Elektron
Penemuan elektron
Fisikawan
Jerman Johann Wilhelm Hittorf melakukan kajian mengenai konduktivitas listrik dalam gas. Pada tahun 1869, ia menemukan sebuah pancaran yang
dipancarkan dari katode yang ukurannya meningkat seiring dengan
menurunnya tekanan gas. Pada tahun 1876, fisikawan Jerman Eugen
Goldstein menunjukkan bahwa sinar pancaran ini menghasilkan bayangnya,
dan ia menamakannya sinar katode. Semasa tahun 1870-an, kimiawan dan
fisikawan Inggris William Crookes mengembangkan tabung katode pertama
yang vakum. Ia kemudian menunjukkan sinar berpendar yang tampak di dalam
tabung tersebut membawa energi dan bergerak dari katode ke anode.
Lebih jauh lagi, menggunakan medan magnetik, ia dapat membelokkan sinar
tersebut dan mendemonstrasikan bahwa berkas ini berperilaku seolah-olah
ia bermuatan negatif.
Pada tahun 1879, ia mengajukan bahwa sifat-sifat ini dapat dijelaskan
menggunakan apa yang ia istilahkan sebagai 'materi radian' (radiant matter).
Ia mengajukan ini adalah keadaan materi keempat, yang terdiri dari
molekul-molekul bermuatan negatif yang diproyeksikan dengan kecepatan
tinggi dari katode.
Fisikawan Britania kelahiran Jerman Arthur Schuster memperluas eksperimen Crookes
dengan memasang dua pelat logam secara paralel terhadap sinar katode
dan memberikan potensial listrik
antara dua pelat tersebut. Medan ini kemudian membelokkan sinar menuju
pelat bermuatan positif, memberikan bukti lebih jauh bahwa sinar ini
mengandung muatan negatif. Dengan mengukur besar pembelokan sinar sesuai
dengan arus listrik yang diberikan, pada tahun 1890, Schuster berhasil
memperkirakan rasio massa terhadap muatan
komponen-komponen sinar. Namun, perhitungan ini menghasilkan nilai yang
seribu kali lebih besar daripada yang diperkirakan, sehingga
perhitungan ini tidak dipercayai pada saat itu.
Pada tahun 1896, fisikawan Britania J. J. Thomson, bersama dengan koleganya John S. Townsend dan H. A. Wilson,
melakukan eksperimen yang mengindikasikan bahwa sinar katode
benar-benar merupakan partikel baru dan bukanlah gelombang, atom,
ataupun molekul seperti yang dipercayai sebelumnya. Thomson membuat
perkiraan yang cukup baik dalam menentukan muatan e dan massa m, serta menemukan bahwa partikel sinar katode, yang ia sebut "corpuscles"
mungkin bermassa seperseribu massa ion terkecil yang pernah diketahui (hidrogen). Ia menunjukkan bahwa nisbah massa terhadap muatan, e/m,
tidak tergantung pada material katode. Ia lebih jauh lagi menunjukkan
bahwa partikel bermuatan negatif yang dihasilkan oleh bahan-bahan
radioaktif, bahan-bahan yang dipanaskan, atau bahan-bahan yang berpendar
bersifat universal. Nama elektron kemudian diajukan untuk menamakan
partikel ini oleh fisikawan Irlandia George F. Fitzgerald, dan
seterusnya mendapatkan penerimaan yang universal.
Manakala
sedang mengkaji mineral fluoresens pada tahun 1896, fisikawan Perancis
Henri Becquerel menemukan bahwa mineral tersebut memancarkan radiasi
tanpa terpapar sumber energi eksternal. Bahan radioaktif ini menarik
perhatian banyak ilmuwan, meliputi ilmuwan Selandia Baru Ernest
Rutherford yang menemukan bahwa partikel ini memancarkan partikel. Ia
melabeli partikel ini partikel alfa dan partikel beta berdasarkan
kemampuannya menembus materi. Pada tahun 1900, Becquerel menunjukkan
bahwa emisi sinar beta oleh radium
dapat dibelokkan oleh medan listrik, dan rasio massa terhadap muatannya
adalah sama dengan rasio massa terhadap muatan sinar katode. Bukti ini
menguatkan pandangan bahwa elektron merupakan komponen atom.
Muatan elektron kemudian diukur lebih saksama lagi oleh fisikawan Amerika Robert Millikan dalam Percobaan tetesan minyak
pada tahun 1909. Hasil percobaan ini dipublikasikan pada tahun 1911.
Percobaan ini menggunakan medan listrik untuk mencegah tetesan minyak
bermuatan jatuh sebagai akibat dari gravitasi. Peralatan yang digunakan
dalam percobaan ini dapat mengukur muatan listrik dari 1–150 ion dengan batas kesalahan
kurang dari 0,3%. Percobaan yang mirip dengan percobaan Millikan
sebelumnya telah dilakukan oleh Thomson, menggunakan tetesan awan air
bermuatan yang dihasilkan dari elektrolisis, dan oleh Abram Ioffe
pada tahun 1911, yang secara independen mendapatkan hasil yang sama
dengan Millikan menggunakan mikropartikel logam bermuatan. Ia
mempublikasikan hasil percobaannya pada tahun 1913.
Namun, tetesan minyak lebih stabil daripada tetesan air karena laju
penguapan minyak yang lebih lambat, sehingga lebih cocok digunakan untuk
percobaan dalam periode waktu yang lama.
Sekitar
permulaan abad ke-20, ditemukan bahwa di bawah kondisi
tertentu, partikel bermuatan yang bergerak cepat dapat menyebabkan
kondensasi uap air yang lewat jenuh di sepanjang lintasan partikel
tersebut. pada tahun 1911, Charles Wilson menggunakan prinsip ini untuk
membangun bilik kabut, mengijikan pelacakan partikel-partikel bermuatan
seperti elektron yang bergerak cepat untuk difoto.
Terima kasih telah membaca artikel mengenai Sejarah Penemuan Elektron, semoga apa yang saya bagikan ini bermanfaat buat anda, jika ingin melihat artikel lainnya silahkan masukkan kata kunci LingkaranDunia Akostader/http://amirakostader.blogspot.co.id/
0 Comments