Fisika Eksperimental – Percobaan Milikan

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA EKSPERIMENTAL

PERCOBAAN MILIKAN

ABSTRAK

Percobaan Milikan dirancang untuk mengukur muatan listrik elektron dengan menyeimbangkan gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada antara dua buah elektroda. Melalui eksperimen ini terbukti bahwa muatan elektron terkuantisasi secara diskrit, sebesar 1,602.10-19 Coulomb berdasarkan literatur. Pengambilan data pada praktikum ini termasuk sulit, terutama karena tingkat kecerahan citra mikroskop yang buram sehingga menyebabkan mata pengamat cepat lelah. Berdasarkan pengamatan, pada tegangan 260 Volt tetes minyak berada dalam keadaan setimbang, sedangkan pada tegangan 520 Volt, tetes minyak berada pada keadaan dinamis. Tetes minyak dapat bergerak ketika diberikan tegangan karena tetes minyak mengandung muatan akibat listrik statis karena adanya gesekan. Melalui analisis data dengan metode dinamis, diperoleh nilai muatan elektron q sebesar (1,63±0,187).10-19 Coulomb, sedangkan dengan metode kesetimbangan sebesar (3,895±0,079).10-21 Coulomb sehingga dapat disimpulkan bahwa pengukuran muatan elektron dengan menggunakan metode dinamis memberikan hasil yang lebih akurat daripada dengan metode kesetimbangan. Ketidaktelitian ini dapat disebabkan oleh ketidakakuratan praktikan dalam melakukan pengambilan data.

PEMBAHASAN

            Pada praktikum tetes minyak milikan terdapat 2 tujuan, yaitu tujuan umum dan tujuan khusus. Tujuan umum dalam praktikum ini ialah membuktikan bahwa muatan listrik terkuantisasi secara diskrit sedangkan tujuan khususnya ialah menentukan jari-jari dan muatan listriknya sebuah tetes minyak dan menentukan muatan listrik dari elektron. Percobaan tetes minyak Milikan dirancang untuk mengukur muatan listrik elektron dengan menyimbangkan gaya-gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada di antara dua buah pelat elektroda. Dengan mengetahui besarnya medan listrik, muatan pada tetes minyak yang dijatuhkan (droplet) dapat ditentukan. Dengan mengulangi eksperimen ini sampai beberapa kali, Robert Milikan menemukan bahwa nilai-nilai yang terukur selalu kelipatan dari suatu bilangan yang sama. Ia lalu menginterpretasikan bahwa bilangan ini adalah muatan dari satu elektron : 1.602 × 10−19 Coulomb.

            Dalam percobaan ini praktikan mengalami kesulitan dalam pengambilan data dikarenakan sulitnya menyemprotkan minyak dan mengamati tetes minyak tersebut. Minyak disemprotkan ke dalam plat sejajar dengan cara disemprotkan melalui celah sempit sehingga hanya sedikit tetes minyak yang lolos ke dalam pengamatan. Selain itu, kecerahan citra yang terlihat pada mikroskop sangat kurang (buram), sehingga praktikan kesulitan mengamati tetes minyak tersebut dan menyebabkan mata pengamat menjadi gampang lelah karena berakomodasi maksimum dalam waktu yang lama.

Secara teori, tetes minyak akan mengarah ke bawah (jatuh) karena adanya pengaruh gaya gravitasi. Namun, pada waktu melakukan percobaan, praktikan mengamati kecepatan jatuh dari tetes minyak justru mengarah ke atas karena sifat lensa pada mikroskop yang memperbesar sekaligus membalik bayangan sehingga tetes minyak yang teramati mengarah ke atas sebelum diberikan tegangan.

Pada praktikum ini, sebelum plat sejajar diberikan tegangan, kecepatan jatuh tetes minyak adalah sebesar 2,98.10-4 m/s dan jari-jari tetes minyak 1,684.10-6 m. Tetes minyak yang jatuh mengalami percepatan gravitasi, tetapi adanya gaya gesekan menyebabkan kecepatan minyak tetap. Kecepatan ini diperlukan untuk menentukan keseimbangan gaya, pada tetes minyak bergerak akan terdapat gaya elektrostatik. Melalui beda potensial antara dua keping dapat diatur sehingga gaya elektrostatik mampu membuat tetes minyak berhenti, sehingga terjadi keseimbangan. Setelah diberikan tegangan sebesar 260 Volt, tetes minyak berada pada keadaan setimbang. Pada mesin atomisasi (atomizer machine) yang berfungsi untuk mengubah ukuran benda menjadi mikroskopis, terjadi gesekan antara material (cairan) dengan mesin. Adanya gesekan ini akan menyebabkan material-material kecil yang keluar dari mesin menjadi bermuatan listrik (akibat adanya listrik statis). Beberapa elektron atau ion lalu bertumbukan dengan tetes minyak tersebut sehingga menjadikannya bermuatan negatif ataupun positif, tergantung ion atau elektron yang menumbuknya. Ketika tetes minyak kecil ini jatuh di daerah yang ada medan listrik, maka partikel kecil ini akan tertarik ke arah kutub yang berlawanan dengan muatannya. Tetes minyak pada percobaan Millikan bermuatan negatif. Bila pada tutup chamber bagian atas kita buat bermuatan positif, maka tetes tersebut akan tertarik ke atas. Jika kedua plat diberikan tegangan, maka partikel (tetesan minyak) yang telah bermuatan akan bergerak, di mana partikel yang bergerak ke atas (atau ke bawah dalam pengamatan) merupakan partikel elektron (-)  sedangkan yang bergerak ke bawah adalah proton (+). Pada praktikum, tegangan sebesar 520 Volt mampu mengubah arah gerak sehingga tetes minyak berada pada keadaan dinamis.

Melalui analisis data dengan metode dinamis, diperoleh nilai muatan elektron q sebesar (1,63±0,187).10-19 Coulomb dan dengan metode kesetimbangan sebesar (3,895±0,079).10-21 Coulomb, sedangkan menurut literatur adalah 1,602.10-19 Coulomb, sehingga dapat disimpulkan bahwa pengukuran muatan elektron dengan menggunakan metode dinamis lebih akurat daripada dengan metode kesetimbangan. Perbedaan nilai q antara literatur dengan hasil metode kesetimbangan yang terlalu jauh kemungkinan disebabkan oleh :

-          Ketidaktelitian pengamatan tetes minyak karena mata pengamat yang terlalu lelah.

-          Tetes-tetes minyak yang ukurannya tidak sama besar (tidak homogen) sehingga (mungkin) menyebabkan kecepatan jatuhnya berbeda-beda.

-          Ketidaksigapan praktikan dalam penentuan selang waktu.

KESIMPULAN

1.      1. Percobaan Milikan dirancang untuk mengukur muatan listrik elektron dengan menyeimbangkan gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada antara dua buah elektroda sehingga membuktikan bahwa muatan listrik (elektron) terkuantisasi secara diskrit, sebesar 1.602 × 10−19 Coulomb.

2.       2.  Jari-jari tetes minyak berdasarkan analisis : 1,684.10-6 m.

3.       3. Muatan listrik minyak berdasarkan analisis : (1,63±0,187).10-19 Coulomb.

4.     4. Tetes minyak dapat bergerak ketika diberikan tegangan sebesar 520 Volt karena tetes minyak mengandung muatan akibat listrik statis karena adanya gesekan.

5.     5. Berdasarkan analisis data praktikum ini, pengukuran muatan elektron dengan metode dinamis memberikan hasil yang jauh lebih teliti dibandingkan metode kesetimbangan.

6.   6. Perbedaan nilai muatan elektron q yang terlalu jauh antara literatur dengan metode kesetimbangan kemungkinan besar dikarenakan ketidaktelitian dalam pengambilan data karena mata pengamat cepat lelah.

Ini file lengkapnya dalam format PDF, silakan di-klik, gratis kok! ;)

RADIASI 4 ABSTRAK

RADIASI 4 PERCOBAAN MILIKAN

RADIASI 4 SAMPUL

Semoga bermanfaat!

About these ads

6 gagasan untuk “Fisika Eksperimental – Percobaan Milikan

**Silakan Berkomentar~! ^.^

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s