Judul makalah (Nama Penulis Pertama, dkk.)
p-ISSN: 1410-6957, e-ISSN: 2503-5029 http://ganendra.batan.go.id
PERCOBAAN TETESAN MINYAK MILIKAN
Moch Azis Rifai1, Khusna Syarafina K.2, Athid Severin Nava3, Laitufa Nida4 Fisika – Fisika – Universitas Universitas Diponegoro, Jl. Prof.H.Soedarto, S.H.Tembalang, Semarang 2Departemen Fisika – Fisika – Universitas Universitas Diponegoro, Jl. Prof.H.Soedarto, S.H.Tembalang, Semarang 3Departemen Fisika – Fisika – Universitas Universitas Diponegoro, Jl. Prof.H.Soedarto, S.H.Tembalang, Semarang 4Departemen Fisika – Fisika – Universitas Universitas Diponegoro, Jl. Prof.H.Soedarto, S.H.Tembalang, Semarang E-mail penulis pertama:
[email protected] 1Departemen
ABSTRAK Percobaan Tetesan Minyak Milikan. Pada pengamatan kali ini kami melakukan pengamatan terhadap percobaan tetes minyak minya k milikan. Yaitu sebuah sebua h eksperimen ekspe rimen yang bertujuan untuk membuktikan memb uktikan muatan mua tan listrik adalah 1,6 x 10-19 . Selain itu eksperimen ini bertujuan untuk menentukan jari-jari suatu tetes minyak, serta membuktikan bahwa muatan listrik terkusntisasi secara diskret. Dalam pengukuran ini digunakan sistem peralatan Milikan (leybold 55941) dengan metode dinamis dan metode kesetimbangan untuk menetukan kecepatan tetes minyak. Sehingga di dapat nilai muatan listrik elektron menggunakan metode kesetimbangan (13.056 ± 0.002)10−19 A.s dan A.s dan menggunakan metode dinamis di dapat (14.07 ± 9.36) 10−19 A∙s sedangkan A∙s sedangkan nilai bedasarkan reff erensi erensi adalah e (1,6∙10−19 C). Kata kunci : muatan elektron, tetes minyak milikan, kec.tetes minyak.
PENDAHULUAN
Eksperimen
tetes minyak milikan merupakan percobaan untuk menunjukkan bahwa muatan electron bersifat diskrit yaitu gaya ke bawah pada tetes milikan (percepatan ke bawah) akan terhambat oleh suatu gaya stokes (gaya penghambat). Hal tersebut dapat terjadi ketika minyak milikan jatuh ke udara yang selanjutnya akan mengalami percepatan ke bawah yang disebabkan oleh gaya gravitasi, sedangkan pada saat yang sama gerak tetes minyak tersebut dihambat oleh gaya stokes. Kecepatan tetes minyak milikan tersebut akan meningkat sampai tercapai kecepatan stasioner ketika gaya berat ke bawah sama dengan gaya stokes ke atas. Dengan demikian, dapat ditentukan sifat dasar darimuatan electron dengan hubungannya pada bilangan Avogadro. Sehingga denganeksperimen ini dapat ditentukan nilai bilangan avogadro yang merupakanturunan lebih lanjut dari aplikasi hukum faraday yang memadukan antara gaya stokes dengan gaya gravitasi pada tingkatan elektron mikroskopis. Percobaan tetes minyak Milikan dirancang untuk mengukur muatan listrik elektron dengan menyimbangkan gaya-gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada di antara dua buah pelat elektroda. Dengan mengetahui besarnya medan listrik, muatan pada
tetes minyak yang dijatuhkan (droplet) dapat ditentukan. Dengan mengulangi eksperimen ini sampai beberapa kali, Robert Milikan 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. Tetes minyak disemprotkan dibagian atas alat milikan sehingga tetes minyak itu jatuh akibat gaya beratnya, sebelum diberi tegangan antara pelat sebelah atas dengan sebelah bawah, maka pada tetes minyak itu berlaku gaya: 1. Gaya berat: moil.g 2. Gaya Archimedes 3. Gaya akibat gesekan (gaya stokes’) jika tetesan atom minyak relatif dalam udara (n = viskositas udara; r = radius tetesan minyak yang diumpamakan berbentuk bola; v = kecepatan gerak). Setelah diberi tegangan listrik dan berada dalam udara, maka akan berlaku gaya pada tetesan minyak tersebut yaitu: 1. Gaya listrik 2. Gaya dorong keatas (gaya normal) selain dari gaya berat: mLg. Kecepatan gerak tetesan minyak dalam medan bebas dinyatakan dengan radius r. Jika Jik a tetes minyak 1
Jurnal Iptek Nuklir Ganendra Ganendra Journal of Nuclear Science and Technology Vol. ... No. .., Bulan - Tahun: nomor halaman (diisi oleh Redaksi Pelaksana)
bergerak dalam medan yang kecepatannya konstan v1, berat dan nilai gaya normal serta gaya gesek Stokes’ dapat diabaikan. Jika diatur kecepatan jatuh tetes minyak V1 adalah tetap (konstan) maka pada tetes minyak ini berlaku hukum pertama Newton:
∑0 = 0 → − − = (1)
(2) Dimana fu gaya apung udara (Archimedes) yang besarnya
= ∙ (3) Dan f s gaya gesekan stoke
6 = (4) Sehingga
0 g−g−6 = (5)
0 − = dengan: ρoil = densitas minyak ρair = densitas udara Sehingga diperoleh
−61 = 0 (7) Volume tetes minyak: V = 4/3π r 3
−61 = 0 (8) Jika tegangan U diberikan pada plat kapasitor dengan jarak antar plat d, dan kecepatan tetesan naik secara konstan v2. Berat yang dihasilkan gaya normal, gesekan Stokes’ dan gaya medan listrik adalah
0 −61− = (9) Jika E = U/V dan mg = ρ 4/3 π r 3 g; dihasilkan persamaan:
− −61 = 0
Jika moil – mL = m; diperoleh:
(10)
0 −61 =
Bila m = moil – ml dan gaya medan listrik dapat diabaikan, maka
(6) mg adalah gaya berat yang diperoleh gaya normal. Dengan:
= 61 = 61 = .
2
Judul makalah (Nama Penulis Pertama, dkk.)
(11) Dimana
= − 43 = 61 . = √
Bila U diatur atau di perkecil sampai tetes mengapung di daerah plat A dan plat B. maka persamaan 14 menjadi:
−0− = 0
=
(15)
(12)
Subtitusikan besarnya r ke persamaan 6 hingga di peroleh
Jika tabung milikan di hubungkan ke sumber tegangan listrik maka gaya listrik yang di alami tetes minyak adalah:
= . 6.1.. √
= = (13) Jika kecepatan konstan maka berlaku :
+ − = 0 −6 − = 0 (14) Dimana : Q = muatan electron dalam tetes minyak U = tegangan listrik yang di pakai d = jarak plat A dan plat B
(16) Untuk tetes minyak tabung milikan experimenya ada dua metoda 1. Metoda kesetimbangan 2. Metoda dinamika Untuk metoda kesetimbangan electron yang diamati adalah tetes minyak yang jatuh. Sehingga perumusan untuk menghitung besarnya muatan electron di dalam tetes minyak adalah:
= 6.1.. 9.21
Didalam alat yang di pakai d = 6 x 10-3m ƞ = 1,81 x 10-5 Ns2/m2 (visikositas udara) oil = 875,3kg/m3 l = 1,29 kg/m3 jika di isikan angka-angka diatas maka ;
METODOLOGI Metodologi menguraikan tentang bahan dan peralatan utama, serta metode penelitian yang digunakan, serta memberikan rincian memadai yang memungkinkan penelitian untuk diulang kembali. Metode yang sudah diterbitkan harus ditunjukkan dengan referensi. Penulisan bahan dan peralatan utama diuraikan secara ringkas dan jelas berbentuk paragraf. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dan pembahasan dapat disajikan pada bab ini dengan cara menampilkan hasil dan langsung membahasnya. Hasil dan pembahasan seyogyanya lengkap dan komprehensif tapi ditulis dalam bentuk yang ringkas dan jelas.
3
Jurnal Iptek Nuklir Ganendra Ganendra Journal of Nuclear Science and Technology Vol. ... No. .., Bulan - Tahun: nomor halaman (diisi oleh Redaksi Pelaksana)
Pada bagian ini penulis bisa menceritakan hasil penemuan, membandingkan hasil dengan penelitian sebelumnya, dan memberi penjelasan dari hasil yang diamati, hin dari perbandingan yang tidak relevan, dan spekulasi yang tidak didukung oleh data yang diperoleh. Hasil-hasil penelitian bisa ditampilkan dalam bentuk gambar, grafik, atau tabel yang sebisa mungkin pembahasannya berada di dekatnya. Keterangan tabel ditulis di atas tabel dan tabel ditampilkan tanpa menggunakan garis v ertikal (hanya garis horizontal); dan keterangan gambar ditulis di bawah gambar dengan kualitas gambar 300 dpi, serta diberi nomor urut angka Arab. Penempatan tabel dan gambar diletakkan dalam badan artikel, berdekatan dengan teks yang mengacunya, dan tidak diletakkan sebagai lampiran. Tabel 1. Berat badan dan respon suhu tubuh kelinci pada pengujian pirogenitas. Kelinci
Suhu Awal
Kelinci I, 2,7 Kg
Tubuh
Suhu Tubuh Kelinci Setelah Perlakuan (OC) 60 menit
120 menit
180 menit
Selisih tertinggi
39,1
39,1
39,3
39,6
0,5
Kelinci II, 2,7 Kg
38,8
38,8
38,8
39
0,2
Kelinci III, 2,1 Kg
39,4
39,2
39,0
39,3
0
Total respon ketiga kelinci
0,7
Gambar 1. Hubungan antara waktu dan laju reaksi rata-rata pada berbagaiM HCl. KESIMPULAN Kesimpulan ditampilkan dalam bentuk naratif tanpa penomoran yang merupakan ringkasan hasil penelitian secara kualitatif dan kuantitatif, dan seharusnya menjawab tujuan dan sasaran penelitian yang dilakukan. UCAPAN TERIMA KASIH Bagian ini dapat digunakan oleh penulis untuk mengucapkan terima kasih pada orang-orang atau institusi yang telah membantu penelitian terkait.
2
Judul makalah (Nama Penulis Pertama, dkk.)
DAFTAR PUSTAKA [1] M. M. Abdelrahman, “Simulation Study for Electron Gun Using Simion Computer Program,” J. Asian Sci. Res., vol. 3, no. 3, pp. 275 –285, 2013. [2] M. H. Al-Saleh and U. Sundararaj, “X-band EMI shielding mechanisms and shielding effectiveness of high structure carbon black/polypropylene composites,” J. Phys. D. Appl. Phys., vol. 46, no. 3, p. 35304, 2013. [3] R. Becker and W. B. Herrmannsfeldt, “The design of electron and ion guns, beams, and collectors,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 2, pp. 152 –163, 2004. [4] S. Schiller, U. Heisig, and S. Panzer, Electron Beam Technology. New York: John Wiley & Sons Inc., 1982. [5] H. Wei-ling, L. Quan-feng, and Z. Yun-kai, “Electron Gun Used in the Accelerator for Customs Inspection Systems,” 2nd Asian Part. Accel. Conf., pp. 2–4, 2001. [6] A. Rezi and M. Allam, "Techniques in array processing by means of transformations, " in Control and Dynamic Systems, Vol. 69, Multidemsional Systems, C. T. Leondes, Ed. San Diego: Academic Press, 1995, pp. 133180. [7] G. O. Young, "Synthetic structure of industrial plastics," in Plastics, 2nd ed., vol. 3, J. Peters, Ed. New York: McGraw-Hill, 1964, pp. 15-64. [8] S. M. Hemmington, Soft Science. Saskatoon: Univ. of Saskatchewan Press, 1997. [9] N. Osifchin and G. Vau, "Power considerations for the modernization of telecommunications in Central and Eastern European and former Soviet Union (CEE/FSU) countries," in Second Int. Telecommunications Energy Special Conf., 1997, pp. 9-16. [10] D. Sarunyagate, Ed., Lasers. New York: McGraw-Hill, 1996. [11] O. B. R. Strimpel, "Computer graphics," in McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology, 8th ed., Vol. 4. New York: McGraw-Hill, 1997, pp. 279-283. [12] K. Schwalbe, Information Technology Project Management, 3rd ed. Boston: Course Technology, 2004. [13] M. N. DeMers, Fundamentals of Geographic Information Systems, 3rd ed. New York: John Wiley, 2005. [14] L. Vertelney, M. Arent, and H. Lieberman, "Two disciplines in search of an interface: Reflections on a design problem," in The Art of Human-Computer Interface Design, B. Laurel, Ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1990. Reprinted in Human-Computer Interaction (ICT 235) Readings and Lecture Notes, Vol. 1. Murdoch: Murdoch Univ., 2005, pp. 32-37. [15] E. P. Wigner, "Theory of traveling wave optical laser," Physical Review, vol.134, pp. A635-A646, Dec. 1965. [16] J. U. Duncombe, "Infrared navigation - Part I: An assessment of feasibility," IEEE Transactions on Electron Devices, vol. ED-11, pp. 34-39, Jan. 1959. [17] M. Bell, et al., Universities Online: A survey of online education and services in Australia, Occasional Paper Series 02-A. Canberra: Department of Education, Science and Training, 2002. [18] T. J. van Weert and R. K. Munro, Eds., Informatics and the Digital Society: Social, e thical and cognitive issues: IFIP TC3/WG3.1&3.2 Open Conference on Social, Ethical and Cognitive Issues of Informatics and ICT, July 22-26, 2002, Dortmund, Germany. Boston: Kluwer Academic, 2003. [19] I. S. Qamber, "Flow graph development method," Microelectronics Reliability, vol. 33, no. 9, pp. 1387-1395, Dec. 1993. [20] Australia. Attorney-Generals Department. Digital Agenda Review, 4 Vols. Canberra: Attorney- General's Department, 2003. [21] Rogers, Writer and Director, Grrls in IT. [Videorecording]. Bendigo, Vic.: Video Education Australasia, 1999.
3
Jurnal Iptek Nuklir Ganendra Ganendra Journal of Nuclear Science and Technology Vol. ... No. .., Bulan - Tahun: nomor halaman (diisi oleh Redaksi Pelaksana)
[22] L. Bass, P. Clements, and R. Kazman. Software Architecture in Practice, 2nd ed. Reading, MA: Addison Wesley, 2003. [Online] Available: Safari e-book. [23] Ince, "Acoustic coupler," in A Dictionary of the Internet. Oxford: Oxford University Press, 2001. [Online]. Available: Oxford Reference Online, http://www.oxfordreference.com. [Accessed: May 24, 2005]. [24] H. K. Edwards and V. Sridhar, "Analysis of software requirements engineering exercises in a global virtual team setup," Journal of Global Information Management, vol. 13, no. 2, p. 21+, April-June 2005. [Online]. Available: Academic OneFile, http://find.galegroup.com. [Accessed May 31, 2005]. [25] P. H. C. Eilers and J. J. Goeman, "Enhancing scatterplots with smoothed densities," Bioinformatics, vol. 20, no. 5, pp. 623-628, March 2004. [Online]. Available: www.oxfordjournals.org. [Accessed Sept. 18, 2004]. [26] A. Holub, "Is software engineering an oxymoron?" Software Development Times, p. 28+, March 2005. [Online]. Available: ProQuest, http://il.proquest.com. [Accessed May 23, 2005]. [27] H. Zhang, "Delay-insensitive networks," M.S. thesis, University of Waterloo, Waterloo, ON, Canada, 1997. [28] “AlphaCom Communications introduces VMSK technology,” The Business Journal Online, May, 2000. [Online]. Available: http://www.business-journal.com/LateMay00/Alpha.html. [Accessed: May 2, 2000]. [29] J. Riley, "Call for new look at skilled migrants," The Australian, p. 35, May 31, 2005. Available: Factiva, http://global.factiva.com. [Accessed May 31, 2005]. [30] European Telecommunications Standards Institute, “Digital Video Broadcasting (DVB): Implementation guidelines for DVB terrestrial services; transmission aspects,” European Telecommunications Standards Institute, ETSI TR-101-190, 1997. [Online]. Available: http://www.etsi.org. [Accessed: Aug. 17, 1998]. [31] J. Geralds, "Sega Ends Production of Dreamcast," vnunet.com, para. 2, Jan. 31, 2001. [Online]. Available: http://nl1.vnunet.com/news/1116995. [Accessed Sept. 12, 2004]. [32] W. D. Scott & Co, Information Technology in Australia: Capacities and opportunities: A report to the Department of Science and Technology. [Microform]. W. D. Scott & Company Pty. Ltd. in association with Arthur D. Little Inc. Canberra: Department of Science and Technology, 1984. [33] “A ‘layman’s’ explanation of Ultra Narrow Band technology,” Oct. 3, 2003. [Online]. Available: http://www.vmsk.org/Layman.pdf. [Accessed: Dec. 3, 2003].
2
