I.
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Percobaan Millikan (oil-drop) dirancang untuk mengukur muatan
listrik elektron dengan cara menyemprotkan
tetesan minyak yang mengandung banyak muatan ke dalam tabung listrik. Robert A.
Millikan melakukan percobaan tersebut dengan menyeimbangkan gaya-gaya
antara gaya gravitasi dan gaya listrik pada
suatu tetes kecil minyak yang berada di antara dua buah pelat elektroda.
Akibatnya, gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang
turun. Muatan pada tetes minyak yang dijatuhkan dapat ditentukan dengan
mengetahui besarnya medan listrik.
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
kesetimbangan gaya-gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik diantara dua
plat konduktor tersebut.
Eksperimen tetes minyak Milikan
merupakan eksperimen dalam menentukan muatan satuan elektron (e) dan bilangan
Avogadro (N) berdasarkan persamaan Faraday dengan mengetahui sifat diskrit dari
muatan elektron. Mengingat hal tersebut merupakan asas paling fundamental dalam
mempelajari karakteristik atomik maupun kelistrikan secara mikro, maka
eksperimen ini dinilai perlu untuk dilakukan.
B.
Tujuan Percobaan
Adapun tujuan percobaan dari praktikum ini adalah sebagai berikut
1. Meneliti gerakan-gerakan minyak yang bermuatan dalam
suatu medan listrik.
2. Untuk menentukan muatan elementer.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A.
Sejarah
Percobaan Tetes Minyak Millikan
Percobaan
Millikan atau dikenal pula sebagai Percobaan oil-drop (1909) saat itu dirancang
untuk mengukur muatan listrik elektron. Robert A. Millikan melakukan percobaan
tersebut dengan menyimbangkan gaya-gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik
pada suatu tetes kecil minyak yang berada di antara dua buah pelat elektrode.
Dengan mengetahui besarnya medan listrik, muatan pada tetes minyak yang
dijatuhkan (droplet) dapat ditentukan. Dengan mengulangi eksperimen ini sampai
beberapa kali, ia 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 (satuan SI untuk
muatan listrik). Tahun 1923, Millikan mendapat sebagian hadiah Nobel bidang
fisika akibat percobaannya ini. Eksperimen ini sejak saat itu sering kali
diulang dari generasi ke generasi dari siswa-siswa bidang fisika, walaupun
demikian agak sulit dan mahal untuk melakukan eksperimen ini dengan tepat.
Tetes
minyak milikan merupakan percobaan yang
menunjukkan bahwa muatan elektron bersifat diskrit yaitu gaya ke bawah pada
tetes milikan (percepatan ke bawah) akan terhambat oleh suatu gaya stokes (gaya
penghambat). Percobaan ini dilakukan dengan menyeimbangkan gaya-gaya antara
gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada
diantara dua buah pelat konduktor (Bahtiar, 2007).
Pada
prinsipnya perangkat Millikan terdiri dari dua buah pelat logam yang disusun
horizontal. Butiran-butiran minyak disemprotkan melalui lubang kecil di antara
kedua pelat. Mikroskop dan berkas cahaya diatur sedemikan rupa sehingga cahaya
yang dipantulkan oleh butiran minyak akan diterima oleh mikroskop. Butiran-butiran
minyak ini berupa kabut, ada yang bergerak keatas karena ringan, dan ada yang
bergerak ke bawah karena gaya beratnya besar. Jika pelat bagian atas diberi
potensial positif dan pelat bagian bawah diberi potensial negatif maka di
antara kedua pelat tersebut akan timbul medan listrik E yang homogen. Di antara
butiran minyak tersebut dipilih yang bermuatan negatif. Dengan mengatur beda
potensial antara kedua pelatharus diatur, sehingga butiran minyak yang dipilih
tersebut tetap dalam keadaan diam. Pada keadaan ini berlaku kesetimbangan gaya
antara gaya berat, gaya apung (Archimedes), dan gaya listrik (Beiser,
1992).
B.
Metode
Dinamis
Dalam pendekatannya, percobaan
tetes minyak Millikan memakai metode dinamis. Secara umum metode dinamis adalah
suatu metode pemodelan yang diperkenalkan oleh Jay Forrester pada tahun 1950-an
dan dikembangkan di Massachusetts Institute of Technology Amerika. Sesuai
dengan namanya, penggunaan metode ini erat berhubungan dengan
pertanyaan-pertanyaan tentang tendensi-tendensi dinamik sistem-sistem yang
kompleks, yaitu pola-pola tingkah laku yang dibangkitkan oleh sistem itu dengan
bertambahnya waktu. Asumsi utama dalam paradigma dinamika sistem adalah bahwa
tendensi-tendensi dinamik yang persistent
(terjadi terus menerus) pada setiap sistem yang kompleks bersumber dari
struktur kausal yang membentuk sistem itu. Oleh karena itulah model-model
dinamika sistem diklasifikasikan ke dalam model matematik kausal (theory-like).
Dalam kaitanya dengan tetes minyak Millikan yaitu untuk menentukan muatan
elementer, metode dinamis adalah pengukuran kecepatan jatuh tetesan minyak itu
setelah terhentinya tegangan dan mengukur kecepatan naik suatu tetesan minyak pada
tegangan yang ditentukan, misal pada saat 400 Volt (Tipler,
2001).
C.
Metode
Keseimbangan (Statis)
Metode
keseimbangan adalah pengukuran tegangan dimana suatu tetesan minyak yang bermuatan
mengambang dalam ruangan Millikan dan mengukur kecepatan jatuh tetesan minyak
tersebut pada suatu keadaan jatuh bebas setelah berhentinya tegangan. Pada
metode keseimbangan, kondensator diberikan suatu tegangan yang menyebabkan
tetesan minyak berada pada keadaan mengambang atau melayang. Kemudian tegangan
dimatikan, maka tetesan minyak akan turun. Kecepatan turunnya tetesan minyak
setelah tegangan dimatikan diukur sebagai v1 (Krane,
1992).
D.
Gaya Yang
Bekerja Pada Tetes Millikan
1) Gaya
Gravitasi
Gaya gravitasi bumi atau arti gaya
tarik bumi adalah suatu gaya tarik-menarik yang terjadi pada semua partikel
yang mempunyai massa. Jika di bumi, gaya gravitasi bumi disebabkan karena bumi
yang berukuran besar memiliki massa yang juga besar sehingga dapat menarik
semua benda yang berada di atasnya.
Besar gaya gravitasi bumi yang
menyebabkan benda-benda di atasnya tertarik ini disebut besar gaya tarik bumi
atau besar gravitasi. Tidak heran kalau semua benda yang ada dipermukaan bumi
akan terengaruh oleh gaya gravitasi bumi.
2) Gaya
Archimedes
“Jika suatu benda dicelupkan ke
dalam sesuatu zat cair, maka benda itu akan mendapat tekanan keatas yang sama
besarnya dengan beratnya zat cair yang terdesak oleh benda tersebut” suatu
benda akan tenggelam tinggal dilihat dari kerapatan benda atau massa jenis
bendanya dibandingkan dengan massa jenis fluida, ini merupakan bunyi dari hukum
Archimedes dan bentuk dari gaya Archimedes. Dalam kaitannya dengan percobaan
tetes minyak Millikan ini yaitu
3) Gaya
Stokes
Gaya gesek antara permukaan benda
padat yang bergerak dengan fluida akan sebanding dengan kecepatan relatif gerak
benda ini terhadap fluida. Hambatan gerak benda di dalam fluida disebabkan oleh
gaya gesek antara bagian fluida yang melekat ke permukaan benda dengan bagian
fluida di sebelahnya. Gaya gesek itu sebanding dengan koefisien viskositas (η)
fluida. Menurut Stokes, gaya gesek adalah:
4) Gaya
Listrik
Gaya listrik adalah gaya yang
dialami oleh obyek bermuatan yang berada dalam medan listrik. Rumusan gaya
listrik kadang sering dipetukarkan dengan hukum Coulomb, padahal gaya listrik
bersifat lebih umum ketimbang hukum tersebut, yang hanya berlaku untuk dua buah
muatan titik. Dalam tetes millikan digunakan persamaan
E. Pesawat Millikan
Pesawat
Millikan merupakan alat yang digunakan untuk percobaan tetes minyak Millikan.
Cara kerja alat ini adalah percikan tetes minyak dihasilkan oleh penyemprot.
Tetes ini masuk kedalam alat melalui lubang kecil pada lempeng atas sebuah
kondensor listrik. Pergerakan tetes diamati dengan teleskop yang dilengkapi
alat micrometer eyepiece. Ion-ion dihasilkan oleh radiasi pengionan seperti
sinar x dari sebuah sumber (E). Sebagian dari tetes minyak memperoleh muatan
listrik dengan menyerap (mengadsorbsi) ion-ion. Tetes diantara ruang Millikan
hanya melayang-layang, tergantung dari tanda (+ atau -) dan besarnya muatan
listrik pada tetes. Dengan menganalisis data dari jumlah tetes, Millikan dapat
menghitung besarnya muatan Q. Millikan menemukan bahwa tetes selalu merupakan
integral berganda dari muatan listrik elektron e yaitu :
Q=
n.e ..........................................................................(4)
dimana n = 1, 2, 3
Nilai
yang bisa diterima dari muatan listrik e adalah –1,60219x10-19 C.
Dengan menggabungkan hasil Millikan dan Thomson didapat massa sebuah elektron yaitu sebesar 9,11x10-28 gram.
Muatan listrik Q di dalam suatu
ruang, akan menyebabkan timbulnya medan listrik di dalam ruang tersebut,
artinya setiap muatan lain Q yang berada didalam ruang itu akan mengalami gaya
elektrostatis ”makin banyak Q makin kuat gaya F dan makin medan listrik yang
ditimbulkan oleh Q tersebut.” Sehingga kuat medan listrik di dalam ruang,
ditentukan oleh banyaknya muatan Q yang menimbulkan medan listrik tersebut,
serta tergantung pada jaraknya dari muatan Q (Halliday, 1984). Percobaan yang
dilakukan oleh millikan dapat menyingkap secara meyakinkan bagiamana sifat
muatan listrik dan harga muatan suatu electron (en) maupun bilangan Avogadro
(N) dalam satuan system internasional (Riyanto,
2006).
III.
PROSEDUR PERCOBAAN
A.
Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan
ini adalah sebagai berikut:
1 Pesawat Millikan
2 Power supply
3
Stop clock elektrik
B. Prosedur Percobaan
Pada percobaan tetes Milikan ini terdapat beberapa langkah-langkah yang
akan dilakukan antara lain sebagai berikut:
1.
Metode Kesetimbangan
a.Merangkai power supply dan sebuah stop clock elektronik dengan
menghubungkan soket 10 pada power supply
dan soket 11 pada stop clock.
b. Menyusun rangkaian percobaan.
c. Menyemprotkan minyak silikon ke dalam ruang Milikan.
d. Mengatur tegangan plat kapasitor dengan memutar knop.
e. Mematikan tegangan plat kapasitor dengan memindahkan saklar 16 ke
posisi 0 sedemikian hingga tetes mengalami gerak jatuh.
f. Mengamati gerak jatuh tetes minyak dan mematikan pengukuran stop clock
dengan memindahkan saklar 17 ke posisi 0 setelah tetes menempuh jarak jatuh
tertentu. Mencatat jarak jatuh tetes dan waktu jatuhnya untuk mengukur
kecepatan jatuh.
g. Mengulangi langkah percobaan b s.d. f untuk beberapa tetes
yang lain.
2. Metode Dinamik
a. Merangkai power supply dan dua buah stop clock.
b. Meletakkan saklar 17 pada posisi 0 dan saklar 16 pada
posisi 1.
c. Mengatur tegangan plat kapasitor dengan memutar knop 14 sampai dengan
voltmeter (18) menunjukkan harga tertentu (diantara 500-600 V). Mencatat harga
tegangan yang ditunjukkan voltmeter tersebut.
d. Menyemprotkan minyak silikon ke dalam ruang Milikan.
e. Memilih salah satu tetes minyak yang kelihatan bergerak ke bawah
secara perlahan. Memindahkan saklar 17
ke posisi 1 ketika tetes melewati suatu skala tertentu, pada saat yang sama
stop clock 2 mulai mengukur t2. Memposisikan saklar 16 pada posisi
0.
f. Mengamati gerak jatuh tetes (gerak ke atas dalam mikroskop).
Mematikan pengukuran stop clock 1
dengan memindahkan saklar 17 ke posisi 0 setelah menempuh jarak tertentu.
g. Mencatat waktu tempuh t1 dan t2 serta jarak
tempuh s1 dan s2, kemudian mengukur kecepatan gerak ke
atas, baik kecepatan gerak jatuh v
maupun kecepatan gerak ke atas v2.
h. Mengulangi percobaan b s.d. g untuk beberapa tetes yang
lain.
IV.
HASIL
PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
HASIL
PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A.
Data
Pengamatan
Adapun
hasil percobaan yang didapat berdasarkan praktik yang telah dilakukan diperoleh
data seperti pada Tabel 4.1
dan Tabel 4.2.
Tabel
4.1.
Hasil
pengukuran waktu jatuh minyak dengan metode kesetimbangan
|
No.
|
V
(volt)
|
 |
 |
Δs (10-4)
m
|
V (10-4)
m/s
|
Q (10x-18
C )
|
|
1.
|
100
|
10
|
2
|
5,33
|
2,66
|
8,66
|
|
2.
|
200
|
10
|
4
|
5,33
|
1,33
|
1,53
|
|
3.
|
300
|
10
|
2
|
5,33
|
2,66
|
2,88
|
|
4
|
400
|
10
|
3
|
5,33
|
1,77
|
1,17
|
Tabel 4.2. Hasil
pengukuran waktu jatuh minyak dengan metode dinamis
|
No.
|
V
(volt)
|
|
|
 |
Δs (10-4)
m
|
V (10-4)
m/s
|
Q (10x-16
C)
|
|
1.
|
100
|
10
|
2
|
1
|
5,33
|
5,33
|
196,55
|
|
2.
|
200
|
10
|
4
|
3
|
5,33
|
1,77
|
7,28
|
|
3.
|
300
|
10
|
2
|
1
|
5,33
|
5,33
|
65,51
|
|
4
|
400
|
10
|
3
|
2
|
5,33
|
2,66
|
9,59
|
B.
Pembahasan
Robert A.
Millikan (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
kesetimbangan gaya-gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik diantara dua
plat konduktor tersebut.
Dalam
eksperimen minyak millikan ini, dibutuhkan Millikan Oil-drop Apparatus, high
voltage DC power supply, minyak
(oli), mikroskop, dan lampu halogen DC 12 Volt. Eksperimen ini dimulai dengan
menyemprotkan oli kedalam chamber yang telah dibuka setelah terisi pindahkan
pada posisi ionisasi tunggu beberapa detik kemudian pindahkan ke
posisi off. Dalam perlakuan ini,
dilakukan pengamatan terhadap tetesan minyak yang telah disemprot tersebut pada
mikroskop. Kemudian dilakukan pengaturan jarak dan waktu yang telah ditentukan
baik pada saat kecepatan naik maupun turun. Dari hal tersebut, kemudian
dihubungkan dengan persamaan yang sudah umum diketahui guna didapatkan nilai
muatan elektron dengan hubungannya pada ketetapan Avogadro.
Percobaan milikan dilakukan dengan tujuan untuk meneliti
gerakan tetesan-tetesan minyak yang bermuatan dalam suatu medan listrik. Pada prinsipnya percobaan ini bertujuan untuk
menentukan muatan elementer dan juga mengamati pergerkan dari tetesan-tetesan
minyak pada ruang Milikan dengan masukan tegangan yang ditentukan. Berdasarkan
pergerakan tetesan-tetesan minyak tersebut kita dapat mengetahui bagaimana
hubungan antara penambahan tegangan dengan hasil pergerakan waktu jatuh tetesan
minyak tersebut. Dari percobaan ini kita dapat mengetahui bahwa semakin besar
tegangan yang diberikan maka semakin cepat waktu tetesan
minyak jatuh ataupun turun.
Prosedur
percobaan dalam praktikum Tetes Millikan Metode Tegangan Mengambang Dan Metode
Percepatan Naik Dan Turun ini praktikan menggunakan dua metode yaitu metode
dinamik dan metode kesetimbangan. Metode dinamik dipakai pada saat kecepatan
jatuh dari tetesan minyak (oli) setelah terhentinya tegangan dan mengukur
kecepatan naik suatu tetesan minyak pada tegangan yang ditentukan yaitu sekitar
100 volt, 200 volt, 300 volt, dan 400 volt. Pada saat power suplly dan dua buah stop
clock dihubungkan ke soket serta saklar pada posisi 0 dan saklar 16 pada
posisi 1, kemudian menyemprotkan minyak yang sudah terisi dalam botol ke plat
ruang Millikan. Setelah minyak disemprotkan salah satu praktikan mengamati
lewat mikroskop, gelembung minyak yang ada dalam ruang Millikan tersebut
dipilih salah satu gelembung minyak yang bergerak jatuh bebas naik keatas.
Setelah gelembung minyak tersebut
mencapai jarak yang dikehendaki, saklar diposisikan ke-nol (stop clock 1 ), mencatat waktu tempuh t1
dan t2 serta jarak tempuh s1 dan s2 kemudian
mengukur kecepatan gerak ke atas. Baik kecepatan gerak jatuh v1
maupun gerak ke atas v2.
Untuk
metode kesetimbangan, metode ini digunakan pada saat mengukur tegangan di mana
suatu tetes minyak yang bermuatan mengambang dalam ruang Millikan dan
selanjutnya melakukan pengukuran kecepatan jatuh tetesan minyak pada keadaan
jatuh bebas setelah tegangan dihentikan. Sama halnya dengan metode Dinamis,
setelah power supply dan sebuah stop clock dihubungkan soket 10 dan
soket 11. Minyak disemprotkan ke dalam ruang Millikan dan mengamati gerak jatuh
tetes minyak kemudian mematikan pengukuran stop
clock. Setelah tetes minyak menempuh jarak jatuh tertentu, jarak jatuh
tetes s1 dan s2 dan waktu jatuhnya t1 dan t2
untuk mengukur kecepatan jatuh v1. Baik metode Dinamik maupun metode
Kesetimbangan praktikan melakukan pengulangan sebanyak 1 kali dengan jarak yang
sama pada setiap tegangan yang ditentukan (100 volt, 200 volt, 300 volt, dan
400 volt) yaitu 10x10-4 m. Perbedaan waktu jatuh gelembung pada
kedua metode (metode dinamik dan metode kesetimbangan) yaitu waktu jatuh yang
ditempuh gelembung dalam metode dinamik lebih lama dibandingkan dengan waktu
jatuh gelembung yang ditempuh pada saat menggunakan metode kesetimbangan. Hal
ini dikarenakan pada saat percobaan, pengukuran tetesan minyak dilakukan dengan
pengukuran waktu naik dari tetesan kemudian waktu turunnya. Dengan kata lain,
ketika tetesan minyak muncul dan naik dengan jarak 1 cm lalu stop clock dihidupkan, itulah waktu naik
dari sebuah tetesan. Kemudian tetesan minyak tersebut akan turun. Ketika
tetesan minyak turun, stop clock yang
kedua dihidupkan dan mencatat waktu naik dan turun dari tetesan minyak
bermuatan tersebut.
Prinsip yang digunakan pada percobaan Millikan adalah
pengaruh gaya gravitasi dan gaya listrik pada partikel bermuatan ( tetesan
minyak ). Tetesan minyak yang dihamburkan dalam ruang pengamatan dipengaruhi
oleh medan listrik, medan listrik sendiri yaitu efek yang ditimbulkan oleh
keberadaan muatan listrik, seperti elektron, ion, atau proton dalam ruangan di
sekitarnya. Medan listrik tersebut ditimbulkan dari beda potensial antara
elektroda positif ( atas ) dan elektroda negatif ( bawah ) yang diberikan pada
pelat kondensator. Pada saat gaya gravitasi sama dengan gaya listrik maka
tetesan minyak tersebut akan mengambang. Tetesan minyak dalam medan listrik
dipengaruhi oleh beberapa gaya yaitu gaya berat, gaya Stokes yang merupakan
gaya penghambat, gaya dorong dan gaya elektrostatis.
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, 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 tertentu,
tetes minyak berada pada keadaan setimbang. Seperti 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 (+).
Dari data hasil pengamatan dan
hasil perhitungan yang telah dibuat grafik hubungan
antara tegangan terhadap muatan elektron tetes gelembung minyak yang ada di
ruang Millikan.Untuk metode kesetimbangan dibuat Grafik 4.1
hubungan antara Q (muatan keunsuran sebagai y)
dengan V (tegangan sebagai x).
Dari Grafik 4.1
terlihat bahwa garis yang terbentuk adalah berupa garis melengkung yang tidak beraturan yaitu tidak
adanya perbandingan antara tegangan dan muatan, hal ini karena besarnya
tegangan tidak mempengaruhi jumlah muatan elektron yang terkandung dalam setiap
tetes gelembung minyak yang dihasilkan. Jadi tegangan berbanding lurus dengan Q. Sesuai berdasarkan teori, besarnya tegangan berbanding
lurus dengan jumlah muatan yang digunakan untuk mencari kecepatan tetes minyak ke atas
dan ke bawah, kemudian untuk mencari muatan keunsuran digunakan
variabel kecepatan.
Pada Grafik 4.2 terlihat perbandingan antara tegangan dan muatan dengan metode
dinamis. Dapat dilihat seperti Gambar 4.2 di bawah ini yaitu besarnya muatan berbanding lurus
dengan tegangan (tegangan tidak mempengaruhi jumlah muatan).
Dalam percobaan ini
praktikan mengalami kesulitan dalam pengambilan data dikarenakan sulitnya
mengamati tetes minyak yang
berbentuk gelembung tersebut. Minyak yang 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 pada setiap pengambilan data.
Melalui analisis data
dengan metode dinamis, diperoleh nilai muatan elektron Q untuk masing-masing variasi pada setiap tegangan (100 Volt, 200 Volt, 300 Volt, dan 400 Volt) sebesar 196,55x10-16 C; 7,28x10-16 C;
65,51 x10-16 C; dan 9,59x10-16 C dengan Q
rata-rata sebesar 69,73x10-16 C, sedangkan menurut literatur adalah 1,602x10-19 C. Sehingga tidak ada yang mendekati literatur. Perbedaan
nilai Q antara literatur dengan hasil percobaan yang lumayan
jauh. Sedangkan hasil perhitungan yang diperoleh melalui
percobaan metode kesetimbangan diperoleh nilai muatan elektron Q untuk masing-masing variasi tegangan yaitu 100 Volt, 200 Volt, 300 Volt, dan 400 Volt sebesar 8,66x10-18 C; 1,53x10-18 C;
2,88x10-18 C; dan 1,17x10-18 C dengan Q
rata-rata sebesar 3,56x10-18C, sedangkan menurut
literatur jumlah muatan
elektron adalah 1,602x10-19 C
sehingga tidak ada yang mendekati literatur.
Namun, dilihat dari
kedua metode diatas bahwa metode kesetimbangan hampir mendekati nilai yang
sebenarnya dari literatur. Hal
ini 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, kekentalan
minyak yang digunakan dalam percobaan ini memilki nilai viskositas yang sangat
kecil karena yang digunakan adalah oli bekas, dan ketidaksigapan praktikan
dalam penentuan selang waktu. 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.
V.
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang diperoleh
dari percobaan ini adalah sebagai berikut
1.
Percobaan tetes minyak Millikan ini memperoleh besar
muatan elementer gelembung minyak metode keseimbangan diperoleh muatan sebesar … dan
metode dinamis diperoleh muatan sebesar ….
2.
Kecepatan
naik dan kecepatan turun tetes minyak milikan berpengaruh terhadap penentuan
nilai muatan tetes dimana pada keduanya bekerja interaksi gaya stokes,
percepatan grafitasi dari bumi (gaya berat), gaya arcimedes (dari fluida
minyak), dan gaya listrik.
DAFTAR PUSTAKA
Bahtiar, Ayi. 2007. Listrik
Magnet II. Tersedia : http://phys.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/02/handout-listrik-magnet-ii.pdf
10 Mei 2014 pkl.14.00 WIB.
Beiser, Arthur. (1992). Konsep
Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.
Dewan
pengajar Departemen Fisika. Lab radiasi Departemen Fisika.2011. Modul Materi
Bidang Radiasi. Lab radiasi Departemen Fisika.
Diakses pada tanggal 10 Mei 2014 pkl. 08.00 WIB
Krane,
Kenneth S. 1992. Fisika Modern, alih bahasa : Hans
J. Wospakrik dan Sofia Niksolihin.
Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia.
Riyanto. (2006). Laporan
Praktikum Fisika Dasar 1 Percobaan e/m. Departemen Pendidikan Nasional Universitas Jenderal Soedirman
Program Sarjana MIPA Jurusan Fisika. Purwokerto.http://riyanto04.files.wordpress.com/2009/09/e-per-m.pdf
(23 September 2010)
Tipler, Paul A,. (2001). Fisika untuk Sains
dan Tekhnik Jilid 2 edisi ketiga. Jakarta : Erlangga.
Post a Comment