LKPD IPA Kelas 10: Penemuan Partikel Subatomik: Elektron (Teori Atom Thomson) dan Proton (Teori Atom Rutherford)

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Murid dapat menjelaskan bukti eksperimental penemuan elektron melalui percobaan sinar katode (Teori Atom Thomson) dan penemuan proton melalui percobaan sinar alfa (Teori Atom Rutherford) beserta model atom yang dihasilkan.
2. Murid dapat mengidentifikasi sifat muatan listrik dan massa elektron serta proton berdasarkan data hasil percobaan (Aktivitas 3.3 dan 3.4) dan menarik kesimpulan berbasis bukti.

PETUNJUK UMUM

• Bacalah setiap instruksi dengan cermat sebelum mengerjakan.
• Kerjakan semua kegiatan secara berurutan.
• Diskusikan dengan teman kelompokmu jika diminta.
• Tuliskan jawabanmu dengan jelas dan lengkap di ruang yang disediakan.
• Jika ada pertanyaan, jangan ragu untuk bertanya kepada guru.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Membongkar Misteri Sinar Katode: Menemukan Elektron

Estimasi: 25 menit

Petunjuk Pengerjaan:

1. Amati ilustrasi percobaan sinar katode J.J. Thomson di bawah ini atau dari sumber belajar yang disediakan guru.
2. Perhatikan komponen tabung sinar katode: elektrode negatif (katode), elektrode positif (anode), gas bertekanan rendah, dan layar berfluoresensi.
3. Pahami bahwa ketika arus listrik dialirkan, muncul sinar dari katode menuju anode yang menghasilkan cahaya pada layar.
4. Catat pengamatan Thomson saat pelat bermuatan positif dan negatif didekatkan pada sinar katode.
5. Jawab pertanyaan berdasarkan analisismu terhadap percobaan ini.

Pertanyaan:

1. Apa yang terjadi pada sinar katode ketika pelat bermuatan positif didekatkan? Ke arah mana sinar membelok?

2. Berdasarkan hasil percobaan, Thomson menyimpulkan bahwa atom mengandung partikel bermuatan negatif yang disebutnya elektron. Jelaskan bukti eksperimental yang mendukung kesimpulan ini!

3. Gambarlah model atom Thomson (model roti kismis) dan jelaskan maksud dari ilustrasi tersebut!

Jawablah dalam bentuk uraian untuk nomor 1-2 (minimal 3-4 kalimat). Untuk nomor 3, buatlah sketsa gambar dengan keterangan yang jelas.

Kegiatan 2: Menyingkap Inti Atom: Percobaan Rutherford dengan Sinar Alfa

Estimasi: 30 menit

Petunjuk Pengerjaan:

1. Pelajari ilustrasi percobaan penembakan lempeng emas dengan sinar alfa yang dilakukan Ernest Rutherford.
2. Pahami bahwa partikel alfa adalah partikel kecil, padat, bermuatan positif yang ditembakkan ke lempeng emas sangat tipis (100 nm).
3. Amati tiga hasil pengamatan: (1) sebagian besar partikel alfa menembus lempeng, (2) sebagian kecil membelok, (3) sangat sedikit yang memantul balik.
4. Analisis apa yang dapat disimpulkan dari setiap hasil pengamatan tersebut tentang struktur atom.
5. Lengkapi tabel analisis dan jawab pertanyaan terkait.

Pertanyaan:

1. Lengkapi tabel berikut berdasarkan hasil percobaan Rutherford:

2. Mengapa partikel alfa yang bermuatan positif dapat dipantulkan balik? Jelaskan berdasarkan sifat muatan listrik!

3. Bandingkan model atom Thomson dengan model atom Rutherford! Apa perbedaan mendasar antara keduanya?

4. Rutherford menemukan bahwa inti atom mengandung partikel bermuatan positif yang disebutnya proton. Mengapa penemuan ini mengubah pemahaman kita tentang struktur atom?

Untuk nomor 1, lengkapi tabel dengan data dan kesimpulan yang tepat. Untuk nomor 2-4, jawablah dalam bentuk uraian (minimal 3-4 kalimat per pertanyaan).

Kegiatan 3: Mengidentifikasi Sifat Elektron dan Proton: Analisis Data Eksperimental

Estimasi: 35 menit

Petunjuk Pengerjaan:

1. Perhatikan Tabel 3.1 berikut yang menunjukkan sifat-sifat partikel subatomik berdasarkan hasil eksperimen:
2. Tabel 3.1 Sifat Partikel Subatomik | Partikel | Muatan Listrik | Massa Relatif | Penemu | Lokasi dalam Atom | |----------|----------------|---------------|--------|-------------------| | Elektron | -1 | 1/1836 | J.J. Thomson | Kulit atom | | Proton | +1 | 1 | Ernest Rutherford | Inti atom |
3. Analisis data pada tabel dan bandingkan sifat-sifat elektron dengan proton.
4. Gunakan data ini untuk menjawab pertanyaan dan menarik kesimpulan berbasis bukti.
5. Diskusikan jawabanmu dengan teman kelompokmu sebelum menuliskan kesimpulan akhir.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan Tabel 3.1, bandingkan sifat muatan listrik elektron dan proton! Apa yang dapat kamu simpulkan tentang kenetralan atom?

2. Perhatikan massa relatif elektron (1/1836) dibandingkan proton (1). Berapa kali massa proton lebih besar dari massa elektron? Apa implikasi temuan ini terhadap massa atom?

3. Jika sebuah atom netral memiliki 11 proton, berapa jumlah elektronnya? Jelaskan alasanmu berdasarkan data sifat partikel subatomik!

4. Diskusi Kelompok: Mengapa lokasi elektron berada di kulit atom (mengelilingi inti) sedangkan proton berada di inti atom? Kaitkan jawabanmu dengan sifat muatan listrik keduanya!

5. Buatlah kesimpulan berbasis bukti: Sebutkan tiga fakta penting tentang elektron dan proton yang kamu pelajari dari data eksperimental ini!

Jawablah nomor 1-2 dan 4-5 dalam bentuk uraian (3-5 kalimat). Nomor 3 jawablah dengan angka dan penjelasan singkat. Untuk nomor 4, diskusikan dulu dengan kelompok sebelum menulis jawaban kelompokmu.

REFLEKSI

1. Bagaimana percobaan sinar katode dan sinar alfa mengubah pemahaman kita tentang struktur atom dari model Thomson ke model Rutherford?

2. Mengapa penting bagi para ilmuwan untuk melakukan eksperimen berulang kali sebelum menyimpulkan teori baru tentang atom?

3. Dalam kehidupan sehari-hari, di mana kamu bisa menemukan penerapan pemahaman tentang elektron dan proton? (Petunjuk: pikirkan tentang listrik, teknologi layar, atau radiasi)