MAKALAH FISIKA MODERN
“THE BOHR ATOM”
Dosen
Pengampu : Alrizal, S.Pd., M.Si
KELOMPOK
4
1. Suci
Utari (A1C317021)
2. Irene Fannysah Naibaho (A1C317065)
3. Novri
Elisabeth Hutaurruk (A1C317047)
4. Melisa Murzanita (A1C317037)
5. Dwi Cahyaningsih (A1C317009)
PRODI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN
ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU
PNEDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2018
KATA PENGANTAR
Syukur
Alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah mengizinkan penulis
untuk membuat sebuah makalah Fisika
Modern tentang
ATOM BOHR karena
ridhanya lah penulis dapat menerbitkan makalah ini.
Tidak
lupa pula penulis mengucapkan terima kasih kepada Allah SWT dan dan dosen
pengampu bapak Alrizal,
S.Pd.,M.Si.
dan orang-orang yang telah mendukung.
Dalam penulisan makalah ini penulis
mendapatkan banyak ilmu pengetahuan yang baru, dan penulis menyadari banyak
kekurangan dalam penulisan makalah ini. Oleh karena itu masukan dan saran
sangat penulis perlukan untuk makalah ini.
Penulis berharap agar makalah ini
dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya dan jadi pedoman bagi yang
membacanya.
Wallahu
a’lam bi al-shawab
Jambi , November 2018
PENULIS
DAFTAR
ISI
Halaman
Judul
Kata
Pengantar..................................................................................................................................... i
Daftar
Isi............................................................................................................................................... ii
BAB
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang................................................................................................................................. 1
1.2 Tujuan.............................................................................................................................................. 1
BAB
II PEMBAHASAN
2.1
Kajian Teori................................................................................................................................... 2
2.1.1 Sejarah Teori Atom Bohr............................................................................................................. 2
2.1.2 Model Atom Bohr....................................................................................................................... 3
2.1.3 Gelombang Partikel Teori Atom Bohr........................................................................................ 5
2.1.4 Kelebihan dan Kekurangan Teori Atom Bohr............................................................................ 7
BAB
III PENUTUP
3.1 Kesimpulan.................................................................................................................................... 9
3.2 Saran.............................................................................................................................................. 9
DAFTAR
PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Atom adalah satuan unit terkecil
dari sebuah unsur yang memiliki sifat-sifat dasar tertentu. Setiap atom terdiri
dari sebuah inti kecil yang terdiri dari proton dan neutron dan sejumlah
elektron pada jarak yang jauh. Pada tahun 1913 Neils Bohr pertama kali
mengajukan teori kuantum untuk atom hidrogen. Model ini merupakan transisi
antara model mekanika klasik dan mekanika gelombang. Karena pada prinsip fisika
klasik tidak sesuai dengan kemantapan hidrogen atom yang teramati.
Model atom Bohr memperbaiki
kelemahan model atom Rutherford. Untuk menutupi kelemahan model atom
Rutherford, Bohr mengeluarkan empatt postulat. Gagasan Bohr menyatakan bahwa
elektron harus mengorbit di sekeliling inti. Namun demikian, teori atom yang
dikemukakan oleh Neils Bohr juga memiliki banyak kelemahan. Model Bohr hanyalah
bermanfaat untuk atom-atom yang mengandung satu elektron tetapi tidak untuk
atom yang berelektron banyak.
1.2 Tujuan
a. Dapat mengetahui sejarah Teori Atom Bohr.
b. Dapat mengetahui model Atom Bohr.
c. Dapat memahami konsep gelombang elektron dalam atom.
d. Dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan Teori Atom
Bohr.
1.3 Rumusan
Masalah
a. Bagaimana sejarah Teori Atom Bohr?
b. Apakah yang dimaksud dengan Model Atom Bohr?
c. Bagaimana konsep-konsep gelombang elektron dalam Atom?
d. Apa saja kelebihan dan kekurangan dari Teori Atom
Bohr?
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Kajian Teori
2.1.1
Sejarah Teori Atom Bohr
Niels Bohr (1885 – 1962) dilahirkan
dan menjalani hamper seluruh massa hidupnya di Copenhagen, Denmark. Setelah ia
memperoleh gelar Doktor di Universitas disana pada tahun 1911, Bohr pergi ke
Inggris untuk bekerja di Cambridge dengan J.J Thomson yang menemukan electron
pada tahun 1897, kemudian ia bekerja di Manchester bersama Rutherford, yang
baru saja menunjukkan bahwa atom terdiri dari inti kecil yang dikelilingi oleh
electron-elektron pada jarak tertentu. Pada tahun 1913 Bohr kembali ke
Copenhagen, dan ia menemukan bahwa garis spectral hidrogen dapat dijelaskan
dengan memakai model Rutherford dengan mengambil dua anggapan yang revolusioner
yang mencampurkan konsep klasik dengan konsep kuantum. Yang pertama menyatakan
bahwa elektron atomic dapat mengelilingi inti tanpa memancarkan gelombang
elektromagnetik hanya jika berada pada orbit yang momentum sudutnya merupakan
kelipatan dari 
. (Sewindu kemudian de
Brodlie mengemukakan penjelasan mengenai anggapan kuantisasi momentum sudut ini
dengan memakai bilangan gelombang electron yang bergerak). Anggapan kedua
menyatakan bahwa elektron atomic melompat dari suatu orbit ke orbit lainnya
jika electron itu memancarkan atau menyerap proton.
. (Sewindu kemudian de
Brodlie mengemukakan penjelasan mengenai anggapan kuantisasi momentum sudut ini
dengan memakai bilangan gelombang electron yang bergerak). Anggapan kedua
menyatakan bahwa elektron atomic melompat dari suatu orbit ke orbit lainnya
jika electron itu memancarkan atau menyerap proton.
Bohr memakai panduan persyaratan
bahwa dalam limit bilangan kuantum besar, teorinya harus memberi hasil yang
samadengan fisika klasik. Prinsip ini dikenal sebagai prinsip korespondensi.
Bohr dan ilmuan lain telah memperluas model ini untuk atom dengan electron
banyak dengan hasil kadang-kadang baik. Misalnya ramalan teori yang benar
mengenai sifat unsur yang benar mengenai sifat unsur yang ada waktu itu tidak
dikenal, yaitu hafnium, tetapi kemajuan yang sejati harus menunggu prinsip
eksklusi Pauli yang diajukan pada tahun 1925. Kemajuan utama lain yang diawali
oleh Bohr ialah model tetes cairan dari inti yang diterapkan pada tahun 1939
untuk fisi nuklir.
Institute
of Theoretical Physics dibagun di Copenhagen untuk Bohr pada tahun 1920. Bohr membuatnya
sebagai pusat pertukaran gagasan bagi semua ahli fisika terkemuka di dunia.
Selama perang dunia II Bohr bekerja untuk mengembangkan bom atom di Los Alamos,
New Mexico. Ia menerima hadiah nobel pada tahun 1922.
Niels
Bohr mengembangkan teori tentang spectrum radiasi tom-atom hidrogen yang
berhasil dan juga mengembangkan gagasan mengenai keadaan mantap
(complementarity) bagi mekanika kuantum. Ia kemudian mengembangkan pula teori
fisi inti. Institute fisika teorinya di Copenhagen hingga kini tetap menarik
kunjungan para fisikawan seluruh dunia.
Setelah
Rutherford mengemukakan bahwa massa dan muatan positif atom terhimpun pada
suatu daerah kecil di pusatnya, fisikawan Denmark Niels Bohr pada 1913
mengemukakan bahwa atom ternyata mirip system planet bumi, dengan
electron-elektron mengedari inti atom seperti halnya planet-planet mengedari
mathari. Dengan alas an yang sama bahwa system tata surya tidak runtuh karena
tarikan gravitasi antara matahari dan tiap planet, atom juga tidak runtuh
karena tarikan elektrostatik Coulomb antara inti atom dan tiap electron. Dalam
kedua kasus ini gaya Tarik berperan memberikan percepatan sentripental yang
dibutuhkan untuk mempertahankan gerak edar (Ariyanto, 2000).
Menurut
Sundari (2013: 2), mengatakan bahwa teori atom Niels Bohr berdasarkan teori
kuantum yang menjelaskan spectrum gas hydrogen yang menjelaskan spectrum garis
menunjukkan bahwa electron hanya menempati tingkat-tingkat energy tertentu
dalam atom. Teori Niels Bohr hanya cocok untuk atom atau ion dengan satu
electron, namun tidak cocok untuk atom atau ion berelektron banyak. Selain itu,
tidak dapat menjelaskan mengapa atom dapat membentuk molekul melalui proses
ikatan kimia.
2.1.2
Model Atom Bohr
Bohr
menyatakan bahwa “elektron-elektron hanya menempati orbit-orbit tertentu
disekitar inti atom, yang masing-masing terkait sejumlah energi kelipatan dari
suatu nilai kuantum dasar”. Model Bohr dari atom hidrogen menggambarkan
elektron-elektron bermuatan negatif mengorbit pada kulit atom dalam lintasan
tertentu mengelilingi inti atom yang bermuatan positif. Ketika elektron
meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya selalu disertai dengan pemancaran
atau penyerapan sejumlah energi elektromagnetik hf.
Menurut Izzati (2012: 389)
menjelaskan bahawa bentuk ataupun model dari atom Bohr yaitu:
1. Tingkat elektron dalam atom 
, yang dimana tingkatan energi elektron bergantung
pada nilai Z
, yang dimana tingkatan energi elektron bergantung
pada nilai Z
2. Tingkatan energi elektron semakin keluar maka semakin
tinggi. Jika dipindah ke yang lebih rendah, akan di pancarkan foton.
3. Spektrum atom hidrogen bersifat diskret
4. Selisih tingkat energi elektron sama dengan energi
foton yang dipancarkan.
Menurut Tim
Erlangga Fokus SMA (2016 : 428-429) Teori Atom Bohr memiliki beberapa model
yaitu :
1. Muatan
Positif berada dalam lintasan inti atom
2. Elektron
bergerak pada lintasan tertentu tanpa meradiasi energy sehingga radius
lintasannya tetap, dinamakan lintasan electron stasioner
3. Elektron
dapat berpinah dari satu lintasan ke lintasan lainnya ddengan menyerap atau
meradiasi energinya
4. Elektron
meradiasi luar lintasan dari luar ke luar lintasan
- 
= hf
5. 
h karena itu, arena
lintasan electron tetap sehingga momentum sudut electron memenuhi persamaan
berikut.
h karena itu, arena
lintasan electron tetap sehingga momentum sudut electron memenuhi persamaan
berikut.
L = mvr = n
Dimana ;
L = momentum
sudut electron (kgm2 /s)
v = laju linear
electron pada lintasannya (m /s)
r = radius
electron (m)
n = banyaknya
electron
j = konstanta
Planck (6,63 x 10-34 J S )
m = massa electron (kg)
2.1.3
Gelombang Elektron dalam Atom.
Dengan
menganggap perilaku gelombang electron dalam atom hydrogen serupa dengan
vibrasi pada kawat , kita dapat mengambil postulat bahwa sebuah electron dapat
mengelilingin inti hanya dalam orbit yang mengandung bilangan bulat kali
panjang gelombang de Broglie.
Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan Bohr,
ternyata energy yang dipancarkan tidak berubah sehingga Bohr menyusun teori
yang mempunyai dua postulat yang sangat fundamental, sebagai berikut:
Postulat 1:
Elektron dapat mengelilingi inti menurut lintasan berupa lingkaran tertentu
tanpa memancarkan radiasi elektromagnetis. Lintasan berupa lingkaran tertentu
ini mempunyai momentum anguler merupakan kelipatan bilangan bulat dari panjang
gelombang de Broglie atau
de Broglie ( 1.11 )
Berarti juga 
sehingga mvr
= n h/2
(
1.12 )
(
1.12 )
n = bilangan kuantum utama dan harganya 1, 2, 3,
.... h = konstanta Planck = 6,63 X 10-34 J.s.
Pada lintasan tertentu ini elektron bergerak
mengelilingi intinya tanpa memancarkan energi, disebut orbit atau lintasan
stasioner.
Berdasarkan postulat 1 ini besarnya jari-jari
lintasan elektron dalam atom dapat dihitung sebagai berikut: Panjang gelombang de Broglie untuk elektron
adalah:
v = kecepatan
elektron seperti dalam Persamaan (1.4).
V = 
Menurut mekanika kuantum, suatu benda yang bergerak
melingkar beraturan tidak kehilangan tenaga jika keliling lintasannya merupakan
kelipatan bilangan bulat dari de Broglie.
Jadi, 2
de Broglie
de Broglie
2
= n = 
= n =
mvr = n =
Dengan menyubstitusikan Persamaan (1.4) ke dalam
Persamaan (1.11), panjang gelombang orbit elektron adalah:
ℷ
= 
(
1. 13 )
(
1. 13 )
Keliling orbit lingkaran berjari-jari r ialah 2
jadi dapat kita
tuliskan syarat kemantapan (kesetimbangan) orbit adalah:
jadi dapat kita
tuliskan syarat kemantapan (kesetimbangan) orbit adalah:
nℷ
= 2n
n = 1, 2, 3, …. ( 1.14 )
n
n = 1, 2, 3, …. ( 1.14 )
dengan rn menyatakan jari-jari orbit yang
mengandung panjang gelombang. Bilangan n disebut bilangan kuantum dari orbit.
Dengan mensubstitusikan Persamaan (1.12) ke dalam
Persamaan (1.13), panjang gelombang elektron adalah:
= = 2n
sehingga jari-jari orbit elektron dalam atom Bohr
adalah:
rn = 
n = 1, 2, 3, … (
1.15 )
n = 1, 2, 3, … (
1.15 )
Jari-jari orbit terdalam atau terkecil bila n = 1,
disebut jari-jari Bohr dari atom hidrogen dan dinyatakan dengan lambing a0.
-11 m = 0,5292 Ằ
Jari-jari yang lain dapat dinyatakan dengan ao.
Rn = n2 ao
sehingga jarak antara orbit yang berdekatan bertambah besar.
Jadi, hanya jari-jari lintasan tertentu yang memenuhi Persamaan
(1.14)
yang
memungkinkan elektron dapat mengorbit mengelilingi
inti
atom menurut lintasan lingkaran tanpa memancarkan gelombang elektromagnetik.
Postulat 2: Tiap-tiap lintasan elektron mempunyai tingkat energi sendiri-sendiri.
Apabila elektron meloncat dari suatu lintasan yang tingkat energinya En ke lintasan yang tingkat energinya E1 maka akan dipancarkan energi foton yang besarnya sama dengan hf.
|
Apabila En > E1 energi tersebut dipancarkan, sebaliknya apabila En > E1,
energi tersebut diserap oleh atom.
Jadi, menurut teori atom Bohr ini, elektron
tidak terus-menerus memancarkan energi, tetapi hanya memancarkan atau menyerap energi apabila elektron meloncat dari satu lintasan ke lintasan yang
lain.
2.1.4
Kelebihan dan Kekurangan Atom Bohr
Kelebihan dari teori atom bohr yaitu:
1.
Mampu
menerangkan spektrum dari atom yang mempunyai satu elektron pada kulit
terluarnya.
Kekurangan dari
teori atom neils bohr
1.
Tidak
dapat menerangkan spektrum dari atom yang ada pada kulit terluarnya mempunyai
lebih dari satu elektron.
2.
Tidak
dapat menerangkan terjadinya garis spektral tambahan ketika atom hidrogen
diletakkan pada medan listrik atau medan magnet.
3.
Tidak
mampu menghitung besarnya panjang gelombang spektral tambahan ini, bahkan tidak
meramalkan keberadaan garis ini sama sekali.
Hal
lain yang menjadi masalah dalam atom bohr adalah anggapan bohr bahwa orbit
elektron berupa satu garis lingkaran. Orbit ini hanya ada dalam teori saja tapi
tidak akan pernah dapat diselidiki secara langsung melalui eksperimen. Tidak
seperti orbit planet yang posisinya dapat diketahui secara persis, posisi
elektron tidak pernah dapat ditetapkan secara persis (ini berhubungan dengan
prinsip ketidakpastian elektron). Itulah sebabnya kadang-kadang orang
menggambarkan lintasan elektron berupa awan-awan.
BAB III
PENUTUP
1.1 Kesimpulan
Dapat disimpulkan bahwa Neils Bohr mengembangkan teori
tentang spektrum radiasi atom-atom hidrogen yang berhasil dan juga
mengembangkan gagasan mengenai keadaan mantap (stasioner) dan asa melengkapi
bagi mekanika kuantum yng ia sempurnakan berdasarkan teori para ahli
sebelumnya. Sehingga dapat kita ketahui bahwa Model Bohr dari atom hidrogen
menggambarkan elektron-elektron bermuatan ngatif mengorbit pada kulit atom
dalam lintasan tertentu mengelilingi inti atom yang bermuatan positif. Ketika
elektron meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya selalu disertai dengan
pemancaran atau penyerapan sejumlah energi elektromagnetik hf. Dengan begitu kita
dapat mengetahui gelombang elektron dalam atom melalui beberapa persamaan yang
sudah disederhanakan berdasarkan gelombang yang didapat dalam Teori Atom Bohr.
1.2 Saran
Dari penjelasan
tersebut diharapkan pembaca dapat memahami lebih dalam mengenai Teori Atom Bohr
tersebut. Dimulai dari sejarah terbentuknya teori, model atom bohr, kelebihan
dan kekurangan hingga rumus yang ada pada teori Bohr yang digunakan pada
perhitungan secara matematis
DAFTAR PUSTAKA
Arief,
Alimufi. 2002. Fisika Atom.
Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada.
Ariyanto, Sudi.
2000. Lintasan Sejarah Perkembangan Konsep Atom.
Jurnal Widyanuklid. Vol.3.No.2.
Beiser,
Arthur. 1987. Konsep Fisika Modern.
Jakarta : Erlangga.
Gribbin, John. 2005.
Fisika Kuantum. Jakarta: Erlangga.
Izzati, Nur. 2012. Supersoal Fisika SMA. Jakarta:
Penerbit Gagas Media.
Sundari, Fatimah
Septi. 2013. Big Bank Soal-bahas Kimia
SMA/MA. Jakarta: Wahyumedia.
Surya, Yohanes. 2009. Fisika Modren. Tangerang: Penerbit PT Kandel.
Tim Erlangga Fokus SMA. 2016. Erlangga Fokus
UN SMA/ma 2017 Program
IPA. Jakarta: Erlangga.
Komentar
Posting Komentar