Pada awal abad ke-20, pengetahuan manusia tentang atom mengalami perkembangan pesat dan menjadi landasan bagi fisika modern. Salah satu tokoh penting yang berperan dalam perkembangan ini adalah Ernest Rutherford. Melalui eksperimennya yang terkenal, ia berhasil mengungkapkan hal penting mengenai struktur atom, khususnya mengenai muatan positif. Artikel ini akan membahas apa yang mendorong Rutherford untuk menyimpulkan adanya muatan positif dalam atom.
Eksperimen Rutherford
Eksperimen Rutherford, yang juga dikenal sebagai eksperimen hamburan sinar alfa, dilakukan pada tahun 1911. Eksperimen ini menggunakan sinar alfa yang berasal dari radioaktif polonium. Sinar alfa merupakan partikel bermuatan positif yang diarahkan pada lapisan tipis emas. Di balik lapisan tipis tersebut, terdapat lapisan layar seng sulfida yang akan memancarkan cahaya jika terkena sinar alfa.
Rutherford dan timnya mengamati distribusi cahaya pada lapisan tersebut untuk memahami bagaimana partikel bermuatan positif ini berinteraksi dengan atom. Dalam eksperimen ini, terdapat dua fenomena yang menarik perhatian Rutherford.
- Sebagian besar sinar alfa melewati lapisan emas tanpa mengalami penyimpangan yang signifikan, menyiratkan bahwa sebagian besar bagian dalam atom kosong.
- Beberapa sinar alfa mengalami penyimpangan yang sangat signifikan hingga 180 derajat, menunjukkan bahwa mereka berinteraksi dengan sesuatu yang kecil dan bermuatan positif dalam atom.
Pentingnya Eksperimen Rutherford
Eksperimen hamburan sinar alfa ini sangat penting karena menghasilkan bukti kuat bahwa atom memiliki struktur khusus, yaitu inti atom yang bermuatan positif. Sebelum eksperimen Rutherford, ilmuwan percaya pada model atom “plum pudding” yang diajukan oleh J.J. Thomson, di mana muatan positif dan negatif didistribusikan merata dalam seluruh volume atom.
Namun, kesimpulan yang didapat dari eksperimen Rutherford tidak sesuai dengan model atom tersebut. Penyimpangan yang signifikan yang dialami beberapa sinar alfa menunjukkan bahwa muatan positif terkonsentrasi di inti atom. Rutherford mengusulkan model baru yang disebut model atom inti yang menyatakan bahwa sebagian besar massa dan seluruh muatan positif atom terkonsentrasi di suatu bagian yang sangat kecil di pusat atom, yang disebut inti atom. Elektron bermuatan negatif mengorbit inti ini dalam dua dimensi.
Kesimpulan
Rutherford menyimpulkan bahwa muatan positif atom terkonsentrasi di inti atom karena observasi percobaan hamburan sinar alfa, di mana sinar alfa yang diarahkan pada lapisan tipis emas mengalami interaksi yang beragam. Ini membawa kita pada pemahaman yang lebih baik tentang struktur atom dan menjadi landasan bagi penjelasan teoritis tentang ikatan kimia dan spektrum atom. Hampir semua ilmu pengetahuan modern mengambil inspirasi dari penelitian eksperimental dan teoritis yang dilakukan oleh Rutherford dan para ilmuwan sezamannya.