|
100. NIELS BOHR 1885-1962
Babi, kodok, trenggiling, manusia,
semuanya punya bapak, resmi atau tidak resmi. Begitu juga teori struktur atom
pun punya 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.
Situs web
-
http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Bohr_Niels.html
-
http://www.aip.org/history/esva/exhibits/bohr.htm
-
http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/bpbohr.html
-
http://www.dhm.de/lemo/html/biografien/BohrNiels/
-
http://nobelprize.org/physics/laureates/1922/bohr-bio.html
-
http://www.chemie.uni-bremen.de/stohrer/biograph/bohr.htm
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar