FRANK HERTZ

JURNAL PRAKTIKUM

LABORATORIUM FISIKA MODERN

NAMA                                    : RINTO PANGARIBUAN

NIM                                        : 110801050

KELOMPOK                          : VI A

JUDUL PERCOBAAN          : FRANCK-HERTZ

TANGGAL PERCOBAAN     : 12 OKTOBER 2012

ASISTEN                                : MAHDIAN NASUTION

                                                   NURJANNAH

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMSTERA UTARA

MEDAN

2012

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada tahun 1914 james franck dan gustav hertz melakukan eksperimen untuk menguji secara langsung hipotesis bohr yang menyebutkan bahwa energi atom itu terkuantisasi.Atom gas bertumbukan dengan elektron –elektron dan memperoleh energfi dari tumbukan hanya jika energi elektron melampaui ambang tertentu.Eksperimen ini menunujukkan secara langsung bahwa tingkat energi atomik memang ada dan tingkat – tingkat ini sama dengan tingkat – tingkat yang terdapat pada spektreum garis.

            Teori atom Bohr memperkenalkan atom sebagai sejenis miniatur planit mengitari matahari, dengan elektron-elektron mengelilingi orbitnya sekitar bagian pokok, tapi dengan perbedaan yang sangat penting. Bilamana hukum-hukum fisika klasik mengatakan tentang perputaran orbit dalam segala ukuran, Bohr membuktikan bahwa elektron-elektrondalam sebuah atom hanya dapat berputar dalam orbitnya dalam ukuran spesifik tertentu. Atau dalam kalimat rumus lain : elektron-elektron yang mengitari bagian pokok berada pada tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi. Elektron dapat berpindah dari lapisan dalam ke lapisan luar jika menyerap energi. Sebaliknya,elektron akan berpindah dari lapisan luar ke lapisan lebih dalam dengan memancarkan energi.

            Kemampuan teori Bohr yang menjelaskan spektrum dari hydrogen atom, yakni telah diketahui bahwa gas hydrogen jika dipanaskan pada tingkat kepanasan tinggi, akanmengeluarkan cahaya dari suatu frekuensi tertentu. Nilai terbesar teori Bohr tentang atomdari hipotesa sederhana tapi sanggup menjelaskan dengan ketetapan yang mengagumkan tentang gelombang panjang yang persis dari semua garis spektral (warna) yangdikeluarkan oleh hidrogen.

           

B. Tujuan Praktikum

1.    Untuk memperlihatkan secara langsung teori kuantum bahwa tenaga elektron atom itu bertingkat - tingkat

2.    Untuk mengamati hubungan antara waktu dan tegangan eksitasinya

3.    Untuk menentukan tegangan eksitasi atom Neon dan panjang gelombang foton yang dipancarkan

4.    Untuk mendemonstrasikan percobaan frank-hertz

BAB II

     DASAR TEORI

Sesuai gambar 1.1 telah ditunjukkan dimana elektron – elektron meninggalkan katoda, yang dipanasi dengan sebuah filamen pemamanas.Semua elektron itu kemudian dipercepat menuju sebuah kisi oleh sebuah beda potensial V, yang dapat diatur.Elektron dengan energi V elektron – volt dapat menembusi kisi dan jatuh pada pelat anoda, jika V lebih besar dengan V_o, suatu tegangan perlambat kecil antara kisi dan pelat katoda. Arus elektron yang mencapai pelat anoda diukur dengan menggunakann amperemeter A.

Elektronn harus melewati kisi dan energinya tidak cukup mengatasi tegangan perlambat rendah, maka ia tidak dapat mencapai pelat anoda.Jadi apabila V = 10,2 V, akan teramati penurunan arus.Bila V dinaikkan menjadi lebih besar, arusnya akan naik kembali,danb kemudian turun lagi ketika V = 12,1V:pada tegangan ini tumbukan takelastik menyebabkan atom hidrogen tereksitasi ketingkat n = 3.Proses ini akan terus  berlangsung hingga V = 13,6V,pada tegangan ini tumbukan akan menyebabkan ionnya terionisasi.Jika V dinaikkan terus, akan segera tampak evek tumbukan jamak.Artinya apabila V = 20,4V, sebuah elektron dapat melakukan tumbukan takelastikdengan atom dengan akibat mengeksitasikan atomnya ke keadaan n = 2.

Pada proses ini elektron kehilangan energinya 10,2eV,sehingga setelah tumbukan ia bergerak dengan energi 10,2eV,yang cukup untuk mengeksitasikan atom hidrogen kedua lewat tumbukan takelastik jadi jika penurunan arus diamati terjadi pada tegangan V, penurunan serupa akan teramati pada tegangan – tegangan 2V,3V ...dan lebih umum jika penurunan arus diamati pada tegangan V₁ dan V₂, maka penurunan arus akan teramati pula pada tegangan V₁ + V₂, 2V₁ + V₂, V₁ +2V₂ dan seterusnya.                      

Dengan demikian, percobaan ini memberikan kita suatu bukti langsung mengenai kehadiran eksitasi atom..Tapi percobaan ini tidak mudah dilakukan dengan atom hidrogen, karena secara alamiah hidrogen tidak hadir dalam atom, melainkan dalam bentuk H₂.Karena molekulnya menyerap energi dalam berbagai cara, maka penafsiran akanmenjadi kabur.Tetapi pada tahun 1914 Franck dan Hertz melakukan percobaan dengan menggunakan tabung berisi uap air raksa.Dan hasil percobaan merekamenunjukkan secara jelas bukti kehadiran sebuah keadaan eksitasi pada 4,9eV.

Apabila tegangannya merupakan kelipatan dari 4,9 V, maka tampak suatu penurunan dalam arus. Dan, bertepatan dengan itu, spektrum pancar dari uap air raksa suatu garis benderang ultraviolet pada panjang gelombang 254 nm,yang berkaitan dengan energi sebesar 4,9 eV,dan ini dapat terjadi dari transisi antarakeadaan eksitasi dengan energi 4,9 eV yang sama ketingkat dasarnya. Dengan demikian, bukti awal energi diskret dari berbagai keadaan atom ini tidak hanya mengukuhkan asas – asa umum model atom Bohr, tetapi juga memperlihatkan secara langsung kuantisasi energi dari berbagai sistem fisis.

   (Kenneth ,2011)

Percobaan Frank – Hertz bertujuan untuk mengetahui secara langsung kebenaran teori kuantum bahwa tenaga electron atom itu bertingkat – tingkat (terkuantisasi). Mengamati hubungan antara arus anoda Ia dengan besarnya tegangan kisi Vg dan menetukan tegangan eksitasi aton Neon dan panjang gelombang foton yang dipancarkan.Pada percobaan Franck – Hertz electron –electron meninggalkan katoda setelah dipanasi dengan filamen pemanas. Kemudian electron itu di percepat menuju sebuah kisi oleh beda potensial Vg (ditambahkan energy kinetic), yang dapat diatur. Electron dengan kecepatan Vg dapat menembus kisi dan mencapai plat anoda. Arus electron yang mencapai plat anoda tersebut diukur dengan ammeter A.

Jika arus electron tersebut dihalangi dengan suatu atom (Neon), maka electron – electron dengan kecepatan Vg itu dapat menumbuk atom – atom neon, namun tidak ada pelepasan energy karena yang terjadi adalah tumbukan elastic sempurna. Untuk membuat electron melepaskan energinya adalah jika electron memiliki energy yang cukup untuk menyebabkan atom Neon bertransisi ke suatu keadaan eksitasi. Setelah electron mengalami tumbukan tersebut maka akan bergerak dengan energy lebih rendah. Dengan demikian jika electron harus melewati kisi dan energinya tidak cukup untuk mengatasi tegangan perlambat rendah, ia tidak akan dapat mencapai plat anoda, sehingga arus pada ammeter pun akan mengalami penurunan.

Mekanisme eksitasi yang berbeda tempat jika sebuah atom menyerap sebuah atom cahaya yang energinya cukup untuk menaikkan atom tersebut ke tingkat energi yang lebih tinggi. Jika cahaya putih yang mengandung semua panjang gelombang dilewatkan melalui gas hidrogen, foton dengan panjang gelombang yang bersesuaian dengan transisi antara tingkat energi yang bersangkutan akan diserap.

Jadi garis gelap dalam spektrum absorpsi tidak 100% hitam dan hanya terlihat hitam karena terjadi kontras dengan latar belakang yang terang.

 Garis yang seharusnya dalam spektrum absorpsi setiap unsur bersesuaian dengan garis pada spektrum emisi yang menyatakan transisi ke tingkat dasar yang cocok dengan hasil eksperimen.

Sebuah atom dapat mengeksitasi ke tingkat energi di atas tingkat energi dasar yang menyebabkan atom tersebut memancarkan radiasi melalui dua cara. Salah satunya adalah tumbukan dengan partikel lain. Pada saat tumbukan, sebagian dari energi kinetik pada partikel akan diserap oleh atom. Atom yang tereksitasi dengan cara ini akan kembali ke tingkat dasar dalam waktu rata-rata 10^-8 sekon dengan memancarkan satu foton atau lebih. Cara lainnya adalah dengan lucutan listrik dalam gas bertekanan rendah sehingga timbul medan listrik yang mempercepat elektron dan ion atomik sampai energi kinetiknya cukup untuk megeksitasi atom ketika terjadi tumbukanPada tahun 1914, James Franck dan Gustar Ludwig Hertz melaporkan bahwa energi yang hilang akibat elektron yang melewati uap mercury dan adanya pancaran sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 254nm. Kemudian percobaan Frank-Hertz tersebut dijadikan percobaan klasik untuk menjelaskan teori kuantum. Gambaran sederhana mengenai percobaan ini adalah dalam tabung, elektron-elektron meinggalkan katoda karena dipanasi dengan sebuah filamen pemanas, semua elektron kemudian dipercepat menuju sebuah kisi oleh beda potensial yang diatur. kecil antara kisi dan pelat katoda, maka elektron dengan energi V eV dapat menembus kisi dan jatuh pada plat anoda. Arus elektron yang mencapai plat anoda tersebut dapat diukur dengan menggunakan Apabila energi elektron lebih besar dari energi pada V₀, yaitu tegangan perlambat amperemeter. Semakin banyak elektron yang mencapai anoda maka arus listriknya makin besar. Atom-atom dalam tabung saling bertumbukan akan tetapi tidak ada energi yang dilepaskan ddalam tumbukan ini.

 Jadi tumbukannya secara elastis. Untuk menghsilkan terjadinya pelepasan energi, maka atom mengalami transisi ke suatu keadaan eksitasi dan hal ini dapat dilakukan dengan cara tabung elektron diisi dengan gas hidrogen, maka elektron akan mengalami tumbukan dan jika tegangan dinaikkan lagi maka arus listriknya juga akan ikut naik. Jika energi kinetik kekal dalam tumbukan antar elektron dan sebuah atom uap gas hidrogen, elektronnya hanya terpental dalam arah yang berbeda dengan arah datangnya.karena atom tersebut lebih masif dari elektron, atom hampir tidak kehilangan energi dalam proses tersebut inilah dampak yang dapat disebabkan oleh kemasifan.

Setelah energi kritis tercapai, ternyata arus menurun secara tiba-tiba. Tafsiran dari effek ini ialah bahwa elektron yang bertumbukan dengan atom memberikan sebagian atau seluruh energi di atas tingkat dasar. Tumbukan semacam ini disebut tak elastis. Energi kritis elektron bersesuaian dengan energi yang diperlukan untuk menaikkan atom ke tingkat eksitasi terendah.

Pada percobaan Frank-Hertz mengggunakan sinar elektron yang dipercepat untuk mengukur besarnya energi eksitasi pertama pada atom gas mercury (Hg). Elektron yang dihasilkan dari proses termionik pada katoda akan dipercepat diantara katoda dan anoda, dalam tabung uap-Hg elektron tersebut akan mengalami tumbukan dengan atom hidrogen. Proses tumbukan yang terjadi meliputi tumbukan elstik dan non elastik.

Percobaan Frank-Hertz adalah suatu eksperimen untuk menguji hipotesis Bohr. Neils Bohr telah mengembangkan kekurangan dari teori yang dikemukakan oleh Rutherford pada tahun 1913 melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klsik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck yang diungkapkan dalam 4 postulat, yaitu:

a)         Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.

b)         Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke satu lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat yang besarnya sesuai dengan persamaan ΔE=hυ

c)          Lintasan elektron yang dibolehkan memiliki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dengan n adalah bilangan bulat dan h adalah tetapan planck.

d)        Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.

Dengan demikian, stuktur atom berdasarkan model atom Bohr adalah elektron dapat berada di dalam lintasan-lintasan stasioner dengan energi tertentu. Dimana lintasan elektron dapat juga dianggap sebagai tingkat energi elektron.

 Meskipun model atom Bohr dapat menjelaskan kestabilan atom dan spektrum garis atom hidrogen, model atom Bohr tidak dapat digunakan untuk menentukan spektrum atom berelektron banyak. Jadi model atom Bohr tersebut memiliki kelebihan dapat menjelaskan bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.

                                                                            ( http://tribalfusion.com/h./click/aam)

Pada tahun 1887,Hertz mengamati peningkatan discharge dari elektroda logam ketika disinari dengan sinar ultraviolet.Dan pengamatan ini diteruskan oleh hallwags.Dia mengamati emisi elektron ketika dia menyinari permukaan logam dengan seng, rubium,,potasium dan sodium.Proses lepasnya elektron – elektron dari permukaan logam yang disinari disebut emisi fotoelektron atau foto listrik.Ternyata untuk suatu jenis logam ada frekuensi cahaya minimal yang dapat melepaskan elektron dan semakin tinggi intensitas cahaya yang mengenai permukaan logam, maka semakin banyak elektron yang dilepaskan.Suatu berkas cahaya monokromatik dapat dipandang sebagai kumpulan partikel – partikel yang disebut foton y ang masing – masing memiliki energi hv, dimana v adalah frekuensi cahaya. Jika suatu foton menumbuk suatu permukaan logam, energi foton itu dialihkan ke elektron dan ketika elektron diemisikan dari permukaan logam maka energi kinetiknya adalah (K = ½ mv²)

                                                   K = hv – W …………… (2.1)

Dengan W adalah kerja yang diperlukan untuk melepaskan elektron;W ini bergantung pada jenis logam. Energi kinetik K dapat diukur dengan memberikan potensial stop V ( sehingga k = ev).Jika V = 0, maka W = hv_o.                                                      

 (Rustam.E.siregar ,2010)

Pada tahun 1887 henrich hertz berhasil menciptakan gelombang eleltromagnetik dengan memakai sirkuit yang berisolasi dan menangkap dan mendeteksi gelombang tersebut dengan sirkuit lain yang difrekuensikan sama. Lalu hertz menciptakan gelombang elektomagnetik  stasioner dan mengukur jarak antara simpul yang bersebelahan, guna mengukur panjang  gelombang itu . Karena tahu resonansinya resonator, ia lalu dapat menghitung kecepatan gelombang tersebutberdasarkan persamaan gelombang c = f , yang terbukti sama yang secara teoritis dihitung oleh maxwell.

   Jika suatu kabel hantaran dalam suatu arus dan distribusi dalam muatan dari sebuah penghantar yang terdiri atas sepasang pelat paralel  tidak memanjang kekanan, tanpa batas, melainkan terbatas panjangnya.Maka gelombang yang bergerak kekanan itu akan memantul dari atau terserap pada ujung yang jauh, betrgantung kepada bagaimana kabel itu berakhir.Jika kabel itu terbuka atau tergerat maka gelombang itu hampir seluruhnya memantul. Jika ujumgnya itu menghubung melalui suatu resistor yang menyamai impedasi khas kabel tersebut, maka gelombang akan terserap seluruhnya.Soalnya hampir sama dengan soal sebuah tabung yang pada salah satu ujungnya bergantung apakah ujung itu terbuka atau tertutup. Superposisi gelombang datang dan gelombang pantulnya menimbulkan gelombang stasioner pada kabel.

   Medan listrik merupakan suatu fungsi cosinus t dan medan magnetik merupakan fungsi sinus t.Karena itu medan – medan tersebut berbeda fase 90 derajat.pada waktu cos = 0 , medan listrik 0 dimana – mana dan medan magnetik maksimum. Pada saat sin = 0 ,medan magnetik dimana – mana dan medan listrik  maksimum.

   Beda potensial antara kedua pelat, pada sembarang bidang sebanding dengan medan –H.Karena itu bidang simpul medan – E juga merupakan bidang simpul tegangan; beda potensial antara kedua pelat ini selalu nol pada bidang – bidang ini.

   Arus pada setiap bidang sebanding dengan medan –H juga merupakan simpul arus ; arus selalu nol pada bidang – bidang ini.Simpul – simpul arus terletak pada tengah – tengah antara simpul tegangan, perbedaan potensial selalu nol pad bidang – bidang ini.

   Adanya simpul arus dan simpul tegangan ini dapat diperagakan dengan kabel hantaran terbulka yang terdiri atas dua kawat; kawat ini disebut kawat lecher.Jika panjang kabel itu terbatas maka gelombang akan memantul pada ujung dan akan timbul gelombang stasioner, sedangkan simpul arus dan simpul tegangan terpisah dengan jarak yang sama dengan setengajh panjang gelombang, atau 1,5 m.Jika ujung kabel yang jauh itu terbuka, arus diujung ini haruslah nol dan ujung ini merupakan simpul arus.Jika ujung ini direntaskan oleh sebuah konduktor tanpa daya hambat  beda potensial antara kedua ujung haruslah nol dan ujung tadi merupakan simpul tegangan.

   Sama seperti pada seutas tali yang teregang, kabel tersebut akan mengalami resonansi bila panjangnya sama dengan setengah panjang gelombang kalinsuatu bilangan bulat, dan arus serta tegangan diperut masing – masing akan besar

   Besar tegangan antara kawat dapat diperagakan secara kulitatif dengan menghubungkan sebuah lampu neon kecil pada kabel. Lampu itu akan bersinar terang sekali pada perut tegangan dan tidak bersinar sama sekali pada simpul tegangan.

   Besar arus pada sebuah kawat dapat diperagakan de ngan menggunakan sebuah rangkaian L – C yang frekuensinya distel sama dengan frekuensi sumber. ( Pada dasarnya ini adalah penerima radio yang disebut pengukur gelombang ( wavemeter) ).Alat ini berupa kawat terilit satu kali, yang ujung – ujungnya dihubungkan pada sebuah kapasitor variabel yang kecil. Simpul ini ditempatkan sedemikian rupa antara kawat – kawat lecher sehingga medan magnetik akan melaluinya. Besar arus yang terinduksi, yang sebanding dengan medan magnetik yang melaluinya.Besar arus yang terinduksi , yang sebanding dengan arus medan –H, ditunjukkan oleh sebuah bola lampu senter kecil yang dihubungkan ke kapasitor tersebut secara langsung.

   Jika suatu daya hambat yang sama denagn impedasi khas kabel hantarannya dihubungkan pada ujung – ujungnya, maka semua energi yang diangkut oleh gelombang maka akaa ada pula simpul arus dan simpul tegangan. Jika daya hambat itu mempunyai suatu harga yang bukan nol, tak berhingga atau impedansi khas, maka gelombang datang akan memantul sebagian dan amplitudo gelombang pantul ini akan lebih kecil dari gelombang datang tadi.Arus dan tegangan akan menjadi maksima dan minima, tetapi tidak akan nol pada minima. Jadi, tidak ada simpul yang sesungguhnya.

   Waktu membahas gelombang stationeryang ada pada sebuah kabel hantaran yang terdiri atas dua kawat, suatu aspek penting diabaikan, yaitu bahwa gelombang elektromagnetik ( dan gelombang yang diangkutnya ) selain bergerak pulang pergi disepanjang kabel itu juga menyebar keluar kesegala jurusan. Yang dimana energi itu dapat dikatakan diradiasikan.

   Proses radiasi dari antena  setengah gelombang, yang terdiri atas kawat tunggal, yang ditengah – tengahnya ada arus AC. Panjang kawat ini sama denagn setengah panjang gelombang dan kedua ujungnya karena itu merupakan simpul arus yang digunakan berpengaruh cukup besar bagi rangkaian yang ada.

   Apabila kita menggambarkan  secara secara skematik arus dan distribusi muatan, dan medan – E dan medan –H, pada suatu saat. Arah arus keatas, ditengah – tengah dan dan arah arus ini maksimum dan berkurang samnpai nol dikedua ujung – ujungnya. Semua garis medan – H merupakan lingkaran – lingkaran yang konsentris dengan antena dan dekat antena ini, arah garis itu menurut arah jarum jam bila pandangan kita memanjang antena dalam arus. Pada suatu jarak radial tertentu dari antena, medan –H itu maksimum pad sebuah bidang yang melalui titik tengah antena,dan sma dengan nol di semua titik pada sumbu antena.

   Kedua potongan antena tersebut bermuatan berlawanan. Rapat muatannya maksimum dikedua ujung – ujungnya dan nol ditengah – tengahnya. Dengan berjalannya waktu, dan medan –E serta medan – H itu kembali silih berganti arahnya, vektor poynting dekat antena berganti pula ke luar dan ke dalam. Tetapi hubungan fase antara E dan H dalam dsaerah ini adalah demikian rupa sehingga aliran keluar melebihi aliran kedalam rata – rata; dengan demikian ada radiasi netto energi keluar.                                           ( Sears. Zemansky,1962)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1.Prosedur percobaan

1.   Dihubungkan perangkat yang sudah di rakit ke arus PLN

2.   Dihidupkan adaptor

3.   Dihidupkan CPU kemudian monitor akan hidup secara otomatis

4.   Dihidupkan perangkat Franck-Herz

5.   Di double klik ikon Cassy Lab 2 yang ada di monitor kemudian akan muncul XY Recorder

6.   Ditentukan XY Recorder dengan ketentuan yang pertama di klik adalah sumbu X

7.   Ditentukan range untuk U_B1 dan U_A1

8.   Ditentukan tegangan untuk  U₁ dan U₃

9.     Diklik start untuk memulai

10.         Dilihat terbentuknya cincin pertama, kedua, dan ketiga

11.         Dicatat tegangan pada setiap terbentuknya cincin

12.         Di stop jika sudah terlihat cincin ketiga

13.         Dilihat dan ditentukan puncak grafik

14.         Dicatat tegangan puncak (U₂)

15.         Disimpan data ke komputer

16.         Diprint grafik dan tabel

17.         Di ulangi percobaan 8-16 pada praktikan lainnya

3.2.Peralatan dan fungsi

1.  Seperangkat Franck-Hertz Apparatus (No. seri osk 5221 Ogawa Seiki, Ltd, Jerman)

               Fungsi : untuk mengamati pemancaran foton yang membentuk cincin

2.  CPU

     Fungsi : untuk mengendalikan semua program komputer

3.  Monitor

     Fungsi : untuk menampilkan yang dikerjakan dalam program

4.  Mouse

     Fungsi : untuk mengarahkan kursor

5.  Keyboards

     Fungsi : untuk mengetikkan inputan.

6.  Printer

     Fungsi : untuk mencetak data atau hasil inputan

7.  Adaptor

Fungsi : untuk mengantisipasi padamnya listrik sehingga walaupun listrik tiba – tiba  maka alat tetap dapat digunakan

8. Banana cabels

     Fungsi : untuk menghubungkan rangkaian

9. Kabel penghubung

          Fungsi : untuk menghubungkan alat yang satu dengan alat yang lain

3.3.Bahan

–

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN ANALISIS

4.1    Hasil Percobaan

         (Terlampir)

4.2 Grafik Percobaan

          (terlampir)

4.3     Analisa Data

1.   Menghitung tegangan eksitasi

             

Ve = 

=

=45,5V

2.      Menghitung panjang gelombang foton yang dipancarkan dari eksitasi

 =

   =

  =

  = 0,17 · 10^-4 m

 

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1  Kesimpulan

1. Dari percobaan yang telah kami lakukan, kami dapat mengetahui perubahan dan     
     pembentukan dari setiap cincin yang ada pada tabung gas Neon, dimana setiap

     terbentuknya cincin memiliki tegangan yang berbeda-beda.

2. Dari percobaan kami dapat mengetahui hubungan antara arus anoda (Ia) dengan    besarnya tegangan kisi (Vg).Bila tegangan kisi dinaikkan lagi maka arus anoda akan      naik kemudian akn merost lagi bila tegangan kisi sama dengan bilangan bulat

3. Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat ditentukan tegangan eksitasi dari  
     atom Neon yaitu 49,66 ·10¹⁹  volt  dengan panjang gelombang foton yang dipancarkan

     yaitu 0,15 · 10^-4  m

3.    Dengan adanya percobaan ini kami menjadi dapat mengoperasikan perangkat frank -     hertz,dimana pengoperasian alat ini dipadukan dengan seperangkat komputer sehingga pengoperasiannya lebih modern dan hasil yang didapatkan dapat langsung dilihat pada monitor dan hasil dapat langsung dicetak pada printer.

5.2 Saran

1. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melihat terbentuknya cincin di dalam tabung   
    sinar katoda,agar data yang dihasilkan lebih akurat

2. Sebaiknya praktikan lebih jeli dan teliti dalam mengamplikasikan perangkat yang                                                                                                     digunakan

3. Sebaiknya praktikan lebih memahami teori dan prosedur percobaan sebelum

            melakukan praktikum sehingga prktikum dapat berjalan dengan baik dan efisien

GAMBAR PERCOBAAN

Nama                           : RINTO PANGARIBUAN

Nim                             : 110801050

Judul percobaan          : percobaan Frank – Hertz

Asisten                        : MAHDIAN NASUTION

                                      NURJANNAH

TUGAS PERSIAPAN

1.Sebutkan beberapa sifat sinar katoda

2.Apa yang anda ketahui tentang

a)      Tabung pelucutan gas

b)      Sinar katode

c)      Spectrum atom

d)     Cincin sinar katode

JAWAB

1. Sifat-sifat sinar katoda :

1. Sinar katoda dipancarkan oleh katoda dalam sebuah tabung hampa bila dilewati arus listrik (aliran listrik adalah penting)
2. Sinar katoda berjalan dalam garis lurus
3. Sinar tersebut bila membentur gelas atau benda tertentu lainnya akan menyebabkan terjadinya fluoresensi (mengeluarkan cahaya). Dari fluoresensi inilah kita bisa melihat sinar, sinar katoda sendiri tidak tampak.
4. Sinar katoda dibelokkan oleh medan listrik dan magnit; sehubungan dengan hal itu diperkirakan partikelnya bermuatan negatif

Sifat-sifat dari sinar katoda tidak tergantung dari bahan elektrodanya (besi, platina dsb.)

2A. Tabung pelucutan gas

            Adalah sebuah tabung kaca yang memiliki dua buah elektroda pada kedua kutubnya, yang kedua ujungnya dihubungkan pada tegangan (tegangan searah 30.000 V – 50.000 V).
Pakar fisika tahun 1870 disimpulkan bahwa cahaya kehijau-hijauan adalah hasil radiasi sinar yang bergerak dari katode menuja anode. Dan disebut sinar katode.Dan William Crookes (1832 – 1919) melakukan percobaan dengan menggunakan sinar katode dan menunjukkan bahwa sinar katode merambat menuju garis lurus.
        Sifat-sifat katode :Partikel dapat dibelokkan oleh medan listrik dan magnet, jadi sinar katode terdiri atas partikel-partikel bermuatan.
Crookes dan Jean Perrin (1895) menunjukkan sinar katode menumbuk anode maka anode diberi muatan negatif. Jadi sinar katode terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif (elektron). Thomson adalah orang pertama yang menemukan elektron. Jadi sinar katode adalah aliran elektron-elektron yang keluar dari katode dan masuk ke anode. Aliran ini terjadi kalau anode dan katode punya beda potensial sama / lebih besar dari beda tertentu.
Apabila beda potensial lebih kecil, sinar katode tidak terjadi / elektron tidak lepas dari katode.
Dari percobaan-percobaan yang dilakukan pakar-pakar lainnya dapatlah dirangkum sifat sinar katode :
- Sinar katode merambat menurut garis lurus.
- Dapat memendar sulfida seng dan barium platinasianida.
- Terdiri atas partikel-partikel yang bermuatan ( - ) (elektron).
- Dapat menghasilkan panas.
- Menghitamkan pada foto.
- Menyimpang didalam medan megnetik.
- Menyimpang didalam medan listrik Spektrum atom Definisi sinar katoda.

B.Sinar  katode

 Sinar katoda adalah arus electron yang dipancarkan oleh tabung lucutan pada tekanan rendah. Sinar katoda (disebut pula pancaran elektron) adalah arus elektron yang diamati di dalam tabung vakum, yaitu tabung kaca hampa udara yang dilengkapi oleh paling sedikit dua elektroda logam yang diberi tegangan listrik, katoda atau elektroda negatif dan anoda atau elektroda positif. Elektron pertama ditemukan sebagai komponen penyusun sinar katoda. Pada 1897, fisikawan Inggris Joseph John Thomsonmenunjukkan bahwa sinar katoda terdiri dari partikel bermuatan negatif yang belum pernah dikenal, yang kemudian dinamai elektron. Tabung sinar katoda menghasilkan gambar di dalam pesawat televisi dan monitor komputer terdahulu.

C.Spektrum  atom

 Bila logam atau senyawanya dipanaskan di pembakar, warna khas logam akan muncul. Ini yang dikenal dengan reaksi nyala. Bila warna ini dipisahkan dengan prisma, beberapa garis spektra akan muncul, dan panjang gelombang setiap garis khas untuk logam yang digunakan. Misalnya, garis kuning natrium berkaitan dengan dua garis kuning dalam spektrumnya dalam daerah sinar tampak, dan panjang gelombang kedua garis ini adalah 5,890 x 10-7 m dan 5,896 x 10-7 m.

Bila gas ada dalam tabung vakum, dan diberi beda potensial tinggi, gas akan terlucuti dan memancarkan cahaya. Pemisahan cahaya yang dihasilkan dengan prisma akan menghasilkan garisspektra garis diskontinyu. Karena panjang gelombang cahaya khas bagi atom, spektrum ini disebut dengan spektrum atom.

D. Cincin Sinar Katode

Adalah muatan – muatan sinar yang membentuk lingkaran menyerupai cincin.

DAFTAR REFERENSI

Krane,Kenneth S.2011.”FISIKA MODERN”.UI – Press,Jakarta.

           Halaman : 253-255

Siregar,Rustam E.2010.”FISIKA KUANTUM”.Widya,Padjadjaran.

           Halaman :3 – 6

Sears,Zemansky.1962.”FISIKA UNTUK UNIVERSITAS 2 LISTRIK MAGNET”.Binacipta,                           

          Jakarta.

          Halaman : 875-878

http:triballfusion.com/h./click/aam

         Diakses : 10 Oktober 2012

          Jam : 19.00 WIB

                                                                                                            Medan,12 oktober 2012

Asisten,                                                                                                 Praktikan

(Mahdian Nasution)                                                                            (Rinto.Pangaribuan)                

 Grafik untuk cincin pertama       

Grafik untuk cincin ke 2

Grafik untuk cincin ke 3

                       

SURAT HON LAE ALAMAT NAI MLO MANGOPAS ATE........