Apa itu fisika atom?
Fisika
Fisika atom mempelajari atom. Penelitian saat ini berfokus pada kontrol kuantum, pendinginan, dan penangkapan atom dan ion, dinamika tabrakan suhu-rendah dan efek korelasi elektron pada struktur dan dinamika. Nukleus atom dipengaruhi oleh nukleus (cth. "hyperfine splitting"), namun fenomena antar-nuklir seperti fisi nuklir dan fusi nuklir dianggap sebagai bagian dari fisika energi tinggi.
Molekul
Ikatan ionik adalah sejenis ikatan kimia yang melibatkan daya tarik elektrostatik antara ion dengan muatan berlawanan, dan merupakan interaksi utama yang terjadi pada senyawa ionik. Ion adalah atom yang telah kehilangan satu atau lebih elektron (disebut kation) dan atom yang telah mendapatkan satu atau lebih elektron (disebut anion). Transfer elektron ini disebut "elektrovalensi" yang merupakan lawan dari kovalensi. Dalam kasus yang paling sederhana, kation adalah atom logam dan anion adalah atom nonlogam, namun ion ini bisa menjadi lebih rumit, misalnya, ion molekuler seperti atau . Sederhananya, ikatan ionik adalah transfer elektron dari logam ke nonlogam agar kedua atom mendapatkan kelopak valensi yang terisi penuh.
Partikel subatom
Partikel subatom atau zarah dalam ilmu fisika adalah partikel yang jauh lebih kecil dari atom. Ada dua jenis partikel subatom, yaitu partikel dasar, yang berdasarkan teori saat ini, adalah partikel yang tidak terdiri atas partikel lain dan partikel "komposit". Fisika partikel dan fisika nuklir mempelajari partikel-partikel ini dan cara mereka berinteraksi.
Fisika
Meski fisika bertujuan untuk menemukan hukum universal, teorinya bersandar pada domain penggunaan tertentu. Bicara umum, hukum fisika klasik dapat secara akurat menjelaskan sistem yang ukurannya lebih besar dari skala atom dan geraknya jauh lebih lambat dari kecepatan cahaya. Di luar ini, pengamatan yang ada tidak sesuai dengan prediksi yang dilakukan. Albert Einstein berkontribusi pada kerangka relativitas khusus, yang menggantikan notasi ruang dan waktu absolut dengan ruangwaktu dan memungkinkan deskripsi akurat mengenai sistem yang komponennya bergerak mendekati laju cahaya. Max Planck, Erwin Schrödinger, dan fisikawan lain memperkenalkan mekanika kuantum, notasi probabilistik partikel dan interaksinya yang memungkinkan deskripsi akurat pada skala atom dan subatom. Di akhir, teori medan kuantum menggabungkan mekanika kuantum dan relativitas khusus. Relativitas umum memungkinkan untuk ruangwaktu melengkung, dinamis, dengan sistem yang luar biasa masif dan struktur alam semesta skala besar dapat dijelaskan. Relativitas umum belum digabungkan; beberapa kandidat teori gravitasi kuantum sedang dikembangkan.
Budaya penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh, sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang sukses.
Sejarah kimia
Oleh karena itu, metode mekanika kuantum yang dikembangkan pada tahun 1930an dan 1940an sering disebut sebagai fisika molekular atau fisika atom teoretis untuk menggarisbawahi fakta bahwa teori tersebut lebih merupakan aplikasi mekanika kuantum pada kimia dan spektroskopi daripada jawaban atas pertanyaan yang relevan secara kimia. Pada tahun 1951, artikel yang merupakan tonggak dalam kimia kuantum adalah makalah seminal Clemens C. J. Roothaan tentang persamaan Roothaan. Ini membuka jalan menuju pemecahan persamaan medan swakonsisten untuk molekul kecil seperti hidrogen atau nitrogen. Komputasi tersebut dilakukan dengan bantuan tabel integral yang dihitung menggunakan komputer tercanggih di masanya.
Persamaan Dirac
Tujuan Dirac dalam membuat persamaan ini adalah untuk menjelaskan perilaku elektron yang bergerak secara relativistik, sehingga memungkinkan atom diperlakukan dengan cara yang konsisten dengan relativitas. Harapannya yang agak sederhana adalah bahwa koreksi yang diperkenalkan dengan cara ini mungkin memiliki pengaruh pada masalah spektrum atom. Sampai saat itu, upaya untuk membuat teori kuantum lama dari atom yang kompatibel dengan teori relativitas, upaya yang didasarkan pada diskritisasi momentum sudut yang disimpan dalam lintasan yang mungkin tidak melingkar dari inti atom, telah gagal – dan mekanika kuantum baru dari Heisenberg, Pauli, Jordan, Schrödinger, dan Dirac sendiri belum cukup berkembang untuk mengatasi masalah ini. Meskipun awalnya Dirac merasa puas, persamaannya memiliki implikasi yang jauh lebih dalam bagi struktur materi dan memperkenalkan kelas matematika baru dari objek yang sekarang merupakan elemen penting dari fisika dasar.
Atom
Sejumlah atom ditemukan dalam keadaan materi yang berbeda-beda tergantung pada kondisi fisik benda, yakni suhu dan tekanan. Dengan mengubah kondisi tersebut, materi dapat berubah-ubah menjadi bentuk padat, cair, gas, dan plasma. Dalam tiap-tiap keadaan tersebut pula materi dapat memiliki berbagai fase. Sebagai contohnya pada karbon padat, ia dapat berupa grafit maupun intan.
Teori atom
Sebuah tabung Crookes adalah wadah kaca tertutup di mana dua elektrode dipisahkan oleh ruang hampa. Sinar katoda dihasilkan ketika tegangan diterapkan di seluruh elektroda, menciptakan partikel bersinar yang menyerang kaca di ujung tabung yang berlawanan. Melalui eksperimen, Thomson menemukan bahwa sinar dapat dibelokkan oleh medan listrik (selain medan magnet, yang sudah dikenal). Dia menyimpulkan bahwa sinar ini, bukannya bentuk cahaya, melainkan sesuatu yang terdiri dari partikel bermuatan negatif yang sangat ringan yang ia sebut ""corpuscles"" (kelak diganti namanya menjadi elektron oleh ilmuwan lain). Ia mengukur rasio massa terhadap muatan dan menemukan itu 1800 kali lebih kecil daripada hidrogen, atom terkecil. "Corpuscles" ini tidak seperti partikel lain yang telah dikenal sebelumnya.
Fisika partikel
Pada abad ke-19, John Dalton, melalui karyanya pada stoikiometri, menyimpulkan bahwa setiap unsur alam terdiri dari satu jenis partikel yang unik. Dalton dan sezamannya percaya ini adalah partikel dasar alam dan dengan demikian mereka bernama atom, dari kata Yunani atomos , berarti "tak terbagi". Namun, mendekati akhir abad ini, fisikawan menemukan bahwa atom ternyata bukanlah partikel dasar alam, tetapi gabungan dari partikel-pertikel yang lebih kecil. Penelitian fisika nuklir dan fisika kuantum pada awal abad 20 memuncak pada bukti fisi nuklir pada tahun 1939 oleh Lise Meitner (berdasarkan percobaan oleh Otto Hahn), dan fusi nuklir oleh Hans Bethe pada tahun yang sama. Penemuan-penemuan ini memunculkan industri aktif untuk menghasilkan satu atom dari yang lain, bahkan mungkin melakukan (walaupun tidak menguntungkan) transmutasi timah menjadi emas. Mereka juga mengarah pada pengembangan senjata nuklir. Sepanjang tahun 1950-an dan 1960-an, berbagai partikel ditemukan dalam eksperimen hamburan yang disebut sebagai "kebun binatang partikel". Istilah ini telah ditinggalkan setelah perumusan Model Standar selama tahun 1970-an di mana sejumlah besar partikel itu dijelaskan sebagai kombinasi dari sejumlah partikel fundamental.
Niels Bohr
Pada tahun 1913, Bohr menerapkan konsep mekanika kuantum untuk model atom yang telah dikembangkan oleh Ernest Rutherford, yang menggambarkan bahwa atom tersusun dari inti atom (nukleus) yang dikelilingi oleh orbit elektron.
Mekanika kuantum
Teori kuantum juga memberikan deskripsi akurat bagi banyak fenomena yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan, seperti radiasi benda-hitam dan stabilitas orbital elektron pada atom. Ilmu ini juga memberikan gambaran pada banyak sistem biologi seperti reseptor bau dan struktur protein. Penelitian terbaru mengenai fotosintesis telah memberikan bukti bahwa korelasi kuantum memainkan peranan penting pada proses dasar pada tanaman dan banyak organisme lainnya. Fisika klasik seringkali juga dapat memberikan perkiraan yang baik seperti fisika kuantum, umumnya pada kasus dengan partikel jumlah besar atau bilangan kuantum besar. Karena perumusan klasik jauh lebih sederhana dan mudah untuk dihitung daripada perumusan kuantum, perkiraan klasik digunakan dan lebih dipilih ketika sebuah sistem cukup besar untuk menjadikan efek mekanika kuantum menjadi kecil.
Rumus Rydberg
Rumus Rydberg adalah rumus yang digunakan dalam bidang fisika atom untuk mendeskripsikan panjang gelombang garis spektrum unsur-unsur kimia. Rumus ini dikemukakan oleh fisikawan Swedia Johannes Rydberg pada tanggal 5 November 1888.
Konfigurasi elektron
Dalam fisika atom dan kimia kuantum, konfigurasi elektron adalah susunan elektron-elektron pada sebuah atom, molekul, atau struktur fisik lainnya. Sama seperti partikel elementer lainnya, elektron patuh pada hukum mekanika kuantum dan menampilkan sifat-sifat bak-partikel maupun bak-gelombang. Secara formal, keadaan kuantum elektron tertentu ditentukan oleh fungsi gelombangnya, yaitu sebuah fungsi ruang dan waktu yang bernilai kompleks. Menurut interpretasi mekanika kuantum Copenhagen, posisi sebuah elektron tidak bisa ditentukan kecuali setelah adanya aksi pengukuran yang menyebabkannya untuk bisa dideteksi. Probabilitas aksi pengukuran akan mendeteksi sebuah elektron pada titik tertentu pada ruang adalah proporsional terhadap kuadrat nilai absolut fungsi gelombang pada titik tersebut.
Kimia forensik
Spektroskopi serapan atom (AAS) adalah teknik destruktif yang mampu menentuksn unsur-unsur penyusun sampel yang dianalisis. AAS melakukan analisis ini dengan memasukkan sampel ke dalam suatu sumber panas ekstra tinggi, sehingga terjadi pemecahan ikatan atom dalam zat, dan membebaskan atom-atomnya. Setelah atomisasi, radiasi dalam bentuk sinar dilewatkan melalui sampel sehingga memaksa atom-atom melompat ke tingkat energi yang lebih tinggi. Kimiawan forensik dapat menguji masing-masing unsur dengan menggunakan panjang gelombang sinar terkait yang memaksa atom unsur melompat ke tingkat energi yang lebih tinggi selama analisis. Berdasarkan alasan ini, dan karena sifat destruktif metode ini, AAS harus digunakan sebagai teknik konfirmasi setelah pengujian terdahulu, uji pendahuluan, telah mengindikasikan keberadaan unsur tertentu dalam sampel. Konsentrasi unsur dalam sampel sebanding dengan jumlah sinar yang diserap ketika dibandingkan dengan blangko. AAS berguna dalam kasus dugaan keracunan logam berat seperti keracunan arsen, timbal, raksa, dan kadmium. Penentuan konsentrasi zat dalam sampel dapat menentukan apakah logam berat merupakan penyebab kematian.
Atom
Namun pada tahun 1909, para peneliti di bawah arahan Ernest Rutherford menembakkan ion helium ke lembaran tipis emas, dan menemukan bahwa sebagian kecil ion tersebut dipantulkan dengan sudut pantulan yang lebih tajam dari yang apa yang diprediksikan oleh teori Thomson. Rutherford kemudian mengajukan pendapat bahwa muatan positif suatu atom dan kebanyakan massanya terkonsentrasi pada inti atom, dengan elektron yang mengitari inti atom seperti planet mengitari matahari. Muatan positif ion helium yang melewati inti padat ini haruslah dipantulkan dengan sudut pantulan yang lebih tajam.
Pada tahun 1913, ketika bereksperimen dengan hasil proses peluruhan radioaktif, Frederick Soddy menemukan bahwa terdapat lebih dari satu jenis atom pada setiap posisi tabel periodik. Istilah isotop kemudian diciptakan oleh Margaret Todd sebagai nama yang tepat untuk atom-atom yang berbeda namun merupakan satu unsur yang sama. J.J. Thomson selanjutnya menemukan teknik untuk memisahkan jenis-jenis atom tersebut melalui hasil kerjanya pada gas yang terionisasi.
Atom
Dalam model standar fisika, baik proton dan neutron terdiri dari partikel elementer yang disebut kuark. Kuark termasuk kedalam golongan partikel fermion dan merupakan salah satu dari dua bahan penyusun materi dasar (yang lainnya adalah lepton). Terdapat enam jenis kuark dan tiap-tiap kuark tersebut memiliki muatan listri fraksional sebesar +2/3 ataupun −1/3. Proton terdiri dari dua kuark naik dan satu kuark turun, manakala neutron terdiri dari satu kuark naik dan dua kuark turun. Perbedaan komposisi kuark ini memengaruhi perbedaan massa dan muatan antara dua partikel tersebut. Kuark terikat bersama oleh gaya nuklir kuat yang diperantarai oleh gluon. Gluon adalah anggota dari boson tolok yang merupakan perantara gaya-gaya fisika.
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir
Jurusan Teknofisika merupakan jurusan di STTN yang menyelenggarakan pendidikan tinggi dalam bidang ilmu yang secara umum mengamati fenomena fisis alam, mempelajari hubungan sebab-akibat, menurunkan formula matematika, mengimplementasikan-nya dalam bentuk alat (tool), alat ukur (instrument), proses, perkakas (equipment), bahkan sebuah sistem lengkap atau plant. Fisika disebut juga ”science of measurement”, karena pengamatan fenomena alam tersebut mengharuskan penjabaran dalam bentuk pengukuran besaran-besaran fisis yang terlibat dalam fenomena alam tersebut. Oleh karena itu, bidang ilmu fisika ini banyak dikembangkan untuk mendukung pengembangan alat ukur di samping pengembangan proses atau plant.
Fisika atomik, molekul, dan optik
Fisika atomik, molekul, dan optik adalah bidang ilmu yang mempelajari interaksi zat-zat dan cahaya-zat dalam skala atom tunggal atau struktur berisi beberapa atom. Ketiga bidang ini dikelompokkan menjadi satu karena hubungan mereka, metode yang mirip, dan kesamaan skala energi yang bersangkutan. Fisikawan kadangkala menyingkat bidang ini sebagai "fisika AMO".
Teori atom
Pada tahun 1924, Louis de Broglie mengajukan teori bahwa semua partikel bergerak—terutama partikel subatomik seperti elektron—menunjukkan perilaku mirip gelombang. Erwin Schrödinger, yang terkesan dengan ide ini, menggali lebih jauh kebenaran bahwa gerak elektron dalam atom dapat dijelaskan lebih baik sebagai gelombang daripada sebagai partikel. Persamaan Schrödinger, dipublikasikan tahun 1926, menjelaskan elektron sebagai fungsi gelombang dan bukan sebagai partikel. Pendekatan ini dengan elegan memprediksi banyak fenomena spektrum yang gagal dijelaskan oleh model Bohr. Meskipun konsep ini mudah secara matematis, namun sulit divisualisasikan, dan menghadapi penentangan. Salah satu kritik, Max Born, mengusulkan sebaliknya bahwa fungsi gelombang Schrödinger menjelaskan tidak hanya elektron saja melainkan semua kondisi yang mungkin terjadi, dan dengan demikian dapat digunakan untuk menghitung probabilitas menemukan elektron pada setiap lokasi tertentu di sekitar inti. Ini merekonsiliasi dua teori yang bertentangan elektron sebagai partikel vs gelombang sekaligus melahirkan ide dualisme gelombang-partikel. Teori ini menyatakan bahwa elektron memiliki sifat seperti gelombang sekaligus partikel. Contohnya, ia dapat dihamburkan seperti gelombang, dan memiliki massa seperti partikel.
Sejarah kimia
Pada tahun 1913, Niels Bohr, seorang fisikawan Denmark, memperkenalkan konsep mekanika kuantum pada struktur atom dengan mengusulkan apa yang sekarang dikenal sebagai model atom Bohr, di mana elektron didefinisikan secara ketat hanya ada dalam orbit melingkar mengitari inti atom yang serupa dengan anak tangga di sebuah tangga. Model Bohr adalah model planet di mana elektron bermuatan negatif mengorbit sebuah inti atom kecil bermuatan positif yang serupa dengan planet yang mengorbit Matahari (kecuali orbitnya tidak planar) - gaya gravitasi tata surya secara matematis mirip dengan gaya Coulomb (listrik) antara inti yang bermuatan positif dan elektron yang bermuatan negatif.
Model Rutherford
Setelah penemuan Rutherford tersebut, para ilmuwan mulai menyadari bahwa atom tidak sepenuhnya merupakan suatu partikel tunggal, melainkan disusun dari partikel-partikel subatomik yang berukuran lebih kecil. Penelitian selanjutnya menentukan struktur atom pasti yang mengarah pada percobaan lempeng emas Rutherford. Para ilmuwan kemudian menemukan bahwa atom memiliki inti bermuatan positif) dengan nomor atom muatan yang pasti) di bagian tengah atom, dengan jari-jari sekitar 1.2 × 10 meter × [nomor massa atom]. Elektron ditemukan berukuran jauh lebih kecil dari itu.
Massa atom relatif
Massa atom relatif (bahasa Inggris: "relative atomic mass", simbol: "A") atau bobot atom (bahasa Inggris: "atomic weight") adalah suatu kuantitas fisik tak berdimensi (angka saja). Dalam definisi modernnya, ia merupakan "perbandingan" massa rata-rata atom suatu unsur dalam suatu sampel yang diberikan "terhadap" satu satuan massa atom. Satuan massa atom, simbol u, didefinisikan sebagai massa satu atom karbon-12. Massa atom dapat bervariasi (antara atom dari unsur yang sama), karena adanya berbagai isotop unsur tersebut. Karena kedua nilai dalam rasio tersebut dinyatakan dalam satuan yang sama (u), nilai yang dihasilkan tidak berdimensi; maka nilainya adalah "relatif".
Teknologi nuklir
Sejak atom menjadi lebih dipahami, sifat radioaktifitas menjadi lebih jelas. Beberapa inti atom yang berukuran besar cenderung tidak stabil, sehingga peluruhan terjadi hingga selang waktu tertentu sebelum mencapai kestabilan. Tiga bentuk radiasi yang ditemukan oleh Becquerel dan Curie temukan juga telah dipahami; peluruhan alfa terjadi ketika inti atom melepaskan partikel alfa, yaitu dua proton dan dua neutron, setara dengan inti atom helium; peluruhan beta terjadi ketika pelepasan partikel beta, yaitu elektron berenergi tinggi; peluruhan gamma melepaskan sinar gamma, yang tidak sama dengan radiasi alfa dan beta, namun merupakan radiasi elektromagnetik pada frekuensi dan energi yang sangat tinggi. Ketiga jenis radiasi terjadi secara alami, dan radiasi sinar gamma adalah yang paling berbahaya dan sulit ditahan.
James Chadwick
Ia menerima Penghargaan Nobel dalam Fisika pada 1935. Selama Perang Dunia II, Chadwick memimpin kelompok ilmuwan Inggris mengembangkan bom atom.
Kimia
atom juga merupakan entitas terkecil yang dapat dipertimbangkan untuk mempertahankan sifat kimia dari unsur, seperti elektronegativitas, energi ionisasi, keadaan oksidasi, dan jenis ikatan yang lebih disukai untuk dibentuk (misalnya, logam, ionik, kovalen).
James Franck
James Franck () adalah fisikawan Jerman yang mendapat Penghargaan Nobel dalam Fisika dengan Gustav Ludwig Hertz pada 1925 untuk penemuan mereka pada hukum yang menentukan dampak elektron pada atom.
Mekanika kuantum
Kata "kuantum" berasal dari bahasa Latin yang berarti "seberapa besar" atau "seberapa banyak". Dalam mekanika kuantum ia merujuk pada suatu satuan diskret yang nemepel pada besaran fisika tertentu seperti energi sebuah atom pada waktu diam (lihat Gbr 1). Ditemukan bahwa partikel merupakan paket-paket energi diskret dengan properti seperti-gelombang mendorong bidang fisika yang mempelajari sistem atom dan subatom yang saat ini dikenal dengan mekanika kuantum. Bidang ini memberikan kerangka matematika bagi banyak bidang fisika dan kimia lainnya, termasuk diantaranya fisika benda terkondensasi, fisika fasa padat, fisika atom, fisika molekuler, fisika komputasi, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, kimia nuklir, dan fisika nuklir. Beberapa aspek dasar teori ini masih dipelajari sampai sekarang.
Atom
Teori partikel ini kemudian dikonfirmasikan lebih jauh lagi pada tahun 1827, yaitu ketika botaniwan Robert Brown menggunakan mikroskop untuk mengamati debu-debu yang mengambang di atas air dan menemukan bahwa debu-debu tersebut bergerak secara acak. Fenomena ini kemudian dikenal sebagai "Gerak Brown". Pada tahun 1877, J. Desaulx mengajukan pendapat bahwa fenomena ini disebabkan oleh gerak termal molekul air, dan pada tahun 1905 Albert Einstein membuat analisis matematika terhadap gerak ini. Fisikawan Perancis Jean Perrin kemudian menggunakan hasil kerja Einstein untuk menentukan massa dan dimensi atom secara eksperimen, yang kemudian dengan pasti menjadi verifikasi atas teori atom Dalton.
Fisika atomik, molekul, dan optik
Fisika atom dibedakan dari fisika nuklir, meskipun masyarakat memandangnya sama. Fisika atom tidak berhubungan dengan proses intra-nuklir dipelajari dalam fisika nuklir, meskipun sifat dari nukleus merupakan hal yang penting dalam fisika nuklir (misal, hyperfine structure).
Fisika
Fisika molekul berfokus pada struktur multi atom dan interaksi dalam dan luar dengan materi dan cahaya. Fisika optik beda dengan optik dalam hal kecenderungan untuk berfokus bukan pada kontrol cahaya oleh benda makroskopik namun pada properti dasar medan optik dan interaksinya dengan materi pada skala mikroskopik.
Proyek bom atom Soviet
Penelitian berpengaruh terhadap kemajuan fisika nuklir dipandu oleh Abram Ioffe yang merupakan direktur di Institut Teknik Fisik Leningrad (Leningrad Physical-Technical Institute [LPTI]), setelah mensponsori berbagai program penelitian di berbagai sekolah teknik di Uni Soviet. Penemuan neutron oleh fisikawan Inggris, James Chadwick lebih lanjut menyodorkan ekspansi menjanjikan program LPTI, dengan operasi pertama siklotron untuk energi lebih dari 1 MeV, dan "pembelaham" inti atom pertama oleh John Cockcroft dan Ernest Walton. Fisikawan Rusia mulai mendorong pemerintah dengan lobi dan kepentingan pengembangan sains di Uni Soviet, yang kemudian menarik sedikit karena gejolak selama revolusi Rusia dan Revolusi Februari. Penelitian sebelumnya diarahkan ke eksplorasi medis dan ilmiah Radium yang bisa diambil dari air sumur bor dari ladang minyak Ukhta.
Spektroskopi atomik
Dalam kimia analisis, spektroskopi atomik adalah sekelompok metode untuk menganalisis kandungan unsur dalam suatu sampel dengan cara menguraikan sampel tersebut menjadi atom-atom bebas, lalu mendeteksi interaksi atom tersebut dengan radiasi elektromagnetik. Menurut jenis interaksi yang dideteksi, ada lima jenis spektroskopi, yaitu spektroskopi serapan atom, spektroskopi emisi atom, spektroskopi massa, spektroskopi floresensi atom, dan spektroskopi ionisasi atom. Antara lima jenis ini, tiga yang pertama adalah yang paling banyak digunakan. Spektroskopi atomik berbeda dengan spektroskopi molekular karena pada spektroskopi molekular spesi yang diuji adalah molekul, bukan atom bebas.
Massa atom relatif
Penggunaan nama "bobot atom" telah mengundang banyak kontroversi di antara para ilmuwan. Pihak-pihak yang berkeberatan biasanya akan menggunakan istilah massa atom relatif ataupun hanya massa atom. Dasar dari keberatan ini adalah bobot/berat atom bukanlah benar-benar berat, yakni gaya yang diberikan pada suatu benda dalam medan gravitasi.
Teori atom
Dalam kimia dan fisika, teori atom adalah teori ilmiah sifat alami materi, yang menyatakan bahwa materi tersusun atas satuan diskret yang disebut atom. Ini dimulai dari konsep filosofis pada masa Yunani kuno dan menjadi aliran ilmiah utama di awal abad ke-19, ketika diungkap dalam bidang kimia. Ilmu kimia ini membuktikan bahwa materi memang berperilaku seperti jika ia tersusun atas atom-atom.
Atom
Inti atom terdiri atas proton dan neutron yang terikat bersama pada pusat atom. Secara kolektif, proton dan neutron tersebut disebut sebagai nukleon (partikel penyusun inti). Diameter inti atom berkisar antara 10 hingga 10m. Jari-jari inti diperkirakan sama dengan
formula_1  fm, dengan "A" adalah jumlah nukleon. Hal ini sangatlah kecil dibandingkan dengan jari-jari atom. Nukleon-nukleon tersebut terikat bersama oleh gaya tarik-menarik potensial yang disebut gaya kuat residual. Pada jarak lebih kecil daripada 2,5 fm, gaya ini lebih kuat daripada gaya elektrostatik yang menyebabkan proton saling tolak menolak.
Fisi nuklir
Dalam fisika nuklir dan kimia nuklir, fisi nuklir adalah reaksi nuklir saat nukleus atom terbagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil (nuklei yang lebih ringan), yang seringkali menghasilkan foton dan neutron bebas (dalam bentuk sinar gamma), dan melepaskan energi yang sangat besar. Dua nuklei yang dihasilkan biasanya ukurannya sebanding, dengan rasio massa sekitar 3:2 untuk isotop fisil. Fisi yang biasanya terjadi adalah fisi biner, namun kadang-kadang (2 hingga 4 kali per 1000 peristiwa), tiga pecahan bermuatan positif dihasilkan dalam fisi ternari. Bagian terkecil dari ketiga nuklei ini ukurannya bervariasi antara sebesar proton hingga nukleus argon.
Kimia
Salah satu karakteristik utama dari molekul adalah geometrinya yang dikenal sebagai struktur. Sementara struktur molekul atom diatomik, triatomik atau tetra atomik mungkin tidak terlalu signifikan, (linear, piramida sudut, dsb.) struktur molekul poliatomik, yang merupakan lebih dari enam atom (dari beberapa unsur) dapat menjadi sangat penting bagi kimia di alam.
Orbital atom
Orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku sebuah elektron ataupun sepasang elektron bak-gelombang dalam sebuah atom. Fungsi ini dapat digunakan untuk menghitung probabilitas penemuan elektron dalam sebuah atom pada daerah spesifik mana pun di sekeliling inti atom. Dari fungsi inilah kita dapat menggambarkan sebuah grafik tiga dimensi yang menunjukkan kebermungkinan lokasi elektron. Oleh karena itu, istilah orbital atom dapat pula secara langsung merujuk pada daerah tertentu pada sekitar atom yang ditentukan oleh fungsi matematis kebermungkinan penemuan elektron. Secara spesifik, orbital atom menyatakan keadaan-keadaan kuantum yang mungkin dari suatu elektron dalam sekumpulan elektron di sekeliling atom.
Fisika atomik, molekul, dan optik
Fisika molekuler memfokuskan dalam struktur multi-atom dan interaksi internal dan eksternal mereka dengan benda dan cahaya.
Ikatan kimia
Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Penjelasan mengenai gaya tarik menarik ini sangatlah rumit dan dijelaskan oleh elektrodinamika kuantum. Dalam praktiknya, para kimiawan biasanya bergantung pada teori kuantum atau penjelasan kualitatif yang kurang kaku (namun lebih mudah untuk dijelaskan) dalam menjelaskan ikatan kimia. Secara umum, ikatan kimia yang kuat diasosiasikan dengan transfer elektron antara dua atom yang berpartisipasi. Ikatan kimia menjaga molekul-molekul, kristal, dan gas-gas diatomik untuk tetap bersama. Selain itu ikatan kimia juga menentukan struktur suatu zat.
Mekanika kuantum
Einstein lebih jauh mengembangkan ide ini untuk menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik seperti cahaya juga dapat dijelaskan sebagai partikel (nantinya disebut foton), dengan kuantum energi diskret yang tergantung dari frekuensinya.
Dasar-dasar mekanika kuantum didirikan selama pertengahan awal abad ke-20 oleh Max Planck, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Louis de Broglie, Arthur Compton, Albert Einstein, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Enrico Fermi, Wolfgang Pauli, Max von Laue, Freeman Dyson, David Hilbert, Wilhelm Wien, Satyendra Nath Bose, Arnold Sommerfeld, dan . Interpretasi Kopenhagen Niels Bohr diterima secara luas.
Pada tahun 1920-an, pengembangan dalam mekanika kuantum menjadikannya rumusan standar untuk fisika atom. Musim panas 1925, Bohr dan Heisenberg mempublikasikan hasil yang mendekati teori kuantum lama. Untuk menyebut perilaku seperti-partikel dalam beberapa proses dan pengukuran, kuanta cahaya akhirnya disebut foton (1926).
Jari-jari atom
Jari-jari atom diukur menggunakan jari-jari kovalen untuk elemen-elemen yang memiliki jenis ikatan kovalen. Umumnya elemen-elemen ini merupakan elemen-elemen non-logam. Secara teknis jarak yang diukur adalah setengah dari jarak internuklir antara dua atom bertetangga terdekat dalam kisi-kisi kristal.
Werner Heisenberg
Heisenberg merupakan salah satu penyumbang besar ilmu fisika pada abad ke-20. Pada tahun 1920 ia memasuki Universitas München untuk belajar matematika. Namun guru besar matematika tak mengizinkannya pada seminar lanjutan, maka ia berhenti. Ia kemudian pindah ke fisika. Segera ia mengambil perhatian dalam fisika teoretis, dan segera bertemu banyak ilmuwan yang karyanya akan mendominasi dasawarsa-dasawarsa berikutnya, termasuk Niels Henrik David Bohr, Wolfgang Ernst Pauli, Max Born, dan Enrico Fermi. Satu dari perhatian utamanya ialah menyusun masalah dalam model atom Bohr-Rutherford. Ia baru saja menerima Ph.D.-nya pada tahun 1923 — hampir gagal sebab ia melalaikan karya laboratoriumnya. Penasihatnya berdebat atas namanya dan ia diberi gelar. Ia menjadi profesor di Universitas Gottingen pada usia 22. Karena menderita beberapa alergi musiman, ia meninggalkan Bayern ke pulau Heligoland. Di sana ia memiliki waktu berpikir dan memecahkan masalah model atom. Ia merealisasikan pembatasan model visual dan mengusulkan bekerja keras dengan data eksperimental dan hasil matematika. Untuk melakukannya ia menerapkan sistem matematika pada fisika atom, disebut mekanika matriks. Inilah titik balik fisika. Banyak orang di bidang ini tak suka karena tak menyediakan model fisika untuk menghubungkannya. Erwin Schrodinger muncul dengan mekanika gelombang sekitar setahun kemudian. Ketidaknyamanan dengan sistem Heisenberg naik pada sisi mekanika gelombang. Pertentangan antarteori terpecahkan kembali saat Schrödinger membuktikan bahwa semuanya identik.
Partikel dasar
Dalam fisika partikel, partikel dasar adalah partikel yang belum diketahui apakah partikel ini terdiri dari partikel lainnya. Atom terbentuk dari partikel yang lebih kecil dikenal sebagai elektron, proton, dan neutron. Proton dan netron terbentuk dari partikel yang lebih dasar dikenal sebagai quark. Salah satu masalah dasar dalam fisika partikel adalah menemukan elemen paling dasar atau yang disebut partikel dasar, yang membentuk partikel lainnya yang ditemukan dalam alam, dan tidak lagi terbentuk atas partikel yang lebih kecil.
Sejarah kimia
Fisikawan teoretis Jerman Werner Heisenberg adalah salah satu pencipta kunci mekanika kuantum. Pada tahun 1925, Heisenberg menemukan cara untuk merumuskan mekanika kuantum dalam istilah matriks. Untuk penemuan itu, dia dianugerahi Hadiah Nobel bidang Fisika pada tahun 1932. Pada tahun 1927 dia menerbitkan prinsip ketidakpastiannya, di mana dia membangun filosofi yang mempopulerkan namanya. Heisenberg mampu menunjukkan bahwa jika Anda mempelajari sebuah elektron dalam sebuah atom Anda bisa menunjukkan letaknya (lokasi elektron) atau arah perginya (kecepatan elektron), tapi tidak mungkin untuk mengungkapkan keduanya pada saat bersamaan. Dia juga memberikan kontribusi penting pada teori hidrodinamika aliran turbulen, inti atom, feromagnetisme, sinar kosmik, dan partikel subatomik, dan dia berperan dalam merencanakan reaktor nuklir Jerman Barat pertama di Karlsruhe, bersama dengan sebuah reaktor riset di Munich , pada tahun 1957. Terdapat kontroversi yang cukup besar seputar karyanya tentang penelitian atom selama Perang Dunia II.
Kimia
"Ikatan kimia" merupakan gaya yang menahan berkumpulnya atom-atom dalam molekul atau kristal. Pada banyak senyawa sederhana, teori ikatan valensi dan konsep bilangan oksidasi dapat digunakan untuk menduga struktur molekular dan susunannya. Serupa dengan ini, teori-teori dari fisika klasik dapat digunakan untuk menduga banyak dari struktur ionik. Pada senyawa yang lebih kompleks/rumit, seperti kompleks logam, teori ikatan valensi tidak dapat digunakan karena membutuhken pemahaman yang lebih dalam dengan basis mekanika kuantum.
Magneton Bohr
Dalam fisika atom, magneton Bohr (simbol "μ") adalah suatu konstanta fisika dan satuan umum yang digunakan untuk menyatakan momen magnetik dari suatu elektron yang disebabkan baik karena momentum sudut orbital atau spin-nya.
Elektron
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. 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 teori 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. 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".
Orbital atom
Oleh karena berbeda dengan "orbit" mekanika klasik, istilah "orbit" elektron pada atom digantikan dengan istilah "orbital", yang diciptakan oleh kimiawan Robert Mulliken pada tahun 1932. Orbital atom umumnya dideskripsikan sebagai fungsi gelombang "bak hidrogen" dengan bilangan kuantum "n", "l", "m" yang berkorespondensi dengan energi, momentum sudut, dan arah momentum sudut pasangan elektron secara berurutan. Tiap-tiap orbital (ditentukan oleh sehimpunan bilangan kuantum yang berbeda) yang secara maksimal hanya dapat menampung dua elektron ini memiliki nama klasik "s","p","d", dan "f". Nama-nama ini berasal dari karakteristik yang terpantau pada garis spektroskopi masing-masing, yakni sharp", principal", diffuse", dan fundamental". Nama orbital setelah orbital "f" dinamakan secara alfabetis mulai dari "g".
Bilangan kuantum spin
Dalam fisika atom, bilangan kuantum spin adalah bilangan kuantum yang menentukan momentum sudut intrinsik (atau momentum sudut spin, atau hanya spin) partikel tertentu. Bilangan kuantum spin adalah bilangan kuantum keempat dari seperangkat bilangan kuantum (bilangan kuantum utama, bilangan kuantum azimut, bilangan kuantum magnetik, dan bilangan kuantum spin), yang benar-benar menggambarkan keadaan kuantum suatu elektron. Ia dilambangkan dengan huruf ; dan menggambarkan energi, bentuk dan orientasi orbital.
Fonon
Fonon dalam fisika adalah kuantum kuantum moda vibrasi pada kisi kristal tegar, seperti kisi kristal pada zat padat. Kristal dapat dibentuk dari larutan, uap, lelehan atau gabungan dari ketiganya. Pembentukan kristal sangat dipengaruhi oleh laju nukleasi dan pertumbuhan. Bila pertumbuhan lambat, kristal yang terbentuk akan cukup besar, disertai dengan penataan atom–atom atau molekul-molekul secara teratur dengan berulang sehingga sehingga energi potensialnya minimum. Fisika zat padat sangat berkaitan erat dengan kristal dan elektron di dalamnya. Fisika zat padat mengalami perkembangan pesat setelah ditemukan Sinar-X dan keberhasilan di dalam memodelkan susunan atom dalam kristal. Atom-atom atau molekul–molekul dapat berbentuk kisi kristal melalui gaya tarik menarik (gaya coulomb). Kisi–kisi tersebut tersusun secara priodik membentuk kristal. Atom–atom yang menyusun zat padat bervibrasi terhadap posisi keseimbanganya sehingga kisi–kisi kristal pun ikut bervibrasi. Fenomena yang muncul dari kuantisasi sistem fisika zat padat tetapi memiliki perbedaan energi dengan panjang gelombang lebih panjang dibanding gelombang elektromagnetik disebut fonon. Energi kuantum dari vibrasi gerak dalam medan gelombang elastis dapat dianalogikan seperti dalam foton dalam gelombang elektromagnetik.
Fisika atomik, molekul, dan optik
Fisika optikal dibedakan dari optik karena dia condong untuk memfokuskan tidak pada pengontrolan medan cahaya klasik dengan objek makroskopik, tetapi dalam sifat dasar dari medan optik dan interaksi mereka dengan benda dalam alam mikroskopik.
Jam atom
Jam atom adalah sebuah jenis jam yang menggunakan standar frekuensi resonansi atom sebagai penghitungnya. Jam atom awal adalah maser dengan peralatan lainnya. Standar frekuensi atom terbaik sekarang ini berdasarkan fisika yang lebih maju melibatkan atom dingin dan air mancur atomik.
Fisika
Bidang Fisika atomik, molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan molekul, dan cara mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang Fisika partikel, juga dikenal sebagai "Fisika energi-tinggi", mempelajari properti partikel super kecil yang jauh lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang membentuk benda lainnya.
Teori atom
Dalton mengajukan teori bahwa setiap unsur kimia terdiri dari atom tunggal, dengan jenis yang unik, dan meskipun mereka tidak dapat diubah atau dihancurkan dengan cara kimia, mereka dapat bergabung untuk membentuk struktur yang lebih kompleks (senyawa kimia). Ini dianggap sebagai teori atom pertama yang benar-benar ilmiah, karena Dalton menarik kesimpulan berdasarkan eksperimen dan pemeriksaan hasil penelusuran empiris.
Teori atom
Konsekuensi penjabaran elektron sebagai bentuk gelombang adalah bahwa tidak memungkinkan secara matematis untuk menurunkan secara simultan posisi dan momentum suatu elektron. Ini kemudian dikenal sebagai prinsip ketidakpastian Heisenberg setelah ahli fisika teori Werner Heisenberg menjelaskan dan mempublikasikannya pertama kali tahun 1927. Ini membuat model Bohr menjadi tidak valid lagi. Model atom modern menjelaskan posisi elektron dalam atom sebagai suatu probabilitas. Sebuah elektron dapat ditemukan pada jarak berapapun dari inti atom, tetapi, tergantung tingkat energinya, berada lebih sering pada region tertentu daripada region lainnya. Pola ini yang dirujuk sebagai orbital atom. Orbital berada dalam bentuk yang bervariasi sferis, barbel, torus, dsb. dengan inti atom berada di tengah.
Atom hidrogen
Atom hidrogen ialah atom yang berasal dari unsur kimia hidrogen. Muatan netral atom berisi satu proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang terikat kepada nukleus oleh Hukum Coulomb. Atom hidrogen terdiri dari sekitar 75 % di alam semesta. Dalam kehidupan sehari-hari di Bumi, atom-atom hidrogen yang terisolasi (biasanya disebut "atom hidrogen") sangat jarang adanya. Sebaliknya, hidrogen cenderung untuk menggabungkan dengan atom lain dalam senyawa, atau dengan dirinya sendiri untuk membentuk gas hidrogen biasa, H. Dalam Bahasa Inggris, penggunaan perkataan "atomic hydrogen" dan "hydrogen atom," biasanya mempunyai makna yang tumpang tindih. Sebagai contoh, sebuah molekul air mengandung dua atom hidrogen, tetapi tidak berisi atom yang mengandung hidrogen (yang mengarah terhadap atom hidrogen yang terisolasi).
Gas monoatomik
Dalam fisika dan kimia, monoatomik adalah gabungan kata "mono" dan "atom", yang berarti "atom tunggal". Ini biasanya digunakan terhadap gas: suatu gas monoatomik adalah gas yang atomnya tidak berikatan satu sama lain. Seluruh unsur kimia akan monoatomik dalam fasa gas pada suhu yang cukup tinggi. Perilaku termodinamika gas monoatomi sangat sederhana jika dibandingkan dengan gas poliatomik, karena ia bebas dari energi rotasional atau vibrasional.
Rudolf Ludwig Mössbauer
Rudolf Ludwig Mössbauer (juga Mößbauer, ) adalah fisikawan Jerman yang merupakan sarjana dari Caltech dan meneliti pemancaran sinar gamma dari transisi nuklir. Sebuah momentum mundur yang berhubungan dengan momentum sinar gamma yang dipancarkan itu harus masuk atom. Namun, untuk atom-atom dalam kisi-kisi kristal, seluruh kisi-kisi itu menyerap momentum dan menluncurkan partikel hipotetis yang dikenal sebagai fonon. Namun jika tiada fonon yang dipancarkan, energi sinar gamma memiliki nilai yang amat tajam dan diketahui dengan baik. Inilah efek Mössbauer. Hanya atom identik yang dapat menyerap kembali sinar gamma pada sebuah penyerapan kurang fonon. Lalu, jika frekuensi itu berubah perlahan, sinar gamma tidak bisa diserap.
Ikatan kovalen
Gagasan ikatan kovalen dapat ditilik beberapa tahun sebelum 1920 oleh Gilbert N. Lewis yang pada tahun 1916 menjelaskan pembagian pasangan elektron di antara atom-atom. Dia memperkenalkan "struktur Lewis" atau "notasi titik elektron atau struktur titik Lewis" yang menggunakan titik-titik di sekitar simbol atom untuk mewakili elektron valensi terluar atom. Pasangan elektron yang berada di antara atom-atom mewakili ikatan kovalen. Pasangan berganda mewakili ikatan berganda, seperti ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Terdapat pula bentuk alternatif lainnya di mana ikatan diwakili sebuah garis.
Ketika gagasan pembagian pasangan elektron memberikan gambaran kualitatif yang efektif akan ikatan kovalen, mekanika kuantum diperlukan untuk mengerti sifat-sifat ikatan seperti ini dan memprediksikan struktur dan sifat molekul sederhana. Walter Heitler dan Fritz London sering diberi kredit atas penjelasan mekanika kuantum pertama yang berhasil menjelaskan ikatan kimia, lebih khususnya ikatan molekul hidrogen pada tahun 1927. Hasil kerja mereka didasarkan pada model ikatan valensi yang berasumsi bahwa ikatan kimia terbentuk ketika terdapat tumpang tindih yang baik di antara orbital-orbital atom dari atom-atom yang terlibat. Orbital-orbital atom ini juga diketahui memiliki hubungan sudut spesifik satu sama lain, sehingga model ikatan valensi dapat memprediksikan sudut ikatan yang terlihat pada molekul sederhana dengan sangat baik.
Kimia
"Unsur" adalah sekelompok atom yang memiliki jumlah proton yang sama pada intinya. Jumlah ini disebut sebagai nomor atom unsur. Sebagai contoh, semua atom yang memiliki 6 proton pada intinya adalah atom dari unsur kimia karbon, dan semua atom yang memiliki 92 proton pada intinya adalah atom unsur uranium.
Atom
Atom dari unsur kimia yang sama memiliki jumlah proton yang sama, disebut nomor atom. Suatu unsur dapat memiliki jumlah neutron yang bervariasi. Variasi ini disebut sebagai isotop. Jumlah proton dan neutron suatu atom akan menentukan nuklida atom tersebut, sedangkan jumlah neutron relatif terhadap jumlah proton akan menentukan stabilitas inti atom, dengan isotop unsur tertentu akan menjalankan peluruhan radioaktif.
Fisika
Meski fisika mempelajari berbagai macam sistem, teori tertentu digunakan oleh semua fisikawan. Setiap teori ini diuji coba dengan eksperimen berkali-kali dan menjadi perkiraan alam yang memadai. Contohnya, teori mekanika klasik menjelaskan gerak benda yang bergerak jauh lebih pelan dari laju cahaya dan berukuran jauh lebih besar dari atom. Teori ini masih menjadi area penelitian sampai sekarang. Teori chaos, aspek penting dalam mekanika klasik ditemukan abad ke-20, tiga abad setelah formulasi awal dari Isaac Newton (1642–1727).
Model Bohr
Di dalam fisika atom, model Bohr adalah model atom yang diperkenalkan oleh Niels Bohr pada 1913. Model ini menggambarkan atom sebagai sebuah inti kecil bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bergerak dalam orbit sirkuler mengelilingi inti — mirip sistem tata surya, tetapi peran gaya gravitasi digantikan oleh gaya elektrostatik. Model ini adalah pengembangan dari model puding prem (1904), model Saturnian (1904), dan model Rutherford (1911). Karena model Bohr adalah pengembangan dari model Rutherford, banyak sumber mengkombinasikan kedua nama dalam penyebutannya menjadi model Rutherford-Bohr. Seperti sudah diketahui sebelumnya, Rutherford mengemukakan teori atom Rutherford berdasarkan percobaan hamburan sinar alfa oleh partikel emas yang dilakukannya.
Teori atom dalton
Teori atom Dalton adalah teori mengenai atom yang dikemukakan oleh ilmuwan berkebangsaan Inggris, John Dalton pada tahun 1808. John Dalton mengemukakan teorinya tentang materi atom yang dipubllikasikan dalam "A New System of Chemical Philosiphy". Berdasarkan penelitian dan hasil- hasil perbandingannya, Dalton menyimpulkan sebagai berikut :
Teori Atom Dalton mempunyai beberapa kelemahan bila ditinjau dari teoi atom modern. berbagai kelemahan teori atom Dalton adalah sebagai berikut :
Sejarah kimia
Sekitar 420 SM, Empedokles menyatakan bahwa semua materi terdiri dari empat unsur elementer—tanah, api, udara dan air. Teori awal atomisme dapat ditelusuri kembali ke zaman Yunani kuno dan India kuno. Atomisme Yunani berasal dari filsuf Yunani Demokritos, yang menyatakan bahwa materi terdiri dari atom yang tak dapat dipisahkan dan tidak dapat dihancurkan, pada sekitar tahun 380 SM. Leukippos juga menyatakan bahwa atom adalah bagian materi yang paling tak dapat dipisahkan. Ini bertepatan dengan deklarasi serupa oleh filsuf India bernama Kanada dalam sutra Vaisheshikanya sekitar periode waktu yang sama. Dengan cara yang sama ia membahas keberadaan gas. Apa yang dinyatakan Kanada melalui kitab sutranya, Demokritos menyatakan melalui renungan filosofisnya. Keduanya mengalami kekurangan data empiris. Tanpa bukti ilmiah, keberadaan atom mudah ditolak. Aristoteles menentang keberadaan atom pada tahun 330 SM. Sebelumnya, pada tahun 380 SM, sebuah teks Yunani yang dikaitkan dengan berpendapat bahwa tubuh manusia terdiri dari empat segi. Sekitar 300 SM, Epikuros mendalilkan alam semesta atom yang tak terhancurkan di mana manusia sendiri bertanggung jawab untuk mencapai kehidupan yang seimbang.
Stoikiometri
Pada saat yang sama Lavoisier menetapkan hukum kekekalan massa, dan memberikan dasar konsep ekuivalen dengan percobaannya yang akurat dan kreatif. Jadi, stoikiometri yang menangani aspek kuantitatif reaksi kimia menjadi metodologi dasar kimia. Semua hukum fundamental kimia, dari hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap sampai hukum reaksi gas semua didasarkan stoikiometri. Hukum-hukum fundamental ini merupakan dasar teori atom, dan secara konsisten dijelaskan dengan teori atom. Namun, menarik untuk dicatat bahwa, konsep ekuivalen digunakan sebelum teori atom dikenalkan.
Mekanika kuantum
Mekanika kuantum, termasuk teori medan kuantum, adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran sistem atom dan subatom. Sistem yang mengikuti mekanika kuantum ini dapat berada dalam superposisi kuantum pada keadaan yang berbeda, tidak seperti pada fisika klasik. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tetapi diskrit—berupa 'paket' atau 'kuanta'. Konsep ini cukup revolusioner, karena bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.
Sejarah kimia
Pada tahun 1925, fisikawan kelahiran Austria Wolfgang Pauli mengembangkan prinsip pengecualian Pauli, yang menyatakan bahwa tidak ada dua elektron yang mengelilingi satu inti atom yang dapat menempati keadaan kuantum yang sama secara bersamaan, seperti yang dijelaskan oleh empat bilangan kuantum. Pauli memberikan kontribusi besar pada mekanika kuantum dan teori medan kuantum - dia dianugerahi Hadiah Nobel bidang Fisika 1945 atas penemuan prinsip pengecualian Pauli - dan juga fisika zat padat (), dan dia berhasil membuat hipotesis tentang adanya neutrino. Selain karya aslinya, ia menulis sintesis lanjutan dari beberapa bidang teori fisika yang dianggap klasik menurut literatur ilmiah.
Pada tahun 1926 di usia yang ke-39, fisikawan teoretis Austria Erwin Schrödinger menghasilkan makalah yang memberi dasar mekanika gelombang kuantum. Dalam makalah tersebut, dia menggambarkan persamaan diferensial parsialnya yang merupakan persamaan dasar mekanika kuantum yang memiliki hubungan dengan mekanika atom seperti hubungan antara persamaan gerak Newton dengan astronomi planet. Dengan mengadopsi sebuah proposal yang dibuat oleh Louis de Broglie pada tahun 1924 yang menyatakan bahwa partikel materi memiliki sifat dualisme dan dalam beberapa situasi bertindak seperti gelombang, Schrödinger memperkenalkan sebuah teori yang menggambarkan perilaku sistem tersebut melalui persamaan gelombang yang sekarang dikenal sebagai persamaan Schrödinger. Pemecahan persamaan Schrödinger, tidak seperti pemecahan persamaan Newton, adalah fungsi gelombang yang hanya dapat dikaitkan dengan kemungkinan kejadian fisika. Urutan kejadian orbit planet yang mudah divisualisasikan, dalam mekanika kuantum, digantikan oleh gagasan probabilitas yang lebih abstrak. (Aspek teori kuantum ini membuat Schrödinger dan beberapa fisikawan lainnya sangat tidak bahagia, dan dia mengabdikan sebagian besar sisa hidupnya untuk merumuskan keberatan filosofis terhadap interpretasi teorinya yang telah diterima secara umum, dan bahwa dia telah melakukan banyak hal untuk menciptakan teori tersebut.)
Teori atom
John Dalton mempelajari dan mengembangkan hasil karya sebelumnya dan mengembangkan hukum perbandingan berganda: jika dua unsur dapat digabungkan untuk membentuk sejumlah senyawa yang mungkin, maka perbandingan massa unsur kedua yang bergabung terhadap massa tetap unsur pertama adalah perbandingan bilangan bulat sederhana. Sebagai contoh: Proust telah mempelajari oksida timah dan menemukan bahwa massa mereka adalah 88,1% timah dan 11,9% oksigen atau 78,7% timah dan 21,3% oksigen (masing-masing adalah timah(II) oksida dan timah dioksida). Dalton mencatat dari persentase ini bahwa 100 g timah akan bergabung baik dengan 13,5 g atau 27 g oksigen; 13,5 dan 27 membentuk rasio 1:2. Dalton menemukan bahwa teori atom suatu materi dapat menjelaskan pola umum dalam kimia ini dengan indah. Sehubungan dengan timah oksida Proust, satu atom timah akan bergabung dengan satu atau dua atom oksigen.
Dalton juga percaya teori atom dapat menjelaskan mengapa air menyerap gas yang berbeda dalam proporsi yang berbeda - misalnya, ia menemukan bahwa air jauh lebih baik menyerap karbon dioksida daripada menyerap nitrogen. Hipotesis Dalton adalah karena perbedaan dalam massa dan kompleksitas partikel masing-masing gas. Memang, molekul karbon dioksida () lebih berat dan lebih besar daripada molekul nitrogen ().
Atom
Ikatan kimia antar atom kemudian pada tahun 1916 dijelaskan oleh Gilbert Newton Lewis sebagai interaksi antara elektron-elektron atom tersebut. Atas adanya keteraturan sifat-sifat kimiawi dalam tabel periode kimia, kimiawan Amerika Irving Langmuir tahun 1919 berpendapat bahwa hal ini dapat dijelaskan apabila elektron-elektron pada sebuah atom saling berhubungan atau berkumpul dalam bentuk-bentuk tertentu. Sekelompok elektron diperkirakan menduduki satu set kelopak elektron di sekitar inti atom.
Teori atom dalton
a. Dalton menerangkan bahwa atom tidak bisa dibagi lagi. Ternyata, seiring perkembangan ilmu dan teknologi, diketahui bahwa atom terbentuk dari partikel dasar yang lebih kecil daripada atom, yaitu elektron, proton, dan neutron.
Asam amino
Asam amino adalah sembarang senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH). Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa" atau α). Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi "zwitter-ion".
Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein.
Atom
Walaupun awalnya kata "atom" berarti suatu partikel yang tidak dapat dipotong-potong lagi menjadi partikel yang lebih kecil, dalam terminologi ilmu pengetahuan modern, atom tersusun atas berbagai partikel subatom. Partikel-partikel penyusun atom ini adalah elektron, proton, dan neutron. Namun hidrogen-1 tidak mempunyai neutron. Demikian pula halnya pada ion hidrogen positif H.
Partikel
Dalam ilmu fisika, partikel (atau korpuskula dalam teks yang lebih tua) adalah objek terlokalisasi kecil yang dapat memiliki beberapa sifat fisik atau kimia seperti volume atau massa. Partikel sangat bervariasi dalam ukuran atau kuantitas, mulai dari partikel subatom seperti elektron, hingga partikel mikroskopis seperti atom dan molekul, hingga partikel makroskopis seperti serbuk dan material butiran lainnya. Partikel juga bisa digunakan untuk membuat model ilmiah dari objek yang lebih besar tergantung pada kerapatannya, seperti manusia yang bergerak dalam kerumunan atau benda langit yang bergerak.
Fisika nuklir
Fisika nuklir adalah ilmu yang mempelajari mengenai inti atom, serta perubahan-perubahan pada inti atom. Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut hanya bertabrakan dan berpisah tanpa mengalami perubahan (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.
Massa
Dalam ilmu fisika, kita dapat secara konseptual membedakan paling tidak tujuh corak "massa" ataupun tujuh fenomena fisika yang dapat dijelaskan menggunakan konsep "massa":Biasanya, massa objek diukur dengan kilogram, yang didefinisikan sebagai massa "prototipe kilogram internasional" berupa silinder paduan logam platina yang disimpan di International Bureau of Weights and Measures di Perancis. Meski begitu, prototipe ini pastinya tidak mungkin digunakan untuk mengukur massa atom dan partikel. Maka, lebih murah untuk mengukur massa sebuah atom dengan membandingkannya dengan atom lainnya, maka ilmuwan mengembangkan satuan massa atom (atau Dalton). Menurut definisinya, 1 u adalah 1/12 massa sebuah atom karbon-12 dan atom karbon-12 memiliki massa pasti 12 u. Definisi ini masih mungkin berubah karena adanya pengajuan redefinisi satuan dasar SI, yang akan meninggalkan satuan Dalton.
Ionisasi
Ionisasi adalah proses fisik mengubah atom atau molekul menjadi ion dengan menambahkan atau mengurangi partikel bermuatan seperti elektron atau lainnya. Proses ionisasi ke muatan positif atau negatif sedikit berbeda. Ion bermuatan positif didapat ketika elektron yang terikat pada atom atau molekul menyerap energi cukup agar dapat lepas dari potensial listrik yang mengikatnya. Energi yang dibutuhkan tersebut disebut potensial ionisasi. Ion bermuatan negatif didapat ketika elektron bebas bertabrakan dengan atom dan terperangkap dalam kulit atom dengan potensial listrik tertentu. Ionisasi terdiri dari dua tipe: Ionisasi sekuensial dan ionisasi non-sekuensial. Pada fisika klasik, hanya ionisasi sekuensial yang dapat terjadi sehingga disebut ionisasi klasik. Ionisasi non-sekuensial melawan beberapa hukum fisika klasik dan akan dijelaskan di bagian ionisasi kuantum.
Atom
Elektron, sama seperti partikel lainnya, memiliki sifat seperti partikel maupun seperti gelombang (dualisme gelombang-partikel). Awan elektron adalah suatu daerah dalam sumur potensi di mana tiap-tiap elektron menghasilkan sejenis gelombang diam (yaitu gelombang yang tidak bergerak relatif terhadap inti) tiga dimensi. Perilaku ini ditentukan oleh orbital atom, yakni suatu fungsi matematika yang menghitung probabilitas suatu elektron akan muncul pada suatu lokasi tertentu ketika posisinya diukur. Hanya akan ada satu himpunan orbital tertentu yang berada disekitar inti, karena pola-pola gelombang lainnya akan dengan cepat meluruh menjadi bentuk yang lebih stabil.
Atom
Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Sekumpulan atom demikian pula dapat berikatan satu sama lainnya, dan membentuk sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagai ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron yang terdapat pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.
Kimia
Semua materi normal terdiri dari atom atau komponen-komponen subatom yang membentuk atom; proton, elektron, dan neutron. Atom dapat dikombinasikan untuk menghasilkan bentuk materi yang lebih kompleks seperti ion, molekul, atau kristal. Struktur dunia yang kita jalani sehari-hari dan sifat materi yang berinteraksi dengan kita ditentukan oleh sifat zat-zat kimia dan interaksi antar mereka. Baja lebih keras dari besi karena atom-atomnya terikat dalam struktur kristal yang lebih kaku. Kayu terbakar atau mengalami oksidasi cepat karena ia dapat bereaksi secara spontan dengan oksigen pada suatu reaksi kimia jika berada di atas suatu suhu tertentu.
Teori atom
Istilah "atom" berasal dari kata sifat Yunani Kuno "atomos", yang berarti "tidak dapat dipecah". Kimiawan abad ke-19 mulai menggunakan istilah sehubungan dengan meningkatnya jumlah unsur kimia yang tidak dapat diperkecil lagi. Meskipun tampaknya benar, sekitar pergantian abad ke-20, melalui berbagai eksperimen dengan elektromagnetisme dan radioaktivitas, fisikawan menemukan bahwa apa yang disebut "atom yang tidak dapat dipecah" sebenarnya adalah gabungan berbagai partikel subatomik (terutama, elektron, proton dan neutron) yang dapat ada secara terpisah dari satu sama lain. Bahkan, di lingkungan ekstrem tertentu, seperti bintang neutron, suhu dan tekanan ekstrem sama sekali mencegah pembentukan atom. Karena atom yang ditemukan dapat dibagi, fisikawan kemudian menciptakan istilah "partikel elementer" untuk menggambarkan bagian yang "tak bisa dipotong", meskipun bisa dihancurkan, dari sebuah atom. Bidang ilmu yang mempelajari partikel subatomik adalah fisika partikel, dan di bidang ini para fisikawan berharap dapat menemukan sifat dasar sejati suatu materi.
Sejarah kimia
Teori ikatan kimia Lewis terus berkembang dan, pada tahun 1916, dia menerbitkan artikel seminalnya ""The Atom of the Molecule"", yang menyarankan agar ikatan kimia adalah sepasang elektron yang dimiliki bersama oleh dua atom. Model Lewis menyamakan ikatan kimia klasik dengan berbagi pasangan elektron di antara dua atom yang berikatan. Lewis memperkenalkan "diagram titik elektron" dalam makalah ini untuk melambangkan struktur elektronik atom dan molekul. Struktur ini sekarang dikenal sebagai struktur Lewis, dan dibahas di hampir setiap buku pengantar kimia.
Teori atom dalton
Konsep atom Dalton jauh lebih terperinci daripada dan spesifik daripada konsep Democritus.Hipotesis pertama menyatakan bahwa atom dari unsur yang satu berbeda degan atom dari unsur yang lain . Dalton tidak mencoba untuk menggambarkan struktur atau susunan atom-atom - dia tidak mempunyai gambaran seperti apa sebenarnya atom itu.Tetapi dia menyadari bahwa perbedaan sifat yang ditunjukkan oleh unsur -unsur seperti hidrogen dan oksigen yang dapat dijelaskan dengan mengasumsikan bahwa atom-atom hidrogen tidak sama dengan atom-atom oksigen. Hipotesis kedua menyatakan bahwa untuk membentuk suatu senyawa, kita tidak hanya membutuhkan atom-atom dari unsur yang sesuai, tetapi juga jumlah yang spesifik dari atom-atom ini. Gagasan ini merupakan perluasan dari suatu hukum yang dipublikasikan pada tahun 1799 oleh seorang kimiawan Perancis Josept Prous.
Atom
Pada tahun 1926, dengan menggunakan pemikiran Louis de Broglie bahwa partikel berperilaku seperti gelombang, Erwin Schrödinger mengembangkan suatu model atom matematis yang menggambarkan elektron sebagai gelombang tiga dimensi daripada sebagai titik-titik partikel. Konsekuensi penggunaan bentuk gelombang untuk menjelaskan elektron ini adalah bahwa adalah tidak mungkin untuk secara matematis menghitung posisi dan momentum partikel secara bersamaan. Hal ini kemudian dikenal sebagai prinsip ketidakpastian, yang dirumuskan oleh Werner Heisenberg pada 1926. Menurut konsep ini, untuk setiap pengukuran suatu posisi, seseorang hanya bisa mendapatkan kisaran nilai-nilai probabilitas momentum, demikian pula sebaliknya. Walaupun model ini sulit untuk divisualisasikan, ia dapat dengan baik menjelaskan sifat-sifat atom yang terpantau yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan oleh teori mana pun. Oleh sebab itu, model atom yang menggambarkan elektron mengitari inti atom seperti planet mengitari matahari digugurkan dan digantikan oleh model orbital atom di sekitar inti di mana elektron paling berkemungkinan berada.
Atom
Referensi paling awal mengenai konsep atom dapat ditilik kembali kepada zaman India kuno pada tahun 800 sebelum masehi, yang dijelaskan dalam naskah filsafat Jainisme sebagai "anu" dan "paramanu". Aliran mazhab Nyaya dan Vaisesika mengembangkan teori yang menjelaskan bagaimana atom-atom bergabung menjadi benda-benda yang lebih kompleks. Satu abad kemudian muncul Referensi mengenai atom di dunia Barat oleh Leukippos, yang kemudian oleh muridnya Demokritos pandangan tersebut disistematiskan. Kira-kira pada tahun 450 SM, Demokritos menciptakan istilah "átomos" (), yang berarti "tidak dapat dipotong" ataupun "tidak dapat dibagi-bagi lagi". Teori Demokritos mengenai atom bukanlah usaha untuk menjabarkan suatu fenomena fisis secara rinci, melainkan suatu filosofi yang mencoba untuk memberikan jawaban atas perubahan-perubahan yang terjadi pada alam. Filosofi serupa juga terjadi di India, namun demikian ilmu pengetahuan modern memutuskan untuk menggunakan istilah "atom" yang dicetuskan oleh Demokritos.
Atom
Konsep bahwa materi terdiri dari satuan-satuan terpisah yang tidak dapat dibagi lagi menjadi satuan yang lebih kecil telah ada selama satu milenium. Namun, pemikiran tersebut masihlah bersifat abstrak dan filosofis, daripada berdasarkan pengamatan empiris dan eksperimen. Secara filosofis, deskripsi sifat-sifat atom bervariasi tergantung pada budaya dan aliran filosofi tersebut, dan seringkali pula mengandung unsur-unsur spiritual di dalamnya. Walaupun demikian, pemikiran dasar mengenai atom dapat diterima oleh para ilmuwan ribuan tahun kemudian, karena ia secara elegan dapat menjelaskan penemuan-penemuan baru pada bidang kimia.
Orbital atom
Gagasan bahwa elektron dapat berevolusi di sekeliling ini atom dengan momentum sudut yang pasti diargumenkan dengan penuh keyakinan oleh Niels Bohr pada tahun 1913, dan fisikawan Jepang Hantaro Nagaoka pun telah mempublikasi hipotesis perilaku orbit elektron seawal tahun 1904. Namun adalah penyelesaian persamaan Schrödinger pada tahun 1926 untuk gelombang elektron pada atom yang memberikan fungsi matematis orbital atom modern.
Sejarah kimia
Pada tahun 1940-an banyak fisikawan beralih dari fisika molekuler atau fisika atom ke fisika nuklir (seperti J. Robert Oppenheimer atau Edward Teller). Glenn T. Seaborg adalah seorang ahli kimia nuklir Amerika yang terkenal karena karyanya tentang isolasi dan identifikasi unsur-unsur transuranium (yang lebih berat daripada uranium). Dia berbagi Hadiah Nobel Kimia tahun 1951 dengan Edwin Mattison McMillan atas penemuan unsur transuranium mereka yang mereka lakukan secara terpisah. Seaborgium dinamai untuk menghormatinya, menjadikannya satu-satunya tokoh, bersama Albert Einstein, yang namanya diabadikan sebagai nama unsur ketika yang bersangkutan masih hidup.
Gaya nuklir kuat
Dalam fisika partikel, interaksi kuat adalah mekanisme yang bertanggung jawab untuk gaya nuklir kuat (juga disebut gaya kuat, gaya kuat nuklir), dan merupakan salah satu dari empat interaksi fundamental yang dikenal, yang lain adalah elektromagnetisme, interaksi lemah dan gravitasi. Pada kisaran 10 m (femtometer), gaya kuat, adalah sekitar 137 kali lebih kuat dari elektromagnetisme, satu juta kali lebih kuat dari interaksi lemah dan 10 kali lebih kuat dari gravitasi. Gaya nuklir kuat menahan materi biasa bersama-sama, membatasi kuark dalam partikel hadron, menciptakan proton dan neutron, dan ikatan lebih lanjut neutron dan proton menciptakan inti atom. Sebagian besar massa-energi proton atau neutron umum adalah hasil dari medan energi gaya kuat; kuark individu memberikan hanya sekitar 1% dari massa-energi proton.
Teknologi nuklir
Ketika ditemukan pada masa Perang Dunia II, hal ini memicu beberapa negara untuk memulai program penelitian mengenai kemungkinan membuat bom atom, sebuah senjata yang menggunakan reaksi fisi untuk menghasilkan energi yang sangat besar, jauh melebihi peledak kimiawi (TNT, dsb). Proyek Manhattan, dijalankan oleh Amerika Serikat dengan bantuan Inggris dan Kanada, mengembangkan senjata fisi bertingkat yang digunakan untuk melawan Jepang pada tahun 1945. Selama proyek tersebut, reaktor fisi pertama dikembangkan, meski awalnya digunakan hanya untuk pembuatan senjata dan bukan untuk menghasilkan listrik untuk masyarakat.
Das Ding an sich
Pemikiran tentang "das Ding an sich" ini dapat menjelaskan, misalnya, mengapa konstruksi-konstruksi pikiran kita turut menentukan pengetahuan kita tentang benda-benda. Model atom dalam fisika dan kimia, misalnya, bukanlah atom itu sendiri, namun lewat model itu atom diidentifikasi. Atom dalam fisika dan kimia itu tetap tak terlihat. Dalam dunia sosial konstruksi-konstruksi sangan penting. Realitas sosial "an sich" itu sulit diketahui. Konstruksi dan interpretasinya membantu kita untuk mengenalinya, namun dengan cara itu realitas sosial tidak hanya diketahui, melainkan juga diciptakan.
Kimia
"Atom" adalah suatu kumpulan materi yang terdiri atas inti yang bermuatan positif, yang biasanya mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti. Atom juga merupakan satuan terkecil yang dapat diuraikan dari suatu unsur dan masih mempertahankan sifatnya, terbentuk dari inti yang rapat dan bermuatan positif dikelilingi oleh suatu sistem elektron. Dalam atom netral, elektron yang bermuatan negatif mengimbangi muatan positif pada proton. Inti atom sangat padat; massa nukleon adalah 1,836 kali dari elektron, namun jari-jari atom adalah sekitar 10,000 kali dari intinya.
Atom dua elektron
Dalam fisika atom, atom dua elektron atau ion mirip helium adalah sistem mekanika kuantum yang terdiri dari satu nukleus dengan muatan "Ze" dan hanya dua elektron. Ini adalah kasus pertama dari banyaknya sistem elektron di mana asas larangan Pauli memainkan peran penting.
Achmad Baiquni
Pada tahun 1950, ilmu fisika atom masih menjadi monopoli Amerika Serikat yang lima tahun sebelumnya menjatuhkan bom atom di Hiroshima. Baru pada tahun 1954, Presiden Eisenhower mengizinkan fisika atom diajarkan secara terbuka di perguruan tinggi. Baiquni tahun ltu memang sedang memperdalam ilmu fisikanya di Amerika Serikat. Terbukanya bidang "baru" itu tak dilewatkan begitu saja. Mula-mula, ia belajar di Laboratorium Nasional di Argonne, tujuh bulan. Kemudian, ia melanjutkan studinya di Universitas Chicago dan mengambil jurusan fisika nuklir. Di universitas inilah, pada 1964, ia meraih Ph.D.-nya. Sekembalinya ke tanah air, Achmad Baiquni kembali mengajar di UGM Yogyakarta.
Fisi nuklir
Salah satu tipe senjata nuklir adalah bom fisi (tidak sama dengan bom fusi), biasanya juga dikenal dengan nama lain "bom atom" adalah reaktor fisi yang didesain untuk melepaskan sebanyak mungkin energi dalam waktu sesingkat mungkin, energi yang terlepas ini akan menyebabkan reaktornya meledak dan akhirnya reaksi rantainya berhenti. Pengembangan senjata nuklir merupakan penelitian lanjutan dari fisi nuklir yang dilakukan oleh Militer A.S. selama Perang Dunia II. Proyek ini dinamakan Proyek Manhattan. Mereka kemudian mengembangkan reaksi rantai fisi yang menghasilkan 3 bom yaitu bom tes Trinity dan bom Little Boy dan Fat Man yang dijatuhkan di kota Hiroshima, Nagasaki, Jepang di bulan Agustus 1945.
Atom
Sementara itu, pada tahun 1913 fisikawan Niels Bohr mengkaji ulang model atom Rutherford dan mengajukan pendapat bahwa elektron-elektron terletak pada orbit-orbit yang terkuantisasi serta dapat meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya, meskipun demikian tidak dapat dengan bebas berputar spiral ke dalam maupun keluar dalam keadaan transisi. Suatu elektron haruslah menyerap ataupun memancarkan sejumlah energi tertentu untuk dapat melakukan transisi antara orbit-orbit yang tetap ini. Apabila cahaya dari materi yang dipanaskan memancar melalui prisma, ia menghasilkan suatu spektrum multiwarna. Penampakan garis-garis spektrum tertentu ini berhasil dijelaskan oleh teori transisi orbital ini.
Jari-jari atom
Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom ke orbital elektron terluar yang stabil dalam suatu atom dalam keadaan setimbang. Biasanya jarak tersebut diukur dalam satuan pikometer atau angstrom. Dikarenakan elektron-elektron senantiasa bergerak, maka untuk mengukur jarak dari inti atom kepadanya amatlah sulit. Untuk itu digunakan beberapa cara yang lebih akurat seperti dijelaskan pada bagian selanjutnya.
Sir Józef Rotblat
Pada 1946, ia menjadi salah satu pendiri Asosiasi Ilmuwan Atom dan pada 1947, ia mengatur "Atom Train," pameran besar pertama untuk penggunaan damai dan menentang penerapan energi nuklir oleh pihak militer.
Rotblat mendapatkan Ph.D. dari University of Liverpool pada 1950 dan D.Sc. dari Universitas London pada 1953; antara 1945-1949 ia adalah direktur riset dalam fisika nuklir di Liverpool University. Selama tahun-tahun itu, karyanya pada emulsi fotosensitif menyumbang penemuan pi meson. Lalu ia banting setir dalam penerapan fisika nuklir di bidang biologi dan kedokteran dan antara 1950-1976 ia adalah profesor fisika - kini profesor emeritus - di University of London, di St. Bartholomew's Hospital Medical College, dan fisikawan kepala di rumah sakit itu.
Arnold Sommerfeld
Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld, () adalah seorang fisikawan teoretikal Jerman yang mepelopori pengembangan fisika atom dan fisika kuantum, dan juga mendidik dan membimbing sejumlah besar murid dari era baru fisika teoterikal. Ia menjabat sebagai petinggi PhD untuk beberapa pemenang Nobel fisika dan kimia (rekor kementorannya hanya berbanding dengan J. J. Thomson).
Atom
Setiap partikel elementer mempunyai sifat mekanika kuantum intrinsik yang dikenal dengan nama spin. Spin beranalogi dengan momentum sudut suatu objek yang berputar pada pusat massanya, walaupun secara kaku partikel tidaklah berperilaku seperti ini. Spin diukur dalam satuan tetapan Planck tereduksi (ħ), dengan elektron, proton, dan neutron semuanya memiliki spin ½ ħ, atau "spin-½". Dalam atom, elektron yang bergerak di sekitar inti atom selain memiliki spin juga memiliki momentum sudut orbital, manakala inti atom memiliki momentum sudut pula oleh karena spin nuklirnya sendiri.