Kuasai Model Atom Thomson: Latihan Soal Fisika Lengkap untuk Ujianmu!

A. Pilihan Ganda

1. Model atom yang diusulkan oleh J.J. Thomson dikenal dengan sebutan apa?
   • Model atom ‘roti kismis’ atau ‘plum pudding’
   • Model atom Rutherford
   • Model atom Bohr
   • Model atom mekanika kuantum
   Jawaban: Model atom ‘roti kismis’ atau ‘plum pudding’
   Penjelasan: Model atom Thomson sering dianalogikan dengan ‘roti kismis’ atau ‘plum pudding’ karena menggambarkan elektron (kismis/plum) tersebar di dalam bola bermuatan positif (roti/puding).
2. Penemuan partikel subatomik apa yang paling berpengaruh terhadap perumusan model atom Thomson?
   • Proton
   • Neutron
   • Elektron
   • Positron
   Jawaban: Elektron
   Penjelasan: Penemuan elektron oleh J.J. Thomson melalui eksperimen sinar katoda menjadi dasar utama bagi pengembangan model atomnya.
3. Bagaimana J.J. Thomson menggambarkan struktur atom dalam modelnya?
   • Atom adalah bola padat tak terbagi.
   • Atom adalah bola padat bermuatan positif dengan elektron-elektron tersebar di dalamnya.
   • Elektron mengelilingi inti atom seperti planet mengelilingi matahari.
   • Elektron berada dalam orbital dengan tingkat energi tertentu.
   Jawaban: Atom adalah bola padat bermuatan positif dengan elektron-elektron tersebar di dalamnya.
   Penjelasan: Inti dari model atom Thomson adalah atom merupakan bola padat bermuatan positif di mana elektron-elektron negatif tersebar secara merata di dalamnya.
4. Salah satu keberhasilan utama model atom Thomson adalah kemampuannya menjelaskan tentang apa?
   • Keberadaan inti atom.
   • Spektrum garis atom hidrogen.
   • Atom bersifat netral secara kelistrikan.
   • Pergerakan elektron dalam orbital.
   Jawaban: Atom bersifat netral secara kelistrikan.
   Penjelasan: Salah satu keberhasilan model Thomson adalah dapat menjelaskan mengapa atom secara keseluruhan bersifat netral, yaitu karena muatan positif diimbangi oleh muatan negatif elektron.
5. Eksperimen mana yang paling signifikan dalam membuktikan ketidakakuratan model atom Thomson?
   • Percobaan sinar katoda
   • Percobaan tetes minyak Millikan
   • Percobaan hamburan alfa Rutherford
   • Percobaan efek fotolistrik
   Jawaban: Percobaan hamburan alfa Rutherford
   Penjelasan: Model atom Thomson terbukti tidak akurat setelah percobaan hamburan alfa Rutherford yang menunjukkan adanya inti atom yang sangat kecil dan padat.
6. Kelemahan utama model atom Thomson adalah tidak dapat menjelaskan tentang apa?
   • Adanya elektron.
   • Atom bersifat netral.
   • Tidak adanya inti atom.
   • Adanya ruang kosong di dalam atom.
   Jawaban: Tidak adanya inti atom.
   Penjelasan: Model Thomson tidak memiliki konsep inti atom; muatan positif tersebar merata. Ini adalah perbedaan kunci dengan model Rutherford dan model-model berikutnya.
7. Dalam analogi ‘plum pudding’, bagian ‘puding’ diasumsikan bermuatan apa?
   • Negatif
   • Positif
   • Netral
   • Tidak bermuatan
   Jawaban: Positif
   Penjelasan: Dalam model Thomson, ‘puding’ atau ‘roti’ dianalogikan sebagai materi atom yang bermuatan positif.
8. Bagaimana penemuan elektron mengubah pandangan tentang atom dari model Dalton ke model Thomson?
   • Atom memiliki inti yang padat.
   • Atom bukan lagi partikel terkecil yang tidak dapat dibagi.
   • Elektron mengorbit inti.
   • Atom tidak bermuatan.
   Jawaban: Atom bukan lagi partikel terkecil yang tidak dapat dibagi.
   Penjelasan: Dengan penemuan elektron, Thomson menyadari bahwa atom mengandung partikel-partikel yang lebih kecil, sehingga menolak pandangan Dalton bahwa atom adalah partikel yang tak terbagi.
9. Siapakah ilmuwan yang mengusulkan model atom ‘plum pudding’?
   • John Dalton
   • Ernest Rutherford
   • Niels Bohr
   • J.J. Thomson
   Jawaban: J.J. Thomson
   Penjelasan: Model atom ‘plum pudding’ atau ‘roti kismis’ secara eksklusif dikaitkan dengan J.J. Thomson.
10. Dalam model Thomson, muatan positif atom digambarkan sebagai apa?
    • Sebuah inti kecil bermuatan positif.
    • Sebuah bola padat homogen bermuatan positif.
    • Sebuah atom tanpa muatan.
    • Sebuah sistem planet mini.
    Jawaban: Sebuah bola padat homogen bermuatan positif.
    Penjelasan: Menurut model Thomson, atom diasumsikan sebagai bola padat yang muatan positifnya tersebar secara homogen.
11. Pada tahun berapa kira-kira J.J. Thomson mengusulkan model atomnya?
    • 1803
    • 1897
    • 1904
    • 1911
    Jawaban: 1904
    Penjelasan: J.J. Thomson mengusulkan model atomnya pada tahun 1904, beberapa tahun setelah penemuan elektron.
12. Dalam model Thomson, dari mana asal muatan negatif atom?
    • Inti atom.
    • Proton di dalam inti.
    • Elektron-elektron yang tersebar di dalamnya.
    • Bagian terluar atom.
    Jawaban: Elektron-elektron yang tersebar di dalamnya.
    Penjelasan: Muatan negatif dalam model Thomson berasal dari elektron-elektron yang ‘tertanam’ di dalam bola positif.
13. Partikel alfa yang digunakan dalam percobaan Rutherford memiliki muatan apa?
    • Negatif
    • Positif
    • Netral
    • Bermuatan ganda
    Jawaban: Positif
    Penjelasan: Partikel alfa bermuatan positif. Dalam eksperimen Rutherford, interaksi partikel alfa dengan atom digunakan untuk menguji model Thomson.
14. Apa perbedaan paling mendasar antara model atom Dalton dan model atom Thomson?
    • Model atom Thomson mengusulkan bahwa atom tidak dapat dibagi.
    • Model atom Thomson mengusulkan bahwa atom memiliki partikel subatomik.
    • Model atom Dalton mengusulkan adanya elektron.
    • Model atom Dalton mengusulkan atom bermuatan positif.
    Jawaban: Model atom Thomson mengusulkan bahwa atom memiliki partikel subatomik.
    Penjelasan: Perbedaan fundamental adalah bahwa Thomson memasukkan elektron sebagai partikel subatomik, sementara Dalton menganggap atom tidak terbagi.
15. Sifat elektron apa yang menjadi kunci dalam perumusan model atom Thomson?
    • Elektron memiliki massa yang sangat kecil dibandingkan dengan atom.
    • Elektron bermuatan positif.
    • Elektron berada di luar atom.
    • Elektron tidak dapat bergerak.
    Jawaban: Elektron memiliki massa yang sangat kecil dibandingkan dengan atom.
    Penjelasan: Penemuan elektron dengan massa yang sangat kecil menunjukkan bahwa elektron adalah partikel yang berbeda dari bagian utama atom, yang kemudian digambarkan sebagai ‘puding’ bermuatan positif yang lebih masif.
16. Pernyataan mana yang TIDAK sesuai dengan gambaran model atom Thomson?
    • Atom bersifat netral.
    • Elektron tersebar merata di seluruh atom.
    • Muatan positif tersebar merata di seluruh atom.
    • Atom terdiri dari ruang kosong yang sangat besar.
    Jawaban: Atom terdiri dari ruang kosong yang sangat besar.
    Penjelasan: Model Thomson menggambarkan atom sebagai bola padat, bertentangan dengan hasil Rutherford yang menunjukkan sebagian besar atom adalah ruang kosong.
17. Asumsi model atom Thomson mana yang secara langsung dibantah oleh hasil percobaan hamburan alfa Rutherford?
    • Atom sebagian besar adalah ruang kosong.
    • Muatan positif tersebar merata di seluruh volume atom.
    • Elektron mengelilingi inti atom.
    • Atom tidak memiliki partikel subatomik.
    Jawaban: Muatan positif tersebar merata di seluruh volume atom.
    Penjelasan: Model Thomson mengasumsikan muatan positif atom tersebar secara homogen, yang bertentangan dengan adanya inti atom yang padat.
18. Model atom Thomson berusaha menjelaskan fenomena apa terkait muatan atom?
    • Stabilitas inti atom.
    • Spektrum emisi.
    • Netralitas atom.
    • Massa atom.
    Jawaban: Netralitas atom.
    Penjelasan: Thomson berpendapat bahwa elektron-elektron negatif terbenam dalam massa positif, sehingga total muatan positif dan negatif saling meniadakan, menghasilkan atom yang netral.
19. Karakteristik penting dari distribusi muatan dalam model atom Thomson adalah…
    • Adanya inti atom yang kecil dan padat.
    • Elektron bergerak dalam orbit tertentu.
    • Penyebaran muatan positif dan negatif yang seragam.
    • Atom sebagian besar adalah ruang kosong.
    Jawaban: Penyebaran muatan positif dan negatif yang seragam.
    Penjelasan: Model ‘plum pudding’ mengasumsikan bahwa muatan positif tersebar merata dan elektron (muatan negatif) juga tersebar di dalamnya, sehingga distribusi muatan tampak seragam.
20. Menurut model atom Thomson, apa yang seharusnya terjadi pada sebagian besar partikel alfa saat melewati lembaran emas tipis?
    • Partikel alfa akan dipantulkan seluruhnya.
    • Partikel alfa seharusnya sedikit atau tidak dibelokkan.
    • Partikel alfa akan menarik elektron.
    • Partikel alfa akan menempel pada bola positif.
    Jawaban: Partikel alfa seharusnya sedikit atau tidak dibelokkan.
    Penjelasan: Jika muatan positif tersebar merata, gaya tolak-menolak terhadap partikel alfa tidak akan terpusat, sehingga hanya akan ada sedikit pembelokan. Ini bertentangan dengan hasil Rutherford.

B. Isian Singkat

1. Bagaimana J.J. Thomson menggambarkan model atomnya?
   Jawaban: Model atom Thomson menggambarkan atom sebagai bola padat bermuatan positif dengan elektron-elektron bermuatan negatif yang tersebar di dalamnya, seperti kismis dalam roti atau plum dalam puding.
2. Sebutkan nama lain untuk model atom Thomson!
   Jawaban: Model atom Thomson dikenal dengan sebutan ‘model roti kismis’ atau ‘plum pudding model’.
3. Sebutkan salah satu keberhasilan model atom Thomson!
   Jawaban: Salah satu keberhasilan model Thomson adalah kemampuannya menjelaskan bahwa atom secara keseluruhan bersifat netral secara kelistrikan, karena muatan positif dan negatif saling meniadakan.
4. Apa kelemahan utama model atom Thomson?
   Jawaban: Kelemahan utama model atom Thomson adalah ketidakmampuannya menjelaskan hasil percobaan hamburan alfa Rutherford, yang menunjukkan adanya inti atom yang sangat kecil dan padat.
5. Siapa yang menemukan elektron, dan bagaimana penemuan ini mempengaruhi model atom Thomson?
   Jawaban: J.J. Thomson sendiri yang menemukan elektron melalui eksperimen sinar katoda pada tahun 1897. Penemuan ini menunjukkan bahwa atom bukanlah partikel terkecil yang tak terbagi, sehingga mendorongnya untuk merumuskan model atom baru yang memasukkan elektron ke dalamnya.

C. Uraian

1. Jelaskan secara detail model atom Thomson, termasuk komponen utamanya dan analogi yang digunakan.
   Pembahasan:
   Model atom Thomson, dikenal juga sebagai ‘model roti kismis’ atau ‘plum pudding model’, menggambarkan atom sebagai bola padat homogen bermuatan positif. Di dalam bola tersebut, tersebar elektron-elektron bermuatan negatif, seperti kismis dalam roti atau buah plum dalam puding. Muatan positif dari bola tersebut diyakini menetralkan total muatan negatif dari elektron-elektron yang tersebar, sehingga atom secara keseluruhan bersifat netral. Model ini diajukan setelah penemuan elektron oleh Thomson, yang menunjukkan bahwa atom bukanlah partikel terkecil yang tak terbagi seperti yang diyakini Dalton.
2. Jelaskan konteks historis dan penemuan eksperimental yang mendorong J.J. Thomson untuk mengusulkan model atomnya.
   Pembahasan:
   Model atom Thomson diajukan oleh J.J. Thomson pada tahun 1904, setelah penemuan elektron pada tahun 1897 melalui eksperimen sinar katoda. Sebelum penemuan elektron, model atom yang dominan adalah model Dalton yang menyatakan atom sebagai partikel padat, tak terbagi, dan tak bermuatan. Penemuan elektron yang bermuatan negatif dan memiliki massa sangat kecil dibandingkan atom, memaksa para ilmuwan untuk memikirkan kembali struktur atom. Thomson mengusulkan modelnya untuk menjelaskan keberadaan elektron dalam atom dan mengapa atom secara keseluruhan bersifat netral.
3. Diskusikan keberhasilan dan kegagalan model atom Thomson, serta jelaskan mengapa model tersebut akhirnya perlu disempurnakan atau diganti.
   Pembahasan:
   Keberhasilan model atom Thomson adalah kemampuannya untuk menjelaskan bahwa atom bersifat netral secara kelistrikan. Ini terjadi karena muatan positif atom diimbangi oleh total muatan negatif elektron yang tersebar di dalamnya. Model ini juga merupakan yang pertama mengintegrasikan keberadaan partikel subatomik (elektron) ke dalam struktur atom, setelah penemuan elektron. Namun, model ini memiliki kegagalan besar ketika tidak mampu menjelaskan hasil eksperimen hamburan alfa Rutherford. Percobaan Rutherford menunjukkan bahwa sebagian besar partikel alfa menembus lembaran tipis emas tanpa dibelokkan, sementara sebagian kecil dibelokkan dengan sudut sangat besar, bahkan ada yang dipantulkan. Ini tidak sesuai dengan model Thomson yang memprediksi bahwa partikel alfa seharusnya hanya sedikit terhambur karena muatan positif atom tersebar merata. Kegagalan ini menunjukkan bahwa atom memiliki inti padat bermuatan positif yang sangat kecil di tengahnya, yang kemudian mengarah pada pengembangan model atom Rutherford.
4. Bandingkan model atom Thomson dengan model atom Dalton. Jelaskan persamaan dan perbedaannya secara rinci.
   Pembahasan:
   Perbandingan model atom Dalton dan Thomson:
   Persamaan:
   1. Keduanya mengakui keberadaan atom sebagai dasar materi.
   2. Keduanya mengusulkan bahwa atom adalah unit dasar yang membentuk unsur.

   Perbedaan:
   1. **Struktur Atom:** Dalton menyatakan atom adalah bola padat tak terbagi. Thomson menyatakan atom adalah bola padat bermuatan positif dengan elektron tersebar di dalamnya.
   2. **Partikel Subatomik:** Model Dalton tidak mengenal partikel subatomik. Model Thomson mengintegrasikan elektron sebagai partikel subatomik bermuatan negatif.
   3. **Muatan:** Model Dalton tidak membahas muatan atom secara detail, hanya menyatakan atom suatu unsur identik. Model Thomson secara eksplisit menjelaskan bahwa atom bersifat netral karena keseimbangan muatan positif dan negatif.
   4. **Penemuan:** Model Dalton diajukan sebelum penemuan elektron. Model Thomson diajukan setelah penemuan elektron, sebagai upaya untuk memasukkan elektron ke dalam struktur atom.

5. Jelaskan bagaimana percobaan hamburan alfa Rutherford membuktikan ketidakakuratan model atom Thomson.
   Pembahasan:
   Percobaan hamburan alfa Rutherford melibatkan penembakan partikel alfa (inti helium bermuatan positif) ke lembaran tipis emas. Berdasarkan model atom Thomson, di mana muatan positif atom tersebar merata di seluruh volume atom, partikel alfa diharapkan menembus lembaran emas dengan sedikit atau tanpa pembelokan, karena tidak akan ada gaya tolak-menolak yang cukup kuat dan terpusat. Namun, hasil percobaan menunjukkan hal yang berbeda:
   1. Sebagian besar partikel alfa menembus foil tanpa dibelokkan, menunjukkan bahwa atom sebagian besar adalah ruang kosong.
   2. Sebagian kecil partikel alfa dibelokkan dengan sudut yang sangat besar.
   3. Sangat sedikit partikel alfa (sekitar 1 dari 8000) yang dipantulkan kembali.

   Hasil ini tidak konsisten dengan model Thomson. Pembelokan dan pemantulan partikel alfa dengan sudut besar menunjukkan bahwa ada pusat massa yang sangat kecil, padat, dan bermuatan positif di dalam atom (inti atom) yang mampu menolak partikel alfa yang juga bermuatan positif. Jika muatan positif tersebar merata seperti di model Thomson, pembelokan ekstrem tidak mungkin terjadi. Oleh karena itu, percobaan Rutherford secara efektif membuktikan ketidakakuratan model atom Thomson.

D. Menjodohkan