dengan ibunya dan bekerja di Radium Institute

sambil menamatkan kuliahnya. Tidak berapa lama setelah Irene meraih S3, seorang

perwira bernama Frederick Joliot datang dan melamar kerja di tempat Irene meneliti.

Keduanya bertemu dan berkenalan. Walau Irene dan Fred memiliki kepribadian yang

berlawanan, keduanya sadar mereka memiliki beberapa kesamaan.

Pada tahun 1926 ia menikah dengan Jean Frdric Joliot (kedua pengantin

menghubungkan kedua nama belakangnya) dan berkolaborasi pada radioaktiovitas alami

dan buatan, transmutasi unsure dan fisika nuklir. Pada tahun 1935 menerima Hadiah

Nobel Kimia.Pada tahun 1938 risetnya pada aksi neutronpada unsur berat, merupakan

langkah penting dalam penemuanfisi nuklir.Ia menjadi guru besar Fakultas Sains di Paris

pada 1937 dan pada 1946 menjadi Direktur Institut Radium.Hasil penelitian mengenai

elemen radioaktif baru bersama suaminya Frederic Joliot, mendapat pengakuan dunia.

Dalam hidupnya di kemudian hari, Irene tidak pantang menyerah melawan penyakit

TBC yang dideritanya selama 20 tahun, ketika pada saat yang bersamaan menjadi seorang

ibu, periset kimia dan tokoh publik yang berpengaruh. Hanya satu yang disayangkan, yaitu

dia mendapatkan dosis radiasi yang sangat besar karena sering menggunakan mesin sinar

X dan menyebabkan kematiannya yang dini karena penyakit leukemia pada tahun 1956 di

Paris.

Untuk hasil penelitiannya, pasangan Joliot-Curie dinominasikan untuk penghargaan

Nobel Fisika di tahun 1934, tapi tidak dapat. Mereka akhirnya berhasil meraih Nobel

Kimia tahun 1935. Nobel Kimia mereka merupakan Nobel ketiga untuk keluarga Curie.

Ketika suami adik Irene, Eve, seorang diplomat bernama Henry R. Labouisse, menerima

Nobel Perdamaian atas nama UNICEF (organisasi PBB untuk anak-anak) pada tahun

1965, total Nobel untuk keluarga Curie menjadi empat.

B.Sejarah Penemuan Konsep

Pada tahun 1932 Irene Curie dan Juliot Jean Federic (suaminya) menemukan bahwa

jika unsur Berilium (muatan inti 4 dan berat atom 9) disinari secara intensif dengan sinar,maka dari unsur itu keluarlah sinar yang mempunyai daya tembus besar sekali. Bagian
http://id.wikipedia.org/wiki/1926http://id.wikipedia.org/wiki/Jean_Fr%C3%A9d%C3%A9ric_Joliothttp://id.wikipedia.org/wiki/Radioaktifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_nuklirhttp://id.wikipedia.org/wiki/1935http://id.wikipedia.org/wiki/Hadiah_Nobel_Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hadiah_Nobel_Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/1938http://id.wikipedia.org/wiki/Neutronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisi_nuklirhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Institut_Radium&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Institut_Radium&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Fisi_nuklirhttp://id.wikipedia.org/wiki/Neutronhttp://id.wikipedia.org/wiki/1938http://id.wikipedia.org/wiki/Hadiah_Nobel_Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hadiah_Nobel_Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/1935http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_nuklirhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radioaktifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jean_Fr%C3%A9d%C3%A9ric_Joliothttp://id.wikipedia.org/wiki/1926


15/45

yang dikeluarkan dari Berilium itu berupa bagian netral (tak bermuatan) dengan massa 1

dan disebut Neutron.

Di labotarium, Irene Curie dan Jean Federic Juliot bekerja menggunakan polonium

(memproduksi dan mempersiapkannya untuk menjadi alat penelitian). Pada saat itu, dunia

sains belum mengerti benar struktur inti atom. Belum ada yang mengerti dan menemukan

neutron. Ketika Irene mengandung anak keduanya, dia mencoba memecahkan masalah

yang ditemukan oleh fisikawan Jerman Walther Bothe. Bothe telah membombardir elemen

Berilium (unsur metalik yang ringan) dengan partikel-partikel alpha polonium. Dari

Berilium keluar pancaran radiasi yang sangat kuat sehingga bisa menembus timah sampai

setebal 2 cm. Mulanya dia berpikir dia menemukan tipe baru sinar gamma.

Pasangan Juliot-Curie mengulang percobaan yang dilakukan oleh Bothe. Mereka

membombardir lilin parafin (yang kaya akan proton) dengan partikel-partikel alpha

polonium. Lilin ini mengeluarkan proton-proton dengan kecepatan sepersepuluh kecepatan

cahaya. Mereka pun mengambil kesimpulan yang salah bahwa ini sinar gamma.

Ernest Rutherford, ketika membaca artikel Joliot-Curie tidak percaya kalau itu sinar

gamma. "Sinar gamma tidak memiliki massa dan tidak dapat membuat partikel yang berat

bergerak secepat itu," komentarnya. James Chadwick yang bekerja di laboratorium

Rutherford mengulang percobaan yang sama. Tapi kali ini Chadwick mengerti apa yang

terjadi dan menemukan neutron. Rutherford terkenal sangat gencar mempromosikan anak-

anak didik dan asistennya untuk mendapatkan hadiah Nobel. Untuk penelitian yang

dilakukan Chadwick, dia berseru, "Saya ingin Jim yang mendapatkan Nobel. Tidak

berbagi dengan siapapun!" James Chadwick akhirnya dianugerahkan Nobel Fisika.

Pasangan Joliot-Curie sebenarnya telah membuktikan keberadaan neutron, tapi tidak

dapat menjelaskannya. Sayangnya kejadian ini bukan yang terakhir kalinya mereka

melewatkan kesempatan untuk mendapatkan hadiah Nobel.

Setelah neutron ditemukan, fisikawan Enrico Fermi melihat kegunaannya sebagai

alat peneliti inti atom. Neutron adalah partikel yang tidak memiliki muatan. Jika neutron

dengan kecepatan tinggi dapat menembus inti atom, ia dapat mengeluarkan proton.

Pasangan Joliot-Curie pun mengikuti jejak Fermi mempelajari inti atom dengan

memborbardir inti atom unsur-unsur yang lain dan melihat jejak-jejak partikel yang

dikeluarkan memakai Wilson cloud chamber. Hasil eksperimen-eksperimen yang mereka

lakukan memberikan petunjuk bahwa ada satu lagi partikel subatomik yang belum pernah

ditemukan sebelumnya. Partikel ini bermuatan positif, tapi beratnya sama dengan elektron(positron). Lagi-lagi Fred dan Irene menebak dengan salah partikel ini. Ketika ilmuwan


16/45

C.D. Anderson dari Amerika melakukan percobaan yang sama, dia menebak dengan benar

dan mendapatkan hadiah Nobel.

Beberapa waktu setelah itu, mereka meletakkan polonium di dekat lempengan tipis

aluminium dan mengharapkan nukleus hidrogen yang keluar. Tetapi malah neutron dan

positron yang keluar. Ketika mereka melaporkan hasil eksperimen ini di Konferensi di

Belgia pada bulan Oktober 1933, pernyataan mereka ini ditolak oleh Lise Meitner.

Meitner mengaku melakukan percobaan yang sama, tapi tidak menemukan neutron.

Banyak yang hadir lebih percaya Meitner daripada Joliot-Curie. Pasangan tersebut sempat

kecewa memang. Tapi Niels Bohr dan Wolfgang Pauli yang juga hadir memberikan

semangat kembali ke mereka berdua.

Mereka akhirnya kembali ke Paris di tahun 1934 untuk mengulang percobaan yang

sama. Pada mulanya mereka mengasumsi inti aluminum mengeluarkan neutron dan

positron pada saat yang bersamaan. Untuk mengecek hipotesa ini, Federic menarik

lempengan aluminum agak jauh dari polonium dan mengecek dengan Geiger Counter.

Neutron memang berhenti keluar, tapi dia heran ketika partikel-partikel positron masih

terdeteksi oleh Geiger Counter yang dia pegang. Dia bergegas memanggil Irene untuk

menunjukkan apa yang terjadi.

Inti aluminium telah menyerap partikel-partikel alpha dari polonium, mengeluarkan

neutron-neutron dan dalam proses tersebut, dalam waktu yang singkat, berganti jadi

fosfor. Fosfor ini fosfor buatan, jadi tidak stabil. Oleh karena itu intinya mengeluarkan

positron dan akhirnya berubah lagi menjadi elemen silikon yang stabil. Mereka berhasil

menemukan radioaktif buatan.

Tahun 1934 mereka berpendapat bahwa dimana-mana setelah menemukan suatu zat,

maka terjadi suatu zat baru yang memancarkan bagian-bagian materi setelah penembakan

itu berakhir, zat baru itu sering disebut dengan Radioaktif buatan.

Untuk hasil penelitiannya ini, pasangan Joliot-Curie dinominasikan untuk

penghargaan Nobel Fisika di tahun 1934, tapi tidak dapat. Mereka akhirnya berhasil

meraih Nobel Kimia tahun 1935 pada penelitian mereka tentang sintesa dari isotop

radioaktif.. Nobel Kimia mereka merupakan Nobel ketiga untuk keluarga Curie. Ketika

suami adik Irene, Eve, seorang diplomat bernama Henry R. Labouisse, menerima Nobel

Perdamaian atas nama UNICEF (organisasi PBB untuk anak-anak) pada tahun 1965, total

Nobel untuk keluarga Curie menjadi empat.

Sama seperti orang tuanya, Irene dan Juliot juga memutuskan untuk tidakmematenkan semua penemuannya dan mempublikasikan catatan-catatan serta tulisan-


17/45

tulisan mereka. Akan tetapi timbul masalah pada waktu muncul Nazi dan ideologinya.

Menyadari bahaya yang dapat ditimbulkan dari aplikasi reaksi berantai dalam atom,

mereka menghentikan publikasi. Pada bulan Oktober 1939, mereka mencatat prinsip-

prinsip reaktor nuklir dalam amplop tertutup dan menyimpannya di Academie des

Sciences dan tetap menjadi rahasia sampai tahun 1949.

C.

Pengembangan Konsep

Pada tahun 1938 risetnya pada aksi neutron pada unsur berat yang dapat

menghasilkan radioaktiv buatan, merupakan langkah penting dalam penemuan fisika

nuklir.

Inti berat yang ditumbuk oleh sebuah partikel dapat membelah menjadi dua inti yang

lebih ringan. Dalam reaksi inti ini, massa total produk lebih kecil dari pada massa total

reaktan. Selisih massa muncul sebagai energi. Reaksi inti ini disebut reaksi pembelahan

inti atau reaksi fisi. Hasil penelitian Irene Joliot-Curie kemudian dikembangkan oleh

empat ilmuan Jerman pada tahun 1939. Pembelahan inti pertama kali ditemukan pada

tahun 1939 oleh empat ilmuan Jerman, Otto han, Lise Meither, Fritz Strassman dan Otto

Frisch. Mereka mendapatkan bahwa suatu inti uranium membelah menjadi dua inti yang

lebih ringan. Reaksi berikut menunjukkan reaski pembelahan inti dimana U membelah

menjadi inti barium Ba dan inti Kripton Kr. Reaksi dimulai dengan U menyerap sebuah

neutron lambat , menghasilkan suatu inti gabungan U yang tidak stabil. Karena merupakan

inti yang tidak stabil, maka dengan cepat inti ini meluruh menjadi Ba dan Kr dan tiga buah

neutron, sesuai dengan reaksi berikut: n + U + + 3.


18/45

D.

Aplikasi Konsep

Radioaktif buatan adalah suatu proses untuk menimbulkan reaksi radioaktif pada

suatu elemen yang tidak memiliki sifat radioaktifitas. Boron dan alumunium yang bukan

radioaktif jika dihunani dengan partikel alpha ternyata menghasilkan isotop radioaktif.

Penemuan ini membuka kemungkinan untuk menggunakan isotop radioaktif buatan ini

untuk menelusuri perubahan kimiawi dan proses fisiologi. Aplikasi pada teori ini

kemudian berhasil. Penyerapan radioiodine oleh kelenjar tiroid dapat terdeteksi, dan

rangkaian radiophosphorus dalam bentuk phospat dapat terdeteksi pada metabolisme

makhluk hidup. Mekanisme ini kemudian terus dikembangkan dalam ilmu kesehatan dan

kedokteran modern.

Selain itu, Radiokatif mempunyai arti penting karena beberapa sebab. Pertama,

mempunyai berbagai kegunaan langsung, misalnya untuk pengobatan kanker. Kedua,

mempunyai manfaat besar dalam penyelidikan ilmiah. Radioaktif menolong kita peroleh

keterangan tentang struktur nuklir, reaktor nuklir tentu saja menyajikan cara pelepasan

energi atom secara terawasi dan perlahan. Petunjuk radioaktif digunakan dalam

penyelidikan biokimia, pencarian keterangan waktu radioaktif suatu alat penting dalam

penyelidikan geologi dan arkeologi. Tetapi makna terbesarnya karena tersingkapnya

kenyataan bahwa sejumlah besar energi tersimpan dalam atom. Dalam tempo lima puluh

tahun sejak penemuan Becquerel, ditemukan teknik untuk melepas jumlah besar energi

atom dalam saat singkat (Bom yang dijatuhkan di Hiroshima terdiri dari uranium).

Pada reaski fisi dapat terjadi reaski berantai. Reaksi berantai ini dapat tak terkendali,

sehingga menghasilkan energi yang sangat besar. Sehingga dengan reaksi fisi ini dapat

menghasilkan senjata pemusnah missal, seperti bom atom yang merupakan reactor nuklir

atau reactor atom. Selain itu pula neuton digunakan pada bidang kedokteran yaitu untuk

mengobati penyakit tumor otak.

E.Pengembangan Konsep ke Depan

Neutron dapat digunakan untuk pengobatan berbagai jenis penyakit dan kanker dan

tidak hanya pada penyakit tumor. Misalnya dapat mengobati berbagai jenis virus, dengan

cara menembakkan neutron pada tubuh seseorang yang terkena virus burung yang

sebelumnya diberi suntikan cairan unsur kimia, kemudian neutron tersebut dapat merusak

jaringan dari virus.

Sebagai contoh pada terapi Kanker dengan BNCT berikut ini terapi ideal suatu kankeradalah penghancuran sel-sel kanker tanpa merusak jaringan normal di sekitarnya.


19/45

Sebagian besar sel kanker seharusnya hancur melalui terapi dan bantuan sistem kekebalan

tubuh. Jika tidak, potensi tumor terbentuk kembali dengan sendirinya menjadi sangat

besar. Meskipun perlakuan terapi standar yang ada saat ini seperti operasi, terapi radiasi,

dan kemoterapi telah berhasil mengobati berbagai macam kanker, masih ada banyak

kegagalan teknik-teknik tersebut. Saat ini, terapi kanker yang lebih menjanjikan dan terus

dikembangkan para ilmuwan adalah metode BNCT (Boron Neutron Capture Therapy).

BNCT merupakan kombinasi metode kemoterapi dan radioterapi untuk

menghancurkan sel-sel kanker ganas. Boron (bukan logam) adalah golongan unsur utama

ke-3 dalam sistem periodik yang memiliki dua isotop yang stabil secara alami yaitu 11B

dan 10B. Keberadaan keduanya di alam cukup melimpah, yaitu sekitar 19,8 %, sehingga

sangat layak digunakan dalam proses penangkapan neutron.

Dalam BNCT, senyawa yang mengandung 10B akan terkonsentrasi di dalam sisi sel

tumor. Sel tumor ini diradiasi menggunakan neutron. Neutron selanjutnya berinteraksi

dengan 10B di dalam sel kanker untuk menghasilkan 2He4yang berenergi sangat besar dan

melepaskan inti 3Li7 dengan radiasi gamma dan energi kinetik sebesar 2,4 MeV.

Persamaan reaksinya sebagai berikut:

Partikel 3Li7 and 2He

4 berukuran sangat kecil (sekitar satu diameter sel) dan

menyebabkan kerusakan yang sangat signifikan terhadap sel yang mengandungnya.

Dengan cara ini penghancuran sel kanker dapat dilakukan tanpa menyerang jaringan sel

sehat lainnya. Targetnya hanyalah sel kanker yang telah diinjeksi dengan senyawa boron.

Perlu diketahui bahwa pada dasarnya atom boron dan neutron itu sendiri tidaklah beracun,

tetapi dengan kombinasi senyawa-senyawa lainnya mereka bisa berbahaya. Oleh karena,

itu beberapa penelitian dikembangkan untuk mengombinasikan boron dengan senyawa


20/45

yang tidak beracun dan bisa diterima tubuh dengan ramah, misal boron dikombinasikan

dengan beberapa jenis asam amino ataupun gula (glukosa dan turunannya).

Pertama-tama pasien diberikan suntikan

intervena yang berisi senyawa terboronasi yang

akan berikatan secara selektif terhadap sel tumor.

Dalam uji klinis sejauh ini neutron dibangkitkan di

dalam reaktor nuklir. Akan tetapi, partikel

pemercepat dapat juga digunakan untuk

bertumbukan dengan proton menjadi molekul target

yang terbuat dari litium maupun berilium. Neutron

akan melewati tabung neutron moderator yang

bentuk spektrum energinya cocok digunakan untuk perlakuan BNCT. Sebelum mengenai

pasien, berkas neutron diarahkan oleh kolimator. Saat melewati jaringan pasien, neutrondiperlambat oleh tumbukan dan menjadi neutron yang berenergi rendah (proses ini disebut

termalisasi). Neutron termal ini bereaksi dengan inti boron-10 membentuk boron-11 yang

tereksitasi dalam jangka waktu yang sangat singkat (10-12detik) yang akan pecah menjadi

Li-7 dan partikel alfa. Kedua partikel ini (litium dan alfa) menghasilkan spesies

terionisasi yang langsung bereaksi dengan kisaran ukuran 5-9 mikrometer (kira-kira

ketebalan 1 diameter sel).

Teknik ini dinilai menguntungkan karena terjadinya radiasi dalam rentang waktusangat singkat sehingga jaringan sel normal dapat terhindar dari radiasi. Selain itu, dengan


21/45

metodeselective targetingtidak akan berbahaya bagi sel-sel normal lainnya. Hanya sel-sel

kanker saja yang hancur akibat radiasi neutron tersebut. Metode BNCT telah diuji

terutama sebagai pengobatan alternatif untuk tumor otak ganas (glioblastoma), kanker

payudara, dan kanker leher. Meskipun sudah cukup berumur dan banyak laporan

suksesnya metode ini, terapi kanker dengan BNCT belum memasuki penggunaan klinis

secara rutin.

4. WOLFGANG PAULI (1900-1958)

A.Sejarah Hidup

Wolfgang Ernest Pauli adalah seorang fisikawan teoritis dari Austria yang

merupakan salah satu pelopor Fisika Kuantum. Ia lahir di Wina, Austria pada tanggal 25

April 1900 dan meninggal di Zrich,Switzerlandpada tanggal 15 Desember 1958 pada

umur 58 tahun. Ia adalah putra Wolfgang Yusuf dan Berta Camilla Schtz.

Pauli belajar di Dblinger-Gymnasium di Wina, lulus dengan predikat terbaik pada

tahun 1918. Hanya berselang dua bulan setelah lulus, ia menerbitkan makalah pertamanyatentang teori relativitas Albert Einstein. Kemudian ia melanjutkan studi di Ludwig-

Maximilians University di Munich, dan menerima gelar Ph.D pada bulan Juli tahun 1921

dengan disertasi mengenai teori kuantum dari molekul hidrogen terionisasi.

Pauli Sommerfeld, pembimbingnya saat meraih gelar doktor, memintanya meninjau

teori relativitas untuk Ensiklopedia Ilmu Matematika. Artikel 237 halaman itu akhirnya

dipuji oleh Einstein sendiri dan diterbitkan sebagai sebuah monografi yang menjadi

standar referensi tentang masalah sampai hari ini. Pauli diangkat menjadi dosen di

University of Hamburg pada tahun 1923, Pada tahun 1925 ia memperkenalkan prinsip
http://id.wikipedia.org/wiki/Z%C3%BCrichhttp://id.wikipedia.org/wiki/Switzerlandhttp://id.wikipedia.org/wiki/Switzerlandhttp://id.wikipedia.org/wiki/Z%C3%BCrich


22/45

pengecualian, yang segera membuat memperjelas struktur tabel periodik elemen. Sehingga

pada tahun 1945, setelah dinominasikan oleh Albert Einstein, ia menerima Penghargaan

Nobel Fisika atas kontribusinya melalui penemuan hukum alam baru, prinsip pengecualian

yang kemudian dikenal sebagai prinsip Pauli.

Pada tahun 1928 Pauli menjadi profesor fisika teoretis di Federal Institute of

Technology, Zurich. Di bawah arahannya, institusi ini menjadi pusat penelitian teori fisika

selama tahun-tahun sebelum Perang Dunia II. Pada akhir tahun 1920an ditemukan bahwa

ketika sebuah partikel beta (elektron) dipancarkan dari inti atom, umumnya ada beberapa

energi dan momentum yang hilang, ini bertentangan dengan hukum konservasi. Daripada

membiarkan hukum-hukum ini harus dibuang, Pauli mengusulkan pada tahun 1931 bahwa

energi dan momentum yang hilang terbawa dari inti oleh beberapa partikel (kemudian

dinamakan neutrino oleh Enrico Fermi) yang tidak bermuatan dan memiliki massa sedikit,

telah hilang tanpa jejak karena berinteraksi dengan materi sehingga kecil kemungkinannya

akan dapat terdeteksi. Neutrino akhirnya dapat diamati pada tahun 1956.

Pada tahun 1958, Pauli dianugerahi medali Max Planck. Pada tahun yang sama, ia

jatuh sakit akibat kanker pankreas. Ketika asisten terakhirnya, Charles Enz,

mengunjunginya di rumah sakit Rotkreuz di Zurich, Pauli bertanya: "Apakah Anda

melihat nomor kamar ini?" Ini adalah nomor 137, kata sang asisten. Secara kebetulan,

sepanjang hidupnya Pauli telah disibukkan dengan pertanyaan mengapa struktur konstan,

sebuah konstanta dasar berdimensi, memiliki nilai hampir sama dengan 1/137. Pauli

meninggal di ruangan itu pada tanggal 15 Desember 1958.

Selain penghargaan tersebut, Pauli menerima 3 penghargaan lain, yaitu Lorentz

Medal (1931), Nobel Prize in Physics (1945) dan Matteucci Medal (1956).

B.

Sejarah Penemuan Konsep

Pauli pada tahun 1924 jumlah yang diusulkan untuk memutarkan nomor elektron.

Dia adalah yang terbaik untuk dikenal Prinsip Pengecualian Pauli, diusulkan di 1925,

yang menyatakan bahwa tidak ada dua elektron dalam sebuah atom yang sama dapat

memiliki jumlah nomor empat. Kurang dari satu tahun setelah Heisenberg ini disampaikan

artikelnya pada bagian mekanik yang telah mengubah seluruh pendekatan ke topik. Pauli

mulai merasa bahwa kemajuan lebih lanjut tidak bisa dilakukan dengan teori yang ada

kemudian, dibuat dengan cepat menggunakan kemajuan Heisenberg 's ide baru dan

sebelum akhir 1925 ia spektrum hidrogen yang berasal dari teori baru.


23/45

Pada tahun 1924 juga Wolfang Pauli memperhatikan bahwa struktur seperi kulit

atom ini dapat dijelaskan menggunakan empat parameter yang menentukan tiap-tiap

keadaan energi kuantum sepanjang tiap keadaan diduduki oleh tidak lebih dari satu

elektron tunggal. Pelarangan adanya lebih dari dua elektron menduduki keadaan energi

kuantum yang sama dikenal sebagai asas pengecualian Pauli. Mekanisme fisika yang

menjelaskan parameter keempat, yang memiliki dua nilai berbeda, diberikan oleh

fisikawan Belanda Abraham Goudsmith dan George Uhlenbeck ketika mereka

mengajukan bahwa elektron, selain momentum sudut orbitnya, juga dapat memiliki

momentum sudut intrinsiknya sendiri. Ciri ini kemudian dikenal sebagai spin, yang

menjelaskan pemisahan garis spektrum yang terpantau pada spektrometer beresolusi

tinggi. Fenomena ini dikenal sebagai pemisahanstruktur halus.

Pada 1928 beliau telah dilantik sebagai Profesor dari Fisika teoretis di Institut

Teknologi Federal di Zurich dan segera membuat kemajuan luar biasa. Dia prediksi

matematis, pada 1931, undang-undang konservasi yang diperlukan adanya unsur baru

yang dia diusulkan untuk memanggil "neutron". Dia pertama yang disebutkan itu untuk

bukti teori partikel ini dalam surat yang ditulis pada 4 Desember 1930 dan pengumuman

publik datang di sebuah konferensi di Pasadena pada tanggal 16 Juni 1931.

Keberadaan dan properti dari pasal masih tidak jelas untuk Pauli. Namun ini tidak

sampai 1933 yang diterbitkan itu dia prediksi dicetak. Pada saat itu ia membuat klaim,

untuk pertama kalinya, pasal yang memiliki massa nol. Pasal yang kami tahu sekarang

sebagai neutron telah ditemukan oleh Chadwick pada 1932. Pauli's Partikel ini dinamakan

neutrino oleh Fermi tahun 1934 dan pada saat itu ia dengan benar menyatakan bahawa ia

bukan dari konstituen inti dari sebuah atom. Ia kemudian ditemukan eksperimental.

Pauli menunjukkan bahwa elektronik konfigurasi dibuat sepenuhnya dimengerti oleh

prinsip pengecualian, karena itu yang penting untuk penjelasan dari karakteristik fisik dan

kimia properti dari berbagai elemen. Di antara fenomena yang penting untuk penjelasan

yang merupakan suatu prinsip Pauli, kami menyebutkan Konduktivitas listrik dari logam

dan magnetik properti dari masalah.

Pada 1925 dan 1926 penting perkembangan lain semacam dibuat dalam jumlah teori,

yang merupakan dasar atom fisika. Revolusioner baru dan metode dikembangkan untuk

keterangan mengenai gerakan partikel.

C.

Pengembangan Konsep

Larangan Pauli
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Wolfang_Pauli&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Asas_pengecualian_Paulihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Samuel_Abraham_Goudsmit&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/George_Uhlenbeckhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektrometerhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Struktur_halus&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Struktur_halus&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Spektrometerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spinhttp://id.wikipedia.org/wiki/George_Uhlenbeckhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Samuel_Abraham_Goudsmit&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Asas_pengecualian_Paulihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Wolfang_Pauli&action=edit&redlink=1


24/45

Pertama-tama kita bahas aturan yang menghalangi semua electron dalam sebuah

atom turun menempati tingkat 1s. Aturan ini dikemukakan oleh Wolfgang Pauli pada

tahun 1925, berdasarkan studinya terhadap data transisi yang ada dan yang diperkirakan

hadir tetapi tidak muncul, dalam semua spectrum pancar atom. Secara sederhana, bunyi

asas larangan Pauli yaitu, Tidak ada 2 elektron dalam satu orbital yang mempunyai

keempat bilangan kuantum (n, l, ml, ms)yang sama.

Asas larangan Pauli merupakan aturan paling penting yang mengatur struktur atom,

dan kajian terhadap sifat-sifat atom hanya akan berhasil melalui pemahaman secara

mendalam terhadap asas ini.

Jadi, dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth, dan magnetik

yang sama dalam satu orbital, harus mempunyai spin yang berbeda. Kedua elektron

tersebut berpasangan.

Setiap orbital mampu menampung maksimum dua elektron. Untuk mengimbangi

gaya tolak-menolak di antara elektron-elektron tersebut, dua elektron dalam satu orbital

selalu berotasi dalam arah yang berlawanan.

Subkulits (1 orbital) maksimum 2 elektron

Subkulitp (3 orbital) maksimum 6 elektronSubkulit d (5 orbital) maksimum 10 elektron

Subkulitf (7 orbital) maksimum 14 elektron

Marilah kita ilustrasikn bagaimana asas Pauli bekerja dalam kasus atom helium

(Z=2). Elektronpertama dalam helium, pada keadaan dasar, memiliki himpunan bilangan

kuantum n= 1, l= 0, ml= 0, ms= atau

. Elektron kedua dapat memiliki n, l,

mlyang sama, tetapi ia tidak boleh memiliki ms yang sama, karena bila terjadi demiian,

asas larangan Pauli dilanggar. Jadi, bila electron pertama memiliki ms= , electron

kedua harus memiliki ms = .

Penjelasan di atas dapat diringkas menjadi:

2He : Elektron pertama atom helium mempunyai harga keempat bilangan kuantum

yang sama dengan hidrogen. Bilangan kuantum elektron kedua helium adalah sebagai

berikut.

1s2


25/45

n= 1 m= 0

l= 0 s = - 1/2

Sekarang, andaikan kita menyusun sebuah atom litium (Z=3). Seperti pada atom

helium kedua electron pertama akan memiliki himpunan bilangan kuantum (n, l, ml, ms) =

(1,0,0, ) dan (1,0,0,

). Menurut asas larangan Pauli, electron ketiga tidak boleh

memiliki himpunan bilangan kuantum yang sama seperti kedua electron yang pertama

tadi. Akibatnya, ia tidak dapat menempati tingkat n=1, karena hanya ada dua himpunan

bilangan kuantum berbeda yang tersedia pada tingkat n =1, sedangkan keduanya telah

digunakan. Oleh karena itu, electron ketiga harus pergi ke tingkat n =2. Pengalaman

menunjukkan bahwa tingkat berikut dari kedua tingkat n =2 (2s atau 2p) yang tersedia

adalah tingkat 2s , karena itu electron ketiga dapat memiliki himpunan bilangan kuantum

(n, l, ml, ms) = (2,0,0, ) atau (2,0,0,

).

Penjelasan di atas dapat diringkas menjadi:

3Li : Elektron pertama dan kedua dari atom litium mempunyai harga keempat

bilangan kuantum yang sama dengan elektron pertama dan elektron kedua helium.

Bilangan kuantum elektron ketiga litium adalah sebagai berikut.

n= 2 m= 0

l = 0 s= + 1/2Demikian seterusnya, sehingga satu orbital maksimal terisi dua elektron dan tidak

ada elektron dalam satu atom yang mempunyai harga keempat bilangna kuantum yangsama.

Elektron keempat, dalam kasus atom berilium (Z = 4), akan memilik nilai n, l dan ml

yang sama, tetapi ms yang berlawanan dari yang dimiliki electron ketiga. Ketika kita

mencapai atom boron, dengan Z = 5, electron kelima tidak lagi dapat menempati keadaan

2s, karena kita telah menetapkan kedua himpunan bilangan kuantum yang mungkin pada

tingkat itu; electron kelima dengan demikian pergi ke salah satu dari subtingkat 2p. Oleh

karena itu, dapatlah kita perkirakan bahwa sifat boron, dengan tambahan satu electron 2p ,akan berbeda dari sifat atom litium atau berilium, yang hanya memiliki electron 2s.
http://2.bp.blogspot.com/-DcLWbcbmkeQ/Uc_x1WZDDVI/AAAAAAAAAL0/4eI8wUksO9Q/s138/8.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-qTsVetvR5P8/Uc_vuy4mShI/AAAAAAAAALk/tCO2TAz0syk/s74/4.jpghttp://2.bp.blogspot.com/-DcLWbcbmkeQ/Uc_x1WZDDVI/AAAAAAAAAL0/4eI8wUksO9Q/s138/8.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-qTsVetvR5P8/Uc_vuy4mShI/AAAAAAAAALk/tCO2TAz0syk/s74/4.jpg


26/45

Proses penggunaan habis semua bilangan kuantum yang mungkin bagi satu tingkat,

dan kemudian menempatkan electron pada tiongkat berikutna inilah, yang menyebabkan

berbedanya berbagai sifat kimia dan fisika.

Bilangan Kuantum Spin

Bilangan kuantum spin diperlukan untuk menjelaskan efek Zeeman anomali.

Anomali ini berupa terpecahnya garis spektrum menjadi lebih banyak garis dibanding

yang diperkirakan. Jika efek Zeeman disebabkan oleh adanya medan magnet eksternal,

maka efek Zeeman anomali disebabkan oleh rotasi dari elektron pada porosnya. Rotasi

atau spin elektron menghasilkan momentum sudut intrinsik elektron. Momentum sudut

spin juga mempunyai dua orientasi yang berbeda, yaitu spin atas dan spin bawah. Tiap

orientasi spin elektron memiliki energi yang berbeda tipis sehingga terlihat sebagai garis

spektrum yang terpisah.

Garis spektra atom yang terpisah di dalam medan magnet berasal dari spin electron.

Spin elektron diwakili oleh bilangan kuantum tersendiri yang disebut bilangan

kuantum magnetik spin (atau biasa disebut spin saja). Nilai bilangan kuantum spin hanya

boleh satu dari dua nilai + atau . jika msadalah bilangan kuantum spin, komponen

momentum sudut arah sumbu-z dituliskan sebagai

Sz= ms

Dimana

Spin ke atas dinyatakan dengan


27/45

Spin ke bawah dinyatakan dengan

Teka-teki awal struktur atom mengapa tidak semua elektron jatuh ke tingkat dasar,

dijawab oleh Pauli, bahwa tiap keadaan atom (himp 3 bil kuantum n, k, m) mengandung 2elektron yg masing-masing memiliki orbit sendiri.

Atom Berelektron Banyak

Model atom mekanika kuantum dapat digunakan untuk menggambarkan struktur

atom untuk atom berelektron banyak. Posisi atau keadaan elektron di dalam atom dapat

dinyatakan menggunakan seperangkat (empat) bilangan kuantum. Misalnya, elektron

dengan bilangan kuantum n= 2, l= 1, m= 1 dan ms= menyatakan sebuah elektronpada kulit L, subkulit p, orbital 1 dengan arah spin ke bawah.

5. Werner K Heisenberg

Werner Karl Heisenberg lahir di Wrzburg, Jerman pada

tanggal5 Desember 1901 dan meninggal diMnchen,Jermanpada 1

Februari 1976 pada umur 74 tahun. Heisenberg adalah seorang ahli

teori sub-atom dari Jerman. Heisenberg merupakan pemenang

Penghargaan Nobel dalam Fisika1932.

Tahun-tahun sekolah lanjutan Werner Heisenberg terputus oleh

Perang Dunia I. Pada saat ia terpaksa meninggalkan sekolah untuk

membantu memungut hasil panen dinegeri Bayern.Sekembalinya keMnchenpascaperang

dunia I, ia bersukarela menjadi pembawa pesan untuk angkatan sosialis demokrat yang

bertempur dan mengusirpemerintahankomunis yang telah mengambil kontrol Bayern. Pada

saat itu Heisenberg terlibat dalam kelompok pemuda yang mencoba membangun kembali
http://id.wikipedia.org/wiki/W%C3%BCrzburghttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/5_Desemberhttp://id.wikipedia.org/wiki/1901http://id.wikipedia.org/wiki/M%C3%BCnchenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/1_Februarihttp://id.wikipedia.org/wiki/1_Februarihttp://id.wikipedia.org/wiki/1976http://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Penghargaan_Nobel_dalam_Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/1932http://id.wikipedia.org/wiki/Perang_Dunia_Ihttp://id.wikipedia.org/wiki/Sekolahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_Negara_Bagian_Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bayernhttp://id.wikipedia.org/wiki/M%C3%BCnchenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Peranghttp://id.wikipedia.org/wiki/Pemerintahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Komunishttp://id.wikipedia.org/wiki/Komunishttp://id.wikipedia.org/wiki/Pemerintahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Peranghttp://id.wikipedia.org/wiki/M%C3%BCnchenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bayernhttp://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_Negara_Bagian_Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sekolahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Perang_Dunia_Ihttp://id.wikipedia.org/wiki/1932http://id.wikipedia.org/wiki/Penghargaan_Nobel_dalam_Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/1976http://id.wikipedia.org/wiki/1_Februarihttp://id.wikipedia.org/wiki/1_Februarihttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/M%C3%BCnchenhttp://id.wikipedia.org/wiki/1901http://id.wikipedia.org/wiki/5_Desemberhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/W%C3%BCrzburg


28/45

masyarakat Jerman dari abu Perang Dunia I. Ia termasuk "Pramuka Baru" yang

mengharapkan kehidupan Jerman melalui pengalaman langsung kepadaalam,puisi romantik,

musik,dan pemikiran.

Heisenberg merupakan salah satu penyumbang besar ilmufisikapadaabad ke-20.Pada

tahun1920 ia memasukiUniversitas Mnchen untuk belajarmatematika.Namunguru besar

matematika tak mengizinkannya pada seminar lanjutan, maka ia berhenti. Ia kemudian

pindah ke fisika. Segera ia mengambil perhatian dalam fisika teoretis,dan segera bertemu

banyak ilmuwan yang karyanya akan mendominasi dasawarsa-dasawarsa berikutnya,

termasukNiels Henrik David Bohr,Wolfgang Ernst Pauli,Max Born,danEnrico Fermi.

Satu dari perhatian utama Heisenberga ialah menyusun masalah dalam model atom

Bohr-Rutherford. Pada tahun 1923 Ia baru saja menerima gelar P.hD nya. Pada saat itu

hampir gagal, karena ia melalaikan karya laboratoriumnya. Pada usia 22 tahun Heisenberg

menjadi profesor di Universitas Gottingen. Heisenberg menderita beberapa alergi musiman,

sehingga mengharuskannya pindah sementara dari Bayern ke pulau Haligoland. Di sana ia

memiliki waktu berpikir dan memecahkan masalah model atom. Ia merealisasikan

pembatasan model visual dan mengusulkan bekerja keras dengan data eksperimental dan

hasil matematika. Untuk melakukannya ia menerapkan sistem matematika padafisika atom,

disebutmekanika matriks.

Kontribusi terpenting Werner Heisenberg adalah teori struktur atom. Tahun 1925, ia

mulai menyumbangkan perannya dalam bidang fisika melalui mekanika kuantum dengan

memperkenalkan persamaan matematika yang disebut dengan "mekanika matriks".

Heisenberg kemudian menemukan sebuah teori "Prinsip Ketidakpastian" dalam Teori

Kuantum. Teori ini menyatakan bahwa dalam mekanika kuantum, jumlah partikel atom tidak

bisa diketahui secara pasti dan stimultan, dan selalu membentuk pasangan. Prinsip

Ketidakpastian Heisenberg ini memainkan peran penting dalam fisika abad 20,

khususnya pengembangan mekanika kuantum. Prinsip ketidakpastian berpengaruh terhadap

perkembangan filsafat modern.

Secara lebih rinci prinsip ketidakpastian Heisenberg menerangkan bahwasannya sifat

partikel dari cahaya dan sifat gelombang dari materi membawa akibat yang kurang

menyenangkan pada derajat ketelitian pengukuran. Misalkan posisi dan momentum suatu

partikel akan diukur. Untuk itu diperlukan alat yang dapat menjajagi keadaan partikel

tersebut, dan membawa informasi kepada pengamat. Alat ini dapat berupa alat peraba,

gelombang cahaya atau cara-cara tak langsung lainnya. Untuk partikel dengan ukuran yangsangat kecil, seperti misalnya elektron atau inti atom proses penjajagan harus dilakukan
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Demografi_Jerman&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Alamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Puisihttp://id.wikipedia.org/wiki/Musikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Abad_ke-20http://id.wikipedia.org/wiki/1920http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Universitas_M%C3%BCnchen&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Guru_besarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_teoretishttp://id.wikipedia.org/wiki/Ilmuwanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Dasawarsahttp://id.wikipedia.org/wiki/Niels_Henrik_David_Bohrhttp://id.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Ernst_Paulihttp://id.wikipedia.org/wiki/Max_Bornhttp://id.wikipedia.org/wiki/Enrico_Fermihttp://id.wikipedia.org/wiki/Model_atom_Bohrhttp://id.wikipedia.org/wiki/Model_atom_Bohrhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Model_atom_Rutherford&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Model_atom&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_atomhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mekanika_matriks&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mekanika_matriks&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_atomhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Model_atom&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Model_atom_Rutherford&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Model_atom_Bohrhttp://id.wikipedia.org/wiki/Model_atom_Bohrhttp://id.wikipedia.org/wiki/Enrico_Fermihttp://id.wikipedia.org/wiki/Max_Bornhttp://id.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Ernst_Paulihttp://id.wikipedia.org/wiki/Niels_Henrik_David_Bohrhttp://id.wikipedia.org/wiki/Dasawarsahttp://id.wikipedia.org/wiki/Ilmuwanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisika_teoretishttp://id.wikipedia.org/wiki/Guru_besarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Universitas_M%C3%BCnchen&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/1920http://id.wikipedia.org/wiki/Abad_ke-20http://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Musikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Puisihttp://id.wikipedia.org/wiki/Alamhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Demografi_Jerman&action=edit&redlink=1


29/45

dengan alat yang berikuran kecil juga, umumnya digunakan partikel lain atau gelombang

elektromagnetik.

Misalkan momentum suatu elektron akan diukur dengan menggunakan cahaya dengan

panjang gelombang . Informasi mengenai elektron itu diperoleh setelah salah satu foton

cahaya mengenai elektron. Tetapi karena foton juga bersifat

sebagai partikel dengan momentum h/, tumbukan antara foton

dengan elektron akan mengubah momentum elektron semula.

Berapa tepatnya perubahan ini tidak diketahui, tetapi jelas bahwa

informasi yang didapat oleh pengamat tentang momentum

elektron mengandung ketidakpastian, yang kira besarnya sama

dengan momentum foton, yaitu:

Persamaan diatas menunjukan bahwa ketidakpastian ini semakin kecil bila diperbesar.

Tetapi dilain pihak panjang gelombang cahaya yang digunakan membatasi ketelitian dalam

menentukan posisi elektron. Ingatlah bahwa daya urai suatu gelombang terbatas sampai kira-

kira sama dengan panjang gelombangnya. Jadi ketelitian penentuan posisi elektron

mempunyai harga kira-kira sama dengan,

Jadi bila notasi untuk ketidakpastian momentum elektron dan notasi untukketidakpastian posisi elektron, dari persamaan diatas dapat diperoleh;

--------dikenal dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg

Atau dapat dinyatakan, pengukuran posisi dan momentum suatu partikel secara serentak

selalu akan menghasilkan ketidakpastian yang lebih besar dan konstanta planck h.

Teori ketidakpastian yang dikembangkan Heisenberg ditentang oleh Einstein. Menurut

teori ini, semakin akurat kita menentukan posisi suatu benda, semakin tidak akurat

momentumnya (atau kecepatannya), dan sebaliknya. Jadi, kita tidak bisa menentukan letak

benda secara akurat. Dengan kata lain, benda mempunyai kemungkinan berada di mana saja.

Einstein mengatakan bahwa teori tersebut tidak masuk akal. Hingga akhir hayatnya ia

menentang Teori Ketidakpastian Heisenberg. Einstein menentang karena tidak percaya pada

Teori Ketidakpastian yang menyatakan posisi bulan tidak menentu. Einstein lebih suka

melihat bulan mengorbit secara teratur. "I like to believe that the moon is still there even if

we don't look at it", kata Einstein. Einstein juga berargumen bahwa tidak mungkin Tuhan

bermain dadu dalam mengatur alam semesta ini, "God doen't play dice".


30/45

Penentangan demi penentangan yang datang tidak membuat Heisenberg gentar. Ia pun

terus mengembangkan teorinya. Dan usahanya tidak sia-sia. Teori Heisenberg akhirnya

menjadi salah satu fondasi dari mekanika kuantum. Kini, mekanika kuantum menjadi

primadona di dalam di dalam bidang fisika. Oleh Feynman, elektrodinamika kuantum

(mekanika kuantum yang digabung denganTeori Relativitas Einstein)dijuluki "the jewel of

physics".

6. PAUL A.M DIRECPaul Adrien Maurice Dirac OM FRS lahir di Bristol,

Britania Raya, 8 Agustus 1902 dan meninggal di Tallahassee,

Amerika Serikat, 20 Oktober 1984 pada usia 82 tahun. Beliau

adalah seorang fisikawan Britania Raya yang dianugerahi

Penghargaan Nobel dalam Fisika 1933 bersama dengan Erwin

Schrdinger.

Ayah Direc berasal dari Swiss bernama Charles lahir pada

tahun 1866 di kota Monthey dekat Geneva. Charles pindah ke

Bristol Inggris, untuk menjadi guru bahasa Prancis di Akademi Teknik Merchant

Venturers. Ibunya bernama Florence Holten, lahir di Liskeard pada tahun 1878 dan

menjadi pustakawan di kota Bristol. Ayah dan Ibu Dirac menikah di Bristol pada tahun1899 dan memiliki tiga orang, dua anak laki-laki (di mana Paul adalah yang lebih muda)

dan seorang perempuan.

Setelah menyelesaikan pendidikan SMA dan sekolah teknik, Paul Dirac melanjutkan

studi di Jurusan teknik elektro Universitas Bristol pada tahun 1918. Pilihannya ini diambil

berdasarkan anjuran ayahnya yang menginginkan Paul mendapatkan pekerjaan yang baik.

Dirac menyelesaikan kuliahnya dengan baik, tetapi dia tidak mendapatkan pekerjaan yang

cocok paska berkecamuknya perang dunia pada saat itu. Keinginannya adalah pergi keUniversitas Cambridge untuk meperdalam matematika dan fisika. Dia diterima di akademi

St John Cambridge pada tahun 1921, tetapi hanya ditawarkan beasiswa yang tidak

memadai untuk menyelesaikan kuliahnya. Untungnya dia sanggup mengambil kuliah

matematika terapan di Universitas Bristol selama dua tahun tanpa harus membayar uang

kuliah dan tetap dapat tinggal di rumah.

pada tahun 1923 Direc berhasil mendapatkan beasiswa penuh di akademi St John

dan dana penelitian dari Departemen perindustrian dan sains, tetapi dana ini pun belumbisa menutupi jumlah biaya yang diperlukan untuk kuliah di Cambridge. Pada akhirnya
http://sejarahnasionaldandunia.blogspot.com/2014/10/max-planck-sang-penemu-teori-kuantum.htmlhttp://sejarahnasionaldandunia.blogspot.com/2014/10/rumusan-teori-relativitas-albert.htmlhttp://sejarahnasionaldandunia.blogspot.com/2014/10/rumusan-teori-relativitas-albert.htmlhttp://sejarahnasionaldandunia.blogspot.com/2014/10/max-planck-sang-penemu-teori-kuantum.html


31/45

Paul Dirac berhasil mewujudkan keinginannya kuliah di Akademi St John karena adanya

permintaan dari pihak universitas. Di Cambridge Paul Dirac mengerjakan semua pekerjaan

sepanjang hidupnya sejak kuliah paska sarjananya pada tahun 1923 sampai pensiun

sebagai profesor (lucasian professor) pada tahun 1969.

Direc adalah orang pertama yang mengembangkan teori medan kuantum yang

menjadi landasan bagi pengembangan seluruh teori tentang partikel subatom atau partikel

elementer. Hasil dari pekerjaan yang dilakukan oleh direc memberikan dasar bagi

pemahaman kita tentang gaya-gaya alamiah. Dia mengajukan dan menyelidiki konsep

kutub magnet tunggal (magnetic monopole) yaitu sebuah obyek yang masih belum dapat

dibuktikan keberadaannya, sebagai cara untuk memasukkan simetri yang lebih besar ke

dalam persamaan medan elektromagnetik Maxwell. Selanjutnya Paul Dirac melakukan

kuantisasi medan gravitasi dan membangun teori medan kuantum umum dengan konstrain

dinamis, yang memberikan landasan bagi terbentuknya Teori Gauge dan Teori

Superstring, sebagai kandidat Teory Of Everything, yang berkembang sekarang. Teori-

teori yang dikemukakan oleh Direc masih berpengaruh dan penting dalam perkembangan

fisika hingga saat ini, dan persamaan dan konsep yang dikemukakannya menjadi bahan

diskusi di kuliah-kuliah fisika teori di seluruh dunia.

Akhir September tahun 1925 adalah langkah awal Direc dalam menemukan teori

kuantumnya. Saat itu, R H Fowler, pembimbing risetnya, menerima salinan makalah dari

Werner Heisenberg berisi penjelasan dan pembuktian teori kuantum lama Bohr dan

Sommerfeld, yang masih mengacu pada prinsip korespondensi Bohr tetapi berubah

persamaannya sehingga teori ini mencakup secara langsung kuantitas observabel. Fowler

mengirimkan makalah Heisenberg kepada Dirac yang sedang berlibur di Bristol dan

menyuruhnya untuk mempelajari makalah itu secara teliti. Perhatian Dirac langsung

tertuju pada hubungan matematis yang aneh, pada saat itu, yang dikemukakan oleh

Heisenberg.

Beberapa pekan kemudian setelah kembali ke Cambridge, Dirac tersadar bahwa

bentuk matematika tersebut mempunyai bentuk yang sama dengan kurung poisson

(poisson Bracket) yang terdapat dalam fisika klasik dalam pembahasan tentang dinamika

klasik dari gerak partikel. Didasarkan pada pemikiran ini dengan cepat dia merumuskan

ulang teori kuantum yang didasarkan pada variabel dinamis non-komut (non-comuting

dinamical variables). Cara ini membawanya kepada formulasi mekanika kuantum yang

lebih umum dibandingkan dengan yang telah dirumuskan oleh fisikawan yang lain.


32/45

Formulasi umum tentang teori kuantum yang dikembangkan oleh Dirac

memungkinkannya untuk melangkah lebih jauh. Dengan formulasi ini, dia mampu

mengembangkan teori transformasi yang dapat menghubungkan berbagai formulasi-

formulasi yang berbeda dari teori kuantum. Teori tranformasi menunjukkan bahwa semua

formulasi tersebut pada dasarnya memiliki konsekuensi fisis yang sama, baik dalam

persamaan mekanika gelombang Schrodinger maupun mekanika matriknya Heisenberg.

Ini merupakan pencapaian yang gemilang yang membawa pada pemahaman dan kegunaan

yang lebih luas dari mekanika kuantum. Teori tranformasi ini merupakan puncak dari

pengembangan mekanika kuantum oleh Dirac karena teori ini menyatukan berbagai versi

dari mekanika kuantum, yang juga memberikan jalan bagi pengembangan mekanika

kuantum selanjutnya.

Dirac menunjukkan kemudian bahwa persamaannya ini mengandung implikasi yang

tidak diharapkan bagi suatu partikel. Persamaannya memperkirakan adanya antipartikel,

seperti positron dan antiproton yang bermuatan negatif, yaitu suatu obyek yang saat ini

sudah sangat dikenal di laboratorium fisika energi tinggi.

Positron atau anti elektron ialahantipartikel atau antimateri

dari elektron. Positron memiliki muatan listrik sebesar +1e, spin

, dan memiliki massa sama seperti elektron. Ketika positron

berenergi rendah bertumbukan dengan elektron energi rendah,

pemusnahan terjadi, yang menghasilkan foton sinar

gamma.Positron dihasilkan dari emisi peluruhan radioaktif

positron (melalui Interaksi lemah) atau dengan sepasang produksi dari foton yang

berenergi.

Menurut teori Direc, semua partikel memiliki antipartikel tertentu yang terkait

dengannya. sebagian besar dari antipartikel ini sekarang telah dibuktikan keberadaannya.

Misalnya positron sebagai antipartikel dari elektron. Positron yaitu elektron dengan

muatan positif dan tenaga negatif. Positron termasuk kedalam inti partikel. Positron dan

antiproton adalah sebagian kecil dari antipartikel yang sudah sangat dikenal, keduanya

dapat berada dalam kondisi stabil di ruang hampa, dan saat ini digunakan secara luas

dalam akselerator penumbuk partikel (collider accelerator) yang oleh fisikawan digunakan

untuk mempelajari fenomena yang terjadi dalam fisika energi tinggi.

Pada tanggal 20 oktober 1984 Paul Dirac meninggal dunia pada usia 84 tahun,

sebagai peraih hadiah nobel fisika tahun 1933 dan anggota British order of merit tahun1973. Paul Dirac merupakan fisikawan teoritis Inggris terbesar di abad ke-20. Pada tahun
http://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Antimaterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Interaksi_lemahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Interaksi_lemahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/wiki/Antimaterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Antipartikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Electron-positron-annihilation.svg


33/45

1995 perayaan besar disellenggarakan di London untuk mengenang hasil karyanya dalam

fisika. Sebuah monumen dibuat di Westminster Abbey untuk mengabadikan namanya dan

hasil karyanya, di mana di sini dia bergabung bersama sejumlah monumen yang sama

yang dibuat untuk Newton, Maxwell, Thomson, Green dan fisikawan-fisikawan besar

lainnya. Pada monumen itu disertakan pula Persamaan Dirac dalam bentuk relativistik

yang kompak.

7. GEORGE GAMOW

George Gamow lahir di Odessa, Kekaisaran Rusia

(sekarang di Ukraina. Ayahnya mengajar bahasa Rusia dan

sastra di sekolah tinggi, dan ibunya mengajar geografi dan

sejarah di sekolah untuk anak perempuan. Selain Rusia,

Gamow belajar untuk berbicara Perancis dari ibunya, dan

Jerman dari tutor. Gamow belajar fasih berbahasa Inggris

dalam beberapa tahun kuliah. Sebagian besar publikasi awal

berada di Jerman atau Rusia, namun ia kemudian beralih ke

menulis dalam bahasa Inggris untuk kedua makalah teknis dan untuk penonton awam.

Ia bersekolah di Universitas Novorossiya di Odessa (1922-1923) dan di Universitas

Leningrad (1923-1929). Gamow belajar di bawah Alexander Friedmann untuk beberapa

waktu di Leningrad, sampai kematian dini Friedmann pada tahun 1925. Dia bercita-cita

untuk melakukan tesis doktornya di bawah Friedmann, tetapi harus mengubah disertasi

penasihat. Di Universitas, Gamow berteman dengan tiga mahasiswa lain dari teori fisika,

Lev Landau, Dmitri Ivanenko, dan Matvei Bronshtein (yang kemudian ditangkap pada

tahun 1937 dan dieksekusi pada tahun 1938 oleh rezim Soviet). Keempat membentuk

kelompok yang dikenal sebagai Three Musketeers yang bertemu untuk membahas dan

menganalisis kertas terobosan pada mekanika kuantum yang diterbitkan selama tahun-

tahun.

Pada wisuda, dia bekerja pada teori kuantum di Gttingen, di mana penelitiannya ke

dalam inti atom memberikan dasar untuk doktor. Dia kemudian bekerja di Fisika Teoritis

Institute dari University of Copenhagen (1928-1931), dengan istirahat untuk bekerja

dengan Ernest Rutherford di Laboratorium Cavendish, Cambridge. Dia terus belajar inti

atom tetapi juga bekerja pada fisika bintang dengan Robert Atkinson dan FritzHoutermans.


34/45

Pada tahun 1931 Gamow terpilih sebagai anggota yang sesuai dari Akademi Ilmu

Pengetahuan Uni Soviet pada usia 28 tahun. Salah satu yang termuda dalam sejarah

organisasi ini. Selama periode 1931-1933, George Gamow bekerja di Departemen Fisika

dari Radium Institute (Leningrad) yang dipimpin oleh Vitaly Khlopin. Di bawah

bimbingan dan partisipasi langsung dari Igor Kurchatov, Lev Mysovskii dan George

Gamow, siklotron pertama di Eropa dirancang. Pada tahun 1932, George Gamow dan Lev

Mysovskii mengajukan rancangan desain untuk dipertimbangkan oleh Dewan Akademik

Radium Institute, yang disetujui itu. Siklotron tidak selesai sampai 1937.

Gamow bekerja di sejumlah instansi Soviet sebelum memutuskan untuk melarikan

diri Rusia karena meningkatnya penindasan. Pada tahun 1931, ia resmi ditolak izin untuk

menghadiri konferensi ilmiah di Italia. Juga pada tahun 1931, ia menikah dengan Lyubov

fisikawan lain di Rusia. Gamow dan istri barunya menghabiskan banyak dari dua tahun ke

depan berusaha untuk meninggalkan Uni Soviet, dengan atau tanpa izin resmi. Niels Bohr

dan teman-teman lain yang diundang Gamow untuk mengunjungi selama periode ini,

tetapi Gamow tidak bisa mendapatkan izin untuk meninggalkan.

Gamow kemudian mengklaim bahwa salah satu upaya untuk membelot dengan

istrinya yang pada tahun 1932. Usaha-usaha yang dilakukan Gamov dan istri antara lain

merencanakan mendayung 250-kilometer di Laut Hitam ke Turki, dan upaya lain dari

Murmansk ke Norwegia. Cuaca buruk menggagalkan kedua upaya, tetapi mereka tidak

diperhatikan oleh pemerintah.

Pada tahun 1933 Gamow tiba-tiba diberikan izin untuk menghadiri Konferensi

Solvay 7 pada bidang fisika di Brussels. Dia bersikeras meminta istrinya menemaninya,

bahkan mengatakan bahwa ia tidak akan pergi sendirian. Akhirnya pemerintah Soviet

menyerah dan mengeluarkan paspor bagi pasangan. Kedua menhadiri acara tersebut dan

mengatur untuk memperpanjang waktu tinggal mereka, dengan bantuan Marie Curie dan

fisikawan lain. Selama tahun kedepan, Gamow memperoleh pekerjaan sementara di Curie

Institute, University of London, dan University of Michigan.

Pada tahun 1934, Gamow dan istrinya pindah ke Amerika Serikat. Ia menjadi

profesor di George Washington University (GWU) dan merekrut fisikawan Edward Teller

dari London untuk bergabung dengannya di George Washington University. Pada tahun

1936, Gamow dan Teller menerbitkan apa yang kemudian dikenal sebagai "Gamow-Teller

Aturan seleksi" untuk peluruhan beta. Selama waktunya di Washington, Gamow juga akan

mempublikasikan karya ilmiah utama dengan Mrio Schenberg dan Ralph Alpher. Padaakhir 1930-an, kepentingan Gamow telah berpaling ke arah astrofisika dan kosmologi.


35/45

Pada tahun 1935, anak Gamow itu, Igor Gamow lahir. George Gamow menjadi

Amerika naturalisasi pada tahun 1940. Dia mempertahankan hubungan formal dengan

GWU sampai 1956. Selama Perang Dunia II, Gamow tidak bekerja secara langsung di

Proyek Manhattan memproduksi bom atom, meskipun pengetahuan tentang radioaktivitas

dan fusi nuklir. Dia terus mengajar fisika di GWU, dan berkonsultasi untuk US Navy.

Gamow tertarik dalam proses evolusi bintang dan sejarah awal Tata Surya. Pada

tahun 1945, ia ikut menulis kertas mendukung pekerjaan oleh fisikawan teoritis Jerman

Carl Friedrich von Weizscker pada pembentukan planet di tata surya awal. Gamow

menerbitkan makalah lain dalam jurnal Inggris pada tahun 1948, di mana dia

mengembangkan persamaan untuk massa dan radius galaksi primordial (yang biasanya

mengandung sekitar seratus miliar bintang, masing-masing dengan massa sebanding

dengan matahari).

Pada awal abad ke-20, bahan radioaktif diketahui memiliki karakteristik

eksponensial tingkat peluruhan atau setengah hidup. Pada saat yang sama, emisi radiasi

diketahui memiliki energi karakteristik tertentu. Tahun 1928, Gamow telah memecahkan

teori peluruhan alpha dari inti melalui tunneling, dengan bantuan matematika dari Nikolai

Kochin. Masalah ini juga diselesaikan secara independen oleh Ronald W. Gurney dan

Edward U. Condon. Gurney dan Condon tidak mencapai hasil kuantitatif yang dicapai

oleh Gamow.

Secara klasik, partikel terbatas pada inti karena kebutuhan energi yang tinggi untuk

melarikan diri potensi sumur nuklir sangat kuat. Juga secara klasik, dibutuhkan sejumlah

besar energi untuk memisahkan inti, suatu peristiwa yang tidak akan terjadi secara

spontan. Dalam mekanika kuantum, bagaimanapun, ada kemungkinan partikel dalam

dinding potensi baik dapat melarikan diri. Gamow memecahkan potensi model untuk inti

dan berasal dari prinsip-prinsip pertama hubungan antara paruh proses acara alpha -

pembusukan dan energi emisi, yang sebelumnya telah ditemukan secara empiris, dan

dikenal sebagai hukum Geiger-Nuttall . Beberapa tahun kemudian, nama faktor Gamow

atau Gamow-Sommerfeld factor diaplikasikan pada probabilitas termasuk partikel nuklir

tunneling melalui Coulomb penghalang elektrostatik dan menjalani reaksi nuklir.

Gamow menghasilkan karangan kosmogoni penting dengan muridnya Ralph Alpher,

yang diterbitkan sebagai "The Origin of Chemical Elements". Makalah ini kemudian

dikenal sebagai teori Alpher-Bethe-Gamow. Gamow memiliki nama Hans Bethe terdaftar

di artikel sebagai "H. Bethe, Cornell University, Ithaca, New York" untuk membuatpelesetan pada tiga huruf pertama dari alfabet Yunani, alpha, beta, dan gamma. Bethe,


36/45

yang juga dikenal karena rasa humor, tidak memiliki peran lain dalam karangan --, tapi

setuju untuk penambahan namanya.

Karangan Alpher-Bethe-Gamow berpengaruh dalam menguraikan bagaimana

tingkat hidrogen dan helium di alam semesta dapat dijelaskan dengan reaksi yang terjadi

selama "Big Bang". Ini memberikan dukungan teoritis untuk teori Big Bang, meskipun

tidak menjelaskan kehadiran elemen yang lebih berat daripada helium (ini kemudian

dijelaskan oleh Fred Hoyle). Tulisan ini sangat bergantung pada kecakapan matematika

dari Ralph A.

Pada 1 April 1948, Alpher dan rekannya di Laboratorium Fisika Terapan Universitas

Johns Hopkins, Robert Herman, menerbitkan prediksi bahwa efek dari big bang akan

didinginkan setelah milyaran tahun, mengisi alam semesta dengan radiasi 5 derajat di atas

nol mutlak . Selama tiga tahun minimal Gamow menentang validitas CMB dan

konseptualisasi menurut R. Alpher.

Astronom optik dan radioastronomers awal tidak tertarik untuk mencurahkan waktu

untuk deteksi radiasi latar belakang ini pada akhir 1940-an dan 1950-an. Banyak faktor

yang mungkin mempengaruhi ini - kurangnya minat dalam apa yang telah menjadi cabang

filsafat (kosmologi) dan ketidakmatangan pengamatan microwave dengan radiotelescopes.

Akibatnya, prediksi Alpher dan Herman dalam mendukung big bang tidak dibuktikan

hingga tahun 1964, ketika Arno Penzias dan Robert Wilson membuat penemuan disengaja,

yang mereka dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1978. Karya

mereka menetapkan bahwa radiasi latar belakang alam semesta adalah 2,7 derajat di atas

nol mutlak, hanya 2,3 derajat lebih rendah dari prediksi 1948. Sejarawan sains

berpendapat bahwa 2,7 radiasi Kelvin telah diamati beberapa kali, tetapi diberhentikan

karena kurangnya konteks interpretatif (yaitu kosmologi) atau keraguan tentang sinyal

untuk rasio kebisingan dari radio awal pengukuran astronomi. Dua hadiah Nobel dalam

fisika dibuat untuk pekerjaan yang berhubungan dengan pengamatan yang akurat dari

CMB, pada tahun 2006, John C. Mather dan George Smoot dari data yang dikumpulkan

oleh NASA Cosmic Microwave Background Explorer (COBE), diluncurkan pada tahun

1989 dengan kehadiran Alpher dan Herman.

Gamow bekerja di George Washington University dari tahun 1934 sampai 1954,

ketika ia menjadi profesor tamu di University of California, Berkeley. Pada tahun 1956, ia

pindah ke Universitas Colorado Boulder, di mana dia tetap untuk sisa karirnya. Pada tahun

1956, Gamow menjadi salah satu anggota pendiri Fisik Ilmu Komite Studi (PSSC), yangkemudian direformasi mengajar fisika SMA di tahun-tahun setelah Sputnik. Juga pada


37/45

tahun 1956, ia menceraikan istri pertamanya. Gamow kemudian menikah Barbara Perkins

(editor untuk salah satu penerbit) pada tahun 1958.

Pada tahun 1959, Gamow, Hans Bethe, dan Victor Weisskopf publik mendukung

masuknya kembali Frank Oppenheimer dalam fisika mengajar kuliah di Universitas

Colorado. Pada tahun 1961 pada bukunya atom dan yang Nucleus, Gamow mengusulkan

gagasan mewakili sistem periodik unsur-unsur kimia sebagai rekaman kontinu, dengan

unsur-unsur dalam urutan nomor atom bulat dalam heliks tiga dimensi yang berdiameter

meningkat bertahap (sesuai dengan baris panjang tabel periodik konvensional). Gamow

melanjutkan mengajar di University of Colorado Boulder, dan terfokus pada semakin

menulis buku dan buku-buku tentang ilmu pengetahuan bagi masyarakat umum. Setelah

beberapa bulan kesehatan yang buruk, operasi pada sistem peredaran darah, diabetes dan

masalah hati nya, Gamow sedang sekarat karena gagal hati.Pada tanggal 19 Agustus 1968,

Gamow meninggal pada usia 64 di Boulder, Colorado, dan dikuburkan di situ di Green

Mountain Cemetery. Menara departemen fisika di University of Colorado di Boulder

diberi nama baginya.

8. LOUIS EUGENE FELIX NEEL

Louis Eugne Flix Nel adalah seorang fisikawan Perancis

yang lahir di Lyon pada 22 November 1904 dan meninggal pada 17

November 2000. Ia belajar di Lyce du Parc di Lyon dan diterima di

cole Normale Suprieure di Paris. Ia memperoleh gelar Doctor of

Science di University of Strasbourg. Dr Neel menikah pada tahun

1931 untuk Helene Hourticq. Mereka memiliki dua anak perempuan

dan seorang putra.

Dia (dengan astrofisikawan Swedia Hannes Alfven) memperoleh hadiah Nobel

untuk Fisika pada tahun 1970 untuk studi rintisannya dari sifat magnetik dari padatan.

Kontribusinya untuk fisika keadaan padat telah menemukan berbagai aplikasi yang

berguna, khususnya dalam pengembangan peningkatan unit memori komputer. Sekitar

tahun 1930 ia menyarankan bahwa bentuk baru perilaku magnetik mungkin ada yang

disebut antiferromagnetisme sebagai lawan ferromagnetism yang telah menyebabkanaplikasi penting dalam fisika keadaan padat fundamental. Di atas suhu tertentu (suhu Nel)


38/45

perilaku ini berhenti. Pada tahun 1947 Nel menunjukkan bahwa bahan-bahan juga bisa

menunjukkan ferrimagnetisme. Nel juga telah memberikan penjelasan tentang magnet

lemah batuan tertent

Makalah Periode Fisika Modern

Documents

Transcript of Makalah Periode Fisika Modern