Upload
abdus-solihin
View
1.529
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Tabung sinar katoda adalah tabung hampa udara yang dapat memancarkan sinar hijau pucat ketika dialiri arus listrik. Sir William Crockes pada tahun 1879 menunjukkan bahwa sinar tersebut adalah berkas partikel bermuatan negatif yang selanjutnya oleh J. J. Thompson disebut sebagai elektron. Elektron merupakan salah satu dari tiga sub partikel dasar penyusun atom yang juga merupakan partikel fundamental dalam sifat kelistrikan secara mikro. Oleh karena itu, eksperimen mengenai sinar katoda termasuk eksperimen yang penting dalam perkembangan bidang kelistrikan. Eksperiman ini dilakukan dengan menghubungkan antara nilai arus (I) pada koil Helmholtz, tegangan elektroda (V), dan radius lintasan elektron (r) pada tabung sinar katoda yang selanjutnya dapat digunakan sebagai pendekatan dalam menentukan besar muatan elektron (e).
Citation preview
Presentasi oleh:
1. Abdus Solihin
2. Farah Wahidiyah
3. Marisatun Najibah
PENENTUAN NILAI PERBANDINGAN MUATAN DAN MASSA
ELEKTRON DENGAN MENGGUNAKAN TABUNG SINAR
KATODA
(STUDI EKSPERIMENTAL DALAM PENURUNAN NILAI e/m )
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
Latar Belakang
Oleh karena itu:
Tabung Sinar Katoda
Tahun 1879 Sir William Crockes mengidentifikasi
berkas tsb sebagai partikel bermuatan negatif
J.J. Thompson menyebut partikelbermuatan negatif tsb sebagai Elektron
Elektron merupakan salah satu dari
tiga sub partikel dasar penyusun atom
Elektron merupakan partikel fundamental
dalam sifat kelistrikan secara mikro
Eksperimen ini
perlu dilakukan!
Mencoba menghubungkan antara nilai arus (I) pada koil
Helmholtz, tegangan elektroda (V), dan radius lintasan elektron (r)
Sehingga akan didapatkan:
Pendekatan e/m dalam menentukan besar muatan elektron (e)
Memancarkan sinar hijau pucat
ketika dialiri arus listrik
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
RUMUSAN MASALAH
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
Rumusan Masalah
Apa hubungan antara beda teganganelektroda pemercepat (v) dengan jari-jari lintasan berkas elektron (r) untuk
setiap nilai arus (I)?
Apa hubungan antara nilai arus lisrik pada coil Helmholtz (I) dengan jari-
jari lintasan berkas elektron (r)?
Bagaimana persamaan linear untuk masing-masing harga
arus I?
Berapa nilai perbandingan e/m yang diperoleh?
TUJUAN
Tujuan dari eksperimen sinar katoda ini adalah:
1. Mengetahui hubungan antara beda tegangan elektroda (V) dengan jari-jarilintasan berkas elektron (r) untuk setiap nilai arus (I)
2. Mengetahui hubungan antara nilai arus listrik pada coil Helmholtz (I)dengan jari-jari lintasan berkas elektron (r)
3. Mendapatkan persamaan linear untuk masing-masing harga arus (I)
4. Mengetahui harga perbandingan e/m melalui percobaan yang dilakukanlalu membandingkan dengan percobaan yang pernah dilakukan oleh J. J.Thompson
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
MANFAAT YANG DIHARAPKAN
Dengan melakukan eksperimenini, mahasiswa dapat mengetahui danmemahami sifat dan karakteristik elektronkhususnya berkaitan dengan besar muatanelektron sehingga dapat menunjangpengaplikasian lebih lanjut dari sifat-sifatkelistrikan
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
PEMBAHASAN LEBIH LANJUT
1. Tinjauan Pustaka
2. Metode Penelitian
3. Hasil dan Pembahasan
4. Kesimpulan dan Saran
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
Sinar katoda merupakan berkas distribusi elektron yang terbentuk didalamtabung sinar katoda. (Sears Zemansky, 1986: hal 618)
Jika partikel bermuatan (elektron) jika bergerak dengan kecepatan v didaerah dengan kuat medan B, maka pertikel tersebut akan mengalamipembelokkan yang diakibatkan oleh timbulnya gaya magnetik (Fm).(Wiyanto, 2008:75-76)
J.J. Thompson seorang ahli físika yang berasal dari Inggris pada tahun1897 melakukan percobaan yang bertujuan untuk mencari perbandinganantara besarnya muatan elektron dengan massa partikel itu berdasarkanhubungan pada formula
(Tobing, 1986 :4.6)
1. Tinjauan Pustaka
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
2. Metode Penelitian
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
2.1 Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam eksperimen sinar katoda sebagai berikut:
1. Peralatan pengukuran e/m: Peralatan yang terdiri dari tabung sinar katoda, koil
helmhozt, pengatur tegangan dan arus listrik, elektron gun, dan sebagainya yang berfungi
sebagai objek tempat pengamatan dan pengaturan sistem percobaan, serta tempat visualisasi
radius elektron
2. High voltage DC power supply: Sebagai Sumber tegangan masukan pada elektroda
yang memicu pergerakan linear elektron
3. Low voltage AC/DC power supply: Sebagai Sumber tegangan masukan pada coil
helmholtz yang memicu medan magnet B yang menyebabkan pergerakan melingkar elektron
4. Digital voltmeter: Alat untuk mengukur nilai tegangan
5. Kabel penghubung: Untuk menghubungkan arus listrik dari satu komponen ke komponen
yang lain
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
2. Metode Penelitian
2.2 Langkah Kerja
Alat dirangkai seperti gambar berikut: Semua sumber tegangan dan arus listrik dihidupkan
Secara perlahan–lahan sumber tegangan filament diputarHingga volt meter menunjukkan angka 6 volt
Sumber tegangan koil Helmholtz dinaikkan
pada harga sekitar 7 volt
Tegangan elektroda pemercepat
diletakkan pada harga 95 volt
dan ditambah dengan kelipatan 5 volt
hingga 145 V
Menghubungkan nilai arus (I) pada koil Helmholtz,
tegangan elektroda (V), dan radius lintasan elektron (r)
Switch toggle diletakkan posisi up
Dilakukan pengamatan terhadap radius elektron:
Arus koil Helmholtz diletakkan
pada harga 1A ; 1,1 A; dan 1,2 A
untuk masing-masing tegangan
elektroda yang berbeda-beda
Didapat Harga e/m
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
2. Metode Penelitian
2.3 Metode Analisis
Untuk mencari harga (e/m) digunakan rumus sebagai berikut:
Persamaan linier dari grafik adalah y=mx
Dimana m merupakan gradien grafik yang didapat dari:
Sehingga untuk mencari besarnya
diskrepansi digunakan persamaan:
3. Hasil dan Pembahasan
y = 4E-05x - 0,001
0
0,0005
0,001
0,0015
0,002
0,0025
0,003
0,0035
0,004
0 50 100 150
R (
m^
2)
tegangan elektroda (Volt)
Grafik hubungan antara tegangan elektroda pemercepat dengan radius berkas elektron
Pada arus listrik koiI Helmholtz I = 1 A
y = 3E-05x - 0,001
0
0,0005
0,001
0,0015
0,002
0,0025
0,003
0 50 100 150
R (
m^
2)
tegangan elektroda (Volt)
Grafik hubungan antara tegangan elektroda pemercepat dengan radius berkas elektron
Pada arus listrik koiI Helmholtz I = 1,1 A
y = 2E-05x - 0.0007
0
0,0005
0,001
0,0015
0,002
0,0025
0,003
0 50 100 150
R (
m^
2)
tegangan elektroda (Volt)
Grafik hubungan antara tegangan elektroda pemercepat dengan radius berkas elektron
Pada arus listrik koiI Helmholtz I = 1,2 A
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
4. Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Dari hasil eksperimen dapat disimpulkan bahwa:
1. Nilai beda tegangan elektroda pemercepat (V) berbanding lurus dengan jari-jarilintasan berkas elektron (r) untuk setiap nilai arus (I), yaitu semakin besar nilaitegangan maka radiuspun semakin besar pula
2. Nilai arus listrik pada coil Helmholtz (I) berbanding terbalik dengan jari-jari lintasanberkas elektron (r), dimana semakin besar nilai arus listrik yang diiberikan, nilai radiusmenjadi semakin kecil
3. Dari grafik antara nilai beda potensial yang diberikan dengan nilai kuadrat radiusyang terbentuk didapatkan persamaan linear untuk masing-masing harga arus I
4. Perbandingan harga e/m melalui percobaan yang dilakukan ekuivalen ataumendekati harga e/m acuan yang pernah dilakukan oleh J. J. Thompson
Saran
Sebaiknya variable yang digunakan memiliki range yang lebih luas. Sehingga akandidapatkan nilai yang lebih mendekati harga e/m acuan.
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember
Terima Kasih Atas Perhatiannya
Semoga Bermanfaat ..........
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Alam
Universitas Jember