EUGEN GOLDSTEIN: PENEMUAN DAN KONTRIBUSI - FISIK - 2025

Eugen Goldstein adalah seorang fisikawan Jerman terkemuka, lahir di Polandia saat ini pada tahun 1850. Karya ilmiahnya mencakup eksperimen dengan fenomena listrik dalam gas dan sinar katoda.

Goldstein mengidentifikasi keberadaan proton sebagai muatan yang sama dan berlawanan dengan elektron. Penemuan ini dilakukan melalui eksperimen dengan tabung sinar katoda, pada tahun 1886.

Berkas elektron diarahkan dari katoda ke anoda.

Salah satu warisannya yang paling menonjol adalah penemuan apa yang sekarang dikenal sebagai proton, bersama dengan sinar saluran, juga dikenal sebagai sinar anodik atau sinar positif.

Apakah ada model atom Goldstein?

Godlstein tidak mengusulkan model atom, meskipun penemuannya memungkinkan pengembangan model atom Thomson.

Di sisi lain, ia terkadang dikreditkan sebagai penemu proton, yang ia amati di tabung vakum tempat ia mengamati sinar katoda. Namun, Ernest Rutherford dianggap sebagai penemu dalam komunitas ilmiah.

Eksperimen sinar katoda

Tabung bengkok

Goldstein memulai eksperimennya dengan tabung Crookes pada tahun 1970. Kemudian, ia melakukan modifikasi pada struktur yang dikembangkan oleh William Crookes pada abad ke-19.

Struktur dasar tabung Crookes terdiri dari tabung kosong yang terbuat dari kaca, di dalamnya ada gas yang bersirkulasi. Tekanan gas di dalam tabung diatur dengan memoderasi evakuasi udara di dalamnya.

Peralatan memiliki dua bagian logam, satu di setiap ujungnya, yang berfungsi sebagai elektroda, dan kedua ujungnya dihubungkan ke sumber tegangan eksternal.

Dengan mengaliri tabung, udara terionisasi dan menjadi konduktor listrik. Akibatnya, gas-gas tersebut menjadi berpendar saat sirkuit antara kedua ujung tabung ditutup.

Crookes menyimpulkan bahwa fenomena ini disebabkan oleh adanya sinar katoda, yaitu aliran elektron. Dengan percobaan ini, keberadaan partikel elementer dengan muatan negatif di atom dibuktikan.

Modifikasi tabung Crookes

Goldstein memodifikasi struktur tabung Crookes, menambahkan beberapa perforasi ke salah satu katoda logam di dalam tabung.

Selain itu, ia mengulangi eksperimen dengan modifikasi tabung Crookes, meningkatkan tegangan antara ujung tabung hingga beberapa ribu volt.

Di bawah konfigurasi baru ini, Goldstein menemukan bahwa tabung tersebut memancarkan cahaya baru dari ujung tabung yang telah ditembus.

Namun, sorotannya adalah bahwa sinar ini bergerak berlawanan arah dengan sinar katoda dan disebut sinar saluran.

Goldstein menyimpulkan bahwa, selain sinar katoda, yang bergerak dari katoda (muatan negatif) menuju anoda (muatan positif), ada sinar lain yang bergerak ke arah yang berlawanan, yaitu dari anoda menuju katoda dari tabung yang dimodifikasi.

Selain itu, perilaku partikel dalam kaitannya dengan medan listrik dan medan magnetnya, sangat berlawanan dengan perilaku sinar katoda.

Aliran baru ini dibaptis oleh Goldstein sebagai sinar saluran. Karena sinar saluran bergerak berlawanan arah dengan sinar katoda, Goldstein menyimpulkan bahwa sifat muatan listriknya juga harus berlawanan. Artinya, sinar saluran itu bermuatan positif.

Sinar saluran

Sinar saluran muncul ketika sinar katoda bertabrakan dengan atom di dalam gas yang terkurung di dalam tabung reaksi.

Partikel bermuatan sama saling tolak. Mulai dari basa ini, elektron dari sinar katoda mengusir elektron dari atom gas, dan yang terakhir dilepaskan dari formasi aslinya.

Atom gas kehilangan muatan negatifnya, dan menjadi bermuatan positif. Kation-kation ini tertarik ke elektroda negatif tabung, mengingat tarikan alami antara muatan listrik yang berlawanan.

Goldstein menamai sinar ini "Kanalstrahlen" untuk merujuk pada pasangan sinar katoda. Ion bermuatan positif yang menyusun sinar saluran bergerak menuju katoda berlubang sampai mereka melewatinya, mengingat sifat percobaan.

Oleh karena itu, jenis fenomena ini dikenal di dunia ilmiah sebagai sinar saluran, karena sinar tersebut melewati perforasi yang ada di katoda tabung penelitian.

Modifikasi tabung katoda

Demikian juga, esai Eugen Godlstein juga berkontribusi secara signifikan untuk memperdalam pengertian teknis tentang sinar katoda.

Melalui percobaan di tabung yang dievakuasi, Goldstein menemukan bahwa sinar katoda dapat menghasilkan bayangan tajam emisi yang tegak lurus dengan area yang ditutupi oleh katoda.

Penemuan ini sangat berguna untuk memodifikasi desain tabung katoda yang digunakan hingga saat ini, dan untuk menempatkan katoda cekung di sudutnya, untuk menghasilkan sinar terfokus yang akan digunakan dalam berbagai aplikasi di masa mendatang.

Sinar saluran, juga dikenal sebagai sinar anodik atau sinar positif, bergantung langsung pada sifat fisik-kimia dari gas yang terkandung di dalam tabung.

Akibatnya, hubungan antara muatan listrik dan massa partikel akan berbeda bergantung pada sifat gas yang digunakan selama percobaan.

Dengan kesimpulan ini, fakta bahwa partikel keluar dari bagian dalam gas, dan bukan dari anoda tabung listrik, diklarifikasi.

Kontribusi Goldstein

Langkah pertama dalam penemuan proton

Berdasarkan kepastian bahwa muatan listrik atom netral, Goldstein mengambil langkah pertama untuk memverifikasi keberadaan partikel fundamental bermuatan positif.

Dasar-dasar fisika modern

Pekerjaan penelitian Goldstein membawa dasar-dasar fisika modern bersama mereka, karena demonstrasi keberadaan sinar saluran memungkinkan untuk memformalkan gagasan bahwa atom bergerak dengan cepat dan dengan pola pergerakan tertentu.

Jenis gagasan ini adalah kunci dalam apa yang sekarang dikenal sebagai fisika atom, yaitu bidang fisika yang mempelajari perilaku dan sifat atom secara keseluruhan.

Studi isotop

Dengan demikian, analisis Goldstein memunculkan studi tentang isotop, misalnya, di antara banyak aplikasi ilmiah lainnya yang berlaku penuh saat ini.

Namun, komunitas ilmiah menghubungkan penemuan proton dengan ahli kimia dan fisikawan Selandia Baru Ernest Rutherford pada pertengahan 1918.

Penemuan proton, sebagai pasangan elektron, meletakkan dasar bagi pembangunan model atom yang kita kenal sekarang.

Referensi

1. Eksperimen Sinar Terusan (2016). Diperoleh dari: byjus.com
2. Model atom dan atom (nd). Diperoleh dari: recursostic.educacion.es
3. Eugen Goldstein (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Diperoleh dari: britannica.com
4. Eugen Goldstein (nd). Diperoleh dari: chemed.chem.purdue.edu
5. Proton (sf). Havana Kuba. Diperoleh dari: ecured.cu
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Eugen Goldstein. Diperoleh dari: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Tabung Crookes. Diperoleh dari: es.wikipedia.org