Laporan Milikan

Fisika EksperimentalEksperimen Milikan (R-4)

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA EKSPERIMENTAL LANJUT

Percobaan : R-4

Eksperimen MilikanPelaksanaan Praktikum

Hari: Senin Tanggal : 26 September 2011 Jam ke :3-4

Oleh :Efinda Putri Normasari Susanto

NIM. 080913075

Kerabat dalam kelompok :Ni’Matut Tamima (080913006)Bandiyah Sri Aprilia (080913049)Mar’Atus Solikha (080913066)

Dosen Pembimbing : Prima Sari, S.Si

LABORATORIUM RADIASIDEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS AIRLANGGA2010

1


ABSTRAK

Efinda Putri N S. Laporan Praktikum Fisika Eksperimental Lanjut (Eksperimental Milikan).

Laporan. 2011.

Tujuan dari percobaan Milikan adalah untuk menemukan jari – jari dan muatan listrik

sebuah tetes minyak, serta membuktikan bahwa muatan listrik terkuantisasi secara diskrit.

Percobaan Milikan atau yang dikenal juga dengan nama percobaan oil_drop dirancang

untuk mengukur muatan listrik electron. Caranya adalah dengan menyemprotkan minyak

atom kedalam system peralatan milikan melalui sebuah celah sempit, kemudian diamati

peristiwa di dalamnya untuk memperoleh data – data yang diperlukan.

Ketika kita mengamati percobaan dalam system peralatan milikan yang belum diberi

tegangan ( V=0 )maka setelah minyak disemprotkan maka akan nampak bahwa tetesan –

tetesan minyak tersebut akan mengarah keatas, hal ini disebabkan karena teropong yang

digunakan untuk mengamati bersifat membalikkan dan memperbesar bayangan. Namun,

ketika system diberi tegangan tertentu maka tetesan minyak akan diam diantara dua plat

tersebut dan jika tegangan ditambah lagi dengan nilai tertentu maka minyak akan bergerak ke

bawah (yang sesungguhnya keatas) melawan gaya grafitasi bumi dengan kecepatan tertentu.

Dengan mengamati skala dan tetesan minyak yang bergerak serta waktu pergerakan minyak

dengan skala tertentu maka akan diperoleh kecepatan dan data -0 data yang kita inginkan

selanjutnya.

Dari percobaan yang kami lakukan ini, kami telah mendapatkan hasil percobaan

sebagai berikut :

Dari percobaan ini dapat diamati dan dibandingkan bahwa pengukuran muatan

electron dengan metode dinamis lebih akurat dari pada dengan metode kesetimbangan, sebab

hasil dari metode dinamis lebih mendekati literature ( qelektron = 1,602 . 10-19 C).

2


METODE EKSPERIMEN

Percobaan ini dilakukan dengan pengamatan secara langsung peristiwa yang terjadi pada

system peralatan Milikan.

a. Tempat dan waktu pelaksanaan

Tempat : Laboratorium Radiasi Fisika

Waktu : Senin, 26 September 2011 (jam ke 3-4)

b. Alat – alat percobaan

System peralatan Milikan

Stopwatch besar

c. Prosedur percobaan

1. Menyemprotkan minyak atom (atomic oil) ke dalam plat sejajar Milkan dengan cara

menyemprotkan minyak tersebut. Bila perlu bersihkan terlebih dahulu penutup plat

sejajar electron sehingga minya atom yang disemprotkan dalam plat lebih banyak

yang masuk, sehingga pengamatan lebih mudah.

2. Mengatur teropong yang terdapat disamping chamber Milikan untuk mengamati tetes

minyak yang telah disemprotkan sedemikian hingga pengamat dapat melihat dengan

jelas tetes – tetes minyak.

3. Mengamati salah satu dari beberapa tetes yang ada, kemudian menentukan kecepatan

jatuh tetes tersebut. Dengan mengukur jarak tempuh dan waktu yang diperlukan (1

skala yang terlihat pada okuler dikonversi ke meter adalah s=(x/1,875)10-4 , dengan x

3


adalah jumlah skala). Kecepatan tersebut diberi nama v1 dan pengukuran diulang sebanyak 3

kali.

4. Mengalirkan tegangan listrik pada kedua keeping plat sejajar tersebut sehingga menghasilkan

medan listrik yang dapat menahan tetes minyak sehingga diam di antara dua plat, tegangan itu

diberi nama U1.

5. Tegangan diperbesar sehingga tetes minyak bergerak melawan arah gravitasi, tegangan

tersebut diberi nama U2.

6. Menentukan kecepatan tetes minyak akibat gaya listrik U2, kecepatan tersebut diberi nama

v2. Pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali seperi langkah 3

7. Selanjutnya mencatat hasil pengamatan dengan melakukan tabulasi data.

4


ANALISIS DATA

a. Metode kesetimbangan

U = 0 Volt

Pengukuran ke

Jml skala (x) Jarak/s (m) t (sekon) Kecepatan tetes/v (m/s)

1 10 5,33 . 10-4 4.27 1,25 . 10-4

2 10 5,33 . 10-4 4.3 1,24 . 10-4

3 10 5,33 . 10-4 4.8 1,11 . 10-4

1.1 Tabel pengukuran kecepatan tetes minyak atom (atomic oil) metode kesetimbangan

Mencari t dan v1

Mencari jari – jari (r) minyak atom dari Metode kesetimbangan

ρ = ρoil − ρL =875,3 kgm-3 – 1,29 kgm-3 = 874,01 kgm-3

η = 1,81 . 10-5 Nsm-2

5


r1 untuk v1 = 1,25 . 10-4 m/s

r2 untuk v2 = 1,24 . 10-4 m/s

r2 untuk v2 = 1,11 . 10-4 m/s

6


b. Metode Dinamis

U1 = 320 Volt (Minyak diam diantara dua plat)

U2 = 570 Volt

Pengukuran ke

Jml skala (x) Jarak/s (m) t (sekon) Kecepatan tetes/v (m/s)

1 10 5.33 . 10-4 16.49 3.23. 10-5

2 10 5.33 . 10-4 19.74 2.70 . 10-5

3 10 5.33 . 10-4 18.58 2.87 . 10-5

1.1 Tabel hasil percobaan pengukuran kecepatan tetes minyak atom (atomic oil) metode dinamis

Mencari t dan v2

Menghitung q dengan persamaan (4):

7


Menghitung q dengan persamaan (6):

8


PEMBAHASAN

Pada dasarnya percobaan ini adalah mengamati peristiwa – peristiwa yang terjadi

pada tetes minyak atom yang disemprotkan dalam tabung system peralatan milikan. Awalnya

kelompok kami mengalami kesulitan dalam percobaan sebab tetes minyak atom yang masuk

dalam tabung setelah disemprotkan cukup sedikit sehingga sulit untuk mengambil data2nya.

Sehingga tabung system milikan harus dibersihkan supaya tidak ada sesuatu yang

menghambat masuknya semprotan dari minyak atom tersebut. Namun, selanjutnya kelompok

kami tidak bisa melihat pencitraan tetesan minyak di dalam system, bahkan setelah berulang

kali mencoba. Ternyata faktornya adalah tidak diaturnya kembali teropong untuk mengamati

peristiwa didalam tabung sehingga praktikan tidak mendapat citra yang bagus/fokus.

Ketika tetesan – tetesan minyak atom diamati, dengan system belum diberi tegangan

(V=0). Maka yang nampak adalah tetes – tetes minyak tersebut berjalan mengarah keatas

(sebenarnya kebawah sesuai arah gravitasi bumi), hal ini disebabkan karena teropong yang

digunakan untuk mengamati bersifat memperbesar dan membalikkan bayangan. Yang terjadi

adalah tetes minyak tersebut jatuh kebawah tertarik/ terpengaruh gravitasi bumi. Dan jika

kebawah maka tetes minyak tersebut bergerak melawan arah gravitasi. Sehingga sebenarnya

yang terjadi adalah keterbalikan dari fakta sesungguhnya. Dalam percobaan ini juga nampak

jikalau tetesan minyak bergerak dengan arah menyerongdari yang seharusnya jatuh kebawah

atau keatas, hal ini dikarenakan adanya pengaruh angin dari AC dalam ruangan.

Dalam percobaan ini, ketika system belum dieari tegangan antara dua platnya (V=0)

maka akan diperoleh kecepatan rata – rata tetesan minyak atom adalah (1,20 ± 0,06) . 10 -4 m/s

dan jari – jarinya adalah (1,06 ± 0,16) 10-5 m. Tetes minyak yang jatuh (bergerak searah gaya

gravitasi) selain mendapat gaya gravitasi dia juga mendapat gaya stokes keatas, gaya stokes

tersebut merupakan gaya gesek terhadat tetes minya atom. Kedua gaya itulah yang

menyebabkan minyak atom cenderung memiliki kecepatan yang konstan. Kecepatan tersebut

diperlukan untuk mencari gaya kesetimbangan gaya, tetes – tetes minyak yang bergerak

tersebut akan mengalami kedudukan kesetimbangan ketika system milikan diberi tegangan

tertentu antara kedua platnya. Pada percobaan yang kami lakukan, tetesan minyak berada

dalam keadaan kesetimbangan setelah diberi tegangan sebesar 320 volt diantara kedua

platnya. Tetes minyak pada percobaan milikan bermuatan negatif. Bila pada tutup chamber

bagian atas dibuat bermuatan positif, maka tetes minyak tersebut akan tertarik ke atas sebab

muatan keduanya berlawanan sehingga tarik menarik. Jika kedua plat diberikan tegangan,

maka partikel (tetesan minyak) yang telah bermuatan akan bergerak, di mana partikel yang

9


bergerak ke atas (atau ke bawah dalam pengamatan) merupakan partikel elektron (-)

sedangkan yang bergerak ke bawah adalah proton (+). Pada praktikum, tegangan sebesar 570

volt mampu mengubah arah gerak kebawah semuanya, sehingga tetes minyak berada pada

keadaan dinamis. Peritiwa ini sesuai dengan prinsip kerja dari mesin atomisasi atau atomizer

machine.

Melalui analisis data akan dapat diperbandingkan hasil percobaan dari metode

kesetimbangan dengan metode dinamis dalam menetukan muatan electron. Dari analisis data

metode kesetimbangan diperoleh q1 = (8,21 . 10-21 ± 1,94 . 10-15) C, sedangkan dari metode

dinamis diperoleh muatan electron sebesar q2 = (1,37 . 10-19 ± 3,00 10-9) C. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa pengukuran muatan sebuah electron dengan metode dinamis lebih akurat

dibandingkan dengan metode kesetimbangan. Selisih perbedaan yang terlalu besar antara

literature dengan hasil analisis metode kesetimbangan kemungkinan disebabkan karena

kurangnya ketelitian praktikan dalam mengamati skala dan penyesuaian terhadap waktu

perhitungan (selang waktu) dan besarnya tetes minyak yang tidak homogen sehingga

kecepatannya berbeda – beda.

KESIMPULAN

10


1. Percobaan Milikan atau yang dikenal juga dengan nama percobaan oil_drop dirancang

untuk mengukur muatan listrik electron.

2. Jari – jari tetes minyak atomic menurut analisis adalah

3. Muatan electron berdasarkan ananlisis metode kesetimbangan adalah

.

4. Muatan electron berdasarkan analisis metode dinamis adalah

.

5. Tetes minyak berada pada kesetimbangan ketika diberi tegangan sebesar 320 volt dan

akan bergerak melawan arah gravitasi ketika tegangannya sebesar 570 volt.

6. Berdasarkan data analisis yang kami peroleh, menunjukkan bahwa perhitungan

muatan suatu electron dengan metode dinamis lebih akurat dibandingkan dengan

metode kesetimbangan.

7. Selisih yang besar antara analisis metode kesetimbangan dengan literature

kemungkinan disebabkan oleh karena kurangnya ketelitian praktikan dalam

mengamati skala dan penyesuaian terhadap waktu perhitungan (selang waktu) dan

besarnya tetes minyak yang tidak homogen sehingga kecepatannya berbeda – beda.

DAFTAR PUSTAKA

11


Krane, Kenneth S. 1992. Fisika Modern, alih bahasa : Hans J. Wospakrik dan Sofia

Niksolihin. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia.

Dewan pengajar Departemen Fisika. Lab radiasi Departemen Fisika.2011. Modul Materi

Bidang Radiasi. Lab radiasi Departemen Fisika.

12

Documents

Laporan Milikan