Docsity
Docsity

Prepare for your exams
Prepare for your exams

Study with the several resources on Docsity


Earn points to download
Earn points to download

Earn points by helping other students or get them with a premium plan


Guidelines and tips
Guidelines and tips

LAPORAN SINAR KATODA, Papers of Experimental Physics

Sinar katoda merupakan pancaran elektron dari dalam tabung vakum. banyak fisikawan yang percaya bahwa sinar katoda merupakan cahaya berbentuk ganjil yang tidak tidak terlihat, dan sementara yang lain menganggap sebagi aliran partikel bermuatan negatif. Hasil penelitian selama beberapa dasawarsa menunjukkan bahwa sinar katoda dapat dibelokkan oleh medan magnet dan dapat memanaskan foil logam di dalam tabung sampai logam berpendar. Sinar katoda memiliki peran yang cukup penting dalam kehidupan sehari-hari dan sering digunakan sebagai komponen pada beberapa teknologi yang ada. Beberapa teknologi yang menggunakan sinar katoda sebagai komponenya adalah osiloskop, tabung telivisi, dan sinar-x. Eksperimen kali ini memiliki 4 tahapan percobaan. Hasil dari percobaan pertama dan kedua diperoleh nilai radius berkas elektron bertambah besar. Diketahui bahwa nilai beda potensial berbanding lurus dengan radius lintasan berkas elektron yang terbentuk.

Typology: Papers

2022/2023

Available from 05/24/2023

parkchemiin
parkchemiin ๐Ÿ‡ฎ๐Ÿ‡ฉ

7 documents

1 / 27

Toggle sidebar

This page cannot be seen from the preview

Don't miss anything!

bg1
SINAR KATODA (e/m)
LAPORAN MINGGUAN EKSPERIMEN FISIKA 1
Oleh :
OLE
LABORATORIUM FISIKA MODERN DAN OPTOELEKTRONIKA
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
2023
Nama : Ike Agustin
Nim : 211810201033
Kelompok : 6 (Enam)
Shift : 1 (Satu)
Asisten : Rifky Feby Heryansa
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b

Partial preview of the text

Download LAPORAN SINAR KATODA and more Papers Experimental Physics in PDF only on Docsity!

SINAR KATODA ( e/m )

LAPORAN MINGGUAN EKSPERIMEN FISIKA 1

Oleh : OLE LABORATORIUM FISIKA MODERN DAN OPTOELEKTRONIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER Nama : Ike Agustin Nim : 211810201033 Kelompok : 6 (Enam) Shift : 1 (Satu) Asisten : Rifky Feby Heryansa

ii

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ................................................................................................................. ii DAFTAR TABEL ........................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................. v

iv

  • BAB I PENDAHULUAN RINGKASAN vi
    • 1.1 Latar Belakang
    • 1.2 Rumusan Masalah
    • 1.3 Tujuan Praktikum
    • 1.4 Manfaat Praktikum
  • BAB II TINJAUAN PUSTAKA
    • 2.1 Sejarah
    • 2.2 Teori
    • 2.3 Gambar
  • BAB III METODE EKSPERIMEN
    • 3.1 Rancangan Penelitian
    • 3.2 Jenis dan Sumber Data
    • 3.3 Definisi Operasional Variable
    • 3.4 Metode Analisis Data
      • 3.4.1 Rumus
      • 3.4.2 Tabel
    • 3.5 Kerangka Pemecahan Masalah
      • 3.5.1 Diagram Percobaan
      • 3.5.2 Alat dan Bahan
      • 3.5.3 Prosedur kerja
  • BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
    • 4.1 Hasil
    • 4.2 Pembahasan
  • BAB V KESIMPULAN
    • 5.1 Kesimpulan........................................................................................................
    • 5.2 Saran
  • LAMPIRAN
  • Gambar 2.1 DAFTAR GAMBAR
  • Gambar 2.2
  • Gambar 2.3
  • Gambar 4.1
  • Gambar 4.2
  • Gambar 4.3
  • Gambar 4.4

v

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 .................................................................................................................. 20 Lampiran 2 .................................................................................................................. 20 Lampiran 3 .................................................................................................................. 20 Lampiran 4 .................................................................................................................. 20 Lampiran 5 .................................................................................................................. 20 Lampiran 6 .................................................................................................................. 21

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Crookes dan Lenard menemukan bahwa sinar katoda bergerak dalam arah garis lurus normal terhadap katoda. Sinar katoda bermuatan negative ditunjukkan dengan danya sinar katoda yang dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet kea rah tertetentu. Bahan yang digunakan untuk membuat elektroda dan gas yang megisi tabung sinar katoda tidak mempengaruhi sinar aktoda. Penelitian yang dilakukan oleh Crookes dan Lenard telah membuka pemahaman yang lebih mendalam mengenai sifat-sifat sinar katoda. sifat-sifat tersebut digunakan oleh J.J. Thomson untuk mengusulkan hipotesa pada tahun 1897. J.J. Thomson pada eksperimen berhasil menentukan perbandingan muatan terhadap massa partikel sinar katoda. Pada tahun 1933, metode Thomson berhasil disempurnakan oleh Dunnington yang memperoleh hasil pengukuran e/m dengan tingkat ketelitian 1 dalam 4500 (sekitar 0,02%). Nilai terbaik yang diterima sekarang adalah 1 , 7588 ร— 1011 C/kg (Littlefield dan Thorley, 1979). Salah satu percobaan yang dilakukan J.J Thomson adalah membuktikan bahwa sinar katoda adalah partikel lain yang lebih kecil dari atom bermuatan negatif yang disebut elektron. Alat yang digunakan untuk menyelidiki fenomena ini adalah tabung sinar katoda. sinar katoda yang menumbuk permukaan terlapisi khusus akan menghasilkan cahaya yang kuat, karena sinar katoda ditarik oleh lempeng yang bermuatan positif dan ditolak oleh muatan negatif, maka sinar katoda tersebut haruslah terdiri dari partikel-partikel negatif. Partikel bermuatan negatif inilah yang disebut dengan elektron. Penemuan Thomson menunjukkan bahwa dengan membelokkan sinar katoda dikedua listrik dan medan magnet, hal ini dapat menunjukkan bahwa pratikel sinar tersebut bermuatan negatif. Kemudian Thomson mengukur e/m, rasio massa per muatan partikel tersebut (Chang, 2005). Sinar katoda memiliki peran yang cukup penting dalam kehidupan sehari- hari dan sering digunakan sebagai komponen pada beberapa teknologi yang ada.

Beberapa teknologi yang menggunakan sinar katoda sebagai komponenya adalah osiloskop, tabung telivisi, dan sinar-x. Manfaat lain dari sinar katoda yang dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari adalah untuk mendiagnosis gambar medikal dan kristalografi sinar katoda dalam bidang medis. Praktikum kali ini dilakukan dengan pemberian arus dan tegangan, tagangan dan arus yang diberikan akan divariasikan, dengan tujuan dapat menentukan rasio muatan dan massa elektron e/m. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah pada eksperimen sinar katoda adalah sebagai berikut : 1.2.1 Bagaimana cara menentukan rasio muatan dan massa elektron ( e/m ) pada percobaan sinar katoda? 1.2.2 Bagaimana pengaruh nilai arus dan tegangan terhadap radius lintasan elektron yang dihasilkan? 1.2.3 Bagaimana perbandingan harga e/m teori dan e/m yang diperoleh dari percobaan? 1.3 Tujuan Praktikum Tujuan dari ekperimen sinar katoda adalah sebagai berikut : 1.3.1 Menentukan rasio muatan dam massa elektron 1.3.2 Memahami pengaruh nilai arus dan tegangan terhadap radius lintasan elektron yang dihasilkan 1.3.3 Menenetukan perbandingan harga e/m teori dan e/m yang diperoleh dari percobaan 1.4 Manfaat Praktikum Manfaat dari praktikum kali ini adalah praktikan dapat menentukan rasio muatan dan massa elektron, selain itu praktikan akan mampu memehami dan menjelaskan pengaruh nilai arus dan tegangan terhadap radius lintasan elektron yang dihasilkan, serta mampu menentukan perbandingan harga e/m teori dan harga e/m yang dihasilkan dalam dari percobaan yang telah dilakukan.

2.2 Teori Sinar katoda merupakan pancaran elektron dari dalam tabung vakum. banyak fisikawan yang percaya bahwa sinar katoda merupakan cahaya berbentuk ganjil yang tidak tidak terlihat, dan sementara yang lain menganggap sebagi aliran partikel bermuatan negatif. Hasil penelitian selama beberapa dasawarsa menunjukkan bahwa sinar katoda dapat dibelokkan oleh medan magnet dan dapat memanaskan foil logam di dalam tabung sampai logam berpendar. Pada thaun 1897 J.J Thomson melakukan eksperimen dengan membuktikan bahwa sinar katoda adalah partikel bermatan negatig bernama elektron. Percobaan ini menggunakan tabung vakum, dimana seberkas sinar katoda dihasilkan oleh katoda dan anoda dengan cara biasa. Ssebuah lubang pada anoda menyebabkan sebagian sinar lewat diantara pasangan lempeng yang diberi muatan positif dan negatif agar membentuk medan listrik tegak lurus terhadap lintasan sinar katoda. Sinar katoda dibelokkan ke bawah dan penyimpanannya dapat diukur dengan cermat dari perpindahan bintik cahaya pada bagian layar ujung tabung. Medan listrik selanjutnya dibuat di dalam daerah yang sama dengan cara melewatkan arus listrik melalui sepasang kumparan, dimana arah tegak lurus terhadap medan listrik dan sinar katoda (Oxtoby, 2001). J.J Thomson melakukan eksperimen untuk menentukan perbandingan harga muatan elektron dan massanya (e/m). Eksperimen tersebut menghasilkan bahwa sinar katoda dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet. Pembelokkan memungkinkan pengukuran jari- jari kelengkungan secara tepat, sehingga perbandingan nilai muatan elektron dan massanya dapat ditentukan sebesar 1 , 76 ร— 108 C โ„g (Giancoli, 2001). Tabung sinar katoda merupakan tabung hamoa yang dibuat dengan memanfaatkan Teknik pemvakuman Geisler yang dapat memancarkan elektron dalam bentuk katoda seagai sinar hijau pucat ketika saklar dihubungkan. Tabung sinar katoda memiliki ruang yang ada didalam tabungnya, dan didalam tabung tersebut terdapat dua elektroda. Dua elektrofa yang ada dalam tabung ketika ada potensi yang cukup tinggi diberikan, mka elektron tersebut dapat bergerak dari katoda mneuju anoda (Tobing, 1986).

Menurut Daton G, 2007, dari hasil ekperimen yang telah dilakukan menggunakan tabung sinar katoda, diperoleh sifat-sifat sinar katoda sebagai berikut :

  1. Tidak bergantung pada material atau bahan katoda. Sifat ini juga tidak berubah ketika katoda diganti dengan bahan-bahan berbeda.
  2. Merambat lurus, ketika diberi penghalang akan menghasilkan bayang- bayang dibelakangnya.
  3. Dapat dibelokkan oleh medan listrik.
  4. Dapat dibelokkan oleh medan magnet.
  5. Dapat menyebabkan terjadinya reaksi kimia, seperti mengubah warna garam perak.
  6. Dapat memendarkan sulfida seng dan barium platina sianida.
  7. Menghasilkan panas.
  8. Dapat menghitamkan plat foto.
  9. Dapat menghasilkan sinar-X. karena dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet, maka sinar katoda merupakan partikel bermuatan listrik (Daton G, 2007). Gambar 2.1 Pembelokkan Sinar Katoda dalam Medan Litrik (Sumber : Zemansky, 1986) Medan magnet juga dapat mengubah sinar yang bertentangan yang disebabkan oleh medan listrik. J.J Thomson meragamkan kekuatan kedua medan tersebut sehingga menyebabkan sinar katoda tidak berbelok di dalam tabung. Keadaan pada delapan kondisi ini, berkas mengalami du gaya yang saling berlawanan, salah satunya disebabkan oleh medan litrik dan yang lainnya disebabkan oleh medan magnet. Krena dipengaruhi gaya magnetik maka elektron

BAB III METODE EKSPERIMEN

3.1 Rancangan Penelitian Rancangan penelitian yang digunakan dalam praktikum sinar katoda adalah sebagai berikut Diagram 3.1 Diagram Alir Rancangan Eksperimen Langkah pertama kali yang harus dilakukan dalam eksperimen sinar katoda kali ini yaitu menentukan atau mencari permasalahan dalam percobaan tersebut atau bisa disebut juga dengan rumusan masalah. Kajian pustaka ditulis dengan tujuan untuk menjadikan dasar referensi dilakukannya eksperimen. Kegiatan eksperimen sinar katoda dilakukan secara langsung didalam laboratorium yang ada di fisika yaitu laboratorium fisika modern dan optoelektronika. Pengambilan data dalam eksperimen kali ini dilakukan dengan memvariasikan nilai arus dan tegangan. Data yang diperoleh kemudian diolah dan dibahas, setelah itu ditarik kesimpulan dari hasil yang telah diperoleh. Eksperimen Data Analisis Data Identifikasi Masalah Kesimpulan Kajian Pustaka Variabel Percobaan

3.2 Jenis dan Sumber Data Jenis dan sumber data yang digunakan pada eksperimen sinar katoda ini adalah jenis data dan sumber data yang bersifat kuantitatif karena jenis data yng diperoleh berupa angka. Data yang diperoleh dari hasil eksperimen adalah radius lintasan. Data yang diperoleh dibagian hasil selanjutnya dianalisis dan dibuat grafik dari hasil tersebut. 3.3 Definisi Operasional Variable Variabel yang digunakan pada eksperimen sinar katoda kali ini adalah variabel bebas, variabel kontrol, dan variabel terikat.

  1. variabel bebas, merupakan variabel yang mampu berdiri sendiri dan tidak terikat dengan variabel lain, sehingga dapat diubah oleh praktikan. Variabel bebas pada eksperimen sinar katoda adalah arus pada percobaan 3 dan 4 dan tegangan yang dimasukkan pada percobaan 1 dan 2.
  2. Variabel kontrol, merupakan variabel yang dikendalikan agar pengaruh variabel bebas dan variabel terikat tidak terpengaruh dengan faktor luar yang tidak diteliti. Variabel kontrol eksperimen kali ini adalah nilai arus pada percobaan 1 dan 2, serta besar nilai tegangan yang dimasukkan pada percobaan 3 dan 4.
  3. Variabel terikat, merupakan variabel penelitian yang diukur untuk mengetahui tidak adanya pengaruh dari variabel lain. Variabel terikat yang terdapat pada eksperimen kali ini adalah rasio atau jari-jari muatan (r). 3.4 Metode Analisis Data Metode analisis data pada sinar katoda ( e/m ) dilakukan dengan cara melihat berkas elektron yang ditembakkan sehingga terlihat lintasan berkas elektron berwarna kebiru-biruan, lintasan ini diukur jari-jarinya. Data yang diperoleh seperti tegangan, arus dan jari-jari lintasan dicatat dalam tabe pengamatan, dan dihitung menggunakan rumus-rumus yang telah diketahui. Analisis data yang digunakan dalam percobaan sinar katoda adalah sebagai berikut :

Tabel 3.3 Tabel Data Pengamatan Saat V = 230 V No I V r 1 r 2 r 3 1 1 230 2 1,1 230 3 1,2 230 4 1,3 230 5 1,4 230 Tabel 3.4 Tabel Data Pengamatan Saat V = 250 V No I V r 1 r 2 r 3 1 1 250 2 1,1 250 3 1,2 250 4 1,3 250 5 1,4 250 3.5 Kerangka Pemecahan Masalah Kerangka pemecah masalah pada eksperimen sinar katoda adalah sebagai berikut : 3.5.1 Diagram Percobaan

Diagram 3.2 Diagram Percobaan 3.5.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada eksperimen sinar katoda adalah sebagai berikut :

  1. Peralatan pengukuran e/m digunakan untuk menghasilkan berkas electron
  2. High voltage DC power supply , digunakan sebagai penghasil tegangan AC/DC tinggi. Penyusunan Grafik Mulai Pengumpulan, penyusunan alat dan bahan
  3. Peralatan pengukuran e/m
  4. High voltage DC power supply
  5. Low voltage AC/DC power supply
  6. Digital voltmeter
  7. Kabel penghubung Pelaksanaan eksperimen Selesai Penyusunan tabel pengamatan Analisis Data
  1. Dianikkan sumber tegangan Helmholtz coil pada harga sekitar 7 volt, dinaikkan sumber arusnya sehingga dapat diamati perubahan pada lintasan berkas elektron, diputar pengatur arus pada panel ke posisi sekitar ยพ maksimum.
  2. Diletakkan posisi sumber arus Helmholtz coil pada harga I = 1 A
  3. Diletakkan posisi sumber tegangan elektroda pemercepat pada V = 100 volt , dicatat berapa radius lintasan berkas elektron.
  4. Diulangi pengukuran langkah 8 sebanyak 5 kali harga tegangan โˆ†๐‘‰ yang berbeda-beda, dilakukan langkah 8 dan 9 sebanyak 3 kali pengulangan.
  5. Diletakkan posisi sumber tegangan elektroda pemercepat pada V = 100 volt sementara arus Helmholtz coil pada harga 1 A, dicatat berapa radius lintasan berkas elektron.
  6. Diulangi pengukuran langkah 10 untuk harga arus I yang berbeda- beda sebanyak 5 kali, dan dilakukan pengulangan terhadap data yang dihasilkan pada langkah 10 sebanyak 3 kali.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Hasil eksperimen sinar katoda adalah sebagai berikut : Gambar 4.1 Grafik Hubungan Tegangan dengan Radius Elektron I = 1 A Gambar 4. 2 Grafik Hubungan Tegangan dengan Radius Elektron I = 1,5 A y = 0,047x - 6,

230 235 240 245 250 255 r(cm) V (volt)

Hubungan Tegangan dengan Radius

elektron dengan I =1 A

Hubungan Tegangan dengan Radius elektron Linear (Hubungan Tegangan dengan Radius elektron) y = 0.0693x - 13.

230 235 240 245 250 255 r(cm) V(volt)

Hubungan Tegangan dengan Radius

elektron dengan I=1,5 A

Hubungan Tegangan dengan Radius elektron dengan I=1,5 A Linear (Hubungan Tegangan dengan Radius elektron dengan I=1,5 A)