Bab i

Perkembangan teori atom

1.1 Atom Menurut Para Filsuf Yunani

1.2 Teori Atom Dalton

1.3 Teori Atom Thomson

1.4 Teori Atom Rutherford

1.5 Teori Atom Bohr

1.6 Teori Atom Mekanika

Gelombang

1.7 Aplikasi Teori Atom

Setelah mempelajari bab ini, anda

diharapkan dapat :

menjelaskan perkembangan teori

atom tiap periode

menjelaskan aplikasi teori atom.

Pernahkah anda melihat roti ? dan pernahkah

anda melihat rumah yang sedang dibangun?

Apakah anda tahu apakah zat penyusun roti

atau rumah tersebut? Apabila zat penyusun

tersebut dibagi menjadi bagian – bagian yang

kecil, apakah bahan dasar dari zat penyusun

tersebut ? Temukan jawabannya dalam bab

ini.

PENDAHULUAN

Apakah yang menyusun suatu materi? Pertanyaan ini yang membawa para ilmuwan

pada pemikiran tentang atom.

Sejak zaman dahulu, manusia sudah tertarik untuk mengetahui bahan dasar penyusun

seluruh material dan zat yang ada di alam ini. Landasan berpikirnya sangat sederhana,

mereka mengambil analogi sebuah rumah yang dibuat dari batu dan kayu, kemudian batu

tersebut disusun oleh partikel – partikel batu yang lebih kecil, dan seterusnya. Akhirnya

mereka sampai pada kesimpulan bahwa bahan semua material dan zat yang ada di alam ini

disusun oleh suatu bahan dasar. Pemikiran ini bermula pada tahun 440 SM dan 420 SM, oleh

ilmuwan Leucippus dari Miletus-Yunani dan Democritus dari Abdera menyumbangkan

pemikiran mereka secara terpisah namun saling bersesuaian. Mereka berpendapat bahwa jika

suatu materi dibelah maka pembelahan materi akan berakhir pada tingkat di mana partikel

tidak dapat dibelah lagi, yang dinamakan atom. Aristoteles (384 - 322 SM) dari Staigera

Yunani, Plato dan Galen (130-200 SM) menolak konsep atom tersebut. Umumnya mereka

memandang materi merupakan satu kesatuan yang utuh ( kontinu ) dapat dibagi terus-

menerus menjadi bagian sekecil-kecilnya tanpa batas dan dalam alam semesta tidak ada

kehampaan (ruang hampa).

Pada tahun 1803 Jhon Dalton mengemukakan pendapat yang mendukung pernyataan

Leucippus dan Democritus. Akan tetapi pendapat tentang atom yang dikemukakan Dalton ini

memiliki banyak kekurangan. Pada abad ke 19, Thomson mengemukakan pendapatnya

tentang atom yang diperolehnya dari penelitiannya menggunakan sinar katode. Thomson

menyatakan bahwa sinar katode adalah partikel bermuatan negatif yang bergerak dari katode

menuju anode. Partikel ini selanjutnya disebut elektron. Hal ini menunjukkan bahwa atom

bukanlah bagian terkecil dari suatu unsur.

Pendapat Thomson kemudian diteliti oleh Rutherford melalui percobaan hamburan

partikel. Berdasarkan hasil penelitiannya, Rutherford menyatakan bahwa atom terdiri atas inti

bermuatan positif dan elektron yang bergerak mengelilinginya. Namun, Rutherford tidak

dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Sehingga pada tahun

1913 pakar fisika Denmark bernama Niels Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford

melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Hingga sekarang teori atom

mengalami banyak perkembangan yang kemudian dikenal sebagai teori atom modern.

1.1 atom menurut para filsuf yunani

Dalam memikirkan alam semesta, sebagian besar ahli filsafat Yunani meninjaunya

dalam skala makro, yaitu berdasarkan apa yang mereka lihat secara kasat mata saja. Namun

ada pula beberapa ahli filsafat  yang memikirkan lebih jauh makna terdalam dari jagat raya

ini dalam konsep berskala mikro, artinya berpikir secara abstrak hal-hal yang tidak dapat

mereka lihat namun mereka yakini keberadaannya. Mereka disebut para atomist.

Atomist pertama adalah Leucippus dari Miletus-Yunani (440 SM) dan Democritus

seorang filsuf Yunani kuno. Demokritus lahir di kota Abdera, Yunani Utara. Ia hidup sekitar

tahun 460 SM hingga 370 SM. Ia adalah murid dari Leukippos, ia juga belajar kepada

Anaxagoras dan Philolaos. Selain sebagai filsuf, Demokritos juga dikenal menguasai banyak

keahlian. Sayangnya, karya-karya Demokritos tidak ada yang tersimpan. Demokritos menulis

tentang ilmu alam, astronomi, matematika, sastra, epistemologi, dan etika. Ada sekitar 300

kutipan tentang pemikiran Demokritos di dalam sumber-sumber kuno. Sebagian besar

kutipan-kutipan tersebut berisi tentang etika.

Oleh karena menjadi murid dari Leucippus, maka pada hakekatnya gagasan Leucippus

dan Democritus mengenai materi  bersifat diskontinu. Materi tersusun dari partikel-partikel

kecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi yang diketahui sebagai atom. Atom-atom penyusun

materi itu senantiasa bergerak di dalam kehampaan (ruang vakum = ruangan yang

mengandung ketiadaan absolut). Istilah atomos (a=tidak, tomos = dapat dibagi) diberikan 

untuk partikel materi itu, karena atom-atom  sangat halus dan tidak dapat dibagi-bagi lagi.

Para ahli fisafat alam pada zaman ini seperti Aristoteles (384-322 SM) dari Staigera

Yunani, Plato dan Galen (130-200 SM)  menolak konsep atom tersebut. Umumnya mereka

memandang materi merupakan satu kesatuan yang utuh ( kontinu ) dapat dibagi terus-

menerus menjadi bagian sekecil-kecilnya tanpa batas dan dalam alam semesta tidak ada

kehampaan (ruang hampa).  Alam semesta terdiri dari 4 elemen, yaitu tanah, api, udara dan

air karena masing-masing cenderung ditemukan di alam. Pandangan itu diperkuat oleh Thales

dari Miletus (sekitar 580 tahun SM), Anaximenes (550-475 SM) dan Anaximander (tahun

610-545 SM) menyatakan dunia terdiri atas tanah, air, udara dan api.

Pandangan para ahli filsafat alam itu, terutama Aristoteles lebih diyakini di masyarakat,

karena popularitas dan kredibilitasnya. Hal ini berlangsung, terutama sampai abad

pertengahan (27 SM - 476 M). Sedangkan konsep atom Leucippus dan Democritus tidak

dihiraukan orang.

Pada abad kegelapan di Eropa, umumnya perkembangan sains dan teknologi mengalami

hambatan. Hal ini karena saat itu pemikiran para ilmuwan, terkungkung oleh ajaran agama

Katolik Ortodoks, yang mengikat kebebasan berpikir tentang keduniawian, terutama ilmu

pengetahuan. Pemikiran yang nampaknya bertentangan dengan “ajaran” agama, dianggap

sebagai kesalahan dan dosa yang harus ditebus dengan hukuman fisik bahkan dengan nyawa.

Paradigma Aristotelian masih diakui, karena dianggap tidak bertentangan dengan “ajaran”

agama.

1.2 teori atom DaltonJohn Dalton (1766-1844) ialah seorang guru SMU di Manchester, Inggris. Ia juga

merupakan seorang ahli kimia, ahli meteorologi dan fisikawan. Pada musim semi tahun 1793,

ia pindah ke Manchester. Melalui John Gough, seorang filsuf buta dan polymath, Dalton

belajar pengetahuan ilmiah. Dalton diangkat menjadi guru matematika dan filsafat alam di

"New College" di Manchester sampai tahun 1800, ketika memburuknya situasi keuangan di

perguruan tinggi itu Dalton mengundurkan diri jabatannya dan memulai karir baru di

Manchester sebagai tutor pribadi untuk matematika dan filsafat alam. Dalton juga menjadi

penulis di beberapa koran harian, dan pada tahun 1787 ia mulai menyimpan buku harian

meteorologi, selama 57 tahun ia berhasil menulias lebih dari 200.000 pengamatan. Publikasi

pertama Dalton adalah Pengamatan Meteorologi dan Essay (1793), yang berisi benih-benih

beberapa penemuan di kemudian hari. Sebuah karya kedua oleh Dalton, Elements of English

Grammar, diterbitkan pada tahun 1801. Pada tahun 1803, ia terpilih untuk memberikan

kursus kuliah tentang filsafat alam di Royal Institution di London, di sana ia menyampaikan

kursus lain di 1809-1810.

Ia terkenal karena teorinya yang membangkitkan kembali istilah "atom". Dalam buku

karangannya yang berjudul New System of Chemical Philosophy ia berhasil merumuskan hal

tentang atom sekitar tahun 1803. Dalton menghidupkan kembali gagasan atom Democritus.

Teori atom yang diusulkan Dalton adalah sebagai berikut.

a. Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang tidak dapat dibagi lagi.

b. Atom-atom suatu unsur semuanya serupa dan tidak dapat berubah menjadi atom unsur

lain.

c. Dua atom atau lebih dari unsur-unsur berlainan dapat membentuk suatu molekul.

d. Pada suatu reaksi kimia, atom-atom berpisah kemudian bergabung lagi dengan susunan

yang berbeda dari semula, tetapi massa keseluruhannya tetap. Gagasan ini sesuai

dengan hukum Lavoisier yang berbunyi: massa zat sebelum reaksi sama dengan massa

zat sesudah reaksi.

e. Pada reaksi kimia, atom-atom bergabung menurut perbandingan tertentu yang

sederhana. Gagasan ini sesuai dengan hukum Proust yang berbunyi: perbandingan berat

unsur-unsur yang menyusun suatu senyawa selalu tetap.

Model atom yang dikemukakan Dalton adalah berupa bola

pejal yang sangat kecil. Model atom yang dikemukakan Dalton ini

memiliki kelebihan, yaitu dapat menerangkan hukum kekekalan

massa (Lavoisier) dan hukum perbandingan tetap (Proust).

Selain memiliki kelebihan, teori atom ini memiliki beberapa kekurangan yakni :

1. Asumsinya bahwa semua atom dari suatu unsur memiliki massa dan sifat yang sama

terbukti tidak benar.

Setelah diketemukannya isotop oleh Mc. Coy dan Ross pada 1907. Isotop yang

hampir tidak dapat dipisahkan satu sama lain secara kimia, mempunyai susunan

elektron yang sama tetapi mempunyai massa yang berbeda.

2. Asumsinya bahwa selama reaksi kimia, atom tidak bisa diciptakan dan dimusnahkan

(tidak mengalami perubahan), teori ini kurang tepat. Bagaimana atom dapat saling

mengadakan ikatan baik dengan atom-atom lain yang sejenis maupun yang tidak

sejenis, jika sama sekali tidak mengalami perubahan? Sekarang ditemukan fakta

bahwa ada sedikit perubahan energi listrik pada bagian luar atom sehingga atom dapat

mengadakan ikatan satu dengan lainnya.

3. Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus

listrik.

Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik? padahal listrik

adalah elektron yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menyebabkan

terjadinya daya hantar listrik.

4. Dalton mengatakan bahwa atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur,

kemudian pendapat ini ditepis oleh J. J. Thomson.

1.3 teori atom Thomson

Pada akhir abad ke-19 para ahli melakukan penelitian tentang aliran listrik di dalam

tabung yang dilengkapi dengan dua elektrode yang terpisah satu sama lain dan dihubungkan

dengan beda potensial 10.000 volt. Elektrode yang terhubung dengan kutub positif disebut

anode, sedangkan yang terhubung dengan kutub negatif disebut katode. Tabung ini juga

dilengkapi dengan pemompa udara keluar sehingga tekanan udara dapat diatur.

Ketika tekanan udara di dalam tabung sama dengan tekanan udara luar, pada rangkaian

tidak terjadi aliran listrik. Jika tekanan udara di dalam tabung dikurangi sedikit demi sedikit,

pada rangkaian terjadi aliran listrik yang disertai nyala sinar. Jika tekanan udara di dalam

tabung mendekati hampa maka tabung yang dilapisi seng sulfida (ZnS) akan berpendar.

Berpendarnya ZnS disebabkan oleh sinar tidak tampak yang memancar dari katode. Sinar ini

dikenal sebagai sinar katode.

Penemuan sinar katode menarik perhatian para ilmuwan, salah satunya adalah Sir

Joseph John Thomson. Joseph John Thomson lahir di Creetham Hill, pinggiran kota

Manchester pada tanggal 18 Desember 1856. Dia mendaftar di Owens College, Manchester

tahun 1870, dan tahun 1876 mendaftar di Trinity College, Cambridge sebagai pelajar biasa.

Dia menjadi anggota Trinity College tahun 1880, ketika dia menjadi penerima Penghargaan

Wrangler dan Smith (ke-2). Dia tetap menjadi anggota Trinity College seumur hidupnya. Dia

menjadi penceramah tahun 1883, dan menjadi profesor tahun 1918. Dia adalah professor

fisika eksperimental di laboratorium Cavendish, Cambridge, dimana dia menggantikan John

Strutt dari tahun 1884 sampai tahun 1918 dan menjadi profesor fisika terhormat di

Cambridge dan Royal Institution, London. Ia menjadi perintis ilmu fisika nuklir. Thomson

memenangkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1906.

Karena ketertarikan pada penemuan sinar katode, Thomson kemudian mengembangkan

penelitian tentang sinar katode. Penelitian sinar katode oleh Thomson dilakukan dengan

menggunakan tabung yang dilengkapi medan listrik dan medan magnetik.

Berdasarkan hasil penelitiannya, Thomson menyatakan bahwa sinar katode adalah

partikel bermuatan negatif yang bergerak dari katode menuju anode. Partikel ini selanjutnya

disebut elektron. Penelitian yang dilakukan oleh Thomson tersebut membawanya pada teori

tentang model atom.

Model atom yang diberikan Thomson adalah berupa sebuah bola pejal bermuatan positif

dengan elektron tersebar merata di seluruh isi atom. Model atom Thomson ini dikenal dengan

model atom roti kismis.

Kelebihan

Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom

bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.

Kelemahan

Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam

bola atom tersebut.

1.4 teori atom Rutherford

Ernest Rutherford lahir pada tanggal 30 Agustus 1871, di Nelson, Selandia Baru,

Ayahnya James Rutherford dari Skotlandia adalah seorang tukang roda. Ibunya, Nee Martha

Thompson, adalah seorang guru sekolah di Inggris. Ernest menerima pendidikan awal di

sekolah pemerintah Nelson Collegiate School pada usia 16 tahun. Pada tahun 1889 ia

mendapat beasiswa Universitas dan ia pindah ke Universitas di Selandia Baru, Wellington, di

mana ia masuk Canterbury College.

Ia lulus MA pada tahun 1893 di Fakultas Matematika dan Ilmu Fisika dan kemudian dia

melanjutkan dengan penelitian di Collegenya dengan waktu yang singkat, dan menerima

gelar B.Sc. di tahun berikutnya. Pada tahun yang sama, 1894, ia mendapatkan beasiswa di

bidang Sains pada tahun 1851 yang memungkinkan dia pergi ke Trinity College, Cambridge,

sebagai mahasiswa riset di Cavendish Laboratory di bawah pimpinan J J Thomson. Pada

tahun 1897 ia dianugerahi titel B.A. dari Penelitian Gelar dan Kesiswaan Trotter Coutts-

Trinity College.

Rutherford kembali ke Inggris pada tahun 1907 menjadi Profesor Fisika di Universitas

Manchester, menggantikan Sir Arthur Schuster, dan pada 1919 ia menerima undangan untuk

dari Sir Joseph Thomson sebagai Profesor Fisika Cavendish di Cambridge. Rutherford

menerbitkan beberapa buku Radioaktivitas (1904), radioaktif Transformations (1906),

Radiasi dari zat radioaktif, dengan James Chadwick dan CD Ellis (1919, 1930). Rutherford

menikah dengan Mary Newton, putri dari Arthur dan Maria de Renzy Newton, pada tahun

1900. Anak tunggal mereka, Eileen, menikah dengan fisikawan RH Fowler. Ia meninggal di

Cambridge pada 19 Oktober 1937.

Sebelumnya, ia pernah menguji model atom Thomson secara eksperimental. Pada tahun

1911 Hans William Geiger dan Ernest Marsden di bawah pengawasan Ernest Rutherford

melakukan percobaan hamburan sinar alfa untuk menguji kebenaran hipotesis Thomson.

Apabila model atom Thomson benar, partikel alfa seharusnya melintas lurus (tidak

dibelokkan) karena massa dan energi partikel alfa jauh lebih besar daripada elektron dan

proton dalam atom, sehingga lintasannya tidak terganggu oleh elektron dan proton dalam

atom.

Mereka menggunakan pemancar partikel alfa (α) di belakang layar timbal yang

berlubang kecil sehingga dihasilkan berkas partikel alfa yang tajam. Berkas ini diarahkan

pada selaput emas tipis. Pada sisi lain dipasang layar berlapis seng sulfida (ZnS) yang dapat

berpendar bila tertumbuk partikel alfa.

Kesimpulan Rutherford dari percobaannya adalah sebagai berikut.

a. Sebagian besar partikel α menembus lempeng logam tanpa dibelokkan. Peristiwa

ini menunjukkan bahwa sebagian besar ruang dalam atom-atom emas adalah

ruang kosong.

b. Sedikit sekali partikel α yang dipentulkan kembali. Peristiwa ini menunjukkan

bahwa partikel α telah menumbuk bagian yang sangat keras dari atom, yang

disebut inti atom. Bagian ini mempunyai ukuran yang sangat kecil dibandingkan

dengan ukuran atomnya.

c. Sebagian kecil partikel α dibelokkan. Peristiwa ini menunjukkan bahwa muatan

inti atom adalah sejenis dengan muatan partikel α (positif). Partikel α yang lewat

dekat inti atom dibelokkan oleh gaya tolak-menolak muatan-muatan listrik yang

sejenis.

Berdasarkan hasil percobaan tersebut Rutherford mengemukakan model atom lain.

Rutherford menyatakan bahwa atom terdiri atas inti bermuatan positif dan elektron yang

bergerak mengelilinginya.

Model atom Rutherford memiliki beberapa kelemahan berikut ini.

a. Elektron yang berputar mengelilingi inti dianggap sebagai getaran listrik yang

memancarkan gelombang elektromagnetik (energi). Jika energi berkurang, maka

lintasan makin kecil, tetapi elektron tersebut tidak menempel pada inti. Hal ini

menunjukkan bahwa model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan kestabilan

atom.

b. Jika lintasan makin kecil, periode putaran elektron juga makin kecil. Frekuensi

gelombang bermacam-macam, sehingga spektrum yang dipancarkan seharusnya

berupa spektrum diskontinu. Pada kenyataannya, pada atom hidrogen bertentangan

dengan pengamatan spektrometer tentang atom hidrogen.

Kelebihan :

Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi

inti

1.5 teori atom bohr

Pada tahun 1913 pakar fisika Denmark bernama Niels Bohr memperbaiki kegagalan

atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen.

Niels Henrik David Bohr lahir di Kopenhagen pada tanggal 7 Oktober 1885, sebagai

anak Kristen Bohr (Profesor Fisiologi di Universitas Kopenhagen) dan istrinya Ellen Adler

née. Ia masuk Universitas Kopenhagen di mana dia berada di bawah bimbingan Profesor C.

Christiansen, seorang ahli Fisika. Profesor Bohr menikah, pada tahun 1912 dengan Margrethe

Nørlund. Mereka memiliki enam anak, dua di antaranya meninggal, empat lainnya telah

membuat karir dibedakan dalam berbagai profesi - Hans Henrik (MD), Erik (insinyur kimia),

Aage (Ph.D., ahli fisika teoritis, mengikuti ayahnya sebagai Direktur Institut untuk Fisika

Teoritis), Ernest (pengacara). Niels Bohr meninggal di Kopenhagen pada tanggal 18

November 1962.

Pada Tahun 1913 Niels Bohr menjelaskan model atomnya melalui konsep elektron yang

mengikuti orbit mengelilingi

inti atom yang mengandung proton dan neutron. Menurut Bohr,

hanya terdapat orbit dalam jumlah tertentu, dan perbedaan antar

orbit satu dengan yang lain adalah jarak orbit dari inti atom.

Keberadaan elektron baik di orbit yang rendah maupun yang tinggi

sepenuhnya tergantung oleh tingkatan energi elektron.

Sehingga elektron di orbit yang rendah akan memiliki energi yang lebih kecil daripada

elektron di orbit yang lebih tinggi.

Bohr menghubungkan elektron yang mengorbit dan pengamatan terhadap spektrum gas

melalui sebuah pemikiran bahwa sejumlah energi yang dikandung dalam elektron dapat

berubah, dan karena itu elektron dapat mengubah orbitnya tergantung dari perubahan

energinya. Dalam situasi pemakaian arus listrik melewati gas bertekanan rendah, elektron

menjadi de-eksitasi dan berpindah ke orbit yang lebih rendah. Dalam perubahan ini, elektron

kehilangan sejumlah energi yang merupakan perbedaan tingkat energi kedua orbit.

Energi yang dipancarkan ini dapat dilihat dalam bentuk sebuah photon cahaya yang

panjang gelombangnya berdasar pada perbedaan tingkat energi kedua orbit.

Secara ringkas, Bohr mengemukakan:

a. Elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu, tidak

memancarkan energi. Lintasan-lintasan elektron itu disebut kulit atau tingkat energi

elektron.

b. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain.

Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan

persamaan planck, ΔE = hv.

c. Perpindahan elektron dari tingkat energi tinggi ke rendah disertai pemancaran energi,

sedangkan perpindahan elektron dari tingkat energi rendah ke tinggi disertai

penyerapan energi.

d. Elektron yang bergerak pada lintasannya berada pada keadaan stasioner, artinya

elektron tidak memancarkan atau menyerap energi. Walaupun model atom Bohr

cukup untuk memodelkan spektrum hidrogen, model ini terbukti tidak cukup untuk

memprediksikan spektrum elemen yang lebih kompleks

Kelebihan model atom Bohr adalah dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen dan

menjawab kesulitan teori atom Rutherford. Akan tetapi teori atom yang dikemukakan Bohr

tidak dapat menjelaskan spektrum dari atom berelektron banyak, tidak dapat menerangkan

efek Zeeman, tidak dapat menjelaskan anomali efek Zeeman, serta melanggar prinsip

ketidakpastian Heisenberg.

Walaupun gagal terhadap beberapa hal di atas, model atom Bohr tetap merupakan tonggak

sejarah penting dalam mempelajari struktur atom.

1.6 Teori atom mekanika gelombangMenurut model atom Bohr, elektron digambarkan sebagai suatu partikel yang bergerak

dengan lintasan yang mengikuti aturan-aturan mekanika sederhana. Padahal sebenarnya

gerakan elektron jauh lebih rumit  dan sama sekali tidak dapat digambarkan bentuk

lintasannya berupa lingkaran atau elips.

Pada tahun 1924, Louis de Broglie mengemukakan bahwa materi yang bergerak

mempunyai sifat-sifat gelombang, artinya elektron pun mempunyai sifat gelombang seperti

halnya cahaya.

Gagasan ini diperkuat kebenarannya oleh Davisson dan Germer yang menemukan

bahwa seberkas sinar elektron dapat didifraksikan melalui sebuah kristal. Peristiwa difraksi

ini hanya dapat diterangkan dengan teori gelombang, karenanya  dapat ditarik kesimpulan

bahwa elektron bersifat sebagai gelombang. Persyaratan kuantum untuk gerakan elektron

yang sebelumnya oleh Bohr dianggap sebagai postulat ternyata dapat dibuktikan

kebenarannya dengan teori de Broglie.

Pada prinsipnya mekanika gelombang menerangkan model atom adalah sebagai berikut

berikut ini :

a. Elektron tidak mungkin mempunyai kedudukan yang pasti  di dalam mengelilingi inti

atom, yang mungkin bisa ditentukan dan dihitung hanyalah kebolehjadian menemukan

elektron di dalam suatu daerah tertentu di dalam atom. Daerah ruang di mana dapat

ditemukan elektron disebut orbital. Ini disebut juga Prinsip ketidakpastian Heisenberg

b. Gerakan gelombang dari elektron di dalam atom merupakan gerak harmonis, di mana

setiap orbit elektron merupakan kelipatan bilangan bulat terhadap panjang gelombang

(seperti yang dinyatakan de Broglie).

c. Elektron hanya menempati orbit yang harmonis saja dan tidak bisa menempati orbit

yang tidak harmonis. Bila elektron mendapat tambahan energi dari luar, maka panjang

E2

E1Absorpsi

hf

gelombang elektron berubah dan orbit semula menjadi tidak harmonis lagi. Oleh

karena itu elektron harus melompat ke orbit baru yang merupakan kelipatan panjang

gelombang baru.

Dengan persamaan Schrodinger hanya dapat ditentukan besarnya daerah kebolehjadian

menentukan elektron di tempat-tempat tertentu di dalam atom, yaitu yang disebut dengan

orbital. Dari persamaan Schrodinger diketahui dalam sub-kulit (sub-tingkat energi) s

mempunyai 1 orbital berbentuk bola, sub-kulit p mempunyai 3 orbital dengan bentuk balon

terpilin dengan tiga salib sumbu, sub-kulit d mempunyai 5 orbital dan sub-kulit f dengan 7

orbital. Setiap orbital masing-masing ditempati maksimum 2 buah elektron dengan arah spin

yang berlawanan.

1.7 aplikasi teori atomLASER

LASER merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of

Radiation (penguatan cahaya dengan pancaran radiasi karena rangsangan). Prinsip

pembangkitan sinar laser adalah terjadinya penguatan cahaya pada emisi terangsang

karena sedikit cahaya yang datang menyebabkan keluarnya cahaya dalam jumlah yang

lebih besar.

Atom cenderung berada pada tingkat energi rendah, yaitu tingkat dasar E1. Jika

cahaya dengan energi foton hf = E2-E1 diberikan pada atom, maka atom dapat berpindah

dari tingkat energi E1 ke E2. Perpindahn tingkat energi atom seperti ini disebut absorpsi.

Karena atom cenderung berada pada tingkat energi yang lebih rendah, maka

setelah atom tersebut berada di E2 selama beberapa saat, atom akan turun ke E1. Turunnya

atom ini dapat dengan melepaskan energi melalui tumbukan, panas, atau cahaya. Jika

penurunan tingkat energi terjadi dengan sendirinya melalui pemancaran cahaya, maka

yang terjadi adalah emisi spontan.

Misalkan banyak atom telah naik ke tingkat E2 dan belum sempat turun

kembali ke tingkat E1, semua atom ini sangat ingin turun ke bawah. Jika pada keadaan ini

hf

hf

hf

hf=E2-E1

Emisi terangsangE1

E2

hf

E1Emisi spontan

datang cahaya dengan energi E2-E1, maka cahaya ini bertindak sebagai pemicu yang

meruntuhkan atom-atom tadi ke E1 sambil mengeluarkan sejumlah besar cahaya. Hal

inilah yang disebut dengan emisi terangsang.

Gambar.

Perbedaan antara emisi spontan dan emisi terangsang terletak pada arah dan fase

cahaya yang dipancarkan. Pada emisi spontan, cahaya-cahaya yang dipancarkan berarah

sembarang dan tidaksatu fase (tidak koheren), sehingga perpaduan cahaya ini menghasilkan

intensitas cahaya yang tidak besar. Pada emisi terangsang, cahaya-cahaya terpancar pada satu

arah dan satu fase (koheren), sehingga perpaduan cahaya ini menghasilkan intensitas yang

sangat tinggi. Jadi, sifat sinar laser adalah:1) koheren, 2) monokromatik, 3) intensitas sangat

tinggi, dan 4) mempunyai satu arah tertentu.

Penggunaan Laser

a. Penggunaan bar code (kode batang arang) pada barang-barang di supermarket dan

lain-lain.

Barang yang dibeli oleh konsumen disinari oleh laser yang akan meneruskan bar code

ke komputer sehingga harga barang yang dibeli segera ditampilkan di monitor kasir.

b. Laser digunakan dalam pembedahan sebagai “pisau” karena sifat laser yang dapat

menghasilkan sinar monokromatik (yang tipis) dengan intensitas tinggi dan cukup

kuat untuk menguapkan apa saja yang dilaluinya. Kelebihan “pisau” laser adalah sinar

laser memotong sekaligus menggumpalkan darah pada saat yang bersamaan, sehingga

mengurangi pendarahan. Laser juga digunakan untuk memilih jaringan yang rusak,

misalkan dalam pemusnahan tumor dan kanker kulit.

c. Laser digunakan pada operasi (bedah) mata untuk mengatasi keadaan mata yang

membesar, yang disebut glaukoma karena sifat gelombang laser yang berbeda dapat

diserap oleh jaringan-jaringan tertentu.

Laser dimanfaatkan dalam membetulkan retina yang lepas dari koroid karena sifatnya yang menghasilkan berkas sinar tipis tetapi intensitasnya cukup untuk menguapkan apa saja yang dilaluinya.

E2

1.1

2.1 Biografi a. Michelson

Albert Abraham Michelson dilahirkan pada tanggal 19

desember 1852 di Strelno, Provinsi Posen di Kerajaan prusia

(sekarang polandia) dalam sebuah keluarga yahudi. Dia

BAB IIMENGENAL ALBERT

ABRAHAM MICHELSON

1

2

2.1 Biografi Albert Abraham Michelson

2.2 Penemuan – Penemuan Abraham Michelson

2.3 Jenis–Jenis Interferometer

2.4 Tokoh Yang Membantu Abraham Michelson

Setelah mempelajari bab ini, anda diharapkan dapat :

menjelaskan

Pernahkah anda melihat alat di atas ? apakah

nama alat tersebut ? siapakah yang

menemukan alat tersebut ? adakah

penemuan lain selain penemuan alat tersebut

? dan penghargaan apa sajakah yang ia

peroleh dari penemuan – penemuannya ?

Temukan jawabannya pada bab ini

pindah ke Amerika Serikat bersama Orangtuanya pada tahun 1855, ketika ia berusia dua

tahun. Michelson dibesarkan di kota pertambangan kasar Murphy’s Camp, California

dan Virginia City, Nevada. Dimana ayahnya adalah seorang pedagang. Michelson adalah

warga negara Amerika Serikat pertama yang menerima Nobel dalam bidang sains.

Michelson masuk sekolah menengah di Francisco pada tahun 1869. Setelah lulus, ia

melanjutkan pendidikannya ke Akademi Kelautan Amerika Serikat. Pada tahun 1873 ia

mengarungi Hindia Barat selama dua tahun sebelum ia memutuskan menjadi dosen Fisika

dan Kimia di akademi di bawah Admiral Sampson. Pada tahun 1879, ia ditempatkan di

Kantor Penanggalan Laut, Washington. Setahun setelah itu, ia melanjutkan studinya ke

Eropa. Ia masuk Universitas Berlin dan Heidelberg, College of France, dan Politeknik Ecole

di Paris. Pada tahun 1883, Michelson kembali ke Amerika Serikat dan menjadi professor

Fisika di Sekolah Fisika Terapan, Cleveland, Ohio. Jabatan yang sama juga ia terima dari

Universitas Clark, Worcester, Massachusetts pada tahun 1890 dan dari Universitas

Chicago pada tahun 1892. Di Universitas Chicago, Michelson adalah orang pertama yang

menjabat sebagai Ketua Jurusan. Dia bergabung dengan Angkatan laut selama perang dunia I.

Pada tahun 1899 Michelson menikah dengan Edna Stanton dan kemudian mempunyai

satu orang putra dan tiga orang putri. Pada tahun 1918 kembali ke Chicago di mana pada

tahun 1925 ia diangkat untuk yang pertama dari Distiunguished service Profesor. Michelson

mengundurkan diri pada tahun 1929 untuk bekerja di Observatorium Mount Wilson,

Pasadena.

Sepanjang karirnya, Michelson sudah banyak melakukan penelitian di bidang fisika.

Ia berhasil menentukan besar kecepatan cahaya dengan ketepatan yang tinggi menggunakan

alat yang ia buat sendiri. Pada tahun 1887, Michelson menemukan interferometer yang ia

gunakan bersama kimiawan Amerika Edward Williams Morley. Eksperimen Michelson dan

Morley menunjukkan bahwa dua buah berkas cahaya dalam arah terpisah dari bumi

dipantulkan dalam gelombang dengan kecepatan yang sama. Sesuai dengan teori Eter, berkas

cahaya dapat dipantulkan dalam gelombang dengan kecepatan yang berbeda dalam

hubungannya dengan kecepatan bumi. Eksperimen ini membuktikan bahwa eter itu tidak ada.

Pada tahun 1907, Michelson mendapat kehormatan menjadi orang Amerika pertama

yang menerima Penghargaan Nobel dalam Fisika “untuk ketepatan alat optik dan meteorologi

spektroskopi dan penyelidikan dilakukan dengan bantuan mereka”. Ia juga memenangkan

medali Copley pada tahun 1907, Henry Draper Medal pada tahun 1916 dan Gold Medal dari

Royal Astronomical Society pada tahun 1923. Sebuah kawah di Bulan dinamai menurut

namanya.

Michelson dihormati oleh kenggotaan dari banyak pelajar masyarakat di seluruh

Amerika dan sepuluh negara-negara Eropa. Ia menerima kehormatan ilmu pengetahuan dan

gelar sarjana hukum dari sepuluh universitas Amerika dan asing. Ia Presiden dari American

Physical Society (1900), Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan (1910-1911),

dan National Academy of Sciences (1923-1927). Dia juga merupakan anggota Royal

astronomical Society, Royal Society of London dan Optical Society, Associate dari

l’Academie Francaise danbanyak penghargaan yang ia terima adalah Matteucci Medali

(Società Italiana), 1904; Copley Medal ( Royal Society), 1907; Elliot Cresson Medal

(Franklin Institute), 1912; Draper Medal (National Academy of Sciences), 1916; Franklin

Medal (Franklin Institute) dan Medali Royal Astronomical Society, 1923; dan Duddell

Medali (Fisik Society), 1929.

Michelson meninggal pada 9 Mei 1931 di Pasadane, california pada usia 78 tahun.

The University of  Chicago Residence Halls mengingat Michelson dan prestasi dengan

mendedikasikan Michelson House untuk menghormatinya. Case Western Reserve juga

mempersembahkan sebuah rumah Michelson padanya dan gedung sekolah di Akademi

Angkatan Laut Amerika Serikat juga namanya. michelson Laboratory di Naval Air Weapons

Station di Cina Danau Ridgecrest, California dinamai menurut namanya. Ada tampilan yang

menarik di daerah yang dapat diakses publik dari Laboratorium yang mencakup Michelson

Faksimili dari medali hadiah Nobel, hadiah Dokumen, dan contoh-contoh kisi-kisi difraksi.

2.2 Penemuan a. Michelson

Michelson unggul dalam optik, panas dan klimatologi serta menggambar. Setelah

lulus pada tahun 1873 dan dua tahun di laut, ia kembali ke Akademi pada tahun 1875 untuk

menjadi seorang instruktur dalam fisika dan kimia sampai 1879. Michelson terpesona dengan

masalah mengukur kecepatan cahaya pada khususnya. Ia melakukan percobaan pertama dari

kecepatan cahaya di Annapolis, sebagai bagian dari sebuah kelas demonstrasi pada 1877.

Pada 1879, ia telah diposting ke Nautical Almanac Office, Washington, untuk bekerja sama

dengan Simon Newcomb. Pada 1883 ia kembali ke Amerika untuk mengambil janji sebagai

Profesor Fisika di Sekolah Kasus Applied Science di Cleveland, Ohio serta berkonsentrasi

pada pengembangan interferometer yang diperbaiki. Pada awal 1877 Michelson mulai

merencanakan penyempurnaan dari cermin berputar-metode Léon Foucault untuk mengukur

kecepatan cahaya, menggunakan optik. Michelson melakukan percobaan dengan

penggunaan cermin rotasi untuk mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya pada 2 x jarak

tempuh antara Gunung Wilson dan Gunung San Antonio, di California. Hasil pengukuran

menunjukkan 299.796.000 meter/detik.

Pada 1887 ia dan Edward Morley melakukan percobaan yang dikenal dengan

percobaan Michlson-Morley, yaitu eksperimen pengukuran gerak bumi melalui “eter”, suatu

medium hipotesisi yang memenuhi alam semesta ini sehingga cahaya dapat merambat. Dalam

percobaan ini Michelson dan Morley merakit sebuah alat yang disebut Interferometer yang

dapat mendeteksi adanya interferensi gelombang cahaya.

            Pengertian eter merupakan warisan dari zaman sebelum gelombang cahaya dikenal

sebagai gelombang elektromagnetik, tetapi pada waktu tidak ada seorangpun yang mau

menyingkirkan bahwa cahaya menjalar relatif terhadap semacam kerangka acuan universal.

Percobaan mereka untuk gerakan yang diharapkan bumi relatif terhadap eter, hipotesis

medium cahaya yang seharusnya berjalan, menghasilkan hasil nol. Michelson Terkejut, dan

mengulangi percobaan dengan ketepatan yang lebih besar selama bertahun-tahun,

namun  tetap tidak menemukan kemampuan untuk mengukur eter. Hasil percobaan

Michelson-Morley sangat berpengaruh dalam komunitas fisika. dua buah berkas cahaya

dalam arah terpisah dari bumi dipantulkan dalam gelombang dengan kecepatan yang sama.

Sesuai dengan teori Eter, berkas cahaya dapat dipantulkan dalam gelombang dengan

kecepatan yang berbeda dalam hubungannya dengan kecepatan bumi. Ini berarti tidak

mungkin ada eter dan tidak ada pengertian “gerak absolut”. Setiap gerak adalah relatif

terhadap kerangka acuan khusus yang bukan merupakan kerangka acuan universal. Pada

hakekatnya eksperimen ini membandingkan kelajuan cahaya sejajar dan tegak lurus terhadap

kelajuan bumi mengelilingi matahari. Eksperimen ini juga memperlihatkan bahwa cahaya

sama bagi setiap pengamat, suatu hal yang tidak benar bagi gelombang memerlukan medium

material untuk merambat (seperti gelombang bunyi dan air). Eksperimen Michelson-Morley

sebenarnya tidak membuktikan ketiadaan eter, eksperimen hanya menjadi titik acuan untuk

menyatakan bahwa sesungguhnya eter tidak ada. Eksperimen Michelson-Morley telah

meletakkan dasar bagi teori relativitas khusus Einstein yang dikemukakan pada tahun 1905,

suatu teori yang sukar diterima waktu itu. Michelson menemukan eselon spectroscope dan

melakukan penelitian pada penggunaan perangkat Rangefinder yang diadaptasi bagi peralatan

Angkatan Laut AS.

Pada tahun 1920, dengan menggunakan interferensi cahaya dan versi yang lebih

berkembang dari alat sebelumnya, ia mengukur diameter bintang Betelgeuse. Dari tahun

1920 sampai 1921 Michelson dan Francis G. Pease menjadi orang pertama untuk mengukur

diameter bintang selain matahari. Mereka menggunakan interferometer astronomi di

observatorium Gunung Wilson untuk mengukur diameter bintang super raksasa Betelgeuse.

Sebuah pengaturan periskop digunakan untuk mendapatkan densified interferometer, sebuah

metode kemudian diselidiki secara rinci oleh Antoine Emile henry Labeyrie untuk digunakan

dalam“Hypertelescopes”.

            Pada 1920 Michelson mulai merencanakan pengukuran definitif dari observatorium

Mount Wilson. Panjang baseline didirikan pada tahun 1924, pengukuran dilakukan selama

dua tahun untuk memperoleh nilai yang diterbitkan 299.796 ± 4 km/s.

Periode setelah 1927 ditandai dengan munculnya pengukuran baru dari kecepatan

cahaya menggunakan perangkat elektro-optik. Michelson mencari pengukuran lain tapi kali

ini dalam tabung yang dievakuasi untuk menghindari kesulitan dalam menafsirkan gambar

karena efek atmosfer. Tahun 1930, ia memulai kolaborasi dengan Francis G. Pease dan Fred

Pearson untuk melakukan pengukuran dalam 1.6 km tabung di Pasadena, california.

Michelson meninggal dengan menyelesaikan 36 dari 233 seri pengukuran percobaan.

Michelson telah banyak berkontribusi, banyak surat dikirim ke berbagai majalah ilmiah dan

lebih substansial di antara karya-karya klasik, velocity of light (1902) Gelombang cahaya

dan Penggunaannya (1899-1903), dan Studies in Optics (1927).

2.3 Jenis interferometer

1. Interferometer Michelson

Interferometer Michelson adalah salah satu jenis dari interferometer, yaitu suatu alat

yang digunakan untuk menghasilkan suatu pola interferensi. Interferometer Michelson

merupakan alat yang paling umum digunakan dalam mengukur pola interferensi untuk bidang

optik yang ditemukan oleh Albert Abraham Michelson pada tahun 1887. Sebuah

pola interferensi dihasilkan dengan membagi seberkas cahaya menggunakan sebuah alat yang

bernama pembagi sinar (beam splitter). Interferensi terjadi ketika dua buah cahaya yang telah

dibagi digabungkan kembali. Interferensi Michelson menghasilkan interferensi dari

pembelokkan sinar cahaya dalam dua bagian. Setiap bagian dibuat melalui bagian yang

berbeda dan membawa kembali semuanya menurut intreferensi panjang gelombang yang

berbeda.

Skema interferensi michelson

Interferometer Michelson digunakan untuk mengukur panjang gelombang

berdasarkan pergeseran salah satu cermin yang berhubungan dengan perubahan pola

interferensi yang terjadi. Dalam percobaan interferometer Michelson cahaya laser

dibagi menjadi dua oleh beam spliter, kemudian satu bagian dipantulkan ke cermin datar

1, dan satu bagian yang lain dipantulkan ke cermin datar 2, sinar refleksi dari cermin datar 1

dan 2 akan bertemu kembali di beam spliter yang kemudian difokuskan oleh lensa untuk

kemudian berinterferensi dan t e rde t eks i d i l aya r pe nampang . D i s in i b i s a

t e r j ad i dua kemungk ina n ya i tu i n t e r f e r ens i konstruktif (penguatan sinar) terjadi

ketika gelombang cahaya dalam keadan fase yang sama saling bebaur, dan interferensi

destruktif (pelemaha cahaya atau keadan gelap) terjadi ketikadua gelombang cahaya yang

memiliki beda fase 1800 saling berbaur.

Pada percobaan Michelson dan Morley, Eter diasumsikan memenuhi alam semesta

dan berperan sebagai sebuah kerangka gerak. Jika seorang pengamat bergerak terhadap eter

dengan kecepatan v, maka ia akan mengukur kecepatan cahaya sebesar  c¢ dengan c¢ = c + v.

Kedua ilmuwan itupun akan mengamati ‘ether wind’ yang memiliki kecepatan relatif sebesar

v terhadap bumi. Diasumsikan bahwa v sama besar dengan kecepatan bumi mengorbit

matahari yaitu sebesar 30 km/s, maka Michelson merancang sebuah inferometer optik dengan

sensitivitas tinggi untuk dapat mendeteksi keberadaan eter ini.

Michelson dan Morley melakukan percobaan dengan menggunakan sebuah

interferometer yang diharapkan dapat menghasilkan pola interferensi. Interferensi terjadi

ketika dua gelombang datang bersama pada suatu tempat, agar hasil interferensi dapat

diamati maka syarat yang harus dipenuhi adalah dua sumber cahaya harus koheren keduanya

memiliki beda fase yang selalu tetap (memiliki frekuensi dan amplitudo harus sama). Dasar

pemikiran Michelson adalah sebagai berikut :

Keterangan :    T          =  sinar

                                M1M2 =  cermin datar

                        M        =  beam spliter

                        S         =  layar

Sinar yang berasal dari sumber setelah melewati c2, terbagi menjadi dua gelombang,

satu ditransmisikan menuju c1 tanpa perubahan fase. Oleh c1 dipantulkan lagi menuju

c1 dengan mengalami loncatan fasa 180o, kemudian oleh ct dipantulkan menuju layar dengan

fase yang sama seperti cahaya dari sumber munuju ct yang kedua dipantulkan menuju oleh

ct menuju c2 mengalami loncatan fasa 180o, oleh c2 dipantulkan menuju ct juga dengan

loncatan 180o kemudian oleh ct ditransmisikan menuju layar (disebut berkas).

Berkas dua fasanya sama dengan gelombang dating dari sumber c1, jadi berkas 1 dari

berkas 2 adalah cahaya berasal dari c1 dan c2 yang koheren karena beda fasanya tetap yaitu

00 (karena berkas 1 fasanya sama dengan berkas 2). Hal ini akan menimbulkan pola

interferensi pada layar, apabila c1 dan c2 saling tegak lurus, efeknya sama dengan sinar yang

jatuh pada udara dengan ketebalan (c1 – c2). Jadi apabila c2 (cermin ke-2) digeser-geser akan

terjadi kolom udara (c1 – c2) akibatnya akan terjadi perubahan pola interferensi layar, apabila

dengan menggeser c2 mengakibatkan terang pertama berubah menjadi pusat pola cahaya

bolak-balik, dengan kata lain ∆L berubah sebesar ½λ, jadi 2∆L = λ, ∆L = n½ λ. Jika ada n

perubahan pola interferensi maka :

∆L  =  n ½ λ atau  d sin θ = n λ

Dimana :         

 λ    =  panjang gelombang sinar

∆   =  pergeseran cermin (c1 – c2)

n    =  jumlah pola interferensi yang hilang atau muncul

2. Interferometer Mach Zhender

Interferensi optikal adalah interaksi antara dua atau lebih gelombang cahaya yang

resultanya bervariasi terhadap komponen pembentuknya. Pada interferensi berlaku prinsip

superposisi, dan menghasilkan pita cahaya terang dan gelap yang disebut frinji. Pita terang

terjadi ketika sejumlah gelombang bersama-sama menghasilkan intensitas maksimum dan

disebut interferensi konstruktif. Sebaliknya pita gelap terjadi bila sejumlah gelombang cahaya

menghasilkan intensitas minimum yang disebut interferensi destruktif. Secara keseluruhan

distribusi frinji yang dihasilkan dari fenomena interferensi. dikenal dengan pola interferensi.

Pola interferensi ini terbentuk bila dua atau lebih gelombang berasal dari sumber yang sama.

Interferometer ini ditemukan oleh Ludwig Mach dan Ludwig Zehnder pada tahun

1891-1892. Apabila suatu sumber cahayn koheren diarahkan pada beam splitter melalui

collimated beam, maka beam splitter pertama membagi sinar menjadi dua yaitu sinar yang

direfleksikan ( dipantulkan ) dan sinar yang ditransmisikan (diteruskan). Berkas sinar pertama

diarahkan menuju beam spliter kedua yang kemudian diteruskan ke cemrin ojek dan terpantul

kembali ke beam splitter kedua kemudian ke beam splitter ketiga terus ke detektor dan

berkasnya dinamakan berkas objek.

Untuk berkas sinar yang kedua dipantulkan sedemikian rupa oleh cermin menuju

beam splitter ketiga kemudian dipantulkan ke detektor dan berkasnya disebut berkas

referensi. Frinji hasil kedua berkas akan dideteksi oleh detector dan direkam.

3. Interferometer Fabry Parrot

Interferometer Fabry - Parot, yang dirancang pada tahun 1899 oleh C. Fabry dan A.

Perot, merupakan peningkatan yang signifikan atas interferometer Michelson. Dalam

interferometer ini, kedua gelombang yang berinterferensi diperoleh dengan jalan membagi

intensitas gelombang semla. Interferometer ini merupakan perbaikan lebih lanjut dari

interferometer Michelson, yang sangat berguna dalam pengukuran indeks bias dan jarak.

Prinsip kerja dari percobaan yang dilakukan oleh A. Perot telah menghasilkan beberapa

variasi konfigurasi. Agar pola interferensi berupa lingkaran – lingkaran terang gelap dapat

terjadi, maka hubungan fase antara gelombang – gelombang di sembarang titik pada

interferensi haruslah koheren.

(b) Gambar Interferometer Mach Zhender

(a) Gambar Pola Frinji yang dihasilkan

Interferometer Fabry – Perot dibangun dengan menggunakan dua pla sejajar yang

permukaannya sangat reflektif dan pada umumnya dipisahkan oleh udara. Dua buah plat kaca

dipisahkan dengan jarak d yang mempunyai sifat untuk memantulkan pada permukaannya.

Gelombang keluar dari plat setelah banyak mengalami banyak refleksi, selanjutnya

dikumpulkan oleh lensa dan gambar dapat diobservasi pada sebuah layar. Keakurasian oleh

lensa interferometer dapat mengukur panjang gelombang dari cahaya yang disebut chromatic

resolving.

2.4 Tokoh yang membantu Michelson

1. Edward Williams Morley

Edward Williams Morley lahir pada tanggal 29

Januari 1838 di Newark, AS. Ahli kimia Amerika

yang terkenal karena kolaborasinya dengan

fisikawan Michelson dalam upaya untuk mengukur

gerakan relatif dari Bumi melalui hipotetis eter.

Morley lulus dari Williams College pada tahun 1860

dan kemudian melanjutkan studi ilmiah dan teologis. Dia

masuk di Congregational di Ohio pada 1868 dan pada

tahun berikutnya bergabung dengan fakultas Western Reserve College, pindah ke Cleveland

pada tahun 1882 dan menjadi pengajar Western Reserve University. Dia terus mengajar di

sana sampai ia pensiun pada tahun 1906. Dari 1873-1888 ia juga mengajar di Cleveland

Medical School.

Penelitian pribadi Morley berpusat pada pertanyaan yang memerlukan penentuan

tepat dari kepadatan dan berat atom dari berbagai gas, terutama oksigen. Reputasinya sebagai

(c) Gambar Interferometer Fabry Parrot

eksperimen terampil menarik perhatian Michelson. Pada tahun 1887 Abraham Michelson dan

Edward Williams Morley melakukan percobaan yang dikenal sebagai percobaan Michelson-

Morley. Hasil ini merupakan langkah besar menuju ke arah teori relativitas khusus Albert

Einstein . Morley meninggal pada 24 Februari 1923.

2. Francis Gladheim Pease 

Francis Gladheim Pease (14 Januari 1881) adalah seorang  astronom Amerika. Ia

bergabung dengan Observatorium Yerkes di Wisconsin, di mana ia adalah seorang pengamat

dan ahli optik. Di sana ia dibantu George W. Ritchey. Pada tahun 1908 ia menjadi astronom

dan pembuat instrumen di Observatorium Mount Wilson. Salah satu desainnya adalah 100-

inch (2.500 mm) teleskop di observatorium itu, dan 50 kaki (15 m) interferometer yang

digunakan untuk mengukur diameter bintang.

Dia adalah seorang asisten lama untuk Albert A. Michelson. Pada tahun 1920,

Michelson dan Pease mampu menggunakan interferometer Michelson bintang yang dipasang

pada 100 inci (2.500 mm) teleskop di Mt. Wilson untuk mengukur diameter sudut

bintang Betelgeuse. Perkiraan mereka dari 0,047 "sangat dekat dengan nilai yang telah

diprediksi Eddington.

Dia kemudian terlibat dalam desain 200-inch (5100 mm) Hale

Telescope di Observatorium Mount Palomar. Pada tahun 1928 ia membuat penemuan

pertama dari planet nebula  dalam gugus bola, yang kemudian disebut Pease 1.

Kawah Pease pada Bulan dinamai menurut namanya. Ia meninggal pada tanggal 7 Februari

1938.

3.Dr. Frederick Stark Pearson

Dr. Frederick Stark Pearson adalah anak dari Ambrose dan

Hannah (Edgerly) Pearson. Dia lulus dari  Tufts

University pada tahun 1883 dengan AMB dan menerima

gelar AMM satu tahun kemudian. Sebelumnya, selama

satu tahun (1879-1880), ia adalah instruktur di bidang

kimia di Massachusetts Institute of Technology, kemudian

(1883-1886), ia instruktur dalam matematika dan

diterapkan mekanik di Tufts College. Dari perguruan

tinggi, ia melanjutkan untuk mengembangkan sistem transportasi listrik di Boston dan dengan

trem bertenaga listrik. Pada tahun 1894 ia diangkat menjadi kepala insinyur untuk Jalan

Kereta Api Metropolitan di New York City. Pearson membangun reputasi sebagai seorang

insinyur listrik yang inovatif di Amerika Serikat dan dia segera dikontrak oleh pemerintah

dan bisnis sebagai insinyur konsultasi untuk pembangkit listrik stasiun di seluruh Amerika

Utara. Seorang pria dengan keterampilan bisnis yang besar dan pandangan ke depan, dengan

para pendukung keuangan. Dia melakukan proyek-proyek besar di Amerika

Utara dan Amerika Selatan.

Sementara di Kanada, ia mengembangkan hubungan dengan seorang pengacara muda

pialang saham dan agresif dalam Montreal, Quebec dengan nama James Dunn. Pearson

didorong Dunn untuk mengambil residensi di London, pada saat pasar keuangan yang paling

penting di dunia.

Dengan broker rumah Dunn underwriting dan modal yang cukup besar

memungkinkan Pearson untuk membuat kerajaan bisnis besar termasuk Perusahaan Meksiko

Tramway, Meksiko Cahaya dan Power Company di Meksiko, dan British American Nickel

Company di Kanada.

Pemerintah yang tidak stabil di Meksiko dengan suap merajalela dan pejabat publik

yang korupsi menyebabkan Pearson merasa cukup sedih. Pada akhirnya, dia kehilangan

hampir semua yang telah diinvestasikan di Meksiko. Selama 1911, ia berada di balik

pembangunan Madinah Dam di Sungai Medina yang sekarang Mico, Texas dan membangun

irigasi meliputi lebih dari 138 km². 

Pada tahun 1912, ia menyelenggarakan sebuah sindikat di Hale County,

Texas dekat Plainview untuk sumur bor irigasi yang mengairi sekitar 60.000 hektare (243

km²). Selama karyanya di Texas, Pearson mendirikan kota Natalia, penamaan itu setelah

putrinya, Natalie Pearson Nicholson.

Pada tahun 1913, ia merundingkan kesepakatan dengan pemerintah Spanyol  untuk

proyek hydro di Sungai Ebro dan membentuk Barcelona Traction, Light dan Power Company

untuk melaksanakan pembangunan yang selesai pada tahun 1915. Namun, Perang Dunia

I membatasi aktivitasnya.

Dia dan istrinya, Mabel Ward Pearson, kehilangan nyawa mereka pada tanggal 7 Mei 1915,

saat bepergian ke Inggris pada bisnis dan untuk mengunjungi putrinya Natalie yang kemudian

tinggal di sana. Mereka berada di kapal laut RMS Lusitania ketika torpedo di lepas pantai

selatsan Irlandia oleh Jerman U-boat U-20.

Pernahkah anda meliha kapal laut dan kapal selam ? Mengapa kapal laut yang begitu besar dapat terapung di lautan ? Mengapa kapal selam dapat terapung, melayang, maupun tenggelam di lautan ? Prinsip apakah yang diterapkan pada keduanya ? Siapakah yang menemukan prinsip tersebut ?

Temukan jawabannya dalam bab ini.

Bab iiiMengenal Archimedes

1.1 Biografi Singkat

Archimedes

2.1

Pernahkah anda meliha kapal laut dan kapal selam ? Mengapa kapal laut yang begitu besar dapat terapung di lautan ? Mengapa kapal selam dapat terapung, melayang, maupun tenggelam di lautan ? Prinsip apakah yang diterapkan pada keduanya ? Siapakah yang menemukan prinsip tersebut ?

Temukan jawabannya dalam bab ini.

Bab iiiMengenal Archimedes

1.1 Biografi Singkat

Archimedes

2.1