Biografi ERNEST RUTHERFORD

ERNEST RUTHERFORD ( BAPAK NUKLIR) 

OLEH : 

RANI RAMADHAN (A1C317072) 

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA 

JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM 

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN 

UNIVERSITAS JAMBI 

2018 

A. BIODATA dan BIOGRAFI ERNEST RUTHERFORD 

Lahir : 30 Agustus 1871 Brightwater, Selandia Baru 

Meninggal : 19 Oktober 1937 Cambridge, Cambridgeshire, Inggris 

Kebangsaan : Inggris 

Bidang : Fisika 

Pendidikan : Universitas Canterbury Universitas Cambridge 

Pembimbing akademik : J.J. Thomson 

Dikenal atas : Bapak Fisika Nuklir, Model Rutherford, Pembelahan atom, Penemu Proton 

Penghargaan : Rumford Medal (1905), Nobel Kimia (1908), Elliott Cresson Medal (1910), Matteucci Medal (1913), Copley Medal (1922), Franklin Medal (1924). 

Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson adalah seorang fisikawan kelahiran Selandia Baru berkebangsaan Inggris yang bekerja sama dengan JJ. Thomson meneliti atom diUniversitas Cambridge. Rutherford berhasil menangkap adanya nukleus di dalam atom. Dengan dukungan dari Frederick Soody, ia mengemukakan bahwa radioaktivitas berasal dari peluruhan atom-atom. Ia adalah orang pertama yang berhasil melakukan pembelahan atom di dalam laboratorium. Atas penelitiannya pada berbagai tipe radiasi, ia dinobatkan sebagai peraih hadiah Nobel Kimia pada tahun 1908. Ia kemudian dikenal sebagai bapak fisika nuklir. Encyclopædia Britannica menganggap dia pencoba terbesar sejak Michael Faraday. 

Ernest Rutherford lahir pada 30 Agustus 1871, fisikawan dan peraih Hadiah Nobel bidang Kimia 1908, di Brightwater, Nelson, Selandia Baru. Keluarga Rutherford adalah imigran dari Skotlandia yang pindah ke Selandia Baru sebelum ia lahir. Ia adalah anak kedua dari 12 bersaudara, keluarga petani. Ayahnya James Rutherford, Skotlandia tukang roda, beremigrasi ke Selandia Baru dengan Ernest kakek dan seluruh keluarga pada tahun 1842. Ibunya, née Martha Thompson, adalah seorang guru sekolah Inggris. 

Pada tahun 1900 ia menikah dengan Mary Georgina Newton (1876-1945); mereka punya satu putri, Eileen Mary (1901-1930), yang menikah dengan Ralph Fowler. Rutherford wafat di Cambridge pada 19 Oktober 1937. Abunya dikuburkan di tengah gereja Westminster Abbey, di sebelah barat makam Sir Isaac Newton dan di samping Lord Kelvin. 

B. PENDIDIKAN DAN KARIR ERNEST RUTHERFORD 

Rutherford belajar di Havelock School dan kemudian Nelson Collage dan memenangkan beasiswa untuk belajar di Cantebury Collage, Universitas di Selandia Baru, di sana ia menjadi presiden dari debating society. Setelah mendapatkan gelar BA, MA, dan BSc dan melakukan penelitian dua tahun di garis depan teknologi listrik, pada tahun 1895 Rutherford melakukan perjalanan ke Inggris untuk studi pascasarjana di Laboratorium Cavendish, Universitas Cambridge (1895-1898). Selama penyelidikan radioaktivits ia menciptakan istilah alpha dan beta pada 1899 untuk menggambarkan dua jenis radiasi yang dipancarkan oleh thorium dan uranium. Sinar ini dibedakan berdasarkan daya tembus. 

Pada tahun 1898 Rutherford ditunjuk untuk kepala bidang fisika di McGill Universitas di Montreal, Kanada, dan mendapatkan penghargaan Nobel pada Bidang Kimia pada tahun 1908.  Pada tahun 1900 ia memperoleh DSc dari Universitas New Zealand, dan 1900-1903 ia bergabung di McGill dengan Frederick Soddy (Nobel Kimia, 1921) dan mereka bekerja sama penelitian dalam transmutasi dari unsur-unsur. Rutherford telah menunjukkan bahwa radioaktivitas adalah disintegrasi spontan atom. 

Rutherford menerima pendidikan dasarnya di sekolah pemerintah dan pada usia 16 tahun ia masuk Nelson Collegiate School. Pada 1889 ia memenangkan beasiswa masuk University of New Zealand di Wellington. Ia meraih dua gelar master sekaligus, ilmu matematika dan fisika pada 1893. Ia kembali mendapatkan beasiswa untuk belajar di Cambridge University di Inggris. Di sini, ia melakukan riset di laboratorium dibawah bimbingan J.J. Thomson, yang menjadi awal karier fisika atomnya. Rutherford dikenal atas sumbangannya dalam fisika atom. Ia yang mempopulerkan istilah sinar alfa, beta dan gamma, proton dan neutron. Ia menjadi tempat berguru para pendekar fisika seperti Neils Bohr, James Chadwick, dan Robert Oppenheimer. 

Pada 1901 hingga 1902 ia bekerja dengan Frederick Soddy untuk membuktikan bahwa atom-atom dari sebuah unsur radioaktif akan secara spontan berubah, dengan pengeluaran sepotong atom pada kecepatan tinggi. Banyak saintis pada masa itu mencemooh gagasan itu sebagai alkimia. Mereka tetap percaya bahwa atom tidak dapat dibagi atau diubah. Pada 1909 Rutherford mulai percobaan yang mengubah wajah fisika. Ia menemukan inti atom dan membangun model atom yang mirip dengan sistem tata surya. Seperti planet, elektron-elektron mengorbit sebuah pusat, inti seperti matahari. Penerimaan model ini berkembang setelah dimodifikasi dengan teori kuantum dari Neils Bohr. Untuk menghargai penelitiannya mengenai radiasi dan inti atom, Rutherford mendapatkan Hadiah Nobel bidang Kimia pada 1908. Ia diberi gelar bangsawan pada 1914, Baron Rutherford of Nelson yang pertama. Rutherford, yang berkewarganegaraan Inggris, dikenal juga atas Bapak fisika nuklir, Model Rutherford, Pembelahan atom, dan Penemu Proton. 

Pada tahun 1903, Rutherford menyadari bahwa jenis radiasi dari radium ditemukan (tapi tidak disebutkan) oleh kimiawan Perancis Paul Vilard pada tahun 1900, yang sifatnya berbeda dari sinar alfa dan sinar beta, karena mempunyai daya tembus yang sangat jauh lebih besar. Rutherford menamakannya sebagai sinar gamma. 

Dalam karya awal ia menemukan konsep radioaktif paruh, membuktikan bahwa radioaktivitas melibatkan transmutasi satu unsur kimia yang lain, dan juga dibedakan dan dinamai alpha dan radiasi beta. Pekerjaan ini dilakukan di McGill University di Kanada. Ini adalah dasar untuk Hadiah Nobel dalam Kimia ia dianugerahi pada tahun 1908 "untuk investigasinya ke disintegrasi unsur-unsur, dan kimia zat radioaktif". 

C. PENEMUAN ERNEST RUTHERFORD 

Pada tahun 1907 Rutherford belajar  fisika di Universitas Manchester. Disana bersama dengan Hans Geiger dan Ernest Marsden, dia melaksanakan percobaan pada tahun 1909, yang menunjukkan sifat nuklir atom. Percobaan tersebut adalah interpretasi dari percobaan ini yang membawanya untuk merumuskan model atom Rutherford pada tahun 1911 yang menyatakan bahwa terdapat partikel bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom yang disebut elektron. Pada tahun 1919 ia menjadi orang pertama untuk mengubah satu unsur menjadi unsur lain, yakni nitrogen menjadi oksigen melalui reaksi nuklir 14 N + α → 17 O + p. 

Dia mendapatkan gelar bangsawan pada tahun 1914. Pada 1916 ia dianugerahi Medali Hector Memorial. Pada tahun 1919 ia kembali ke Cavendish sebagai Direktur. Pada tahun 1931 mendapatkan  Baron Rutherford of Nelson, dari Cambridge di daerah Cambridge, gelar yang menghilang setelah kematian tak terduga di rumah sakit setelah operasi hernia umbilikalis (1937). 

Ernest Rutherford menemukan inti atom pada tahun 1910. Dia mengirimkan berkas partikel alpha terhadap foil emas dan mengamati cara partikel yang dibelokkan oleh atom emas. Dari hasil itu, ia menyimpulkan bahwa semua muatan positif dan hampir semua massa atom terkonsentrasi di satu area kecil, yang disebut inti, dan sisanya dari atom sebagian besar ruang kosong. Dalam model atom planet Rutherford, elektron bergerak melalui ruang kosong di sekitar inti positif kecil seperti planet yang mengorbit matahari. 

Setelah kematiannya, ia dihormati dengan dikebumikan di Westminter Abbey bersama dengan J.J. Thomson dan Sir Isaac Newton (ilmuwan terbesar dari Britania Raya). Unsur kimia Rutherfordium (unsur 104) diberi nama seeprti namanya pada tahun 1997. 

D. Model Atom Rutherford 

Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geiger dan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih. 

Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut: 

1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan 

2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisan atom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif. 

3. Partikel tersebut merupakan partikel yang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan. 

Model atom Rutherford 

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak. 

E. Percobaan Rutherford 

Percobaan Sinar Alfa Rutherford 

Untuk meneliti atom yang tidak bisa dilihat di bawah mikroskop, Ernest Rutherford merancang penelitian khusus untuk menyelidiki struktur atom. Dia menggunakan model percobaan yang baru saja ditemukan pada waktu itu, percobaan sinar alfa. Rutherford menembakkan partikel sinar alfa (setara atom helium) ke sebuah lempengan besi tipis. Nah, di sekeliling lempengan besi itu ada layar flouresens untuk menangkap elektron yang terlontar. 

Percobaan Sinar Alfa Rutherford 

Hasil Percobaan Sinar Alfa Rutherford 

Dari hasil percobaan sinar alfa diketahui bahwa hampir semua sinar alfa bisa menembus lempeng besi. Hanya satu dari 8000 atom helium yang mental dan berubah dari jalurya. Rutherford kemudian menyimpulkan ada muatan positif dengan ukuran besar di tengah-tengah atom. Karena muatannya sama-sama positif, ketika partikel sinar alfa mendekati muatan positif dalam atom, maka partikel sinar alfa menerima gaya tolak sehingga terpental. Kalau atom itu benar seperti model atom Thompson, maka seharusnya ada lebih banyak partikel sinar alfa yang mental dan berubah arah. 

Percobaan sinar alfa Rutherford 

Percobaan sinar alfa Rutherford : Sinar alfa yang bermuatan positif terpental jauh ketika menuju ke pusat atom. Sedangkan pada daerah lain, jalur partikel alfa hampir tidak berubah. Kesimpulannya ada partikel besar bermuatan positif di tengah-tengah atom. 

Dengan penelitian yang lebih lanjut, model atom Rutherford pun disempurnakan. Inti atom diketahui dengan pasti susunannya. Ada muatan positif yang dinamakan proton, dan juga partikel bermuatan netral yang dinamakan neutron. Sedangkan ide tentang elektron tidak berubah, elektron tetap digambarkan mengelilingi inti atom menurut orbit. 

F. KELEIBIHAN DAN KEKURANGAN MODEL RUTHERFORD 

Kelebihan Model Atom Rutherford 

• Mudah dipahami untuk menjelaskan struktur atom yang rumit 

• dapat menjelaskan bentuk lintasan elektron yang mengelilingi inti atom 

• Dapat menggambarkan gerak elektron disekitar inti 

Kekurangan Model Atom Rutherford 

• Model atom rutherford ini belum mampu menjelaskan dimana letak elektron dan cara rotasinya terhadap ini atom. 

• Elektron memancarkan energi ketika bergerak, sehingga energi atom menjadi tidak stabil. 

• Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H). 

• Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengelilingi inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama-kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti.