PRAKTIKUM FISIKA MODERN PERCOBAAN EFEK HALL Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Praktikum Fisika Modern Yang dibimbing oleh Bapak Hari Wissodo
Oleh Nama N!M O))
: Fahyurinda Eriarismana : "#$#%%&"''(' : N% * kelompok ""
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MALANG SEPTEMBER 2015
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA MODERN
MODUL 1 EKSPERIMEN EFEK HALL Pelaksaaa P!ak"#k$% & Ra'$( ) Se*"e%'e! 2015 A+ TUJUAN TUJUAN l+ Menent Menentuka ukan n ,enis pemba pemba-a -a muatan muatan yang yang mengal mengalir ir dalam dalam penghan penghantar tar++ %+ Menent Menentuka ukan n konsta konstanta nta Hall Hall pada pada pengha penghantar ntar++ #+ Menentukan besarnya konduktiitas penghantar+ B+ TEORI TEORI DASAR DASAR 1. Pembawa Pembawa Muatan Muatan dalam dalam Logam Logam dalam dalam Pengaru Pengaruh h Medan Medan Listrik Listrik .onduksi lis/rik dalam logam memenuhi hubungan V IR 000000001"2 Dimana 3 adalah beda potensial4 ! adalah arus4 dan 5 adalah resistansi =
batan logam+ 6ika batang tersebut mempunyai pan,ang penampan 74 74 maka V I ε J R ρ A A 4 dan 00000001%2 =
=
dan luas luas
=
ε
ρ
Dima Dimana na 6 adala adalah h rapa rapatt arus4 arus4 adalah adalah medan medan listrik4 listrik4 dan ada!ah resi resist sti iit itas as list listri rik+ k+ .eba .ebali lika kan n dari dari resi resist sti iit itas as dise disebu butt deng dengan an konduktiitas " σ =
ρ
000000000001#2 8ubstitusi persamaan 1%2 dan 1#2 ke dalam 1 " 2 menghasilkan J σ ε =
000000000001(2 Persamaan Persamaan terakhir sering disebut sebagai hukum Ohm4 dan tampaklah tampaklah bah-a arah arus searah medan+ 6ika dalam proses konduksi tersebut pemba-a muatannya memiliki konsentrasi N4 muatan 9 dan ke/epatan alir 4 maka rapat arus dapat pula dinyatakan sebagai J N Q v =
000000000001'2
2+ Efek Hall Perhatikanlah batang logam berikut+ 6ika dalam batang logam4 selain dialirkan arus !y4 , u ga di le-atkan medan magnet homogen B yang tegak lurus dengan arah arus4 maka akan dihasilkan beda tegangan4 yaitu tegangan Hall4 3H4 antara dua sisi keping yang berla-anan dalam arah sumbu;<+
Gambar 1 Prinsip Eksperimen Efek Hall =ambar di atas merupakan prinsip eksperimen e)ek Hall >egangan Hall ter,adi karena adanya gaya ?orent pada pemba-a muatan yang sedang bergerak dalam medan magnet F L
=
Q v y B Z
000000000001&2 =aya ?orent ini mengakibatkan ter,adiya pembelokan gerak muatan ke arah salah satu sisi keping dalam sumbu;<+ Dalam -aktu bersamaan4 tentulah4 salah satu sisi keping yang lain yang berla-anan akan kekurangan muatan sehingga ter,adilah tegangan Hall seperti tersebut di atas+ >egangan Hall menyebabkan ter,adinya medan Hall4
ε H
F C
=
4 yang Q ε H
selan,utnya gaya @oulomb yang ditimbulkannya4 4 berla-anan arah dengan gaya ?orent+ Hubungan tegangan Hall 13 H24 medan Hall 1 ε H
=
ε H
2 dan gaya @oulomb 1F @2 memenuhi
V H
F C
=
Q ε H
dan 000000000001A2 8eiring dengan bertambahnya pemba-a muatan yang dibelokkan ke salah satu sisi keping4 maka medan Hall;pun bertambah besar sehingga gaya @oulomb ,uga makin besar+ 7khimya4 pada keadaan setimbang gaya @oulomb bisa mengimbangi gaya ?orent sehingga aliran pemba-a muatan kembali lurus+
Pada keadaan setimbang berlaku F ?F@ sehingga berdasarkan persamaan 1&2 dan 1A2 dapatlah diperoleh V H
=
V H
=
v X B Z
000000000001C2 Dengan memperhatikan persamaan 1%2 dan 1'2 untuk menggantikan ungkapan pada persamaan 1C2 maka diperoleh
NQA
I y B Z
0000000000012
Dalam gambar di atas luas penampang 7d sehingga persamaan 12 men,adi " V H I y B Z NQd 000000000001"$2 NQd .arena konstan4 maka 3H berbanding lurus dengan ! y dan B+ =
" NQ
>etapan kesebandingan sering disebut sebagai konstanta Hall " R H NQ 000000000001""2 8e/ara eksperimen dapat diperoleh harga 5 H4 yaitu bagian gradien gra)ik 3H terhadap !y atau 3H terhadap B+ 8edangkan tanda 5 H bergantung pada,enis pemba-a muatan dalam proses konduksi+ 5 H bertanda positip ,ika ,enis pemba-a muatannya positip4 dan 5 H bertanda negatip ,ika ,enis pemba-a muatannya ,uga negatip+ 3. Mobilitas dan Konduktivitas Pembawa Muatan Besaran lain yang dapat diperoleh dari proses konduksi listrik adalah mobilitas dan konduktiitas pemba-a muatan+ Mobilitas pemba-a muatan dide)inisikan sebagai perbandingan antara4 ke/epatan alir dan medan luar+ Berdasarkan gambar set e)ek Hall di atas4 maka mobilitas memenuhi v y =
µ
=
ε y
000000000001"%2 Berdasarkan persamaan 1'24 maka ungkapan rapat arus dalam mobilitas memenuhi J NQv y NQµε y 000000000001"#2 6ika persamaan 1"#2 dibandingkan dengan persamaan 1(24 maka didapatkan ungkapan konduktiitas pemba-a muatan =
=
σ
=
NQ µ
000000000001"(2 v y ε y
=
Mengingat 6!*7 dan men,adi p V y I y ANQ µ
p
4 maka persamaan 1"#2 dapat berubah
=
000000000001"'2 Dari persamaan 1"'2 dapatlah dilakukan eksperimen untuk menentukan µ
mobilitas pemba-a muatan
+ =ra)ik 3y terhadap ! y mempunyai
p
1 ANQµ 2
gradien 1
2 + lika harga N9 telah didapatkan dari set e)ek Hall4 µ
7 dan p tetapan4 maka mobilitas
dapat ditentukan+ 8elan,utnya
NQ µ
setelah
diketahui4
maka
berdasarkan
persamaan
1"(2
σ
konduktiitas pemba-a muatan dapat ditentukan+ C+ DESAIN EKSPERIMEN 1. lat dan !ahan ,1-+ A*a!a"$s e.ek Hall Gkuran : "# "& $4% /m # Berat : $4( kg+ "+ .eping konduktor perak 17g2 atau -ol)ram 1W2 dengan tebal '+"$;' m+ %+ 8oket untuk arus transersal ! y+ 7rus ini maksimal "' 7+ #+ 8epasang soket untuk mengukur potensial Hall 1 "$;& 32 dan tanda polaritasoya+ Gambar " paratus Efek Hall (+ Potensiometer ' ohm untuk pengaturan titik nol+ '+ Batang standard sebagai penyangga aparatus e)ek Hall di antara kedua kutub elektromagnet+ ,2-+ M#k!//l"%e"e! Daya ukur : tegangan D@ "$$ n3 s*d %$ 3 dengan display digital+
"+ 8epasang soket input ( mm4 tegangan maks %$ 34 resistansi input " M
Ω
untuk
Ω
range %$ 3 dan "$$ k untuk Gambar 3 Mikrovoltmeter range lain+ %+ 8aklar seleksi penguatan 1gain2 l s*d l$ '+ =ain "$' bersesuaian dengan pengukuran dalam range "$;' 3+ #+ 8aklar selektor )ungsi 34 5eset dan 3s+ Dalam eksnerimen e)ek Hall ini yang diperlukan hanya saklar 3 1untuk pengukuran oltase Hall2+ (+ 8epasang soket output analog ( mm4 tegangan maks %$ 3+ Ω
resistansi input "$$ + '+ !ndikator untuk pengukuran 3 atau 3s4 yang bersesuaian dengan 1#2+ &+ Display digital #I;digit dengan order "$ $ s*d "$ ;'+ 6ika display menun,ukkan nilai " berarti ,angkauan ukur mikrooltmeter tidak mampu lagi+ 8egeralah memutar saklar seleksi gain 1%2 ke arah yang lebih ke/il 1berla-anan arah ,arum ,am2+ Meskipun pada alat menun,uk lebih ke/il4 misanya "$ ' men,adi "$#4 tetapi sesungguhnya menun,ukkan nilai ukur yang lebih besar4 yaitu "$;' men,adi "$;# 3+ A+ Potensiometer o))set+ C+ 8eting nol+ ,-+ S$%'e! "eaa DC ,a!#a'el "!as./!%e! "eaa !e3a4- 2 V( 20 A untuk mensuplay arus teransersal ! dan tegangar ,atuh 3 Y+ 7paratus e)ek Hall memerlukan arus transersal maksimal "' 7+ ,-+ A%*e!%e"e! DC 0 A untuk mengukur arus teransersal ! Y+ ,5-+ Se*asa elek"!/%ae" #"#6U( yang masing;masing %'$ lilitan4 untuk membangkitkan medan ma+gnet homogen pada aparatus e)ek Hall+ ,7-+ S$%'e! "eaa DC ,a!#a'el */8e! s$**la9 "eaa !e3a420 V( l0A untuk mensuplay arus /oil ! B+ 7paratus e)ek Hall memerlukan arus /oil maksimal '7+ ,:-+ A%*e!%e"e! ,7 A AC 3a 10 A DC- untuk mengukur arus /oil ! B+ ,;-+ Tesla%e"e! 3ea *!/'e "aes#al untuk mengukur medan magnet+ ,)-+ V/l"%e"e! DC 0 V untuk mengukur output analog+ ,10-+K$%*a!a elek"!/%ae"#k digunakan untuk menghasilkan medan magnet B+ .umparan ini memiliki %'$ lilitan+
,11-+ Tesla%e"e! 3ea *!/'e "aes#al digunakan untuk mengukur medan magnet /oil+ ,12-+A%*e!e%e"e! DC 3a s$%'e! a!$s untuk membangkitkan medan magnet B diperlukan arus yang dialirkan ke /oil 1! B2+ 7rus yang dialirkan ke /oil diukur dengan menggunakan amperemeter D@+ ". #kema Eksperimen
Gambar $ %isain Eksperimen Efek Hall
D+ METODE EKSPERIMEN Dalam praktikum e)ek Hall ini4 pengukuran akan meliputi : 1. Kalibrasi Kurva & !'! ( a2 ariabel bebas : arus /oil !B b2 ariabel terikat : medan magnet BJ ". Menentukan Konstanta Hall dan konsentrasi pembawa muatan a+ U"$k a!$s "!ase!sal "e"a*& P/"es#al Hall se'aa# .$s# .l$k %ae"+ a2 ariabel bebas : medan magnet BJ b2 ariabel terika : tegangan Hall 3H /2 ariabel kontrol : arus konstan sampel !Y '+ U"$k .l$k %ae" "e"a*& P/"es#al Hall se'aa# .$s# a!$s "!ase!sal a2 ariabel bebas : arus transersal sampel !Y b2 ariabel terikat : tegangan Hall 3H /2 3ariabel kontrol : medan magnet BJ 3. Menentukan Mobilitas dan Konduktivitas Pembawa Muatan a2 ariabel bebas : arus transersal sampel !Y b2 ariabel terikat : tegangari ,atuh 3y 7rus transersal dan tegangan ,atuh aparatus e)ek Hall terukur pada display 8umber tegangan D@ 1ariabel trans)ormer tegangan rendah2 % 34 %$ 7+
7rus transersal ,uga terukur pada 7mpermeter D@ #$ 7+ >egangan Hall terukur pada display mikrooltmeter+ 8edangkan medan magnet di antara sepasang magnet diukur dengan teslameter+ E+ LANGKAH EKSPERIMEN 1. Kalibrasi Kurva & ! ' ! 1"2+ Menyusun alat;alat eksperimen seperti =ambar (+ >etapi4 yang digunakan hanya 8epasang elektromagnet inti;G4 8umber tegangan D@ 1ariabel po-er supplay tegangan rendah2 %$ 34 l$7 untuk mensuplay arus /oil ! B4 7mpermeter 1& 7 7@ dan "$ 7 D@2 untuk mengukur arus /oil ! B+ dan >eslameter dengan probe tangensial untuk mengukur medan magnet+ Hal ini berarti kalibrasi ! B ; B dilakukan tanpa aparatus e)ek Hall berada di antara kedua kutub elektromagnet+ 1%2+Melakukan demagnetisasi elektromagnet besi4 dengan /ara mengalirkan arus bolak;balik yang mendekati ' 7 pada /oil dalam -aktu singkat4 kemudian se/ara teratur diturunkan sampai nol+ 1#2+ Mengukur )luk magnet BJ sebagai )ungsi arus /oil ! B+
". Menentukan Konstanta Hall dan konsentrasi pembawa muatan a+ U"$k a!$s "!ase!sal "e"a*& P/"es#al Hall se'aa# .$s# .l$k %ae"+ 1"2+ Menyusun alat;alat eksperimen seperti =ambar (+ Pemasangan aparatus e)ek Hall harus di antara kedua kutub elektromagnet dengan ,arak yang benar;benar sama dengan saat melakukan kalibrasi !B ; B+ 1%2+ Memberikan -aktu K-arming upK kepada mikrooltmeter selama "$ menit+ 1#2+ Mengatur titik nol mikrooltmeter+ Menghubungkan rangkaian pada input 1!24 tetapi4 semua peralatan dalam keadaan OFF+ Memilih saklar selektor )ingsi 1#2 pada posisi 3+ Menekan potensiometer o))set 1A24 dan ,ika diperlukan menggunakan ,uga seting nol 1C2 untuk mengatur supaya layar display atau output analog menun,ukkan nol+ 1(2+ Mengatur tegangan Hall nol pada mikrooltmeter4 pada saat arus transersal dalam keadaan hidup4 tetapi arus /oil belum dihidupkan+ 8etelah arus transersal4 misalnya !Y"$ 74 dan mengatur tombol potensiometer 1(2 aparatus e)ek Hall sehingga display mikrooltmeter menun,ukkan angka nol+
1'2+ Mengambil data potensial Hall sebagai )ungsi )luk magnet 1)luks magnet yang dimaksud adalah hasil kalibrasi kura ! B;BJ2+ '+ U"$k .l$k %ae" "e"a*& P/"es#al Hall se'aa# .$s# a!$s "!ase!sal 1"2+ 8ama dengan langkah %a1"2 s*d 1(2+ 1%2+ Mengambil data potensial Hall+sebagai )ungsi arus transersal untuk )luk magnet 1)luks magnet yang dimaksud adalah hasil kalibrasi kura !B;B2 tetap+ 3. Menentukan mobilitas dan konduktivitas pembawa muatan 1"2+ Menyusun alat;alat eksperimen seperti =ambar (+ >etapi4 yang digunakan hanya 7paratus e)ek Hall4 8umber tegangan D@ 1ariabelelel trans)ormer tegangan rendah2 %34 %$7 mensuplay tegangan ,atuh 3y dan 7mperroeter D@ #$ 7 untuk mengukur arus transersal !y+ Dengan kata lain rangkaian lengkapnya seperti dalam metode 3olt;7mpere+ 1%2 Mengambil data 3y sebagai )ungsi ! y+
F+ DATA PENGAMATAN
G+ ANALISIS DATA 1+ Mee"$ka k/s"a"a Hall 3a
Gntuk menyatakan hubungan ketergantungan potensial Hall 13 H2 terhadap ! dalam bentuk persamaan ybLa dengan terlebih dahulu menghitung konstanta a dan b4 dengan membandingkan persamaan: R H V H = I x B z dengan V H = y d R H d
=b
I x B z= x
maka identik dengan "$7 N/ = " "$& % %"% # #"C ( (%( ' '#$ & &#& A A(% C C(C '( "$ "$&$ 'C#$ > 2 ,>##CC$ $
persamaan garis lurus dengan a$ diperoleh yb ! B 9 ;$4$$$"" ;$4$$$%% ;$4$$$## ;$4$$$(( ;$4$$$'& ;$4$$$&A ;$4$$$A ;$4$$$% ;$4$$"$' ;$4$$""C ;$4$$&% #4'E;$'
=9 ;$4$""CA ;$4$(&(# ;$4"$&%" ;$4"CC%& ;$4%&%A ;$4(%C&& ;$4'C"' ;$4AAA&% ;"4$$#&" ;"4%'#C ;(4A$%$' %%4"$#"
=2 ""%#& (((( "$""%( "AAA& %C$$$ ($((& ''$'&( A""$( "$""& ""%#&$$ (#%'C&$ "4CAEL"#
92 "4%'((E;$C (4A&"E;$C "4""''&E;$A "4A"#&E;$A #4"%(C"E;$A (4'(%A&E;$A &4#$(#&E;$A C4($CCE;$A "4"$&AE;$& "4#(E;$& '4""#(AE;$& %4&"(A&E;""
∑x
¿ ¿
b= b= b=
2
n . ∑ x −¿ n . ∑ x y −∑ x . ∑ y
¿
( 10. −4,70205 )−( 5830 .−0,00629 ) ( 10.− 4,70205 )−( 33988900 ) −10,3615 9269700 −3
b =−1,11778 x 10
y
∑¿ ¿
xy
∑¿ ¿ ¿2 ¿ ¿ ¿ ¿ ¿
x
∑¿
¿ xy + n . ¿ y . ∑ ¿ x . ∑ ¿ ¿ 2 x ¿ ∑2 ¿ y −¿ ∑¿ 1
¿
n− 2 S y = √ ¿
S y =
√ [ 1
10−2
(−4,70205 ) ( 3,95 x 10− ) ) −( 2 ( 5830 ) (−0,00629 ) (−4,70205 ) ) +( 10.22,10 ( (−0,00629 )− 5
( 10.4325860 )−( 33988900 )
−5
S y =1,31729 x 10 x
∑¿ 2
2
¿ ¿
x . n−¿
∑¿ n
¿
S b= S y √ ¿ −5
S b=1,31729 x 10
−5
S b=1,3682 x 10
√
10 4325860.10 −33988900
5alat relati):
| |
R b=
Rb=
Sb b
x 100
| −5
1,3682 x 10
−1,11778 x 10−3
Rb=1,22
x 100
|
1# angka penting2
6adi4 nilai b adalah 1"4"% $4$"2 "$ ;# dengan ralat sebesar "4%% Mee"$ka k/s"a"a Hall ,R HDiketahui 5 H b + d 4 dengan d ' "$ ;' m Maka4 R H =b . d R H =(−1,12 x 10
−3
−8
) (5 x 10− ) 5
3
R H =−5,6 x 10 V m / A
S R = H
√[
]
2
∂ R H
. Sb
∂b
S R
=√ [ d . Sb ]
S R
=√ [( 5 x 10−5) . 0,01 x 10−3 ]
S R
=5 x 10−10
2
H
2
H
3
V m / A
H
5alat relati): R R
| |
=
H
R R = H
S R
H
R H
x 100
|
−10
5 x 10
−8 x 100
−5,6 x 10
|
R R =0,8929 ( 4 angka penting ) H
6adi nilai
R H adalah 1'4&$$ $4$'$2 "$ ;C
3
V m / A dengan ralat sebesar
0,89
2+ Mee"$ka M/'#l#"as 3a K/3$k"##"as Pe4a"a! Gntuk menyatakan hubungan ketergantungan tegangan sampel 13 2 terhadap arus transersal sampel 1!2 dalam bentuk persamaan y b L a dengan terlebih
dahulu menghitung konstanta a dan b+ Berdasarkan harga konstanta hall yang telah diperoleh dan dengan membandingkan persamaan
V x =
1
σl
I x
4 maka
dapat dihitung mobilitas penghantar+ Berdasarkan harga mobilitas yang telah diperoleh dan persamaan
σ = NQμ
maka dapat ditentukan konduktiitas penghantarnya+ Hubungan tegangan sampel 132 terhadap arus transersal 1!2 yaitu: V x =
1
σl
I x 4 dengan
V x = y I x = x 1
σl
=b
Maka identik dengan persamaan garis lurus y b L a dengan a $ N/ = 9 =9 =2 92 " % $4% $4( ( $4$( % ( $4# "4% "& $4$ # & $4' # #& $4%' ( C $4A '4& &( $4( ' "$ $4C C "$$ $4&( & "% " "% "(( " A "( "4% "&4C "& "4(( C "& "4# %$4C %'& "4& "C "4' %A #%( %4%' "$ %$ "4& #% ($$ %4'& > ""$ 4" "%&4C "'($ "$4(' 2 ,>"%"$$ C%4C" "&$AC4%( %#A"&$$ "$4%$%'
∑x
¿ ¿
b= b=
2
n . ∑ x −¿ n . ∑ x y −∑ x . ∑ y
¿
10.126,8 −110 . 9,1 10.1540 −12100
b =0,08091
y
∑¿ ¿
xy
∑¿ ¿ ¿2 ¿ ¿ ¿ ¿ ¿
x
∑¿
¿ xy + n . ¿ y . ∑ ¿ x . ∑ ¿ ¿ 2 x ¿ ∑2 ¿ y −¿ ∑¿ 1
¿
n− 2 S y = √ ¿ S y =
√ −[ 1
10 2
10,45 −
1540. ( 82,81)− 2.110 . ( 9,1 ) .126,8+ 10. ( 16078,24 )
S y =0,033 x
∑¿ 2
2
¿ ¿
x . n−¿
∑¿ n
¿
S b= S y √ ¿ S b= 0,033
√
10 1540.10−12100
S b= 0,00182 5alat 5elati):
10.1540 −12100
]
|
Sb
|
0,00182
R b= Rb=
b
x 100
0,08091
| x 100
|
Rb= 2,25 ( 3 angka penting ) 6adi didapatkan nilai
b =( 0,081 ± 0,002 ) dengan ralat relati) sebesar %4%'
Mee"$ka %/'#l#"as ,?- *e4a"a! N =
1
R H Q +++++++++++ 1"2
σ = N Q μ +++++++++++ 1%2
σ
μ= Maka4
1
R HQ
=σ R H Q
μ= σ . R H −8
5
μ=2,47 x 10 . (−5,6 x 10 ) −2
μ=−1,3832 x 10
√| | |
|
2
S μ =
∂μ ∂μ . Sσ + . S R H ∂ σ ∂ R H
2
S μ =√ | R H . Sσ | +|σ . S R H | 2
S μ =
2
√ |−5,6 x 10− . 0,06 x 10 | +|2,47 x 10 . (5 x 10− )| 52
8
5
10
2
−4
S μ =3,6 x 10 5alat 5elati):
| |
R μ =
R μ =
S μ μ
x 100
| −4
3,6 x 10
−1,3832 x 10−2
x 100
|
R μ =2,59 ( 3 angka penting ) −2
6adi nilai μ=( 1,38 ± 0,04 ) x 10
dengan ralat relati) sebesar %4'
Mee"$ka k/3$k"##"as *e%'a8a %$a"a , σ ¿ b=
Diketahui σ = σ =
1 ;' σl 4 dengan d ' "$ m4 maka:
1
bd 1 −5
0,0809. 5 x 10 5
σ =2,472 x 10 A V / m
√| | − = √| | √|
S σ =
S σ
∂ σ . S ∂b b 1
2
b d
2
2
. Sb
|
−1 .0,0018 S σ = 2 0,0809 ( 0,00005 )
2
3
S σ =5,5 x 10 A V / m 5alat 5elati): S σ Rσ = x 100 σ 3
Rσ =
5,5 x 10
5
2,47 x 10
x 100
Rσ =2,23 ( 3 angka penting ) 6adi didapatkan nilai
σ = ( 0,03 ±± 5,50 ) 10
3
dengan ralat relati) sebesar %4%#
H+ PEMBAHASAN Eksperimen e)ek Hall bertu,uan untuk mengetahui apakah elektron yang bergerak dalam medium padat 1misal: penghantar2 masih dapat dibelokkan oleh medan magnet+ Prinsip ker,a eksperimen e)ek hall ini yaitu pada saat suatu penghantar dialiri arus4 misalkan pada sebuah batang logam4 sisi kanan kutub positi) dan sisi kiri kutub negati)+ 8elain itu ,uga dile-atkan medan magnet homogen 1B2 yang tegak lurus dengan arah arus4 maka dihasilkan beda tegangan yaitu tegangan hall 13h2+ Pada sisi batang logam tersebut yang tegak lurus arah dan medan magnet+ >egangan hall ter,adi karena adanya gaya ?orent pada pemba-a muatan yang bergerak dalam medan magnet+ =aya ?orent menghubungkan*mengakibatkan ter,adinya pembelokan gerak muatan ke arah
salah satu keping yang tegak lurus dengan medan magnet4 sehingga ter,adi tegangan hall+ Eksperimen lain telah dilakukan oleh Farand dkk dimana melakukan penelitian tentang ran/ang bangunsistem pemantau /urah hu,an menggunakan sensor aliran air dengan menggunakan e)ek hall+ Penelitian tersebut ditu,ukan untuk membuat sebuah sistem yang dapat memantau /urah hu,an se/ara real time+ Penelitian tersebut dia-ali dengan membuat sensor aliran )luida dengan menggunakan inter)a/e D79 N! G8B &$$ serta so)t-are ?abie- A+"+ sensor yang telah diintegrasikan dengan komputer yang telah terprogram akan menghasilkan sebuah sistem yang mampu mendeteksi /urah hu,an+ 8alah satu si)at )luida yaitu dapat mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah karena adanya gaya graitasi+ 8emakin banyak ,umlah air yang mengalir maka akan semakin besar ke/epatan alirannya+ Medan magnet yang diinduksikan pada aliran air akan menyebabkan air tersebut bermuatan+ 7liran air yang bermuatan akan menimbulkan arus listrik pada elektroda yang dipasang se/ara tegak lurus dengan arah medan magnet+ .e/epatan aliran air bermuatan akan berbanding lurus dengan arus listrik yang ditimbulkan+ 1Farand4 dkk4 %$"%2+ 7pabila se,umlah muatan mengalir diantara dua buah elektroda4 maka =aya ?orent akan menyebabkan muatan berkumpul di salah satu elektroda sehingga ada perbedaan ,umlh muatan di antara kedua elektroda+ Perbedaan ,umlah muatan itu akan menyebabkan mun/ulnya ggl diantara elektroda tersebut+ Dimana )enomena seperti itu disebut sebagai e)ek hall+ 8edangkan ggl yang dihasilkan oleh kedua elektroda tersebut disebut dengan ggl Hall+ Berdasarkan hasil eksperimen dedapatkan besar nilai konstanta hall4 konsentrasi pemba-a muatan4 mobilitas pemba-a muatan dan konduktiitas4 yaitu: "+ Nilai konstanta hall 15 H2 adalah 5 H 1'4&$$ $4$'$2 "$ ;C ralat sebesar
0,89
3
V m / A dengan
+ Dari nilai yang didapatkan pada konstanta hall 15 H2 yang
bernilai negati)4 maka ,enis pemba-a muatannya adalah elektron+ %+ Nilai mobilitas pemba-a muatan 12 adalah
−2
μ=( 1,38 ± 0,04 ) x 10
dengan
ralat relati) sebesar %4' #+ Nilai konduktiitas pemba-a muatan 12 adalah
σ =( 0,03 ±± 5,50 ) 10
3
dengan ralat relati) sebesar %4%# + Dari hasil eksperimen yang diperoleh4 terdapat ralat yang menun,ukkan adanya kesalahan dalam melakukan eksperimen+ .esalahan;kesalahan tersebut dapat disebabkan oleh: "+ .urang telitinya praktikan dalam memba/a alat ukur akibat alat ukur yang menun,ukkan nilai tidak stabil+ %+ .eausan alat ukur4 sehingga data yang dihasilkan kurang akurat+
#+ .urangnya persiapan praktikan sebelum melakukan eksperimen4 sehingga pada saat pengambilan data kurang maksimal+
I+ TUGAS "+ =ra)ik hubungan antara !B ; 3h %+
Dari gra)ik pada tugas 1"2 dapat ditentukan nilai konstanta hall Diketahui 5 H b + d 4 dengan d ' "$ ;' m Maka4 R H = b . d R H = (− 1,12 x 10
−3
−8
) (5 x 10− ) 5
3
R H =−5,6 x 10 V m / A
S R = H
S R
√[
]
2
∂ R H
. Sb
∂b
=√ [ d . Sb ]
2
H
=√ [( 5 x 10−5) . 0,01 x 10−3 ]
S R
H
S R
H
=5 x 10−10
3
V m / A
2
R H
5alat relati): R R
| |
=
H
R R = H
S R
H
R H
x 100
|
−10
5 x 10
−5,6 x 10−8
x 100
|
R R =0,8929 ( 4 angka penting ) H
6adi nilai R H adalah 1'4&$$ $4$'$2 "$ ;C
3
V m / A dengan ralat sebesar
0,89
#+ Berdasarkan hasil yang didapat dari tugas 1%2 maka dapat dipastikan ,enis pemba-a muatannya adalah elektron+ Hal ini dikarenakan konstanta hall atau R H bernilai negati)+ (+ =ra)ik hubungan antara ! Q 3
Dari gra)ik diatas dapat diperoleh nilai konduktiitas pemba-a muatan dengan /ara sebagai berikut: Diketahui σ = σ =
b=
1 ;' σl 4 dengan d ' "$ m4 maka:
1
bd 1 −5
0,0809. 5 x 10
5
σ =2,472 x 10 A V / m
√| | − = √| | √| S σ =
1
S σ
2
∂ σ . S ∂b b
2
b d
2
. Sb
|
−1 .0,0018 S σ = 2 0,0809 ( 0,00005 )
2
3
S σ =5,5 x 10 A V / m 5alat 5elati): S σ Rσ = x 100 σ
Rσ =
5,5 x 10
3 5
2,47 x 10
x 100
Rσ =2,23 ( 3 angka penting ) σ =( 0,03 ±± 5,50 ) 10
6adi didapatkan nilai
3
%4%# '+ Membuktikan penurunan rumus
σ = NQμ
j = σ . NQ! =σ . NQ! σ =
4 dimana
μ=
!
σ = NQ μ +++++++++++ TERBUKTI@@@ &+ Menentukan mobilitas pemba-a muatan 1 μ ¿ N =
1
R H Q +++++++++++ 1"2
σ = N Q μ +++++++++++ 1%2 μ= Maka4 μ= σ . R H
σ 1
R HQ
=σ R H Q
dengan ralat relati) sebesar
−8
5
μ=2,47 x 10 . (−5,6 x 10
)
−2
μ=−1,3832 x 10
√| | |
|
2
S μ =
∂μ ∂μ . Sσ + . S R H ∂ σ ∂ R H
2
S μ =√ | R H . Sσ | +|σ . S R H | 2
S μ =
2
√ |−5,6 x 10− . 0,06 x 10 | +|2,47 x 10 . (5 x 10− )| 8
5
2
5
10
2
−4
S μ =3,6 x 10
5alat 5elati):
| |
R μ =
R μ =
S μ μ
x 100
|
3,6 x 10
−4
−1,3832 x 10−2
x 100
|
R μ =2,59 ( 3 angka penting ) −2
6adi nilai μ=( 1,38 ± 0,04 ) x 10
dengan ralat relati) sebesar %4'
J+ KESIMPULAN .esimpulan yang didapatkan dari per/obaan e)ek hall ini adalah: "+ Nilai konstanta hall 15 H2 adalah 5 H 1'4&$$ $4$'$2 "$ ;C ralat sebesar
0,89
3
V m / A dengan
+ Dari nilai yang didapatkan pada konstanta hall 15 H2 yang
bernilai negati)4 maka ,enis pemba-a muatannya adalah elektron+ %+ Nilai mobilitas pemba-a muatan 12 adalah
−2
μ=( 1,38 ± 0,04 ) x 10
dengan
ralat relati) sebesar %4' #+ Nilai konduktiitas pemba-a muatan 12 adalah dengan ralat relati) sebesar %4%# +
I+ DAFTAR PUSTAKA Beisser4 7rthur+"C+ Fisika Modern+ 6akarta: Erlangga+
σ =( 0,03 ±± 5,50 ) 10
3
Farand 74 Hartono4 8iamieya Gletika+ Niko4 %$"%: Rancang bangnsis!e" pe"an!a cra# #$an secara rea% !i"e "enggnakan sensor kecepa!an a%iran &%ida dengan e&ek #a%%' !8BN:AC;A;%$(;A;$ .rane4 .enneth+%$$$+ Fisika Modern+ 6akarta: Erlangga+ 8/haums4 series+%$$"+ Fisika+6akarta: Erlangga+ >im Penyusun+%$"(+ (e!n$k )ksperi"en Fisika Modern+ Malang: Fisika GM+ Jemansky4 8ears+%$$&+ Fisika *niversi!as+6akarta: Erlangga+
