//verifikasi //verifikasi MAKALAH EKSPERIMEN FISIKA “Percobaan Franck-Hertz” - pendapat.id
Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

MAKALAH EKSPERIMEN FISIKA “Percobaan Franck-Hertz”



KATA PENGANTAR

Rasa syukurpatut kami panjatkanataskehadiratTuhan Yang MahaEsa yang telahmemberikanrahmatdanhidayah-Nya, sertakemudahankepada kami dalammenyusundanmenulismakalahEksperimenFisika 1.
Hal yang paling mendasar yang mendorong kami menyusunmakalahiniadalahtugasdarimatakuliahEksperimenFisika 1, untukmencapainilai yang memenuhisyaratperkuliahan.
Padakesempatanini pula kami semuamengucapkanbanyakterimakasih yang takterhinggaatasbimbingandosendansemuapihaksehinggamakalahinidapat kami selesaikandenganbaik.
Apabilaterdapatkesalahanmaupunkekurangandalammakalahini, kami memohonmaaf yang sebesar-besarnya. Serta kami mengharapkan saran maupunkritikdaripembaca, agar pembuatanmakalahkedepannyadapatlebihbaiklagi.


Makassar,       Agustus2017



Kelompokpenulis








DAFTAR ISI

Kata Pengantar……………………….………………………......................
Daftar Isi……..……….…………………………………………………….
Bab I – Pendahuluan
A.    Sejarah……………………………………………………………….
B.     RumusanMasalah…………………………………………………....
C.     Tujuan………………………………………………………………..
Bab II – Isi……………………………………………………………………
A.    Teori………………………………………………………………….
B.     Analisis Data/TeknikAnalisis……………………………………….
Bab III – Penutup
A.    Kesimpulan…………………………………………………………..
B.     Saran………………………………………………………………….
DaftarPustaka………………………………………………………………..






BAB I
PENDAHULUAN
A.   Sejarah
Perkembanganilmupengetahuanfisikakhususnya yang menyangkutfisika atom mengalamikemajuan yang sangatpesatsetelah J.J. Thomson menemukanpartikelelementer yang dinamakanelektron. Penemuaninielektronmerupakanhal yang sangatpentingdalamfisika atom sebabdenganpenemuaninitelahberhasilmengubahpendapat para ahlifisikapadasaatitu. Atom bukanlagimerupakanbagianterkecildarisuatuunsurkarenaternyatamasihbisadibagilagikedalambagian-bagian lain diantaranyaialahelektron.
Bertitiktolakdaripenemuantersebutmulailah para ahlifisikamereka-rekagambaran (model) atom yang Salah satu model atom tersebutadalah model atom yang dikembangkanoleh Niels Bohr. Teori atom Bohr memperkenalkanbahwaatom memiliki sebuah inti yang terdiri dari proton dan neutron, serta elektron yang mengelilingi inti tersebut dan menempati kulit. Kulit pada atom merupakan tempat elektron mengorbit sehingga sering disebut orbital. Elektron dapat berpindah dari orbital dalam ke orbital luar dengan menyerap sejumlah energi, yang sering disebut energi eksitasi. Saat elektron berpindah dari obital luar ke orbital dalam, maka elektron tersebut kehilangan sejumlah energi yang sebelumnya mempertahankan posisinya pada orbital asal.
Tahun 1914, James Franck dan Gustav Hertz keduanyabekerjabersama-sama di InstitutFisikaUniversitas Berlin padatahun 1914. Baik James Franck dan Gustav Hertz keduanyatertarikpadaperistiwaionisasisehinggamerekamembuatsebuahalat yang dapatdigunakanuntukmempelajariionisasi gas ataupunuapolehelektron yang dipancarkandarisebuahkawatmelalui proses pemanasan. James Franck dan Gustav Hertz melakukan sederetan eksperimen yang membuktikan tentang kebenaran teori Bohr dan tentang eksitasi atom. Percobaan inilah yang sering disebut percobaan Franck-Hertz. Disini Franck dan Hertz menggunakan gas yang dimasukan didalam sebuah tabung dengan tekanan rendah dan didalamnya dilengkapi dengan sebuah lempeng logam dan dua buah elektroda yang diberi beda tegangan tertentu dan dihubungkan dengan multimeter. Apabila lempeng logam dipanaskan maka akan terdapat elektron bebas yang tercipta dan kemudian digunakan untuk menumbuk elektron yang dikandung oleh gas.Bila model atom bohr yang mengatakan bahwa akan terjadi eksitasi elektron benar maka akan terjadi pembacaan arus listrik didalam multimeter yang awalnya naik hingga suatu titik maksimum dan kemudian turun. Hasileksperimen yang dilakukan James Franck dan Gustav Hertz berjalansesuaidenganharapan. Mula-mulaarusnaikdengankenaikanpotensial U hinggatercapaisebuahnilaipotensial U0. Setelahpotensial U0initercapai, arusturunsecaradrastisdankemudianarusinisegerameningkatkembalipadategangan U= 2 U0danseterusnya. Nilai U0 yang dihitungoleh Franck dan Hertz adalahsebesar 4,9 V.
B.   RumusanMasalah
Berapaenergieksitasi atom Argon berdasarkanpercobaan Franck-Hertz?
C.   TujuanPercobaan
Percobaaninibertujuanuntukmengukurenergieksitasi atom Argon berdasarkanpercobaan Franck-Hertz.















BAB II
ISI
A.     Teori
Padatahun 1914, franckdan hertz melakukaneksperimendenganmenggunakantabungberisiuap air raksa. Hasilpercobaanmerekamemperlihatkansecarajelasbuktikehadiransebuahkeadaaneksitasipada 4,9 eV. Apabilategangannyamerupakankelipatandari 4,9 eV makatampaksuatupenurunanarus . danbertepatandenganituspektrumpancardariuap air raksamemeperlihatkansuatugarisbenderang ultraviolet padapanjanggelombang 254 nm yang berkaitandenganenergisebesar 4,9 eV daninidapatterjadidaritransisianatarakeadaaneksitasidenganenergi 4,9 eV yang samaketingkatdasarnya. [Suriani, 2014: 2]
Franck-Hertz dalampercobaannyamenembakiuapberbagaiunsurdenganelektron yang energinyadiketahui. PerbedaanpotensialkecilVodipasang di antarakisidankepingpengumpulsehinggasetiapelektron yang mempunyaienergilebihbesardariharga minimum tertentumemberikankontribusipadaarus I yang melaluiamperemeter. Kemampuanelektronuntukmelewati grid danmencapaianodadipengaruhioleh 3 faktor, yaitupotensialpemercepat, potensialpenghalang, dankeadaantumbukananntaramolekul-molekul gas dalamtabung. [Suriani, 2014: 2]
Padapercobaannya, James Franck dan Gustav Heinrich Hertz menembakiuapmerkuri (Hg) denganelektron yang energinyadiketahui. Skemapercobaan yang dilakukanolehfranckdan hertz dapatdilihatpadagambardibawahini . Beda teganganVodipasangdiantarakisi G­1 dan G2 sehinggatiapelektron yang mempunyaienergilebihbesardariharga minimum tertentumemberikontribusipadaarusIajugamembesar. [Istiqomah, 2014: 1]





Gambar 1. Rangkaianpercobaan Franck -Hertz
Dalamtabung, tekananudararelatiflebihrendahdibandingkandengantekananudarapadalaboratoriumsehinggaelektrondidalamtabungdapatmenumbuk atom Hg tanpakehilanganenergi. Energikinetikkekaldalamtumbukanantaraelektrondansebuah atom uap, elektronnyahanyaterpentaldalamarah yang berbedadenganarahdatangnya. Olehkarenaitu, pada proses ini atom hampirtidakkehilanganenergi. Dengan kata lain, tumbukanpadatabungbersifatelastiksempurna. Satu – satunyamekanisme agar elektronkehilanganenerginyasetelahtumbukanialahbesarenergipenumbuktelahmencapaihargatertentumenyebabkan atom Hg melakukantransisikeluardarikeadaandasarkekeadaantereksitasi. Sehinggaberdasarkanpercobaan Franck – Hertz lakukan, saatenergielektrontelahmencapaihinggamelampauiharga A eV, elektronakanmenumbuk Hg secarainelastiksehinggaenerginyadiserapoleh atom Hg (yang kinitelahberadadidalamkeadaantereksitasi) tersebutdenganbesarenergi yang sama, danelektronpenumbuk yang terpantuldenganenergi yang sangatkecil. Dengan kata lain, padasaatenergitelahmelampauiA eV makaaruspadakepingakanmenurun. Lalu, seiringpembesaranhargateganganpemercepataruspadakepingakankembalimembesardanmenurunkembalisepertipadaperistiwadiatasyaitupadasaatenergi 2A eV dan 3A eV. [Istiqomah, 2014: 2]
Penjelasannya: Saatteganganpemercepat V kembalidinaikanhingga 2A Volt, makaelektronakankembalimenumbuk atom secarainelastiksehinggamengakibatkan atom kembalitereksitasi. Sehingga, elektronhasiltumbukantersebutkembalikehilanganenergisebesarA eV. Dan, Saat V mencapai 3A Volt maupunkelipatan A Volt lainnya, mekanismeserupaakankembaliterjadi. Tafsirandariefekiniadalahbahwaelektron yang bertumbukandengan atom memberikansebagianatauseluruhenergikinetiknyauntukmengeksitasi atom ketingkatdiatastingkatdasar. sederetanpotensialkritisuntuk atom tertentudidapatkandengancarasepertiitu. Jadi, potensialtertinggidiperolehdaribeberapa kali tumbukandanmerupakankelipatandari yang terendah.[Istiqomah, 2014: 2]
Hasilenergikritissebesar A eV inijugaternyatamengemisikan atom sehinggamenimbulkanspektrum UV ataufotondenganpanjanggelombangsebesar B nm, yang jugamunculsaatenergikritissebesar A, 2A, dan3A .Jarakantaraduapuncakberdekatanmerupakanbesarnyateganganeksitasi atom (Ve).  Energieksitasi atom merupakanperkalianantaramuatanlistrikelektrondenganteganganeksitasiyaitu : [Latief, 2016: 2] 
                                             [1.1]
Energiinidigunakanuntukbereksitasiketingkatenergi yang lebihtinggidankemudiantereksitasikembalidenganmemancarkanfoton yang memilikipanjanggelombang λ sehingga : [Latief, 2016: 2] 
                                              [1.2]
Eksperimeninikemudianmenjadibuktidariteori model atom bohr yang menerangkanbahwaelektronharusmemilikienergi minimum tertentuuntukdapatmelakukantumbukaninelastikdengan atom danenergi minimum tersebutdapatdiartikansebagaienergidarisebuahkeadaaneksitasipada atom. [Latief, 2016: 2] 
Franck-Hertz mengamatispektrumemisiuapketikaditembakielektron. Dalamhaluap air raksamerekamendapatkanbahwaenergielektron minimum 4,9 eV diperlukanuntukmengeksitasigarisspektral air raksa 253,6 nm- fotoncahaya 253,6 nm berenergitepat 4,9 eV.Dengandemikian, buktiawalenergidiskretdariberbagaikeadaan atom initidakhanyamengukuhkanasas-asasumum model atom Bohr, tetapijugamemperlihatkansecaralangsungkuantisasienergidariberbagaisistemfisis.[Latief, 2016: 2] 
Gambar 2. Hasilpercobaan Franck-Hertz denganmenggunakan air raksa.
Dari gambardiatasdapatdilihatbahwaarusmenurunpada V=4,9 Volt; V=9,8 Volt (=2 x 4,9 Volt); V=14,7 Volt (=3 x 4,9 Volt). Bila model atom bohr yang mengatakan bahwa akan terjadi eksitasi elektron benar maka akan terjadi pembacaan arus listrik didalam multimeter yang awalnya naik hingga suatu titik maksimum dan kemudian turun. Pada arus dengan titik maksimum tersebut akan dilihat tegangannya. Pada gambar memperlihatkan secara jelas bukti kehadiran sebuah keadaan eksitasi pada 4,9 eV. Apabila tegangannya merupakan kelipatan dari 4,9 V, maka tampak suatu penurunan pada arus. [Krane, 2014: 255] 
B.      Analisis Data/ Teknik Analisis
Pengambilan data pada praktikum Franck-Hertz adalah menggunakan osiloskop untuk menentukan teganganpada rangkaian Fraanck-Hertz. Data yang diperoleh pada osiloskop ditampilkan dalam bentuk gelombang seperti yang tampak pada gambar 2. Penentuan tegangan dilakukan dengan melihat puncak gelombang, skala horizontal yang sejajar dengan puncak gelombang tersebut merupakan nilai tegangannya. Namun, untuk tegangan V2 dan V3 harus terlebih dahulu dikurangkan dengan tegangan sebelumnya, misal nilai V2 adalah nilai skala yang tertera dikurang V1. Nilai tegangan yang diambil pada percobaan ini adalah sebanyak 3 yang kemudian akan dianalisis lebih lanjut, seperti berikut.
V1 = | ..... ±DV|
V2 = | ..... ±DV|
V3 = | ..... ±DV|
V =
Pada percobaan Franck-Herzt yang akan dilakukan menggunakan atom Argon yang berbeda dengan percobaan Franck-Hertz yang pada mulanya menggunakan uap dari air raksa atau atom Hg. Berdasarkan literatur, nilai energi eksitasi atom argon yaitu sekitar 2.5 - 3.0 eV.






BAB III
PENUTUP
A.   Kesimpulan
franckdan hertz melakukaneksperimendenganmenggunakantabungberisiuap air raksa, yang kemudiandinamakanpercobaan Franck-Hertz. Hasilpercobaanmerekamemperlihatkansecarajelasbuktikehadiransebuahkeadaaneksitasipada 4,9 eV. Apabilategangannyamerupakankelipatandari 4,9 eV makatampaksuatupenurunanarus . danbertepatandenganituspektrumpancardariuap air raksamemeperlihatkansuatugarisbenderang ultraviolet padapanjanggelombang 254 nm.
B.   Saran
Kami menyadaribahwamakalahinimasihjauhdari kata sempurnadanbanyakkesalahan. Untukitu kami mohonmaafdankritikannya yang membangununtukperbaikanmakalahiniselanjutnya. Semogamakalahinibisabermanfaat.

DAFTAR PUSTAKA
Istiqomah, Sarasati, Dkk. 2014.PengukuranEnergiEksitasidanPanjangGelombangFotonMenggunakanPercobaan Franck-Hertz. Surabaya: LaboratoriumFisika Modern DapartemenFisikaFakultasSainsdanTeknologiUniversitasAirlangga.
Krane, Kenneth. 2014. Fisika Modern. Jakarta: UI-Press
Latief, Faried. 2016. Percobaan Franck Hertz. Sumedang: DapartemenFisikaUniversitasPadjadjaran
Suriani, Dkk. 2014. Percobaan Franck-Hertz. Makassar: LaboratoriumFisika Modern JurusanFisika FMIPA UNM


Post a Comment for "MAKALAH EKSPERIMEN FISIKA “Percobaan Franck-Hertz”"