Teori Atom Niels Bohr, Sejarah, Kelebihan, dan Kelemahannya

Ilustrasi Teori Atom Niels Bohr. Foto: Pexels/Google DeepMind

Niels Bohr dikenal sebagai bapak dari teori struktur atom. Teorinya ini sangat populer, khususnya dalam dunia fisika. Untuk yang sedang mempelajari tentang atom, ketahui juga teori atom Niels Bohr, mulai dari sejarah hingga kelebihan dan kelemahannya.

Mengutip dari Seratus Tokoh yang Paling Berpengaruh dalam Sejarah, oleh Michael H. Hart, dalam situs luk.staff.ugm.ac.id, Niels Bohr, yang memiliki nama lengkap Niels Henrik David Bohr lahir tahun 1885 di Kopenhagen. Di tahun 1911 dia raih gelar doktor fisika dari Universitas Copenhagen.

Seorang guru dari Niels Bohr, yaitu Ernest Rutherford menemukan nukleus (bagian inti) atom. Ia menegaskan bahwa atom umumnya kosong. Tak lama sesudah itu Niels Bohr segera mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta radikal tentang struktur atom.

Tentang Teori Atom Niels Bohr dan Sejarahnya

Ilustrasi Teori Atom Niels Boh. Foto: Pexels/Steve Johnson

Seperti yang disebutkan sebelumnya, sebelum ada teori atom dari Bohr, seorang gurunya telah lebih dulu menemukan teori tentang atom, tepatnya pada awal abad ke-20. Pada tahun 1913, Niels Bohr ini mengikuti jejak Einstein menerapkan teori kuantum.

Tujuannya untuk menjelaskan hasil studinya tentang spektrum atom hidrogen. Bohr akhirnya memaparkan teori baru mengenai sifat dan struktur atom.

Teori Atom Niels Bohr ini pada prinsipnya menggabungkan dua teori. Yaitu dari teori atom Ernest Rutherford dan kuantum Planck.

Teori Bohr memperkenalkan atom sebagai sejenis miniatur planet mengitari matahari, dengan elektron-elektron mengelilingi orbitnya di sekitar bagian pokok, tetapi dengan perbedaan yang sangat penting.

Yaitu 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, yaitu 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.

Dikutip dari Seratus Tokoh yang Paling Berpengaruh dalam Sejarah, oleh Michael H. Hart, dalam situs luk.staff.ugm.ac.id, dalam sejarah, percobaan yang paling kritis adalah kemampuan teori Bohr menjelaskan spektrum dari hydrogen atom.

Telah lama diketahui bahwa gas hidrogen 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 hipotesis 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. Dilihat dari semua kejadian yang meyakinkan ini, teori Bohr segera diterima, dan di tahun 1922 Bohr mendapatkan hadiah Nobel untuk bidang fisika.

Tahun 1920 lembaga Fisika Teoritis didirikan di Kopenhagen dan Bohr jadi direkturnya. Di bawah pimpinannya cepat menarik minat ilmuwan-ilmuwan muda yang brilian dan segera menjadi pusat penyelidikan ilmiah dunia.

Namun, teori struktur atom Bohr ini juga pernah menghadapi berbagai kesulitan. Masalah dasarnya adalah bahwa teori Bohr, meskipun dengan sempurna menjelaskan kesulitan masa depan atom, 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 spektrum 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 ia mengerahkan segenap akal jeniusnya, ia tidak mampu memecahkannya.

Pemecahan akhirnya ditemukan oleh Werner Heisenberg dan yang lainnya, mulai tahun 1925. Yang menarik disini adalah Heisenberg seorang ilmuwan yang mengembangkan teori baru ini belajar di Kopenhagen.

Yang mana 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 lewat diskusi-diskusi dan tulisan-tulisan, dia menolong membuatnya menjadi lebih sistematis. Tahun 1930-an ia menunjukkan perhatiannya terhadap permasalahan bagian pokok struktur atom.

Bohr 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.

Pada tahun 1940 bala tentara 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. Lalu, seusai perang, Bohr kembali kampung ke Denmark.

Bohr kemudian mengepalai berbagai lembaga hingga meninggal dunia tahun 1962. Dalam tahun-tahun sesudah perang Bohr berusaha keras, meskipun belum berhasil untuk mendorong dunia internasional agar mengawasi penggunaan energi atom.

Meskipun teori original Bohr tentang struktur atom ini telah berlalu puluhan tahun, ia 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 dalam menemukan sesuatu, meskipun ilmuwan modern tak menganggap hal itu secara harfiah benar.

Yang paling penting dari semuanya itu 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.

Isi Teori Atom Niels Bohr

Ilustrasi Teori Atom Niels Bohr. Foto: Pexels/tarasov_film_ph

Dari penjelasan panjang tentang teori atom Niels Bohr, berikut adalah ringkasan isi dari Teori Atom Bohr:

Kelebihan dan Kelemahan Teori Atom Niels Bohr

Ilustrasi Teori Atom Niels Bohr. Foto: Pexels/Brett Sayles

Teori atom Niels Bohr memang telah diakui oleh banyak ilmuwan. Meski begitu, bukan berarti teori ini tidak memiliki kelemahan. Berikut adalah beberapa kelebihan dan kekurangan teori atom Bohr:

1. Kelebihan Teori Atom Niels Bohr

Kelebihan teori atom Niels Bohr adalah sebagai berikut:

2. Kelemahan Teori Atom Niels Bohr

Salah satu kelemahan teori atom Niels Bohr yaitu tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack. Model atom dari Bohr ini tidak dapat menjelaskan semua perilaku elektron.

Tahun 1920, dahulu Erwin Schrödinger mengusulkan bahwa elektron itu berjalan dalam bentuk gelombang. Hal ini berarti posisi yang tepat dari mereka tidak dapat ditentukan.

Lalu, Erwin Schrödinger mengembangkan suatu persamaan yang tujuannya untuk menghitung kemungkinan elektron berada di tempat tertentu.

Memakai persamaan inilah, Erwin mengidentifikasi daerah di sekitar inti yang disebut orbital sebagai tempat paling mungkin bagi elektron. Orbital merupakan dasar dari model awan elektron dari atom.

Demikianlah ulasan tentang teori atom Niels Bohr, mulai dari sejarah hingga kelebihan dan kelemahannya. Mempelajari teori atom memang harus secara mendalam agar paham secara keseluruhan. (IF)

Baca juga: Molekul pada Materi Genetika yang Mendasari Pewarisan Sifat Makhluk Hidup