Power Point Percobaan Thomson

15
KAMIL ARIF PATARAI 3215106696 PENGUKURAN SPESIFIK MUATAN ELEKTRON MATA KULIAH: PRAKTIKUM FISIKA MODERN PENDIDIKAN FISAIKA NON REGULAR

description

Kamil Arif Patarai 3215106696 Percobaan Thomson

Transcript of Power Point Percobaan Thomson

Page 1: Power Point Percobaan Thomson

KAMIL ARIF PATARAI3215106696

PENGUKURAN SPESIFIK MUATAN ELEKTRON

MATA KULIAH: PRAKTIKUM FISIKA MODERNPENDIDIKAN FISAIKA NON REGULAR

Page 2: Power Point Percobaan Thomson

PENDAHULUANLatar Belakang

Sir J.J Thomson adalah seorang ilmuwan. Penelitiannya membuahkan penemuan elektron. Tahun 1906, ia menemukan besaran perbandingan antara muatan dan massa elektron (muatan spesifik elektron). Elektron tidak memiliki komponen dasar ataupun substruktur apapun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer. Elektron memiliki massa sekitar 1/1836 massa proton. Pengukuran nilai muatan elektron (e) dapat dapat diketahui setelah percobaan yang dilakukan oleh J.J. Thomson, yaitu dengan menggunakan peralatan tabung sinar katoda yang dilengkapi dengan Medan listrik dan Medan magnet. Dalam percobaanya, Thomson menggunakan tabung sinar katoda yang dilengkapi listrik dan medan magnet serta mempercepat sinar katoda melalui tegangan tinggi yang kemudian dikendalikan dengan medan magnet yang dihsilkan oleh sepasang koil Helmholtz. Eksperimen ini didasarkan pada eksperimen Thomson tersebut, yaitu hubungan perbandingan e dan m dapat diperoleh dengan mengukur jari-jari sinar r pada setiap nilai arus I dengan beberapa nilai Tegangan V. Nilai arus I berbanding terbalik dengan r.

Page 3: Power Point Percobaan Thomson

Identifikasi Masalah

Berapakah nilai perbandingan muatan terhadap massa elektron (e/m) ? Faktor apa saja yang mempebngaruhi nilai (e/m) ? Apakah nilai perbandingan (e/m) sesuai dengan teori ?

Pembatasan Masalah

Mencari nilai muatan electron massa (e/m) pada saat eksperimen dan membandingkanya dengan literatur.

Tujuan Percobaan Menentukan nilai perbandingan muatan terhadap massa elektron (e/m). Mempelajari hubungan arus kumparan dengan kuat medan magnet. Menghitung harga perbandingan muatan terhadap massa elektron (e/m).

Perumusan Masalah

Bagaimana perbandingan nilai (e/m) secara eksperimen dengan literatur?

Page 4: Power Point Percobaan Thomson

Manfaat Praktikum

Dengan melakukan eksperimen ini, kita dapat mengetahui dan memahami sifat dan karakteristik elektron sehingga dapat menunjang pengaplikasian lebih lanjut dari sifat-sifat kelistrikan. Serta mengetahui perbandingan nilai e/m hasil praktikum dengan literature.

Page 5: Power Point Percobaan Thomson

KAJIAN TEORIThomson menyimpulkan bahwa electron merupakan

partikel paling dasar dari setiap materi. Thomson menyatakan bahwa atom mengandung banyak sekali elektron-elektron yang bermuatan negatif. Karena atom bersifat netral, maka didalam atom terdapat muatan-muatan positif yang menyeimbangkan elektron yang bermuatan negatif.

1,76 x 1011 C/KgElektron tidak dapat diam,

karena tidak ada sesuatu yang dapat mempertahankanya ditempat melawan gaya tarikan listrik dari inti.

F lorentz = F sentrifugal mv2 /r = evB evB = mv2/r e/m = 2V/ r2 B2

Page 6: Power Point Percobaan Thomson

Praktikum ini menggunakan 2 kumparan yang memiliki 130 lilitan dengan jari-jari sebesar 15 cm. Dibagian tengah dari kumparan terdapat tabung berbentuk bola yang nantinya merupakan tempat terbentuknya berkas elektron setelah kumparan dialiri arus listrik.

23

22

2o

xR2

RIμB

NR

23

2o

52

8RIμB

R

INB o

23

5

8

Page 7: Power Point Percobaan Thomson

METODOLOGI PRAKTIKUM Alat dan Bahan Tabung vakum penghasil berkas elektron

Kumparan Helmholtz Alat pengukur medan magnet Sensor pengukur medan magnet Multimeter Catudaya untuk kumparan

Helmholtz Catudaya 220Vac Prosedur

Eksperimen Menyusun peralatan yang telah disediakan. Memasang catu daya untuk tabung, dan menaikan

tegangan VA secara perlahan- lahan sampai 280 V Setelah katoda menjadi panas dan berkas electron

terbentuk, maka selanjutnya adalah mengatur berkas dengan cara mengubah- ubah tegangan dalam selinder wehnelt.

Page 8: Power Point Percobaan Thomson

Menyalakan catu daya untuk kumparan Helmholtz dan mengatur arus sedemikian rupa sehingga berkas electron membentuk suatu lingkaran tertutup.

Menggerakkan sekat sehingga lingkaran berkas electron berada dalam suatu garis yang dapat dilihat oleh cermin yang ada dibelakang tabung.

Mengukur diameter berkas electron dengan mengurangi tegangan.

Page 9: Power Point Percobaan Thomson

Metode pengumpulan dataMetode pengumpulan data yang digunakan pada penelitian ini ialah dengan observasi. Pengumpulan data secara observasi dilakukan dengan mengamati diameter elektron. Jenis data yang di ukur dan diamatiJenis data yang di ukur adalah diameter berkas electron, nilai kuat medan magnet terhadap arus.

Teknik analisis Teknik analisis data yang digunakan pada praktikum ini ialah dengan menggunakan perhitungan. Berdasarkan pengamatan didapatkan diameter elektron dan besar kuat medan magnet, dari data tersebut didapatkan nilai (e/m) yang nantinya dibandingkan secara teori.

Page 10: Power Point Percobaan Thomson

No. I (A)

V=280 volt

r (m) BD (m)

1 14,035 0,070 0,0350 0,001093174

2 13,510 0,072 0,0360 0,001052282

3 13,058 0,077 0,0385 0,001017076

4 12,530 0,085 0,0425 0,000975950

5 12,061 0,082 0,0410 0,000939420

6 11,538 0,093 0,0465 0,000898684

7 11,002 0,095 0,0475 0,000856936

8 10,579 0,099 0,0495 0,000823989

9 10,099 0,104 0,0520 0,000786602

10 0,9100 0,109 0,0545 0,000708791

No V (V)

I = 0.862 A

R (m) B (Wb2/m)D (m)

1 280 0.11 140 0.00067

2 271 0.107 135.5 0.00067

3 261 0.105 130.5 0.00067

4 250 0.103 125 0.00067

5 241 0.101 120.5 0.00067

6 230 0.098 115 0.00067

7 220 0.095 110 0.00067

8 210 0.085 105 0.00067

9 201 0.083 100.5 0.00067

10 181 0.073 90.5 0.00067

DATA & PENGOLAHAN

Page 11: Power Point Percobaan Thomson

No. (e/m)

1. 3,82537x1011

2. 3,90228x1011

3. 3,65224x1011

4. 3,25503x1011

5. 3,77485x1011

6. 3,20677x1011

7. 3,37990x1011

8. 3,36616x1011

9. 3,34712x1011

10. 3,75283x1011

No V(V)jari-jari (m)

e/m

1 280 0.055 4.10672 X 1011

2 271 0.0535 4.20072 X 1011

3 261 0.0525 4.2013 X 1011

4 250 0.0515 4.18204 X 1011

5 241 0.0505 4.19273 X 1011

6 230 0.049 4.25009 X 1011

7 220 0.0475 4.32611 X 1011

8 210 0.0425 5.15826 X 1011

9 201 0.0415 5.178 X 1011

10 181 0.0365 6.02775 X 1011

C/Kg

(C/Kg)

Ksr

883210938 %Ksr

C/Kg

Nilai muatan spesifikasi elektron (e/m) berdasarkan data yang telah diperoleh dan perhitungan medan magnet B yang didapat

•µ0 = 4π10-7 N = 130 lilitan R = 0,15 meter

µo= 4πx10-7 N/A2

N=130 lilitan

R=0,15m

Page 12: Power Point Percobaan Thomson

0 2 4 6 8 10 120

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5(e/m)

(e/m)

Arus (A)

e/m

(x

1011

C/K

g)

160 180 200 220 240 260 280 3000

1

2

3

4

5

6

7Grafik V- e/m

e/m

Tegangan (V)

e/m

(x

1011

C/K

g)

Page 13: Power Point Percobaan Thomson

Dari hasil praktikum menunjukkan bahwa pada saat nilai tegangan (V) tetap sedangkan nilai arus listrik (I) berubah semakin kecil, maka diameter lintasan elektron akan semakin besar. Jika semakin kecil nilai kuat arusnya maka medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan Helmholtz semakin kecil pula. Medan magnet yang kecil membelokkan elektron dengan lemah sehingga diameter lintasan elektron semakin besar, karena diameter elektron berbanding terbalik dengan medan magnet. Hal ini sesuai dengan persamaan:

Analisa atau Pembahasan

Jika nilai arus listrik (I) tetap sedangkan nilai tegangan (V) berubah semakin kecil maka diameter lintasan elektron akan semakin kecil karena V berbanding lurus dengan kuadrat R. Hal ini sesuai dengan persamaan:

R

NIB o

23

5

8

Dari hasil praktikum pada saat nilai tegangan (V) tetap dan arus (I) tetap, maka harga e/m yang diperoleh

C/Kg sedangkan nilai e/m pada referensi adalah 1,76 x 1011 C/Kg

Page 14: Power Point Percobaan Thomson

Kesimpulan

Adanya arus listrik yang mengalir menyebabkan adanya loncatan electron. Medan magnet dari kumparan Helmholtz menyebabkan adanya perubahan arah dan kecepatan electron yang bergerak sehingga terlihat berkas electron berbentuk lingkaran. Jari-jari berkas electron yang dihasilkan sebanding dengan nilai tegangan yang diberikan (V) pada saat nilai arus tetap. Jari-jari berkas electron yang dihasilkan berbanding terbalik dengan nilai arus yang diberikan (I) pada saat nilai tegangan tetap.

Page 15: Power Point Percobaan Thomson

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

Yang benar hanya milik ALLAH&

Yang salah dari diri pribadi