Penemu Elektron, Partikel Yang Ada di Sekitar Kita

Penemu elektron – Dalam suatu kehidupan pastinya ada muatan listrik yang ada di sekitar kita. Muatan listrik juga merupakan muatan dasar yang dimiliki oleh manusia. Muatan ini memiliki partikel penyusun dari atom, kecuali partikel neutron. Partikel-partikel yang ada dalam muatan dasar listrik adalah proton dan elektron. Selain itu, listrik juga hanya memiliki dua muatan, yaitu positif dan negatif.

Muatan listrik jika didekatkan satu sama lain dengan muatan yang sama akan terjadi gaya tolak-menolak. Sedangkan jika memiliki muatan yang berbeda maka akan terjadi gaya tarik-menarik antar muatan. Jika kamu ingin mencobanya, kamu dapat menggosokkan sebuah penggaris ke rambutmu, lalu dekatkan pada potongan kertas. Dengan itu, kamu akan melihat kertas yang menempel pada penggaris setelah kamu menggosokkannya pada rambutmu. Oleh karena itu, manusia memiliki muatan listrik di dalamnya.

Pada kesempatan kali ini, Gramedia akan memberikan artikel mengenai salah satu partikel dari muatan listrik, yaitu elektron. Tahukah kalian siapa penemu dari elektron? Jika sebagian besar dari kalian belum mengetahui siapa penemu dari elektron maka kalian bisa lanjut untuk membaca artikel ini. Karena artikel ini akan menyuguhkan mengenai penemu dari elektron. Untuk tahu lebih lanjut mengenai topik yang akan dibahas, mari simak ulasan berikut.

Elektronika Dasar adalah buku yang disusun untuk menjelaskan dasar-dasar elektronika secara Iebih mudah dan sederhana. Buku ini menitikberatkan pembahasan pada materi tentang dioda dan transistor yang dibagi dalam 12 bab dengan topik bahasan mulai dari bahan semikonduktor, sambungan PN, aplikasi dioda, transistor BJT dan FET, balk untuk bias (prategangan) maupun untuk analisis sinyal kecilnya, penguat bertingkat, penguat op-amp, dan rangkaian aplikasi.

Apa Itu Elektron?

Elektron adalah partikel subatom dengan muatan negatif dan sering ditulis dengan e-. Karena elektron tidak memiliki komponen dasar atau sub struktur yang diketahui, elektron dianggap sebagai partikel elementer. Massa elektron adalah sekitar 1/1836 dari massa proton. Momentum sudut (spin) elektron itu sendiri adalah setengah dari nilai bilangan bulat dalam satuan, yang berarti itu adalah fermion.

Antipartikel elektron disebut dengan positron, yang sama dengan elektron tetapi memiliki muatan positif. Ketika sebuah elektron bertabrakan dengan positron, keduanya menyebar atau akan menghilang sepenuhnya. Kemudian menghasilkan sepasang atau lebih foton sinar gamma.

Elektron milik generasi pertama dari keluarga partikel lepton yang terlibat dalam gravitasi, elektromagnetik, dan interaksi lemah. Seperti semua materi, elektron memiliki sifat partikel dan gelombang (dualitas partikel dan gelombang), sehingga mereka dapat bertabrakan dengan partikel lain dan membengkok seperti cahaya. Karena elektron termasuk dalam fermion, prinsip pengecualian Pauli tidak mengizinkan dua elektron berbeda memiliki keadaan kuantum yang sama.

Konsep muatan listrik yang tidak dapat dibagi-bagi lagi diberikan teori untuk menjelaskan sifat-sifat dari kimiawi atom oleh filsuf alam Richard Laming pada awal tahun 1838. Pada awalnya nama elektron diperkenalkan untuk menamakan muatan ini pada tahun 1894 oleh fisikawan Irlandia George Johnstone Stoney. Setelah itu, elektron berhasil diidentifikasikan sebagai partikel pada tahun 1897 oleh J. J. Thomson.

Dalam banyak fenomena fisika seperti listrik, magnetisme, dan konduktivitas termal, elektron memainkan peran yang sangat penting. Suatu elektron yang bergerak relatif terhadap pengamat akan menghasilkan medan magnetik dan lintasan elektron tersebut juga akan dilengkungkan oleh medan magnetik eksternal. Ketika elektron dipercepat, mereka dapat menyerap atau memancarkan energi dalam bentuk foton.

Elektron membentuk atom bersama-sama dengan inti atom yang terdiri dari proton dan neutron. Namun, elektron hanya membentuk 0,06% dari total massa atom. Gaya tarik Coulomb antara elektron dan proton mengikat elektron ke dalam atom. Pertukaran atau pembagian elektron antara dua atau lebih atom adalah penyebab utama adanya ikatan kimia.

Menurut teorinya, sebagian besar elektron di alam semesta dihasilkan dalam peristiwa Big Bang, tetapi mereka juga dapat dihasilkan oleh peluruhan beta isotop radioaktif dan tumbukan berenergi tinggi, seperti sinar kosmik yang melewati atmosfer.

Elektron dapat dihancurkan dengan penghancuran positron atau diserap selama nukleosintesis bintang. Elektron individu dapat diisi atau dipantau dengan peralatan eksperimental canggih. Elektron digunakan dalam berbagai cara dalam teknologi modern, termasuk mikroskop elektron, terapi radiasi, dan akselerator partikel.

Sejarah Elektron

Pada awalnya orang Yunani kuno telah memperhatikan bahwa batu ambar dapat menarik benda-benda kecil ketika digosok dengan bulu hewan. Dengan pengecualian petir, fenomena ini adalah salah satu catatan paling awal tentang listrik yang dialami oleh manusia.

Dalam karyanya De Magnete dari tahun 1600, fisikawan Inggris William Gilbert menciptakan istilah baru Electricus yang mengacu pada sifat tarik-menarik pada benda kecil setelah digosok. Kata listrik dalam bahasa Inggris yang diturunkan dari bahasa Latin yaitu ?lectrum, dan berasal dari kata Yunani elektron, yang berarti batu ambar.

Pada tahun 1737, C. F. du Fay dan Hawksbee secara independen menemukan dua jenis listrik statis. Satu dibuat dengan menggosok kaca dan yang lainnya dibuat dengan menggosok resin. Dari du Fay ini, teori diturunkan bahwa listrik terdiri dari dua fluida listrik, “vitreous” dan “resinous”, yang dipisahkan oleh gesekan dan saling menetralkan saat digabungkan.

Sepuluh tahun kemudian, Benjamin Franklin menyarankan bahwa listrik berasal dari fluida listrik yang sama pada tekanan yang berbeda, bukan dari fluida listrik yang berbeda. Dia menunjukkan tata nama dari muatan positif dan negatif untuk tekanan yang berbeda ini.

Antara tahun 1838 & 1851, filsuf alam Britania Richard Laming berbagi gagasan bahwa atom terdiri materi inti yang dilingkupi sang partikel subatom yg mempunyai muatan listrik. Awal tahun 1846, fisikawan Jerman bernama William Weber berteori bahwa listrik terdiri menurut fluida yang bermuatan positif & negatif, dan interaksinya mematuhi aturan kuadrat terbalik.

Setelah menelaah kenyataan elektrolisis dalam tahun 1874, fisikawan Irlandia George Johnstone Stoney mengajukan teori bahwa masih ada suatu “satuan kuantitas listrik tertentu” yang merupakan muatan sebuah ion monovalen. Ia berhasil memperkirakan nilai muatan elementer e ini memakai Hukum elektrolisis dari Faraday.

Namun, Stoney percaya bahwa muatan-muatan ini secara tetap terikat dalam atom dan tidak bisa dilepaskan. Pada tahun 1881, fisikawan Jerman Hermann von Helmholtz berpendapat bahwa baik muatan positif dan negatif dibagi sebagai beberapa bagian elementer yang “memiliki perilaku, misalnya atom dari listrik”.

Pada tahun 1894, Stoney membangun kata elektron untuk mewakili muatan elementer ini. Kata elektron adalah kombinasi istilah electric menggunakan akhiran on. Kata ini sampai sekarang dipakai untuk merujuk dalam partikel subatomik misalnya proton & neutron.

Sebagian orang masih menganggap ‘atom’ sebagai sesuatu yang mengerikan. Bila kamu membaca buku ini, atom sebagai hal mengerikan perlahan akan hilang dari benakmu. Jadi, tunggu apalagi? Yuk, beli dan miliki segera buku ini.

Siapakah Penemu Elektron?

Fisikawan Jerman bernama Johann Wilhelm Hittorf mempelajari konduktivitas listrik di dalam sebuah gas. Pada tahun 1869 ia menemukan pancaran sinar dari katode yang ukurannya bertambah seiring dengan penurunan tekanan gas. Pada tahun 1876, fisikawan Jerman Eugen Goldstein menunjukkan bahwa sinar ini dapat menciptakan gambarnya dan fisikawan itu menyebutnya sinar katode.

Pada tahun 1870-an, kimiawan dan fisikawan asal Inggris yang bernama William Crookes membuat tabung sinar katoda vakum yang pertama. Kemudian, ia menunjukkan pancaran sinar yang terlihat dari dalam tabung yang membawa energi dan pindah dari katode ke anode. Ia juga bisa menggunakan medan magnet untuk menekuk sinar tersebut dan menunjukkan bahwa hal itu seolah-olah memiliki muatan negatif.

Pada tahun 1879, ia mengusulkan untuk menjelaskan sifat-sifat ini dalam apa yang disebutnya “materi radian”. Ia menyarankan bahwa ini adalah keadaan materi keempat yang terdiri dari molekul bermuatan negatif yang diproyeksikan dengan kecepatan tinggi dari katode.

Fisikawan Inggris kelahiran Jerman, Arthur Schuster memperluas eksperimen Crookes dengan memasang dua pelat logam sejajar dengan sinar katode dan menerapkan potensial listrik di antara kedua pelat. Medan ini kemudian membelokkan sinar ke arah pelat bermuatan positif, yang membuktikan lebih lanjut bahwa ia mengandung muatan negatif.

Pada tahun 1890, Schuster berhasil memperkirakan rasio massa terhadap muatan komponen sinar dengan mengukur intensitas lentur cahaya sesuai dengan arus yang diberikan. Namun, perhitungan ini tidak dapat diandalkan pada saat itu, karena hasilnya 1000 kali lebih tinggi dari yang diharapkan.

Fisikawan Inggris, J.J. Thomson, bersama dengan rekannya John S. Townsend dan HA Wilson pada tahun 1896, melakukan eksperimen untuk menunjukkan bahwa sinar katode sebenarnya adalah sebuah partikel baru, bukan gelombang, atom, atau molekul yang diperkirakan sebelumnya.

Thomson memperkirakan muatan e dan massa m dengan cukup akurat, dan menemukan bahwa partikel sinar katode yang disebutnya “corpuscles” mungkin memiliki massa seperseribu dari massa ion terkecil yang diketahui (hidrogen). Ia menunjukkan bahwa rasio massa ke muatan e/m tidak tergantung pada bahan katode.

Selain itu, menunjukkan bahwa partikel bermuatan negatif yang dihasilkan oleh bahan radioaktif, dipanaskan, atau berpendar itu bersifat universal. Nama elektron kemudian diusulkan oleh fisikawan Irlandia George F. Fitzgerald untuk menamai partikel ini dan kemudian diterima secara luas.

Saat mempelajari mineral fluoresen pada tahun 1896, fisikawan asal Prancis, Henri Becquerel menemukan bahwa mineral ini memancarkan radiasi tanpa terkena sumber energi eksternal. Bahan radioaktif ini membuat para ilmuwan sempat tertarik, termasuk ilmuwan Selandia Baru Ernest Rutherford, yang menemukan bahwa partikel ini memancarkan partikel.

Ia bahkan menyebutnya partikel alfa dan beta, karena kemampuannya menembus materi. Lalu, pada tahun 1900, Becquerel menunjukkan bahwa pancaran sinar beta dari radium dapat dibelokkan oleh medan listrik, dan bahwa rasio massa terhadap muatan sesuai dengan rasio massa terhadap muatan sinar katode. Bukti ini mendukung pandangan bahwa elektron adalah bagian dari atom.

Kemudian, muatan elektron lebih akurat diukur oleh fisikawan asal Amerika, Robert Millikan dalam percobaan tetes minyak tahun 1909. Hasil percobaan ini diberitakan pada tahun 1911. Dalam percobaan ini, medan listrik digunakan untuk mencegah tetesan minyak bermuatan jatuh yang merupakan akibat dari adanya gravitasi. Perangkat yang digunakan dalam percobaan ini dapat mengukur muatan 1 hingga 150 ion dengan kesalahan kurang dari 0,3%.

Percobaan serupa dengan Millikan sebelumnya sudah pernah dilakukan oleh Thomson menggunakan tetesan bermuatan awan air yang dihasilkan oleh elektrolisis. Lalu, oleh Abram Ioffe pada tahun 1911 dengan hasil yang sama seperti Millikan menggunakan partikel kecil logam bermuatan yang diperoleh secara independen. Ia mempublikasikan hasil eksperimennya pada tahun 1913. Namun, karena tingkat penguapam minyak yang lambat, tetesan minyak lebih stabil daripada tetesan air dan cocok untuk eksperimen jangka panjang.

Pada awal abad ke-20, ditemukan bahwa pergerakan cepat partikel bermuatan dalam kondisi tertentu dapat menyebabkan uap air lewat jenuh mengembun di sepanjang jalur partikel. Pada tahun 1911, Charles Wilson menggunakan prinsip ini untuk membangun ruang awan yang dapat menangkap lintasan partikel bermuatan seperti elektron yang bergerak dengan kecepatan tinggi.

Grameds, demikianlah artikel dari Gramedia mengenai penemu dari elektron. Setelah membaca artikel ini, mungkin kalian yang sebelumnya tidak tahu siapa penemu atom menjadi tahu dan mendapatkan tambahan ilmu dari apa yang sudah disampaikan.

Jika kalian ingin mempelajari lebih dalam mengenai elektron dan partikel lainnya serta ingin mempelajari ilmu lain, kalian dapat membaca dari buku-buku yang ada di Gramedia. Gramedia sebagai #SahabatTanpaBatas telah menyediakan berbagai buku yang mungkin sedang kamu cari. Yuk Grameds, beli bukunya sekarang juga!

E-book ini terdiri dari beberapa bab. Bab pertama membahas tentang dasar kelistrikan, bab dua tentang komponen elektronika, bab tiga tentang konsep dasar rangkaian elektronika, dan bab empat tentang menggambar teknik elektronika menggunakan komputer. Ada pun bab lima tentang alat ukur listrik, bab enam tentang pengujian komponen elektronika dengan multimeter, dan yang terakhir adalah bab tujuh tentang keselamatan kesehatan kerja