Mengenal Tokoh Penemu

Tumbuh di Keluarga yang Suka Berdiskusi

Niels Henrik David Bohr lahir pada 7 Oktober 1885 di Kopenhagen, Denmark. Ayahnya adalah profesor fisiologi dan ibunya berasal dari keluarga yang menghargai pendidikan. Di rumah, Niels terbiasa mendengar percakapan tentang ilmu, filsafat, dan berbagai persoalan masyarakat.

Ia belajar di Universitas Kopenhagen dan memperoleh gelar doktor pada 1911. Setelah itu, Bohr pergi ke Inggris. Ia belajar dari para ilmuwan yang sedang menyelidiki isi atom, termasuk Ernest Rutherford di Manchester.

Masalah pada Model Atom Lama

Rutherford menunjukkan bahwa atom memiliki inti yang sangat kecil dan bermuatan positif. Elektron bermuatan negatif berada di sekitarnya. Gambarnya seolah-olah mirip planet yang mengelilingi Matahari.

Namun, fisika klasik menimbulkan masalah. Elektron yang berputar seharusnya terus kehilangan energi, lalu jatuh menuju inti. Jika itu terjadi, atom tidak akan stabil. Kenyataannya, benda-benda di sekitar kita tetap ada dan atom tidak runtuh begitu saja.

Elektron Memiliki Tingkat Energi Tertentu

Pada 1913, Bohr mengusulkan bahwa elektron tidak boleh memiliki sembarang energi. Elektron hanya dapat berada pada tingkat energi tertentu. Dalam modelnya, tingkat-tingkat itu digambarkan sebagai lintasan tertentu di sekitar inti.

Selama berada pada tingkat yang diizinkan, elektron tidak terus-menerus kehilangan energi. Elektron dapat berpindah tingkat dengan menyerap atau melepaskan sejumlah energi tertentu.

Ketika elektron turun ke tingkat yang lebih rendah, selisih energinya dilepaskan sebagai cahaya atau foton. Karena selisih tingkat energinya tertentu, atom menghasilkan warna atau panjang gelombang tertentu—seperti sidik jari cahaya.

Mengapa Gas Dapat Menghasilkan Warna?

Jika gas diberi energi, elektronnya dapat naik ke tingkat yang lebih tinggi. Saat elektron kembali turun, gas memancarkan cahaya dengan warna tertentu. Cahaya itu dapat dipisahkan menjadi pola garis yang disebut spektrum.

Model Bohr berhasil menjelaskan pola spektrum atom hidrogen dengan baik. Keberhasilan inilah yang membuat modelnya sangat penting dalam sejarah fisika atom.

Model Bohr Berguna, tetapi Bukan Gambar Terakhir

Gambar elektron sebagai titik yang mengelilingi inti pada lingkaran tetap mudah dipahami dan masih sering digunakan untuk belajar. Namun, atom modern tidak digambarkan sebagai tata surya kecil dengan jalur elektron yang pasti.

Model Bohr memiliki keterbatasan, terutama untuk atom dengan banyak elektron. Ilmuwan berikutnya, termasuk Werner Heisenberg dan Erwin Schrödinger, mengembangkan mekanika kuantum yang lebih lengkap.

Hadiah Nobel dan Pusat Fisika Dunia

Bohr menerima Hadiah Nobel Fisika 1922 atas penyelidikannya mengenai struktur atom dan radiasi yang keluar darinya.

Setahun sebelumnya, institut yang ia perjuangkan dibuka di Universitas Kopenhagen. Tempat itu kemudian dikenal sebagai Niels Bohr Institute. Pada dekade 1920-an dan 1930-an, ilmuwan dari berbagai negara datang untuk bertukar gagasan tentang atom dan fisika kuantum.

Bohr dikenal menyukai diskusi panjang. Ia tidak hanya mencari jawaban cepat, tetapi meminta setiap orang menjelaskan arti di balik rumus dan hasil percobaan.

Bohr, Einstein, dan Perdebatan Kuantum

Bohr dan Albert Einstein sama-sama membantu lahirnya fisika kuantum, tetapi mereka tidak selalu setuju tentang maknanya. Einstein mempertanyakan apakah teori kuantum sudah memberikan gambaran lengkap tentang kenyataan. Bohr membela cara kuantum menjelaskan hasil pengukuran.

Mereka berdebat melalui eksperimen pikiran yang sangat teliti. Perbedaan pendapat itu bukan permusuhan. Justru, pertanyaan Einstein mendorong Bohr dan ilmuwan lain memperjelas gagasan mereka.

Salah satu ide Bohr adalah komplementaritas: dalam eksperimen tertentu, cahaya atau materi dapat memperlihatkan sifat yang tampak seperti gelombang; dalam eksperimen lain, sifat seperti partikel. Kedua gambaran diperlukan, tetapi tidak selalu dapat ditampilkan sekaligus dalam satu pengaturan percobaan.

Perang, Senjata Atom, dan Tanggung Jawab

Ketika Denmark diduduki Nazi, Bohr membantu sejumlah ilmuwan yang melarikan diri dari penganiayaan. Pada 1943, ia sendiri meloloskan diri ke Swedia, lalu pergi ke Inggris dan Amerika Serikat.

Bohr ikut memberi saran dalam proyek Sekutu yang mengembangkan senjata atom. Setelah melihat bahayanya, ia mendorong keterbukaan antarnegara dan kerja sama internasional untuk mengendalikan energi nuklir. Kisah ini menunjukkan bahwa ilmu dapat dipakai untuk berbagai tujuan, sehingga ilmuwan dan masyarakat harus memikirkan akibatnya.

Namanya Hidup di Laboratorium dan Tabel Periodik

Bohr kembali ke Denmark setelah perang dan terus mendukung kerja sama ilmu pengetahuan. Ia meninggal di Kopenhagen pada 18 November 1962, dalam usia 77 tahun.

Warisan namanya dapat ditemukan pada Niels Bohr Institute dan unsur kimia nomor atom 107, bohrium (Bh). Putranya, Aage Bohr, juga menjadi fisikawan dan menerima Hadiah Nobel Fisika pada 1975.