percobaan minyak milikan

Diposting oleh Unknown |

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Robert A. Milikan (1869 – 1953) melakukan percobaan dengan meneteskan minyak melalui dua plat logam dengan beda potensial yang dapat diatur sehingga gaya elektrolistrik mampu membuat tetes minyak berhenti. Pada eksperimen tersebut, jatuhan minyak akan mengalami percepatan kebawah yang disebabkan oleh gaya gravitasi dan pada saat yang sama gerak tetes minyak tersebut dihambat oleh gaya stokes. Sehingga akan terjadi keseimbangan gaya – gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik diantara dua plat konduktor tersebut.

Seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman yaitu William Conrad Rontgen pada tahun 1895, berhasil menemukan sinar-x atau sinar rontgen. Penemuan sinar-x ini diilhami oleh percobaanpercobaan sebelumnya oleh J.J. Thompson dan Heinrich Hertz. Percobaan Thompson mengenai tabung katoda dan percobaan Hertz mengenai fotolistrik. Sinar x adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang listrik, radio, inframerah panas, cahaya, sinar gamma , sinar kosmik dan sinar ultraviolet tetapi dengan panjang gelombang yang sangat pendek

B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah :

1. Bagaimana percobaan milikan?

2. Apa yang dimaksud sinar x?

C. Tujuan

Adapun tujuan dari makalah ini adalah :

1. Mengetahui percobaan milikan.

2. Mengetahui maksud sinar x.

BAB II

PEMBAHASAN

A. PENEMUAN ELEKTRON

Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan William Crookes (1875). Hasil eksperimennya adalah ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katoda menuju ke anoda yang disebut sinar katoda.

George Johnstone Stoney (1891) yang memberikan nama sinar katoda disebut “elektron”. Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengertian atom dalam suatu unsur memiliki sifat yang sama sedangkan unsur yang berbeda akan memiliki sifat berbeda, padahal keduanya sama-sama memiliki elektron.

Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur Radioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron.

Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda.

Gambar 1 Eksperimen J.J Thomson

Hasil percobaannya membuktikan bahwa ada partikel bermuatan negatif dalam suatu atom karena sinar tersebut dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. berdasarkan besarnya simpangan sinar katode dalam medan listrik, Thomson dapat menentukan nisbah muatan terhadap massa (nilai e/m) dari partikel sinar katode sebesar 1.76 x 108 Coulomb/gram

B. PERCOBAAN MILIKAN

Gambar 2 : Robert Andrews Millikan (1909)

Setelah harga e/m untuk elektron diketahui dari eksperimen tabung sinar katoda, selanjutnya diperlukan percobaan lain untuk menentukannilai e dan m. Jika salah satu nilai tersebut diketahui maka nilai yang lain dapat ditentukan. Pada tahun 1909, Robert Andrews Millikan dapat memecahkan dilema tersebut melalui eksperimennya yaitu Eksperimen Tetes Millikan.

Percobaan tetes minyak milikan dilakukan sebagai berikut :

Gambar 3: Eksperimen Milikan

1. Dengan menggunakan alat penyemprot, minyak disemprotkan sehingga membentuk tetesan-tetesan kecil. Sebagian tetes minyak akan melewati lubang pada pelat atas dan jatuh karena tarikan grafitasi.

2. Dengan menggunakan teropong, diameter tetes minyak dapat ditentukan, sehingga massa minyak dapat diketahui

3. Radiasi sinar X akan mengionkan gas di dalam silinder. Ionisasi akan menghasilkan elektron. Elektron tersebut akan melekat pada tetes minyak, sehingga tetes minyak menjadi bermuatan listrik negatif. Ada yang menyerap satu,dua, atau lebih elektron. Jika pelat logam tidak diberi beda potansia, tetes-tetes minyak tetap jatuh karena pengaruh grafitasi

4. Jika pelat logam diberi beda potensial dengan pelat bawah sebagai kutub negatif, maka tetes minyak yang bermuatan negatif akan mengalami gaya tolak listrik. Sesuai dengan hukum coloumb, tetes minyak yang mengikat lebih banyak elektron akan tertolak lebih kuat. Pergerakan tetes minyak dapat menggunakan teropong. Dengan mengatur beda potensial, tetes minyak dibuat mengambang. dalam keadaan seperti itu berarti gaya tarik grafitasi sama dengan gaya tolak listrik

5. Melalui percobaan tersebut, Milikan menemukan bahwa muatan tetes-tetes minyak selalu merupakan kelipatan bulat dari suatu muatan tertentu, yaitu 1,602 x 10-19 coloumb. Millikan menyimpulkan bahwa muatan tersebut adalah muatan dari satu elektron. Perbedaan muatan antar tetesan terjadi karena satu tetesan dapat mengikat 1,2,3 atau lebih elektron.

Dengan telah diketahuinya muatan elektron, maka dapat ditentukan massa elektron (m) yaitu dengan membagi nisbah muatan terhadap massa (nilai e/m dari percobaan tabung sinar katoda) dengan muatan elektron.

Hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron –1 dan massa elektron 0, sehingga elektron dapat dilambangkan (e)

Data Fisis Elektron :

e/m = 1.76 x 108 Coulomb/gram

e = 1.602 x 10-19 coulomb

maka massa elektron = 9.11 x 10-28 gram

Setelah penemuan elektron, maka teori Dalton yang mengatakan bahwa atom adalah partikel yang tak terbagi, tidak dapat diterima lagi. Pada tahun 1900, J.J Thomson mengajukan model atom yang menyerupai roti kismis. Menurut Thomson, atom terdiri dari materi bermuatan positif dan didalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis.

Gambar 4: Model Atom J.J Thomson

C. SINAR X

SInar x memiliki sifat antara lain :

1. Tidak dapat dilihat oleh mata, bergerak dalam lintasan lurus dan dapat mempengaruhi film topografi.

2. Daya tembusnya sangat tinggi

3. Dapat digunakan untuk membuat gambar bayangan sebuah objek pada film fotografi.

4. sinar-x merupakan gelombang elektromagnetik dengan energi E = hf.

5. Orde panjang gelombang sinar-x berada diantara panjang gelombang sinar gamma dan sinar ultraviolet.

Spektrum sinar-x dapat dibagi menjadi dua yang pertama adalah spectrum diskrit sedangkan yang kedua adalah spektrum kontinu. Spektrum diskrit diahasilkan oleh breaking radiation atau bremmstrahlung. Breaking radiation ini terjadi karena elektron yang berkecepatan tinggi dipengaruhi oleh gaya tarik inti atom, sehingga mengalami perlambatan. Perlambatan ini bias berlangsung secara tiba-tiba atau perlahan-lahan. Oleh karena itu energy sinar x yang dihasilkan akan mempunyai rentang yang sangat lebar. Spektrum kontinu ini sering juga disebut spektrum polikromatik. Sedangkan spektrum diskrit atau sering juga disebut sebagai spektrum monokromatik terjadi karena proses transisi eksitasi elektron. Misalnya saat elektron tereksitasi dari kulit K ke kulit L maka sinar x akan melepaskan energy yang berupa foton gelombang elektromagnetik yang biasa disebut sebagai sinar x karakteristik.

Gambar 5. Spektrum Sinar x

Ketika sinar x menumbuk suatu bahan, maka akan terjadi pengurangan intensitas dari sinar x yang disebut sebagai atenuasi. Ketika foton sinar x mengenai suatu bahan maka hal yang kemungkinan terjadi adalah foton diloloskan tanpa berinteraksi dengan bahan atau bias juga foton mengalami beberapa interaksi seperti :

1. Foton bias saja seluruhnya diserap oleh bahan (absorpsi fotoelektrik ) atau

2. Foton bias saja dihamburkan tanpa diserap (classical scatter) atau

3. Foton bias saja sebagian diserap dan sebagian lagi dihamburkan (hamburan Compton) atau

4. Foton dihamburkan dan sebagian atau seluruhnya diserap (pair production).

Lambert merumuskan beberapa parameter yang mempengaruhi atenuasi. Bila laju deteksi radiaso sebelum dan sesudah menumbuk bahan dapat dihitung maka, transmitansi didapatkan dengan membagi laju deteksi radiasi setelah menumbuk bahan dengan laju deteksi radiasi awal.

T = Rn/Ro..............................1

Penambahan ketebalan x sebesar dx akan mempengaruhi transmitansi T, yaitu T akan mengalami penurunan sebesar dT. Penurunan transmitansi akan mempunyai hubungan dengan penambahan ketebalan seperti pada persamaan di bawah

dT/T = -u dx.....................2

Dengan melakukan integrasi, dengan syarat batas T=1 untuk transmitansi, dan x=0 untuk ketebalan maka akan didapat hubungan

-ux

T = e.....................3

Atau

lnT = -ux.................4

Sehingga pada praktikum ini akan diamati pengaruh atenuasi terhadap ketebalan bahan, pengaruh atenuasi terhadap jenis absorber (bahan penyerap), dan pengaruh arus terhadap besarnya intensitas yang diamati oleh detektor.

BAB III

PENUTUP

A. SIMPULAN

Eksperimen tetes minyak milikan merupakan percobaan untuk menunjukkan bahwa muatan electron bersifat diskrit yaitu gaya ke bawah pada tetes milikan (percepatan ke bawah) akan terhambat oleh suatu gaya stokes (gaya penghambat). Hal tersebut dapat terjadi ketika minyak milikan jatuh ke udara yang selanjutnya akan mengalami percepatan ke bawah yang disebabkan oleh gaya gravitasi, sedangkan pada saat yang sama gerak tetes minyak tersebut dihambat oleh gaya stokes. Kecepatan tetes minyak milikan tersebut akan meningkat sampai tercapai kecepatan stasioner ketika gaya berat ke bawah sama dengan gaya stokes ke atas. Dengan demikian, dapat ditentukan sifat dasar dari muatan elektron dengan hubungannya pada bilangan avogadro. Sehingga dengan eksperimen ini dapat ditentukan nilai bilangan avogadro yang merupakan turunan lebih lanjut dari aplikasi hukum faraday yang memadukan antara gaya stokes dengan gaya gravitasi pada tingkatan elektron mikroskopis.

Sinar X ditemukan pertama kali oleh Rontgen pada tahun 1895 dan sampai saat ini memiliki banyak manfaat terutama dalam bidang kedokteran. Sinar X merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang yang berada diantara panjang gelombang sinar gamma dan sinar ultraviolet. Spektrum sinar X dapat dibagi dua yaitu spektrum kontinu yang dihasilkan karena ada peristiwa breaking radiation dan spektrum diskrit yang disebabkan oleh eksitasi elektron dari satu tingkat energy ke tingkat energy yang lain. Ketika sinar x menumbuk suatu bahan maka akan terjadi proses atenuasi atau berkurangnya intensitas dari sinar laser.

B. SARAN

Saya mengetahui bahawa makalah yang saya buat masih memiliki banyak kekurang jadi saya berharap kepada pembaca saran untuk menyempurnakan makalah yang saya buat. Semoga makalah ini bermanfaat bagi pembaca.