TUGAS AWAL PRAKTIKUM FISIKA LANJUTAN
“EFEK ZEEMAN” Dosen Pengampu: Drs. Hasian Pohan, M.Si
Nama Anggota
:
1. Izzatut Taqiyyah
(11160163000048)
2. Rian Pratama
(11160163000052)
Kelompok
: 10 (sepuluh)
Kelas
: Pendidikan Fisika 4B
LABORATORIUM SAINTEK PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2018
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah yang maha Esa, karena berkat rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ilmiah yang disusun untuk memenuhi tugas awal mata kuliah fisika lanjutan. Makalah yang kami susun dengan judul “ Efek Zeeman” ini mengulas tentang pengetahuan-pengetahuan dasar praktikum efek zeeman, prosedur praktikum dan apa saja yang dibutuhkan sebelum memulai praktikum ini. Ungkapan rasa terimakasih kami sampaikan kepada Pak Kasim selaku laboran lab fisika yang telah memberi amanat atas pembuatan makalah ini. Kami mengucapkan terimakasih kepada para ilmuwan dan para penulis yang karyanya ini kami muat sebagai referensi. Makalah ini diharapkan dapat membantu pembaca memahami efek zeeman lebih mendalam. Saran dan kritik yang membangun sangat kami harapkan agar selanjutnya lebih baik lagi dalam membuat makalah ilmiah. Sekian dan semoga bermanfaat.
Penulis
Jum’at, 2 Januari 2018
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pada fisika dasar kita telah mempelajari peristiwa kemagnetan yang terjadi pada keadaan makroskopis yang dapat dilihat oleh mata kita. Tetapi ternyata peristiwa kemagnetan tidak hanya terjada pada keadaan makroskopis saja, tetapi dapat diamati ketika media itu diberikan kepada atom. Hal ini akan tampak sebagai spektrum yang terbagi pada peristiwa emisi karena energinya bisa sedikit lebih besar atau kecil dari keadaan tanpa medan magnet. Terpecahnya garis spektrum tunggal menjadi garis-garis terpisah terjadi jika atom dipancarkan kedalam medan magnet dengan jarak antara garis bergantunga dari medan itu. Terpecahnya garis spektral oleh medan magnet disebut Efek Zeeman. Efek Zeeman diambil dari nama fisikawan belanda Zeeman, yang mengamati efek itu pada tahun 1896. Efek Zeeman tidak dapat dijelaskan dengan menggunakan teori atom Bohr dengan demikian diperlukan model atom yang lebih lengkap (Giancoli,2001). 1.2 Rumusan masalah 1. Apa yang dimaksud dengan Efek Zeeman? 2. Bagaimana kerja Efek Zeeman? 1.2 Tujuan 1. Mahasiswa dapat memahami Efek Zeeman 2. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja Efek Zeeman
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Efek Zeeman Efek zeeman merupakan peristiwa terpecahnya satu garis spektrum menjadi tiga garis spektrum karena adanya pengaruh medan magnet eksternal.Efek ini terprediksi oleh H. A. Lorentz pada tahun 1895 dalam teori klasik dari elektron dan penelitian selanjutnya oleh P. Zeeman yang menyebutkan adanya tiga buah garis spektral akibat adanya medan magnet eksternal. (Schwarz dan Trappe, 2006).Pada tahun 1896 P. Zeeman mulai mempelajari efek dari medan magnet eksternal pada sebuah sumber cahaya.(Horrocks dan Myles, 2005) Dalam medan magnetik, energi keadaan atomik tertentu bergantung pada harga m seperti juga pada n. Keadaandengan bilangan kuantum total n terpecah menjadi beberapa sub keadaan jika atom itu berada dalam medan magnetik, dan energinya bisa sedikit lebih besar atau lebih kecil dari keadaan tanpa medan magnetik. Gejala itu menyebabkan “terpecahnya” garis spektrum individual menjadi garis-garis terpisah jika atom dipancarkan ke dalam medan magnetik, dengan jarak antara garis bergantung dari besar medan itu. Efek Zeeman adalah gejala tambahan garis-garis spektrum jika atom-atom tereksitasi diletakan dalam medan magnet (terpecahnya garis spektral oleh medan magnetik).(Kusnanto, 2013)
Terdapat dua macam efek Zeeman, yaitu efek Zeeman normal dan efek Zeeman anomali.Efek Zeeman normal merupakan terpecahnya satu garis spektrum menjadi tiga garis spektrum yang sering diamati dengan filter merah, sedangkan efek zeeman anomali merupakan peristiwa terpecahnya satu garis spektrum menjadi lebih dari tiga garis spektrum diamati dengan filter hijau. Secara teori spektrum pada efek Zeeman anomali dengan menggunakan filter hijau akan diperoleh 9 komponen garis. (http://physicstry.com/fisikaatom/efek-zeeman.html) Dalam penelitian efek Zeeman bertujuan untuk mempelajari efek Zeeman dan menentukan magneton bohr elektron. Magneton Bohr ini didapat dari besarnya spektrum
yang terpecah spektrum gari yang dikalkulasikan dan diplotkan dengan medan magnet. Besarnya magneton bohr berdasarkan teori adalah9.27x10-24. Sedangkan besarnya magneton bohr berdasarkan beberapa penelitian adalah9.6454x10-24. (Horrocks dan Myles, 2005)
2.2 Percobaan Untuk memperoleh hasil dari terpecahnya satu garis spektrum menjadi tiga baris spektrum maka diperlukan prosedur sebagai berikut : 2.2.1
Alat dan Bahan 1. Lampu Cd sebagai sumber cahaya untuk pengamatan efek zeeman. 2. Sistem Optik sebagai sistem untuk melihat efek zeeman 3.
Elektromagnet
4. Sumberdaya a2 V/20 A, dan 0 – 12 V/20A 5. Amperemeter 20 A dc 6. Kapasitor 2.2.2
Prosedur Eksperimen 1. Letakkan sekrup yang ada di atas logam. 2. Hidupkan lampu dengan menghubungkannya ke sumber tegangan AC lewat power supply nya. 3. Arahkan teropong ke lampu dan atur posisi dari teropong dengan menaik dan menurunkan atau memaju dan memundurkan okuler sehingga nampak anda silang (x). Jika tandanya masih (x) maka putar teropong yang dekat okuler ke kiri dan ke kanan, sehingga tampak menjadi tanda tambah.(+). 4.
Letakkan tanda tambah (x) tadi pada salah satu spektrum lampu dan catat itu sebagai titik nol (0).
5. Pindahkan tanda silang itu ke spektrum yang berada di atasnya/di bawahnya dengan cara memutar skrup yang ada pada tiang penopang teropong dan catatlah besra yang ditukjukkannya. 6. Catat selisih skala awal dan skala akhir yang mana merupakan jarak spektrum yaitu ∆a.
Hubungan Seri 1. Hubungkan songket 1 ke 4 ke sumber tegangan DC dan hubungkan songket 2 ke 3. 2.
Hidupkan sumber tegangan DC dimana sebelumnya telah dihubungkan ke sumber tegangan AC.
3. Atur potensiometer sehingga diperoleh besar arus dan tegangan yang diinginkan dan catatlah besarnya. 4. Atur lagi teropong dan letakkan tanda silang (x) pada salah satu spektrum dan catat ebagai posisi awal. 5. Pindahkan tanda silang itu ke spektrum yang berada di atasnya/di bawahnya dan catat sebagai posisi akhir. Selisih posisi akhir dan awal merupakan jarak spektrum yang dinyatakan dengan : d( d = 2Sa ) → Sa = ½ d 6. Hubungkan probe ke teslameter lalu yang probenya letakkan di atas logam (di dekat lampu), lalu hubungkan teslameter ke sumber tegangan AC. 7. Lalu tutup kontaknya (saklar), kemudian catat besar medan magnet yang ditunjukkan teslameter tersebut.
Hubungan Paralel 1. Hubungkan songket 1 ke 3 dan songket 2 ke 4. Hubungkan songket 1 dan 2 atau 3 dan 4 ke sumber tegangan. 2. Lakukan seperti pada hubungan seri, mulai dari percobaan nomor 2-7. 3. Ulangi cara-cara di atas untuk orang yang berikutnya.
2.3. Pembahasan proses percobaan Percobaan efek zeeman dilakukan untuk memahami prinsip terjadinya pemecahan spektrum atomik yang diakibatkan oleh pengaruh medan magnet dan menentukan magneton bohr elektron. ampu cadmium digunakan sebagai sumber cahaya atau atom yang akan diuji pada percobaan ini.
Prinsip kerja dari efek zeeman ialah menguji lampu cadmium tanpa menggunakan medan magnetik cahaya yang dipancarkan oleh lampu tersebut kemudian melewati rangkaian optik interferometer agar pada layar dapat diketahui pola gelap dan pola terang, pada layar terlihat garis spektral yang terpisah antara satu garis dengan garis yang lainnya, apabila medan magnetik diperbesar maka akan terlihat suatu garis yang terpecah dari garis awalnya variasi yang digunakan pada percobaan ini ialah memvariasi arus pada medan magnetik karena semakin besar arus yang diberikan terhadap kumparan maka medan listrik yang dihasilkan juga semakin besar hal ini dapat mempengaruhi spektral atom tersebut. Pada layar akan terlihat garis spektral yang terpisah antara satu garis dengan garis yang lainnya, apabila medan magnetik diperbesar maka akan terlihat suatu garis yang terpecah dari garis awalnya variasi yang digunakan pada percobaan ini ialah memvariasi arus pada medan magnetik karena semakin besar arus yang diberikan terhadap kumparan maka medan listrik yang dihasilkan juga semakin besar hal ini dapat mempengaruhi spektral atom tersebut.
BAB III KESIMPULAN
Berdasarkan pemahaman kami mengenai percobaan efek zeeman, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Efek zeeman merupakan peristiwa terpecahnya satu garis spektrum menjadi tiga garis spektrum karena adanya pengaruh medan magnet eksternal 2. Prinsip kerja dari efek zeeman ialah menguji lampu cadmium tanpa menggunakan medan magnetik cahaya yang dipancarkan oleh lampu tersebut kemudian melewati rangkaian optik interferometer agar pada layar dapat diketahui pola gelap dan pola terang, pada layar terlihat garis spektral yang terpisah antara satu garis dengan garis yang lainnya, apabila medan magnetik diperbesar maka akan terlihat suatu garis yang terpecah dari garis awalnya variasi yang digunakan pada percobaan ini ialah memvariasi arus pada medan magnetik karena semakin besar arus yang diberikan terhadap kumparan maka medan listrik yang dihasilkan juga semakin besar hal ini dapat mempengaruhi spektral atom tersebut
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli.2001. FISIKA DASAR 2.Jakarta: Erlangga Horrocks, Myles. 2005. The Zeeman Effect . New York: Physics Journal-439 Kusnanto. 2013. Percobaan efek Zeeman. Surakatra: Universitas Sebelas Maret Anonoim. 2011. efek Zeeman. http://physicstry.com/fisika-atom/efek-zeeman.html (03-02-2018)
