Atom adalah konstituen dasar materi yang tak terbagi-bagi. Dalam mencoba memahami struktur atom, banyak ilmuwan telah memberikan teori dan model atom, salah satunya adalah teori atom Thomson. Namun, apa sebenarnya yang membatalkan model atom Thomson? Percobaan apa yang membuktikan ketidakakuratannya?
Dari atas: simbolisasi atom menurut model Thomson (image credit: Unknown)
Mengenal Model Atom Thomson
Sebelum we jump into experiments yang membuktikan ketidakakuratan model ini, mari kita kenali dulu model atom Thomson.
Dikemukakan oleh Sir Joseph John Thomson pada tahun 1897, Model Atom Thomson menyatakan bahwa atom adalah suatu bola bermuatan positif di mana elektron tersebar. Ia menggambarkan atom seperti “pudding plum” atau “roti kismis,” di mana electron adalah “kismis” yang tertanam dalam “adonan” bermuatan positif. Dalam model ini, jumlah muatan positif dan negatif dalam atom seimbang, sehingga atom secara keseluruhan bersifat netral.
Peran Geiger dan Marsden: Percobaan Emas Foil
Percobaan yang membuktikan bahwa model atom Thomson tidak tepat adalah percobaan yang dilakukan oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden. Dijalankan di bawah arahan Ernest Rutherford pada tahun 1909, percobaan ini dikenal sebagai percobaan “Emas Foil” atau percobaan Rutherford.
Percobaan ini dilakukan dengan menembak selembar foil emas tipis dengan partikel alfa (helium bermuatan positif). Menurut model atom Thomson, partikel alpha seharusnya melintas langsung melalui foil emas dengan sedikit penyimpangan sudut. Namun, hasil percobaan menunjukkan bahwa sementara kebanyakan partikel alfa melalui foli, beberapa dipantulkan dengan sudut yang besar, dan beberapa bahkan memantul kembali ke sumbernya.
Diagram Percobaan Emas Foil (image credit: Unknown)
Dari Percobaan Emas Foil kepada Model Atom Rutherford
Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa model atom Thomson tidak dapat menjelaskan fenomena ini. Hasil percobaan ini kemudian membawa kita ke model atom yang baru: Model Atom Rutherford.
Rutherford menyimpulkan bahwa sebagian besar ruang di dalam atom kosong, dan hampir seluruh massa atom terkonsentrasi di dalam suatu inti kecil. Di dalam inti atom terdapat proton dengan muatan positif dan neutron dengan muatan netral, sementara elektron bergerak mengelilingi inti ini.
Demikianlah cara percobaan membentuk ilmu pengetahuan. Percobaan emas foil Geiger dan Marsden membuktikan ketidakakuratan dari model atom Thomson dan membuka jalan bagi pengembangan model atom Rutherford. Ini menunjukkan bagaimana pengetahuan kita tentang dunia terus berkembang dan disesuaikan berdasarkan bukti-bukti baru yang kita peroleh melalui percobaan. Inilah keindahan dari ilmu pengetahuan.
Referensi:
- Thomson, J.J. (1897). Cathode Rays. Philosophical Magazine. 44: 293.
- Rutherford, E. (1911). The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom. Philosophical Magazine. 21 (125): 669–688.