Sabtu, 19 Januari 2013
Niels Bohr (1885-1962)
Teori struktur atom
mempunyai seorang bapak. Dia itu Niels Henrik David Bohr yang lahir tahun 1885
di Kopenhagen. Di tahun 1911 dia raih gelar doktor fisika dari Universitas
Copenhagen. Tak lama sesudah itu dia pergi ke Cambridge, Inggris. Di situ dia
belajar di bawah asuhan J.J. Thompson, ilmuwan kenamaan yang menemukan
elektron. Hanya dalam beberapa bulan sesudah itu Bohr pindah lagi ke
Manchester, belajar pada Ernest Rutherford yang beberapa tahun sebelumnya
menemukan nucleus (bagian inti) atom. Adalah Rutherford ini yang menegaskan
(berbeda dengan pendapat-pendapat sebelumnya) bahwa atom umumnya kosong, dengan
bagian pokok yang berat pada tengahnya dan elektron di bagian luarnya. Tak lama
sesudah itu Bohr segera mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta radikal
tentang struktur atom.
Kertas kerja Bohr yang
bagaikan membuai sejarah "On the Constitution of Atoms and
Molecules," diterbitkan dalam Philosophical Magazine tahun 1933.
Teori Bohr
memperkenalkan atom sebagai sejenis miniatur planit mengitari matahari, dengan
elektron-elektron mengelilingi orbitnya sekitar bagian pokok, tetapi dengan
perbedaan yang sangat penting: bilamana hukum-hukum fisika klasik mengatakan
tentang perputaran orbit dalam segala ukuran, Bohr membuktikan bahwa
elektron-elektron dalam sebuah atom hanya dapat berputar dalam orbitnya dalam
ukuran spesifik tertentu. Atau dalam kalimat rumusan lain: elektron-elektron
yang mengitari bagian pokok berada pada tingkat energi (kulit) tertentu tanpa
menyerap atau memancarkan energi. Elektron dapat berpindah dari lapisan dalam
ke lapisan luar jika menyerap energi. Sebaliknya, elektron akan berpindah dari
lapisan luar ke lapisan lebih dalam dengan memancarkan energi.
Teori Bohr
memperkenalkan perbedaan radikal dengan gagasan teori klasik fisika. Beberapa
ilmuwan yang penuh imajinasi (seperti Einstein) segera bergegas memuji kertas
kerja Bohr sebagai suatu "masterpiece," suatu kerja besar; meski
begitu, banyak ilmuwan lainnya pada mulanya menganggap sepi kebenaran teori
baru ini. Percobaan yang paling kritis adalah kemampuan teori Bohr menjelaskan
spektrum dari hydrogen atom. Telah lama diketahui bahwa gas hydrogen jika
dipanaskan pada tingkat kepanasan tinggi, akan mengeluarkan cahaya. Tetapi,
cahaya ini tidaklah mencakup semua warna, tetapi hanya cahaya dari sesuatu
frekuensi tertentu. Nilai terbesar dari teori Bohr tentang atom adalah
berangkat dari hipotesa sederhana tetapi sanggup menjelaskan dengan ketetapan
yang mengagumkan tentang gelombang panjang yang persis dari semua garis
spektral (warna) yang dikeluarkan oleh hidrogen. Lebih jauh dari itu, teori
Bohr memperkirakan adanya garis spektral tambahan, tidak terlihat pada saat
sebelumnya, tetapi kemudian dipastikan oleh para pencoba. Sebagai tambahan,
teori Bohr tentang struktur atom menyuguhkan penjelasan pertama yang jelas apa
sebab atom punya ukuran seperti adanya. Ditilik dari semua kejadian yang
meyakinkan ini, teori Bohr segera diterima, dan di tahun 1922 Bohr dapat,hadiah
Nobel untuk bidang fisika.
Tahun 1920 lembaga
Fisika Teoritis didirikan di Kopenhagen dan Bohr jadi direkturnya. Di bawah
pirnpinannya cepat menarik minat ilmuwan-ilmuwan muda yang brilian dan segera
menjadi pusat penyelidikan ilmiah dunia.
Tetapi sementara itu
teori struktur atom Bohr menghadapi kesulitan-kesulitan. Masalah terpokok
adalah bahwa teori Bohr, meskipun dengan sempurna menjelaskan kesulitan masa
depan atom (misalnya hidrogen) yang punya satu elektron, tidak dengan persis
memperkirakan spektra dari atom-atom lain. Beberapa ilmuwan, terpukau oleh
sukses luar biasa teori Bohr dalam hal memaparkan atom hidrogen, berharap
dengan jalan menyempurnakan sedikit teori Bohr, mereka dapat juga menjelaskan
spektra atom yang lebih berat. Bohr sendiri merupakan salah seorang pertama
yang menyadari penyempurnaan kecil itu tak akan menolong, karena itu yang
diperlukan adalah perombakan radikal. Tetapi, bagaimanapun dia mengerahkan
segenap akal geniusnya, toh dia tidak mampu memecahkannya.
Pemecahan akhirnya
ditemukan oleh Werner Heisenberg dan lain-lainnya, mulai tahun 1925. Adalah
menarik untuk dicatat di sini, bahwa Heisenberg --dan umumnya ilmuwan yang
mengembangkan teori baru-- belajar di Kopenhagen, yang tak syak lagi telah
mengambil manfaat yang besar dari diskusi-diskusi dengan Bohr dan saling
berhubungan satu sama lain. Bohr sendiri bergegas menuju ide baru itu dan
membantu mengembangkannya. Dia membuat sumbangan penting terhadap teori baru,
dan liwat disuksi-diskusi dan tulisan-tulisan, dia menolong membikin lebih
sistematis.
Tahun 1930-an lebih
menunjukkan perhatiannya terhadap permasalahan bagian pokok struktur atom. Dia
mengembangkan model penting "tetesan cairan" bagian pokok atom. Dia
juga mengajukan masalah teori tentang "kombinasi bagian pokok" dalam
reaksi atom untuk dipecahkan. Tambahan pula, Bohr merupakan orang yang dengan
cepat menyatakan bahwa isotop uranium yang terlibat dalam pembagian nuklir
adalah U235. Pernyataan ini punya makna penting dalam pengembangan berikutnya
dari bom atom.
Dalam tahun 1940
balatentara Jerman menduduki Denmark. Ini menempatkan diri Bohr dalam bahaya,
sebagian karena dia punya sikap anti Nazi sudah tersebar luas, sebagian karena
ibunya seorang Yahudi. Tahun 1943 Bohr lari meninggalkan Denmark yang jadi
daerah pendudukan, menuju Swedia. Dia juga menolong sejumlah besar orang Yahudi
Denmark melarikan diri agar terhindar dari kematian dalam kamar-kamar gas
Hitler. Dari Swedia Bohr lari ke Inggris dan dari sana menyeberang ke Amerika
Serikat. Di negeri ini, selama perang berlangsung, Bohr membantu membikin bom
atom,
Seusai perang, Bohr
kembali kampung ke Denmark dan mengepalai lembaga hingga rohnya melayang tahun
1`562. Dalam tahun-tahun sesudah perang Bohr berusaha keras --walau tak
berhasil-- mendorong dunia internasional agar mengawasi penggunaan energi atom.
Bohr kawin tahun 1912,
di sekitar saat-saat dia melakukan kerja besar di bidang ilmu pengetahuan. Dia
punya lima anak, salah seorang bernama Aage Bohr, memenangkan hadiah Nobel
untuk bidang fisika di tahun 1975. Bohr merupakan orang yang paling disenangi di
dunia ilmuwan, bukan semata-mata karena menghormat ilmunya yang genius, tetapi
juga pribadinya dan karakter serta rasa kemanusiaannya yang mendalam.
Kendati teori orisinal
Bohr tentang struktur atom sudah berlalu lima puluh tahun yang lampau, dia
tetap merupakan salah satu dari tokoh besar di abad ke-20. Ada beberapa alasan
mengapa begitu. Pertama, sebagian dari hal-hal penting teorinya masih tetap
dianggap benar. Misalnya, gagasannya bahwa atom dapat ada hanya pada tingkat
energi yang cermat adalah merupakan bagian tak terpisahkan dari semua
teori-teori struktur atom berikutnya. Hal lainnya lagi, gambaran Bohr tentang
atom punya arti besar buat menemukan sesuatu untuk diri sendiri, meskipun
ilmuwan modern tak menganggap hal itu secara harfiah benar. Yang paling penting
dari semuanya itu, mungkin, adalah gagasan Bohr yang merupakan tenaga pendorong
bagi perkembangan "teori kuantum." Meskipun beberapa gagasannya telah
kedaluwarsa, namun jelas secara historis teori-teorinya sudah membuktikan merupakan
titik tolak teori modern tentang atom dan perkembangan berikutnya bidang
mekanika kuantum.
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
0 komentar:
Posting Komentar