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
|
