PENGUKURAN e/m BERDASARKAN PERCOBAAN J.J THOMPSON

Pengukuran e/m Berdasarkan Percobaan J.J Thompson.

PENDAHULUAN

Sinar katoda bukan “makhluk” yang langka lagi pada tahun 1897. Sinar ini telah ditemukan hampir tiga puluh tahun sebelumnya. Namun demikian, karakteristiknya belumlah diketahui secara jelas pada masa-masa awal penemuannya. Terdapat sejumlah bukti ilmiah tentang sinar katode ini yang kelihatannya bertentangan. Beberapa peneliti menggunakan jenis sinar ini untuk memberikan muatan pada partikel, misalnya pada ion dalam proses elektrolisis.Heinrich Hertz menemukan bahwa ternyata jenis sinar tersebut tidak dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnet sebagaimana yang seharusnya jika sinar tersebut merupakan muatan-muatan yang bergerak. Hertz kemudian menggolongkannya sebagai gelombang elektromagnetik. Tahun 1897,Joseph John Thompson, beserta Wiechert dan Kaufmann, dengan eksperimen masing-masing, menemukan bahwa sinar katode sesungguhnya adalah partikel bermuatan yang memiliki sifat aneh. Keanehan ini terletak pada fakta bahwa rasio massa terhadap muatannya memiliki orde 1000 kali lebih kecil dibandingkan ion yang paling ringan, ion hydrogen [2].Setelah elektron ditemukan oleh Thomson, dan diketahui sifat-sifatnya, banyak ditemukan dan dikembangkan alat-alat yang menggunakan dasar emisi atau pemancaran elektron, misalnya lampu-lampu reklame, lampu neon, televisi, dan lain-lain. Berawal dari sinilah eksperimen “Pengukuran e/m berdasarkan percobaan J.J. Thompson” perlu dilakukan.

Pengukuran e/m Berdasarkan Percobaan J.J Thompson ini bertujuan untuk mengetahui prinsip percobaan J.J. Thompson (1879) dan menentukan nilai e/m untuk partikel elektron. Eksperimen ini dilakukan dengan mempercepat berkas elektron melalui sebuah potensial yang besarnya diketahui. Sepasang kumparan Helmholtz digunakan untuk menghasilkan medan magnet seragam pada arah tegak lurus dengan berkas electron sehingga medan magnet ini menyimpangkan berkas elektron secara melingkar.

 TEORI

Pada tahun 1895 Jean Perrin seorang sarjana Prancis menemukan sifat lain dalam percobaannya, yaitu bahwa sinar katoda terdiri atas arus muatan negative yang keluar dari katoda. Hal ini didapatkan dengan menganalisis arah pembelokan sinar katoda saat didekatkan sebuah kutub magnet. Dengan demikian, sinar katoda juga dibelokkan oleh medan listrik. Penelitian tentang sinar katoda yangdirintis oleh Perrin dilanjutkan oleh beberapa orang sarjana antara lain William Crookes dan Joseph Thompson. Thompson berhasil menunjukkan bahwa partikel-partikel sinar katoda jauh lebih ringan daripada atom dan berada di semua bentuk benda [3]. Dalam eksperimen ini, berkas elektron dipengaruhi oleh gaya magnetik Fm. Gaya magnetik tersebutberperan sebagai gaya sentrifugal Fs. Oleh karena itu dengan menyamakan kedua gaya tersebut kita dapat menuliskan persamaan,

e/m=v/B.r     (1)

di mana  v= kecepatan elektron (m/s), B= rapat fluks magnet (T) dan r = jejari berkas elektron (m). Elektron dipercepat melalui potensial pemercepat V, dengan demikian energi kinetik elektron adalah,

e.V=1/2*mv^2      (2)

Kecepatan elektron menjadi:

v= (2.e.V/m)^1/2    (3)

Dalam percobaan ini digunakan persamaan akhir untuk analisis data, di mana:

e/m = 2V/B^2.r^2

Dengan,V= Potensial pemercepat (v), B= Kuat medan magnet = 7,80 x 10^-4 x I (Wb/m^2), a=Jejari kumparan Helmholtz (m), 

Anda baru saja membaca artikel yang berkategori Fisika Modern dengan judul PENGUKURAN e/m BERDASARKAN PERCOBAAN J.J THOMPSON. Anda bisa bookmark halaman ini dengan URL https://fisika-info.blogspot.com/2016/01/pengukuran-em-berdasarkan-percobaan-jj.html. Terima kasih!

Ditulis oleh: Unknown - Saturday, January 16, 2016