Sinar Katode: Pengertian, Sejarah Penemuan, dan Sifat-sifatnya

Ilustrasi benda bermuatan listrik karena tersusun dari komponen katode. Foto: Pixabay

Sinar katode adalah istilah lain dari pancaran elektron. Elektron sendiri pertama kali ditemukan sebagai komponen penyusun sinar katode. Agar menambah pengetahuan tentang sinar katode, simak pengertian, sejarah, dan sifatnya berikut ini.

Pada tahun 1897, ilmuwan Joseph John Thomonson menunjukkan bahwa sinar katode terdiri dari partikel-partikel bermuatan negatif atau yang kini dikenal dengan sebutan elektron.

Merujuk pada buku Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X SMA karangan Iman Rahayu (2013: 15), sinar katode adalah arus elektron yang diamati di dalam tabung vakum.

Tabung vakum merupakan tabung kaca hampa udara yang dilengkapi oleh paling sedikit dua elektrode logam yang diberi tegangan listrik, yaitu katode atau elektrode negatif dan anode atau elektrode positif.

Ilustrasi petir sebagai awal penemuan istilah sinar katode. Foto: Pixabay

Sejarah Penemuan Sinar Katode

Istilah sinar katode berawal dari fenomena alam, yaitu petir. Dari fenomena inilah, ilmuwan bernama Geissler mulai melakukan sebuah percobaan. Petir adalah aliran muatan listrik bertekanan satu atmosfer yang ada di udara.

Agar mampu menembus udara dengan tekanan tersebut, diperlukan kuat medan listrik yang besarnya 30,000 V/cm. Dalam tabung bertekanan kurang dari 1 atmosfer, aliran muatan listrik dapat terjadi pada kuat medan listrik kurang dari 30.000 V/cm.

Tahun 1855, Geissler berhasil menemukan teknik penghampaan atau pemvakuman udara, sehingga tekanan dalam tabung menjadi sangat rendah, sampai pada tekanan 0,01% dari tekanan udara normal, yang berarti sama dengan 0,00001 atmosfer. Penemuan Geissler ini sangat berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan selanjutnya.

Penemuan Geissler kemudian diteruskan oleh Julius Plocker. Percobaan yang dilakukan berupa sebuah tabung berisi gas yang diberi elektroda positif (anode) dan elektroda negatif (katode) pada ujung-ujungnya.

Jika elektroda-elektroda dihubungkan dengan sumber tegangan tinggi, molekul-molekul gas akan ter-ion-kan menjadi muatan positif dan muatan negatif. Peristiwa ini sering dinamakan pelucutan gas (discharge), dengan menggunakan instrumen yang disebut tabung lucutan.

Plocker menghampakan tabung lucutan, lalu memberi tegangan tinggi pada kedua elektrodanya, dan amperemeter dipasang untuk memantau arus. Sebab tidak ada gas di dalamnya, diharapkan tidak ada arus yang mengalir.

Namun, kenyataan yang dihasilkan tidak sesuai harapan, karena ditemukan arus mengalir. Lebih mengherankannya lagi, dinding tabung di belakang anode berpendar (berkelap-kelip) mengeluarkan cahaya hijau pucat. Plocker tidak dapat menjelaskan kedua peristiwa itu.

Sifat-sifat sinar kehijauan itu kemudian diselidiki oleh Sir William Crookes pada tahun 1875. Ia menggunakan tabung yang dibelokkan tegak lurus.

Sinar kehijauan muncul pada bagian tabung yang langsung berhadapan dengan katode. Akhirnya, ia menyimpulkan bahwa ada sesuatu yang keluar dari katode. Eugene Goldstein menamakannya dengan sinar katode.

Setelah dilakukan beberapa percobaan, akhirnya ditemukan sifat-sifat sinar katode. Dikutip dari buku Kimia Itu Asyik untuk SMA Kelas X karya Yusran Khery (2008: 34), berikut sifat-sifatnya.

Ilustrasi komponen penyusun kelistrikan yang terdiri dari sinar katode. Foto: Pixabay

Sifat-Sifat Sinar Katode

Sebab dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet, maka sinar katode merupakan partikel bermuatan listrik, tepatnya bermuatan listrik negatif yang selanjutnya diberi nama elektron.

(VIO)