SIMPANGAN PERCOBAAN SINAR KATODA OLEH MEDAN

ELEKTROSTATIKA

Oleh: •Novie Anggraeni 09302241008

•Taufiq Hidayat 10302241001•Endah Tri Wahyuni 10302241002•Nurhamsyah Heru 10302241003

A. TUJUAN PERCOBAAN 1. Menyelidiki pembelokan sinar katoda

oleh medan magnet.2. Menjelaskan hal-hal yang berhubungan

dengan pembelokan lintasan elektron sinar katoda oleh medan magnet.

3. Menentukan besarnya nilai muatan per satuan massa (e/m) elektron berdasarkan lintasan elektron sinar katoda oleh medan magnet dalam tabung sinar katoda

B. DASAR TEORI JJ. Thomson (1856-1940) menemukan partikel elementer

yang dinamakan elektron.

Penemuan elektron dari penelitian sinar katoda oleh

William Crookes (1892-1919) berkesimpulan bahwa:

1. Sinar katoda merambat menurut garis lurus

2. Dapat memendarkan sulfida seng dan barium

paltinasianida

3. Terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif

4. Dapat menghasilkan panas

5. Mampu menghitamkan foto

6. Dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnetke

arah tertentu

7. Dapat menghasilkan sinar-X

PERCOBAAN J.J THOMSON Percobaan J.J Thomson menggunakan

tabung kaca yang disebut tabung katoda.

Thomson berhasil mengukur perbandingan muatan per masa elektron (e/m) dengan mengukur simpangan sinar katoda dalam medan magnet B.

Sehingga diperoleh e/m = 1.758803x10¹¹

SIFAT-SIFAT SINAR KATODA MENURUT THOMSON Dipancarkan oleh katode dalam sebuah tabung hampa jika

dilewatkan arus listrik bertegangan tinggi.

Merambat dalam garis lurus menuju anode.

Jika membentur gelas, maka gelas berpendar (berfluoroesensi).

Dengan adanya fluoroesensi ini, kita dapat mengetahui adanya

sinar katode karena sinar katode tidak terlihat oleh mata.

Dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet ke kutub

positif . Oleh karena itu, sinar katode bermuatan negative.

Sinar ini tidak tergantung pada bahan elektrodenya. Hal itu

berarti, setiap electrode dapat memancarkan sinar katode. Jadi

setiap materi mengandung partikel yang seperti sinar katode

(Parning;2003).

KESIMPULAN PERCOBAAN JJ THOMSON Sinar katode adalah partikel dasar atom

yang ada pada setiap atom.Partikel itu selanjutnya kita sebut electron (Parning;2003).

NILAI E/M MERUPAKAN HASIL PENGUKURAN PENGARUH

MEDAN MAGNET LISTRIK DAN MAGNET TERHADAP

PEMBELOKAN SINAR KATODE SERTA PENGUKURAN JARI – JARI

KELENGKUNGAN DARI PEMBELOKAN ITU (PARNING;2003).

C. ALAT PERCOBAAN Seperangkat peralatan “e/m Apparatus

EM-2N” yang terdiri dari:1. Tabung lucutan yang berisi gas Helium2. Unit Power Supply yang menyediakan

tegangan pemanas (heater), tegangan pemercepat (V) pada anoda dan arus (I) yang mengalir pada kumparan Helmholtz.

3. Kumparan Helmholtz dengan spesisfikasi N=130 lilitan dan R = 0,150 m

D. PROSEDUR PERCOBAAN Menyusun alat seperti berikut ini:

Gambar 1.1 Skema rangkaian peralatan percobaan e/m

Memastikan saklar unit power supply dalam keadaan OFF dan tombol pengatur tegangan anoda V dan arus I yang mengalir pada kumparan Helmholtz pada keadaan minimum.

Menghubungkan unit power supply dengan sumber tegangan PLN. Hidupkan unit power supply dengan menekan tombol power supply pada posisi ON.

Ketika katoda berubah menjadi merah dan panas, naikkan

tegangan power supply secara bertahap dengan cara memutar

tombol pengatur tegangan searah jarum jam. Pada tegangan

sekitar 90 V akan teramati lintasan gerak lurus elektron yang

berwarna hijau.

Memperbesar arus (I) yang mengalir pada kumparan Helmholtz

dengan cara memutar tombol pengatur arus searah jarum jam.

Mengamati gejala yang terjadi pada tabung pelepas elektron.

Tampak bahwa lintasan elektron mulai membelok dan

lintasannya berbentuk lingkaran.

Untuk tegangan pemercepat elektron (V) yans konstan, menaikkan arus

(I) yang mengalir pada kumparan Helmholtz secara bertahap dan

mencatat hasil pengukuran jari-jari lintasan orbit elektron (R).

Mencatatlah hasil pengamatan ke dalam tabel.

E. TABEL HASIL PENGAMATAN

NO I (Ampere) D (cm) R (cm)

1. 0,81 11 5,5

2. 0,85 10,5 5,25

3. 0,90 10 5

4. 0,95 9,5 4,75

5. 1,01 9 4,5

6. 1,06 8,5 4,25

7. 1,14 8 4

8. 1,23 7,5 3,75

9. 1,33 7 3,5

10. 1,43 6,5 3,25

11. 1,54 6 3

12.

13.

1,67

1,80

5,5

5

2,75

2,5

F. ANALISIS DATA Menghitung nilai e/m

Menghitung ketidakpastian ∆e/m

KETERANGAN: e : muatan elektron (C)m : massa elektron (kg)R : jari-jari lintasan elektron (m)V : tegangan pemercepat elektron (Volt)I : arus (A)

No (e/m± ∆e/m ) c/kg

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

RATA-RATA BERBOBOT

= 1.90139 x 10 c/kg¹¹

Maka

Ketidakpastian Relatif : x 100% = = 0.367 %

Persentase Keseksamaan :

x100% = x 100% = 92.6%

G. PEMBAHASAN Untuk menentukan e/m digunakan tabung yang

terdapat filamen, katoda dan anoda. Saat filamen dipanaskan maka elektron pada katoda akan menuju permukaan, dan dengan diberi tegangan pemercepat maka akan bergerak menuju anoda sebesar v.

Disekitar tabung diletakkan kumparan Helmholtz, sehingga terdapat medan magnet. Karena elektron bergerak dengan kecepatan v dan terdapat medan magnet B, maka elektron mendapat gaya Lorentz

Elektron yang bergerak dengan kecepatan v tegak lurus terhadap medan magnet homogen B, akan melakukan gerak melingkar dengan jari-jari R karena pengaruh gaya Lorentz yang berfungsi sebagai gaya sentripetal.

Sinar Katoda adalah arus elektron dengan kecepatan tinggi yang keluar dari katoda

Dari gerakan elektron tersebut maka dapat mengukur berapa jari- jarinya. Sehingga jika jari-jari ( r), arus (I), dan (V) sudah diketahui, maka dapat ditentukan nilai e/m.

Berdasarkan perhitungan diperoleh nilai sebesar :

Ketidakpastian relatif :

x100% = x100% = 0.367%