Elektron

Sunting pranala
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Elektron
Perkiraan teoritis rapatan elektron untuk atom Hidrogen dalam beberapa orbit elektron
Komposisi: Partikel dasar
Keluarga: Fermion
Kelompok: Lepton
Generasi: Pertama
Interaksi: Gravitasi, Elektromagnetik, Lemah
Simbol: e−, β−
Antipartikel: Positron (juga disebut antielektron)
Penggagas: Richard Laming (1838–1851),
G. Johnstone Stoney (1874) et. al.
Penemu: J. J. Thomson (1897)[1]
Massa: 9,10938215(45) × 10-31 kg
5,4857990943(23) × 10-4 u
[1822,88850204(77)]−1 u[cat 1]
0,510998910(13)MeV/c2
Muatan listrik: −1 e[cat 2]
-1,602176487(40) × 10-19 C
Momen magnetik: −1,00115965218111 μB
Spin: ½

Elektron adalah partikel subatomik yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagaie-. Elektron tidak memiliki komponen dasar ataupun substruktur apapun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer.[2] Elektron memiliki massa sekitar 1/1836 massa proton].[3] Mometum sudut (spin) instrinsik elektron adalah setengah nilai integer dalam satuan ħ, yang berarti bahwa ia termasuk fermion. Antipartikel elektron disebut sebagai positron, yang identik dengan elektron, kecuali bahwa ia bermuatan positif. Ketika sebuah elektron bertumbukan dengan positron, keduanya kemungkinan dapat saling berhambur ataupun musnah total, menghasilan sepasang (atau lebih) foton sinar gama. Elektron, yang termasuk ke dalam generasi keluarga partikel lepton pertama,[4] berpartisipasi dalam interaksi gravitasional, interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah.[5] Sama seperti semua materi, elektron memiliki sifat bak partikel maupun bak gelombang (dualitas gelombang-partikel), sehingga ia dapat bertumbukkan dengan partikel lain dan berdifraksi seperti cahaya. Oleh karena elektron termasuk fermion, tiada dua elektron yang dapat menduduki keadaan kuantum yang sama sesuai dengan asas pengecualian Pauli.[4]

Konsep muatan listrik yang tidak dapat dibagi-bagi lagi diteorikan untuk menjelaskan sifat-sifat kimiawi atom oleh filsuf alam Richard Laming pada awal tahun 1838;[6] nama electron diperkenalkan untuk menamakan muatan ini pada tahun 1894 oleh fisikawan Irlandia George Johnstone Stoney. Elektron berhasil diidentifikasikan sebagai partikel pada tahun 1897 oleh J. J. Thomson.[1][7]

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 sebuah elektron dipercepat, ia dapat menyerap ataupun memancarkan energi dalam bentuk foton. Elektron bersama-sama dengan inti atom yang terdiri dari proton dan neutron, membentuk atom. Namun, elektron hanya menduduki 0,06% massa total atom. Gaya tarik Coulomb antara elektron dengan proton menyebabkan elektron terikat dalam atom. Pertukaran ataupun perkongsian elektron antara dua atau lebih atom merupakan sebab utama terjadinya ikatan kimia.[8]

Menurut teorinya, kebanyakan elektron dalam alam semesta diciptakan pada persitiwa Big Bang, namun ia juga dapat diciptakan melalui peluruhan beta isotop radioaktif maupun dalam tumbukan berenergi tinggi, misalnya pada saat sinar kosmis memasuki atmosfer. Elektron dapat dihancurkan melalui pemusnahan dengan positron, maupun dapat diserap semasa nukleosintesis bintang. Peralatan-peralatan laboratorium modern dapat digunakan untuk memuat ataupun memantau elektron individual. Elektron memiliki banyak aplikasinya dalam teknologi modern, misalnya dalam mikroskop elektron, terapi radiasi, dan pemercepat partikel.

Sejarah

Orang Yunani Kuno memperhatikan bahwa ambar dapat menarik benda-benda kecil ketika digosok-gosokkan dengan bulu hewan. Selain petir, fenomena ini merupakan salah satu catatan terawal manusia mengenai listrik.[9] Dalam karya tahun 1600-nya De Magnete, fisikawan Inggris William Gilbert menciptakan istilah baru electricus untuk merujuk pada sifat penarikan benda-benda kecil setelah digosok.[10] Bahasa Inggris untuk kata electric diturunkan dari bahasa Latin ēlectrum, yang berasal dari bahasa Yunani ήλεκτρον (ēlektron) untuk batu ambar.

Pada tahun 1737, C. F. du Fay dan Hawksbee secara independen menemukan apa yang mereka percaya sebagai dua jenis listrik friksional; satunya dihasilkan dari penggosokan gelas, yang lainnya dihasilkan dari penggosokan resin. Dari sinilah, Du Fay berteori bahwa listrik terdiri dari dua fluida elektris, yaitu "vitreous" dan "resinous", yang dipisahkan oleh gesekan dan menetralkan satu sama lainnya ketika bergabung.[11] Satu dasarwasa kemudian, Benjamin Franklin mengajukan bahwa listrik tidaklah berasal dari fluida elektris yang bermacam-macam, namun berasal dari fluida elektris yang sama di bawah tekanan yang berbeda. Ia memberikan tatanama muatan positif dan negatif untuk tekanan yang berbeda ini.[12][13]

Antara tahun 1838 dan 1851, filsuf alam Britania Richard Laming mengembangkan gagasan bahwa atom terdiri dari materi inti yang dikelilingi oleh partikel subatom yang memiliki muatan listrik.[14] Awal tahun 1846, fisikawan Jerman William Weber berteori bahwa listrik terdiri dari fluida yang bermuatan positif dan negatif, dan interaksinya mematuhi hukum kuadrat terbalik. Setelah mengkaji fenomena elektrolisis pada tahun 1874, fisikawan Irlandia George Johnstone Stoney mengajukan bahwa terdapat suatu "satuan kuantitas listrik tertentu" yang merupakan muatan sebuah ion monovalen. Ia berhasil memperkirakan nilai muatan elementer e ini menggunakan Hukum elektrolisis Faraday.[15] Namun, Stoney percaya bahwa muatan-muatan ini secara permanen terikat pada atom dan tidak dapat dilepaskan. Pada tahun 1881, fisikawan Jerman Hermann von Helmholtz berargumen bahwa baik muatan positif dan negatif dibagi menjadi beberapa bagian elementer, yang "berperilaku seperti atom dari listrik".[6]

Pada tahun 1894, Stoney menciptakan istilah electron untuk mewakili muatan elementer ini.[16] Kata electron merupakan kombinasi kata electric dengan akhiran on, yang digunakan sekarang untuk merujuk pada partikel subatomik seperti proton dan neutron.[17][18]

Rincian Teknis

Penjelasan mengenai elektron dibahas di mekanika kuantum dengan Persamaan Dirac.

Dalam Model Standarnya, elektron membentuk suatu doublet dalam SU(2) dengan neutrino elektron, karena ia berinteraksi lewat interaksi lemah. Elektron memiliki dua rekan massive lagi, yang muatannya sama namun berbeda massanya: muon dan tau.

Arus Listrik

Jika elektron bergerak, lepas bebas dari pengaruh inti atom, serta terdapat suatu aliran (net flow), aliran ini dikenal sebagai arus listrik. Ini dapat dibayangkan sebagai serombongan domba yang bergerak bersama-sama ke utara namun tanpa diikuti oleh penggembalanya. Muatan listrik dapat diukur secara langsung menggunakan elektrometer. Arus listrik dapat diukur secara langsung menggunakan galvanometer.

Apa yang dikenal dengan "listrik statis" bukanlah aliran elektron sama sekali. Ini lebih tepat disebut sebagai sebuah "muatan statik", mengacu pada sebuah benda yang memiliki lebih banyak atau lebih sedikit elektron daripada yang dibutuhkan untuk mengimbangi muatan positif sang inti. Jika terdapat kelebihan elektron, maka benda tadi dikatakan sebagai "bermuatan negatif". Jika terdapat kekurangan elektron dibanding proton, benda tersebut dikatakan "bermuatan positif". Jika jumlah elektron dan proton adalah sama, benda tersebut dikatakan "netral".

Penemuan

Sekitar periode 1870-an, Ahli kimia dan fisika Inggris, Sir William Crookes membuat tabung sinar katoda pertama untuk menghasilkan ruang hampa udara bertekanan tinggi didalamnya.[19] Dia kemudian menunjukkan bahwa sinar luminescence yang muncul dalam tabung membawa energi dan bergerak dari katoda ke anoda. Lebih jauh, dengan menerapkan sebuah medan magnet, dia dapat mengalihkan sinar tersebut, sehingga hal ini dapat memperagakan bahwa cahaya dapat dikendalikan dengan sinar negatif.[20][21] Pada tahun 1879, dia mengusulkan hal ini dapat dijelaskan secara logika dengan apa yang dia sebut sebagai persamaan 'radiant matter'. Dia menyarankan bahwa pada keadaan seperti ini, bagian cahaya ini akan mengandung molekul negatif yang dapat diarahkan dengan kecepatan tinggi dengan menggunakan katoda.[22]

Lihat pula

Pranala luar

Catatan

  1. ^ Penyebut versi pecahannya merupakan balikan nilai desimal (dengan ketidakpastian standar relatif 4,2 × 10-10).
  2. ^ Muatan elektron adalah negatif muatan elementer yang memiliki nilai positif untuk proton.

Referensi

  1. ^ a b Dahl (1997:122–185).
  2. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama prl50
  3. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama nist_codata_mu
  4. ^ a b Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama curtis74
  5. ^ Anastopoulos, Charis (2008). Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics. Princeton University Press. hlm. 236–237. ISBN 0691135126. 
  6. ^ a b Arabatzis, Theodore (2006). Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities. University of Chicago Press. hlm. 70–74. ISBN 0226024210. 
  7. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama wilson
  8. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama Pauling
  9. ^ Shipley, Joseph T. (1945). Dictionary of Word Origins. The Philosophical Library. hlm. 133. 
  10. ^ Baigrie, Brian (2006). Electricity and Magnetism: A Historical Perspective. Greenwood Press. hlm. 7–8. ISBN 0-3133-3358-0. 
  11. ^ Keithley, Joseph F. (1999). The Story of Electrical and Magnetic Measurements: From 500 B.C. to the 1940s. Wiley. ISBN 0-780-31193-0. 
  12. ^ Benjamin Franklin (1706–1790). Science World, from Eric Weisstein's World of Scientific Biography.
  13. ^ The Encyclopedia Americana; a library of universal knowledge. (1918). New York: Encyclopedia Americana Corp.
  14. ^ Farrar, Wilfred V. (1969). "Richard Laming and the Coal-Gas Industry, with His Views on the Structure of Matter". Annals of Science. 25: 243–254. doi:10.1080/00033796900200141. 
  15. ^ Barrow, John D. (1983). "Natural Units Before Planck". Royal Astronomical Society Quarterly Journal. 24: 24–26. Bibcode:1983QJRAS..24...24B. 
  16. ^ Stoney, George Johnstone (1894). "Of the "Electron," or Atom of Electricity". Philosophical Magazine. 38 (5): 418–420. 
  17. ^ Soukhanov, Anne H. ed. (1986). Word Mysteries & Histories. Houghton Mifflin Company. hlm. 73. ISBN 0-395-40265-4. 
  18. ^ Guralnik, David B. ed. (1970). Webster's New World Dictionary. Prentice-Hall. hlm. 450. 
  19. ^ DeKosky, Robert (1983). "William Crookes and the quest for absolute vacuum in the 1870s". Annals of Science. 40 (1): 1–18. doi:10.1080/00033798300200101. 
  20. ^ Leicester, Henry M. (1971). The Historical Background of Chemistry. Courier Dover Publications. hlm. 221–222. ISBN 0486610535. 
  21. ^ Dahl, Per F. (1997). Flash of the Cathode Rays: A History of J. J. Thomson's Electron. CRC Press. hlm. 64–78. ISBN 0750304537. 
  22. ^ Zekman, P. (1907). "Sir William Crookes, F.R.S." Nature. 77 (1984): 1–3. doi:10.1038/077001a0. Diakses tanggal 2008-08-25. 
Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/w/index.php?title=Elektron&oldid=3081851"