Elektron Proton Neutron
-
Upload
kidintadan -
Category
Documents
-
view
1.290 -
download
3
Transcript of Elektron Proton Neutron
PERBEDAAN YANG TELAH DIPERSATUKAN
Oleh: Kintan Limiansih / 091424054
Perbedaan merupakan sebuah permulaan terjadinya sesuatu. Terjadinya masalah, atau
terjadinya keharmonisan sekalipun, dapat disebabkan adanya perbedaan. Perbedaan akan
sangat indah jika digunakan sebagai alat pembentuk harmonisasi, misalnya sepasang
kekasih akan mengalami hubungan yang menarik bila keduanya berbeda namun memiliki
cinta yang mampu mengatasi perbedaan itu. Di dunia ini, tidak ada suatu benda atau suatu
hal yang sama, baik secara fisik maupun non-fisik, sedikit banyak semuanya memiliki
perbedaan. Benda kecilpun, yaitu atom, tidaklah sama satu dengan yang lainnya, bahkan
untuk atom yang sejenis. Demikian pula dengan elektron, proton, dan neutron, ketiga
bagian dari atom ini merupakan tiga partikel yang sangat terbedakan. Namun perbedaan
dari ketiganya inilah yang merupakan permulaan dari segala macam teori, perkembangan
ilmu, dan kemanfaatan bagi manusia. Perbedaan elektron, proton, dan neutron dapat dilihat
dari berbagai sudut pandang, antara lain perbedaan massa, muatan, penemu, waktu
ditemukannya, bahkan gejala saat ditemukannya.
ELEKTRON
Elektron, merupakan partikel subatomik yang menarik dan memiliki lika-luku perjalanan
yang unik pada proses penemuan keberadaan dan ‘jati diri’ nya. Elektron sering dikenal
dengan partikel bermuatan negatif dengan massa 9,1.10-31 kg. Identitas elektron ini dapat
mudah sekali dimengerti dan dibayangkan oleh manusia, namun proses
pengidentifikasiannya tak semudah membayangkannya. Konsep muatan listrik yang tak
dapat dibagi-bagi lagi adalah teori untuk menjelaskan sifat-sifat kimiawi atom oleh filsuf
Richard Laming pada tahun 1838 merupakan awal pemikiran adanya partikel bermuatan di
atom (http://id.wikipedia.org/wiki/Elektron). Muatan listrik yang tak dapat dibagi-bagi lagi
dinamakan ‘ELEKTRON’ oleh fisikawan Irlandia, George Johnstone Stoney pada tahun 1894
(Arabatzis, 2006: hlmn 70-71). Istilah ‘elektron’ berasal dari kata electric dengan akhiran on
yang berarti partikel subatomik, sehingga jadilah elektron. Namun pada masa itu, belum
dikenal identitas elektron secara lebih spesifik, hanya dikenal adanya muatan yang tak bisa
di bagi-bagi lagi. Beberapa ahli telah berusaha memikirkan elektron, namun belum dapat
menyimpulkan bagaimana dan apa elektron. Walaupun identitas elektron belum terkuak,
penemuan lain seperti penemuan tabung sinar katoda telah diusahakan oleh ilmuan, selain
itu Hertz juga telah berusaha melakukan identifikasi muatan negatif dengan tabung sinar
katoda, namun belum berhasil (Thomson, 1906: hlmn. 1 dan 2).
Elektron secara khusus ditemukan oleh J.J Thomson pada tahun 1897 dan dengan
penemuannya ini, Thomson berhasil meraih nobel pada tahun 1906. Lecture nobel Thomson
dibuat bertanggalkan 11 Desember 1906 (Thomson, 1906). J.J. Thomson dalam Nobel
Lecture- nya menceritakan proses bagaimana investigasinya sehingga dia dapat membuat
kesimpulan tentang muatan negatif yang memiliki massa sangat kecil dibandingkan atom
setiap unsur yang dikenal. Namun yang menjadi menarik, dalam Nobel Lecture- nya,
Thomson tidak menggunakan istilah ‘ELEKTRON’ , padahal istilah tersebut telah terlebih
dahulu ada sebelum ia menyelidiki muatan negatif.
J.J. Thomson menemukan adanya muatan negatif sekaligus mengidentifikasikannya
dengan cara melakukan eksperimen dengan sinar katoda (Chambriddge Physics: Cathode
rays). Eksperimen dengan sinar katoda yang dilakukan Thomson menggunakan tabung sinar
katoda yang telah ditemukan oleh Sir William Crookes (Thomson, 1906: hlmn. 1). Dalam
eksperimennya, Thomson mampu membelokkan sinar katoda dalam medan listrik yang
dihasilkan oleh sepasang plat logam. Rangkaian eksperimen Thomson yang di peroleh dari
beberapa referensi adalah:
Tabung sinar katoda yang didalamnya terdapat sepasang plat logam dialiri dengan listrik
bertegangan tinggi. Saat listrik teralir, pada tabung nampak cahaya hijau cerah. Cahaya
tersebut mengalir dari plat yang dialiri listrik negatif, atau mengalir dari katoda. Untuk
membuktikan bahwa cahaya hijau ini mengalir dari katoda, Thomson memasang
penghalang tipis yang ditempatkan di antara katoda dan dinding tabung, hasilnya
cahaya hijau tak memanjang ke ujung tabung.Karena cahaya berasal dari katoda, maka
Thomson berkesimpulan bahwa cahaya atau sinar tersebut bermuatan negatif.
Selanjutnya Thomson kembali berfikir dan memikirkan pendapaf fisikawan Inggris dan
Jerman yang menyatakan bahwa sinar yang bergerak dari katoda memiliki kecepatan
tinggi dan saat bergerak dapat dibelokkan saat melewati medan magnet
(Thomson,1906:hlmn.1). Sebuah sinar yang bermuatan dan bergerak dengan kecepatan
v yang melewati medan magnet akan mengalami gaya Lorentz sehingga akan
dibelokkan.
Gaya Lorentz (FL) = q.V.B
q = muatan, V= kecepatan, dan B= medan magnet.Arah gaya Lorentz tegak lurus dengan
arah kecepatan muatan.
Selain terletak di dalam medan magnet, sinar yang adalah muatan negatif itu berada
dalam medan listrik(E) dan mengalami gaya Coulomb.
Gaya Coulomb (FC) = Eq
Dalam percobaan Thomson, medan magnet dan medan listrik diatur sedemikian rupa
sehingga saling berlawanan dan seimbang, sehingga:
Itulah cara Thomson menemukan kecepatan sinar katoda. Dari persamaan diatas
Thomson memperoleh bahwa kecepatan sinar atau muatan negatif adalah hasil bagi
antara medan listrik dibagi dengan medan magnet. Hasil yang di dapat Thomson dari
hasil eksperimennya adalah kecepatan sinar katoda sekitar 1/3 kali kecepatan cahaya
atau sebesar 60.000mil/s (Thomson, 1906:3).
Eksperimen yang dilakukan Thomson telah dapat ditemukan kecepatan sinar katoda
atau kecepatan muatan negatif, namun sampai saat itu, dia belum menemukan besar
muatan negatif.
Penyelidikan Thomson pada muatan negatif berlanjut pada pencarian nilai e/m. Hal yang
menarik disini adalah Thomson telah menggunakan simbol e untuk menyatakan muatan
negatif. Pemikiran Thomson mengarah pada pencarian nilai e/m karena dia ingin melakukan
penyelidikan dengan hanya memandang konsep medan listrik dan gaya listrik (Thomson,
1906:3). Dasar untuk mencari nila e/m adalah prinsip mekanika, karena berdasarkan
pertimbangan gerak peluru. Menurut Thomson (dalam Nobel Lecturenya), peluru yang jatuh
dari ketinggian h persamaannya:
Peluru mengalami pengaruh percepatan gravitasi (g). Dalam kasus sinar katoda,
percepatan yang berpengaruh adalah percepatan medan listrik.
dengan m= massa muatan
Waktu yang diperlukan untuk benda bergerak dengan kecepatan v sejauh s adalah .
Untuk sinar katoda, s adalah panjang lintasan sinar dan v adalah kecepatan sinar katoda,
maka:
h di sini adalah perpindahan sinar di dinding tabung (pembelokan), nilainya dapat diukur
langsung.
Nilai e/m yang dilakukan Thomson dengan metode ini menghasilkan nilai 1,7.107 dengan
satuan cgs (Thomson,1906:4). Nilai e/m yang dihasilkan tetap sama untuk semua jenis gas
dalam tabung sinar katoda dan berapapun pembelokan sinar katodanya. Pada percobaan
ahli sebelumnya telah ditemukan nilai e/m dari ato Hidrogen yang ternyata hasilnya hanya
104 satuan cgs. Nilai e/m sinar katoda ternyata jauh lebih besar, sehingga pengukuran e/m
oleh Thomson ini menumbangkan pendapat bahwa atom adalah partikel terkecil, karena
dengan nilai e/m sinar katoda yang besar, maka dimungkinkan bahwa massa sinar katoda
atau massa muatan negatif sangatlah kecil, hanya atom Hidrogen. Namun kecilnya
massa muatan negatif belum dapat dibuktikan, sehingga sekali lagi Thomson melakukan
penyelidikan.
Usaha Thomson untuk membuktikan bahwa muatan negatif atau sinar katoda memiliki
massa yang sangat kecil dilakukan dengan pencarian nilai muatan atau e. Pencarian muatan
(e) berdasarkan pada penemuan CTR Wilson, bahwa sebuah partikel bermuatan bertindak
sebagai inti bulat yang menggembun dan berbentuk tetes air. Muatan listrik negatif lebih
mudah mengembun membentuk tetes air daripada muatan positif (Thomson,1906:6). Dalam
Nobel Lecturenya, Thomson menggunakan pendapat Sir Stokes yang menyatakan bahwa v
(kecepatan) setetes air hujan yang jatuh adalah:
a=jari-jari tetes air, g= percepatan grafitasi, dan µ=koefisien viskositas
Nilaikecepatan tetes air adalah 1,28.106 a2
Sehingga Thomson menyimpulkan bahwa dengan mengukur v, maka jari-jari tetes air dapat
ditentukan, dengan begitu volume tetes air dapat diketahui dan jumlah partikel dapat
diketahui pula. Jika diketahui jumlah partikel yang ada, maka dapat diketahui sekaligus
jumlah muatan tiap partikel. Tetes air menurut Wilson bermuatan negatif, sehingga akan
tertarik oleh muatan positif. Tertariknya muatan negatif ke muatan positif ini menyebabkan
tetes air memiliki kemampuan untuk tak jatuh (tak menetes). Tertariknya muatan negatif
oleh muatan positif karena ada gaya tarik-menarik antar muatan atau Gaya Coulomb. Saat
setimbang maka:
nilai E dan W dapat mudah diukur, sehingga nilai e dapat diketahui. Inilah cara Thomson
menemukan nilai muatan negatif (e). Hasil penemuannya adalah e=3.10-10 elektrostatis unit,
sehingga massa muatan negatif adalah sebesar m=6.10-28 gram (Thomson,1906:9). Sehingga
terbukti bahwa massa muatan negatif sangat kecil, jauh lebih kecil dari atom Hidrogen.
Sampai dengan ditemukannya massa, nilai muatan, dan jenis muatan, Thomson tak
memberikan nama pada muatan negatif yang ia temukan pada percobaan sinar katoda.
Thomson menggunakan simbol e sebagai simbol muatan namun tak menggunakan nama
elektron sebagai nama muatan tersebut. Nama ELEKTRON diusulkan untuk menjadi nama
muatan negatif temuan Thomson ini oleh fisikawan Irlandia George F. Fitzgerald
(Leicester,1971:hlm. 221).
Perhitungan nilai muatan dan massa elektron terus dikembangkan oleh para ahli, salah
satunya adalah Robert Andrews Millikan yang mengukur elektron dengan metode tetes
minyak (http://www.chem.latech.edu/~upali/chem281/281GRCc1.pdf, hlmn.1).
Proses penemuan dan penentuan Elektron memerlukan pemikiran yang kompleks
dengan beberapa prinsip dan oleh beberapa tokoh. Dibutuhkan beberapa ilmu fisika seperti
listrik, magnet, mekanika,dan fluida untuk mengidentifikasikan massa dan muatannya,
sedangkan dibutuhkan 2 tokoh untuk menyebut muatan negatif itu dengan nama ‘elektron’
dan tentunya dibutuhkan beberapa pendapat dan penemuan ahli fisika lain untuk
menemukan ‘jati diri’ ELEKTRON.
PROTON
Penemuan partikel sub atomik atom tak berhenti sampai dengan ditemukannya
elektron, bahkan ahli-ahli fisika malah menjadi semakin terusik dengan keberadaan elektron
yang telah teridentifikasi. Pada tahun 1900 telah ditemukan 2 kesimpulan besar tentang
atom yaitu atom memiliki elektron yang bermuatan negatif dan muatan sebuah atom
adalah netral, sehingga dapat diramalkan bahwa di dalam atom harus terdapat satu jenis
muatan yang bermuatan positif sehingga atom secara keseluruhan bermuatan netral
(Djukarna,2007 dalam ATOM, MOLEKUL DAN IONS). Dari pendapat Djukarna itulah
ditunjukkan pemikiran para ahli fisika yang ada pada masa itu. Keberadaan muatan positif
telah diramalkan ada, namun belum dipastikan keberadaannya sehingga menjadi perhatian
berikutnya untuk diteliti.
Keberadaan muatan positif bahkan telah diramalkan ada sebelum elektron
diidentifikasikan, namun setelah tabung sinar katoda ditemukan. Keberadaan muatan positif
juga sama dengan nasib elektron pada awalnya, belum diberi nama proton, belum diketahui
massa dan muatannya. Pada tahun 1886, Eguene Goldstein melakukan percobaan dengan
sinar katoda dan menemukan fakta bahwa bila katoda tidak diberi lubang, ternyata gas yang
ada di belakang katoda tetap gelap, namun saat katoda berlubang maka gas di belakang
katoda menjadi pijar, hal ini menunjukkan adanya sinar yang berasal dari anoda
(Wahyudi,2010). Sinar yang berasal dari anoda berarti bermuatan positif.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa sinar terusan merupakan radiasi partikel (dapat
memutar kincir) yang bermuatan positif (dalam medan listrik dibelokkan ke kutub negatif).
Partikel sinar terusan ternyata bergantung pada jenis gas dalam tabung. Artinya, jika gas
dalam tabung diganti, ternyata dihasilkan partikel sinar terusan dengan ukuran yang
berbeda. Partikel sinar terusan terkecil diperoleh dari gas hidrogen. (Sudarli,2011).
Keberadaan dan identifikasi muatan positif dilanjutkan oleh Rutherford dan kawannya
yang secara tak sengaja menemukan muatan positif di atom. Menurut (Beiser,1987:120), J.J
Thomson menemukan elektron, kemudian menyimpulkan bahwa atom berbentuk bulat
pejal bermuatan positif dan elektron bertebaran di atasnya. Teori ini bertahan selama 13
tahun hingga percobaan pembuktian model atom kue dilakukan. Pada tahun 1911, Geiger
dan Marsden atas usulan Ernest Rutherford melakukan percobaan penembakan atom
dengan partikel alfa, tujuan percobaan ini adalah untuk membuktikan teori atom Thomson.
Rutherford berpendapat bahwa bila atom berbentuk bulat pejal dan bermuatan positif
dengan elektron bertebaran di atasnya, maka bila sinar alfa ditembakkan akan dipantulkan
kembali karena sinar alfa bermuatan positif sehingga ditolak oleh atom muatan positif
(Djukarna,2007). Atau saat melewati bagian elektron, sinar alfa akan diteruskan menembus
emas secara lurus.
Rangkaian eksperimen Geiger, Marsden,dan Rutherford adalah (Beiser,1987:121):
Pemancar sinar alfa diletakkan dibelakang layar timbal yang mempunyai lubang
kecil sehingga menghasilkan berkas partikel alfa yang tajam.
Berkas sinar diarahkan ke selaput emas tipis.
Detektor ditempatkan pada sisi sebelah emas, sehingga dapat menangkap sinar
alfa.
Hasil percobaan Rutherford ternyata sinar alfa tidak seluruhnya diteruskan lurus menembus
emas atau berbalik arah secara lurus, namun sinar alfa dihamburkan ke atas, ke bawah,
kembali, dengan lintasan yang tidak lurus atau dengan pembelokan-pembelokan. Menurut
Beiser (1987:122) partikel alfa lebih berat dari elektron (sekitar 7000 kali massa elektron)
dan sinar alfa yang digunakan dalam eksperimen memiliki kecepatan yang tinggi, sehingga
terdapat tenaga yang kuat yang dimiliki sinar alfa. Namun ternyata tenaga yang kuat itu
dapat dihadapi oleh ‘sesuatu’ yang ada di atom sehingga sinar alfa terhambur. Fakta
tersebut mengarahkan Rutherford untuk berpendapat bahwa atom memiliki inti di tengah
yang bermuatan positif, yang merupakan tempat terkonsentrasinya hampir seluruh massa
atom. Saat sinar alfa mendekati inti, maka akan mengalami medan listrik yang kuat dan
mempunyai peluang besar untuk dihamburkan dengan sudut yang besar. Elektron sangat
ringan, jika dibandingkan dengan inti sehingga keberadaannya hampir tidak mempengaruhi
gerak partikel. Sehingga kesimpulan pertama yang didapat mengenai muatan positif adalah
letaknya di tengah atom dan memiliki massa yang besar.
Muatan positif telah ditemukan posisinya di atom melalui eksperimen hamburan
Rutherford, namun belum dapat diketahui massa dari muatan positif ini.
Not until 1919 did Rutherford finally identify the particles of the nucleus as discrete positive
charges of matter. Using alpha particles as bullets, Rutherford knocked hydrogen nuclei out
of atoms of six elements: boron, fluorine, sodium, aluminum, phosphorus, an nitrogen. He
named them protons, from the Greek for 'first', for they consisted of the first identified
building blocks of the nuclei of all elements. He found the protons mass at 1,836 times as
great as the mass of the electron (Walker,2004:sumber
http://www.nobeliefs.com/atom.htm).
Penyelidikan Rutherford berlanjut dengan menembakkan patikel alfa ke inti hidrogen dari
atom dari 6 elemen, yaitu boron, fluorine, sodium, aluminum, phosphorus, dan sebuah
nitrogen. Untuk pertama kalinya Rutherford menggunakan istilah ‘PROTON’ untuk
menamakan muatan positif pada inti atom. Tanpa ada kejelasan cara perhitungan, massa
proton yang Rutherford temukan adalah 1.836 kali massa elektron, atau sekitar 1,6726231 ×
10-27 kg.
Identifikasi Rutherford tentang inti atom yang merupakan proton yang bermuatan
positif yang terletak ditengah atom, seolah-olah membawa pencerahan baru dalam dunia
partikel sub atomik. Kesimpulan sementara yang sangat logis dan baik adalah jelas bahwa
atom yang bersifat netral memiliki elektron yang bermuatan negatif (-1) dan memiliki
proton yang merupakan muatan positif (+1) (sumber:
http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/add_aqa_pre_2011/atomic/
atomstrucrev1.shtml. Namun, apakah kesimpulan itu telah benar? Para ilmuan
mendapatkan jawabannya sekitar 12 tahun kemudian.
NEUTRON
Partikel subatomik elektron dan proton telah ditemukan, namun perkembangan
penemuan tak sampai disitu, para ahli melanjutkan meneliti keberadaan partikel subatomik
berikutnya karena menemukan keanehan terjadi. Kesimpulan logis yang seolah-olah telah
benar akhirnya diragukan ketika keanehan muncul.
...to fix some disparity found between the atomic number of an atom and its atomic
mass (for the atomic number is defined by the number of protons, where the atomic mass,
which measures the mass of the nucleus, was generally higher).
sumber: The Discovery of the Neutron: James Chadwick's Remarkable Experiment |
Suite101.com http://suite101.com/article/the-discovery-of-the-neutron-
a46060#ixzz1xjLgwmeb
Keanehannya terletak pada antara nomor atom dan massa atom suatu atom. Nomor atom
diperoleh dari jumlah proton, namun ketika massa atom diperoleh dari perhitungan massa
inti, hasilnya lebih tinggi. Dengan kata lain, sebagian besar massa atom terkonsentrasi di
inti, selain itu, inti juga merupakan muatan positif. Sehingga massa inti seharusnya
merupakan massa proton yang merupakan inti itu sendiri. Inti dengan dua kali jumlah
proton seharusnya memiliki massa dua kalinya pula. Namun keadaan itu tidak terbukti
benar massa inti tidak hanya 2 kalinya, dapat lebih tinggi dari itu. Keanehan inilah yang
menjadi masalah yang dipikirkan oleh ahli pada massa itu.
Pada tahun 1932, James Chadwick berhasil menemukan neutron beserta sifat-sifatnya.
Sebelum James Chadwick menemukan neutron, gagasan tentang partikel yang netral telah
dinyatakan oleh beberapa ahli, misalnya Nernst, Bragg, dan Rutherford namun belum secara
spesifik membuktikan keberadaannya (Chadwick,1935:1). Menurut Chadwick (1935) pada
tahun 1920, Rutherford menyatakan bahwa partikel netral dapat dibentuk dari hubungan
proton dan elektron yang saling berikatan sehingga muatannya netral dan massanya hampir
sama dengan atom Hidrogen, namun tak ada bukti eksperimen yang mendukung
pendapatnya.
Investigasi keberadaan partikel netral dilanjutkan oleh Chadwick dengan pertimbangan-
pertimbangan eksperimen yang dilakukan beberapa ahli. Eksperimen Mme dan M.Joliot-
Curie tentang radiasi berilium merupakan eksperimen yang hebat menurut Chadwick yang
merupakan dasar dari penemuannya tentang muatan netral (Chadwick,1935:2).
Keistimewaan dari radiasi berilium yang dipertimbangkan Chadwick adalah radiasi berilium
dapat menghasilkan partikel. Chadwick mengandaikan jika radiasi terdiri dari partikel
dengan massa M dan bergerak dengan kecepatan maksimum V, maka kecepatan maksimum
partikel di atom Hidrogen adalah:
sedangkan kecepatan maksimum di atom Nitrogen adalah:
maka
nilai Up dan UN dapat dicari dari hasil eksperimen. Dari eksperimen, Chadwick mampu
menghitung Up=3,7.109 cm/s dan UN=4,7.108 cm/s maka nilai M=0,9. Dengan hasil itu, maka
Chadwick menyimpulkan bahwa radiasi berilium dapat mengeluarkan partikel yang
bermassa sama dengan massa proton.
Kemudian Chadwick mencoba melakukan eksperimen lanjutan untuuk mengetahui sifat
partikel yang dipancarkan radiasi berilium, yang massanya hampir sama dengan massa
proton tersebut. Chadwick mencoba melewatkan partikel dari radiasi berilium tersebut ke
logam dengan ketebalan 10-20 cm. Selain itu, Chadwick juga melewatkan proton dengan
kecepatan yang sama dengan partikel hasil radiasi berilium ke logam yang tipis, namun
hasilnya proton terhenti saat tebal logam 0,25 mm. Sedangkan partikel hasil radiasi berilium
dapat menembus logam hingga ketebalan 20 cm. dari hasil eksperimen itu, terlihat bahwa
proton dan partikel hasil radiasi berilium memiliki massa yang hampir sama, kecepatan
sama, namun daya tembusnya jauh berbeda. Hal ini terjadi hanya jika partikel tersebut
memiliki muatan yang sangat kecil, jauh lebih kecil dari proton, atau bahkan tak bermuatan.
Jadi dari hasil beberapa pemikiran dan eksperimen dapat disimpulkan bahwa partikel hasil
radiasi berilium adalah berupa partikel bermassa sama dengan proton (1 sma) dan
muatannya 0 (netral) atau disebut neutron (Chadwick,1935:4).
Ditemukannya neutron telah menjawab keanehan yang muncul tentang massa inti yang
lebih besar dari massa proton. Suatu atom yang massa intinya lebih besar dari massa
protonnya berarti karna memiliki neutron di intinya. Atom-atom dari unsur yang memiliki
nomor atom sama namun memiliki massa atom berbeda ini disebut ‘isotop’. Sedangkan,
kombinasi antara proton dan neutron sebagai anggota inti ini oleh Chadwick disebut sebagai
‘NUKLEON’ (Walker,2004:sumber http://www.nobeliefs.com/atom.htm).
Lengkap sudah komposisi atom dengan bagian-bagian subatomiknya, namun lengkap
disini jika dipandang dari kelogisan muatan dan jawaban atas keanehan yang terjadi.
Kelengkapan struktur atom ini hanya bersifat sementara selama ahli-ahli belum menemukan
partikel yang mungkin memenuhi syarat sebagai bagian dari atom.
Serangkaian proses identifikasi dan pencarian ‘jati diri’ tentang elektron, proton, dan
neutron telah berhasil memberikan keterangan seputar ketiga partikel subatomik tersebut
dan terlihat jelas bahwa elektron, proton, dan neutron adalah ketiga partikel yang sangat
BERBEDA. Jika dilihat dari waktu penemuannya (publikasi resmi oleh penemu) elektron
ditemukan pertama (1897), kemudian proton (1919), dan disusul neutron (1932), dari situ
dapat dilihat bahwa dibutuhkan waktu kurang lebih 35 tahun untuk menemukan ketiganya.
Kemudian, bila dilihat dari penemunya berbagai ahli fisika terlibat dalam proses penemuan
elektron, proton, dan neutron, namun sedikit tokoh yang berhasil mengidentifikasikan dan
mempublikasikannya. Gejala penemuannya pun berbeda-beda, sesuai dengan sifat masing-
masing partikel. Elektron diidentifiikasikan secara lengkap oleh J.J. Thomson dengan
eksperimen sinar katoda, proton diidentifikasikan oleh Rutherford dengan eksperimen
hamburan sinar alfa, dan neutron ditemukan oleh James Chadwick dengan radiasi
beriliumnya. Gejala yang berbeda untuk jejak keberadaannya membuktikan bahwa elektron,
proton, dan neutron merupakan partikel subatomik yang tak sama. Ketidaksamaan antara
elektron, proton, dan neutron juga terlihat dari massa dan muatannya. Elektron adalah yang
terkecil (massanya paling ringan) diantara ketiganya, sedangkan proton dan neutron
memiliki massa hampir sama (namun tak sama). Muatan ketiganya sungguh berbeda,
bahkan saling berlawanan. Elektron bermuatan negatif, proton bermuatan positif,
sedangkan netron tak bermuatan atau netral.
Perbedaan yang dimiliki antara elektron, proton, dan neutron tak menghalangi
ketiganya membentuk harmonisasi untuk tersusunya sebuah atom. Proton yang berada di
inti dan elektron yang di luar inti, mereka memiliki muatan yang berlawanan, namun
elektron tak tertarik ke inti. Fakta lain, inti atom terdiri atas proton-proton dan neutron,
proton bermuatan positif, secara logika keduanya akan mengalami gaya tolak-menolak,
namun kenyataannya inti tidak terpisah-pisah, setiap atom hanya terdapat satu inti.
Perbedaan-perbedaan yang ada ini telah diikat oleh sebuah ENERGI. Menurut Niels Bohr
pada tahun 1912 (Walker,2004:sumber http://www.nobeliefs.com/atom.htm) elektron tak
tertarik ke inti karena elektron menempati jarak tertentu dan pada tingkat energi tertentu
dari inti atom, selain itu, saat elektron berpindah ke jarak yang lebih dekat dengan inti (atau
berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah) maka elektron akan mengeluarkan tenaga,
begitu pula sebaliknya. Demikian pula dengan proton-proton di inti, keduanya bermuatan
sejenis namun tak menyatu, juga tak berpisah jauh, hal ini juga disebabkan adanya TENAGA
IKAT INTI (Santoso, 2012). Menurut Santoso (2012) inti terikat paling kuat saat nomor massa
dari atom adalah 60. Adanya tenaga ikat inti dapat dibuktikan dengan dihasilkannya energi
saat inti dibelah (fisi) dan inti digabung (fusi).
Kisah elektron, proton, dan neutron menunjukkan bahwa perbedaan dapat
dipersatukan (bukan disamakan) dengan energi sehingga dapat menciptakan harmonisasi
yang terwujud dalam sebuat atom. Berawal dari perbedaan, terbentuklah atom yang
merupakan benda yang ada dimanapun manusia berada dan penyusun dari segala benda.
Sehingga secara logika, karena atom terbentuk dari perbedaan yang telah dipersatukan,
maka segala benda yang ada dunia ini terbentuk pula dari perbedaan yang telah
dipersatukan itu. Proses penemuan elektron, proton, dan neutron yang sungguh kompleks
menunjukkan bahwa kehidupan manusia yang dijalani sekarang juga jauh lebih kompleks
permasalahannya, namun ketika ada energi yang mengikat, semuanya menjadi indah dan
nyata.
Perbedaan yang dipersatukan dengan sebuah energi merupakan permulaan
terbentuknya gejala benda dan gejala peristiwa di dunia ini . Dipersatukan bukan berarti diubah menjadi sama atau seragam, namun dengan perbedaan
yang ada dihadirkan secara bersama.
DAFTAR PUSTAKA
Arabatzis, Theodore. 2006. Representing Electrons: A Biographical Approach To Theoretical Entities. University of Chicago Press diakses di http://books.google.co.id/books?id=rZHT- pLmAC&pg=PA70&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false pada 12 Juni 2012 pukul 5.42 WIB.
BBC . 2011. Atomic Structure. diakses di http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/add_aqa_pre_2011/atomic/
atomstrucrev1.shtml pada 12 Juni 2012 pukul 18.22 WIB
Beiser,Arthur. 1987. Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.
Chadwick, James. 1935. The neutron and its properties ( Nobel Lecture) . diakses di http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1935/chadwick-lecture.pdf pada 7 Juni 2012 pukul 06.18 WIB
Chambriddge Physics. Cathode rays. diakses di http://www-outreach.phy.cam.ac.uk/camphy/electron/electron2_1.htm pada 08 Juni 2012 pukul 7.43 WIB
Djukarna. 2007 . ATOM, MOLEKUL DAN IONS. diakses di http://kimtek.brinkster.net/kimia_teknik/bab%202.htm pada 12 Juni 2012 pukul 10.25 WIB
Leicester,Henry Marshall .1971. The Historical Background of Chemistry. diakses di http://books.google.co.id/books?
id=aJZVQnqcwv4C&pg=PA221&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false pada 12 Juni 2012 pukul 21.55 WIB
McPhee, Isacc.M. 2008. The Discovery of the Neutron: James Chadwick's Remarkable Experiment diakses di http://suite101.com/article/the-discovery-of-the-neutron-a46060#ixzz1xjLgwmeb pada 12 Juni 2012 pukul 20.27 WIB
nn. Decrptive Inorganic Chemistry. diakses di http://www.chem.latech.edu/~upali/chem281/281GRCc1.pdf pada 08 Juni 2012 pukul 08.10 WIB
Thomson, J.J. 1906. Carriers of negative electricity (Nobel Lecture) . diakses di http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1906/thomson-lecture.pdf pada 07 Juni 2012 pukul 5.52 WIB.
Santoso, Edi. 2012. FISIKA INTI (ppt: materi kuliah). Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma
(tak diterbitkan).
Sudarli,Rihartadi.2011. Penemuan Proton.
http://rihartadi.blogspot.com/2011/03/percobaan-percobaan-yang-membuktikan.html
pada 13 Juni 2012 pukul 01.31 WIB
Wahyudi, Udin Reski. 2010. Partikel Penyusun Atom. diakses di http://udin-
reskiwahyudi.blogspot.com/2011/10/struktur-atom-berdasar-inti.html pada 13 Juni
2012 pukul 01.25 WIB
Walker, Jim. 2004. ATOMS (A short history of the knowledge of the atom) . diakses di http://www.nobeliefs.com/atom.htm pada 12 Juni 2012 pukul 14.45 WIB
Wikipedia. Elektron.diakses di http://id.wikipedia.org/wiki/Elektron pada 7 Juni 2012 pukul 05.43 WIB