Elektron merupakan partikel pembentuk sinar katoda dalam tabung sinar katoda dan elektron merupakan partikel beta (β) pada proses peluruhan radioaktif.
Penemuan elektron berdasarkan sejarah dan teorinya
Penemuan elektron ini dilakukan melalui eksperimen - eksperimen yang dapat membuktikan bahwa elektron itu ada dengan eksperimen tersebut dihasilkan teori - teori oleh beberapa tokoh penemu elektron. Dalam hal ini akan membahas mengenai penemuan pada eksperimen awal, J.J. Thomson (1897), dan Robert Milikan (1911).
Eksperimen Awal
Pada akhir abad ke-19, ilmuwan mulai melakukan eksperimen untuk memahami muatan listrik dalam gas. William Crookes menemukan sinar katoda ketika meneliti gas bertekanan rendah dalam tabung.
J.J. Thomson (1897)
J.J. Thomson melakukan eksperimen lebih lanjut dan membuktikan bahwa sinar katoda terdiri dari partikel - partikel kecil bermuatan negatif, yang ia sebut elektron.
J.J. Thomson lah yang menemukan elektron. Melalui eksperimen menggunakan tabung sinar katoda, Thomson menetapkan bahwa sinar katoda adalah partikel tidak seperti gelombang, atom, atau molekul.
Dia juga berhasil menghitung nilai perkiraan rasio antara e (muatan listrik) dan (m) massa. Namun J.J. Thomson belum berhasil menghitung nilai muatan dan massa elektron secara mandiri.
Thomson mengukur rasio muatan terhadap massa (e/m) eletron sebesar 1,7588196 x 10^11 Ckg^-1 yang membantu menentukan sifat dasar partikle ini.
Robert Milikan (1911)
Melalui eksprimen tetesan minyak (oil drop), Robert Millikan mengukur muatan elektron secara akurat. Hasil kerja Milikan mendukung penemuan Thomson dan menunjukkan bahwa elektron adalah partikel fundamental dengan muatan negatif. Untuk kontribusinya yang berharga dalam penemuan elektron dan pada karyanya pada konduksi gas, Sir J. J Thompson dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1896.
Johan Wilhelm Hittorf ( 1869)
Pada tahun 1869, seorang fisikawan Jerman, John Wilhelm Hittorf lewat penelitian pada konduktivitas listrik dalam tabung gas menemukan bahwa kuat cahaya yang dipancarkan dari pelat katoda tergantung pada tekanan gas.
Eugen Goldstein ( 1876)
Pada tahun 1876, fisikawan Jerman ini menemukan bahwa sinar yang dipancarkan dari cahaya pada percobaan sebelumnya yang dilakukan oleh John Wilhelm menimbulkan bayangan jika sebuah objek ditempatkan di belakangnya. Dia menamakan sinar tersebut sebagai sinar katoda.
William Crookes ( 1870)
Pada tahun 1870-an, fisikawan dan kimiawan Inggris, William Crookes membuat tabung sinar katoda pertama yang memicu perkembangan teori perihal keberadaan partikel bermuatan negatif dalam sinar yang dibelokkan dari anoda ke katoda. Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan William Crookes (1875). Hasil eksperimennya adalah ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katoda menuju ke anoda yang disebut sinar katoda.
Arthur Schuster
Fisikawan Inggris kelahiran Jerman ini melanjutkan pekerjaan Crooke dan semakin yakin bahwa sinar katoda memiliki partikel bermuatan negatif.
George Johnstone Stoney ( 1891)
George Johnstone Stoney (1891) yang memberikan nama sinar katoda disebut "elektron". Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengertian atom dalam suatu unsur memiliki sifat yang sama sedangkan unsur yang berbeda akan memiliki sifat berbeda, padahal keduanya sama-sama memiliki elektron.
Implikasi
Penemuan elektron mengubah pemahaman tentang struktur atom, yang sebelumnya dianggap sebagai partikel tak terpisahkan. Elektron terbukti menjadi komponen penting dalam berbagai fenomena fisika dan kimia, serta mendasari perkembangan teori atom modern.
Unsur - unsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron
Eksperimen J.J. Thomson dan Penemuan Elektron Joseph J. Thomson, melanjutkan penelitian William Crookes, melakukan eksperimen dengan tabung sinar katoda. Ia mengamati bahwa dalam tabung vakum yang diberi tegangan tinggi, akan muncul berkas sinar yang berasal dari katoda. Berkas sinar ini kemudian disebut sebagai sinar katoda. Melalui pengamatan terhadap perilaku sinar katoda di bawah pengaruh medan listrik, Thomson menyimpulkan bahwa sinar katoda terdiri dari partikel-partikel bermuatan negatif yang ia sebut sebagai "corpuscle". Partikel ini kemudian dikenal sebagai elektron.
Teori Atom Thomson Model Roti Kismis Berdasarkan penemuan elektron, Thomson menolak teori atom Dalton yang menganggap atom sebagai bola pejal. Thomson berpendapat bahwa atom terdiri dari komponen-komponen yang lebih kecil. Ia mengajukan model atom yang dikenal sebagai model roti kismis. Dalam model ini, atom digambarkan sebagai bola pejal bermuatan positif di mana elektron-elektron bermuatan negatif tersebar di dalamnya seperti kismis dalam roti. Model ini menjelaskan bahwa atom secara keseluruhan bersifat netral karena muatan positif dan negatif saling menetralkan.
Kelemahan Model Atom Thomson Meskipun model atom Thomson merupakan langkah maju dalam pemahaman struktur atom, namun model ini memiliki beberapa kelemahan. Model ini tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom yang bermuatan positif karena gaya tarik-menarik listrik. Selain itu, model ini juga tidak dapat menjelaskan spektrum atom yang dihasilkan oleh berbagai unsur. Kelemahan-kelemahan ini kemudian mendorong para ilmuwan untuk mengembangkan model atom yang lebih baik, seperti model atom Rutherford.
KESIMPULAN
Penemuan elektron oleh J.J. Thomson dan eksperimen lanjutan oleh Robert Millikan menandai langkah penting dalam perkembangan ilmu pengetahuan, membuka jalan untuk pemahaman lebih dalam tentang struktur atom dan interaksi materi.
