Tetes Minyak Milikan

Posted by adminlab on February 24, 2015

Tujuan Percobaan

  • Membuktikan bahwa jumlah muatan tiap benda bermuatan ialah kelipatan bulat dari muatan elementer.
  • Mengukur besarnya nilai muatan elementer.

  

Kisi - kisi Teori Dasar

Gunakan Daftar Acuan dan jawab pertanyaan-pertanyaan berikut.

Percobaan ini akan menggunakan tiga persamaan utama yaitu

(1)          r = (9 η vjatuh / (2(ρminyak-ρudara)g) )1/2

(2)          Q = ( (vjatuh+vnaik) (vjatuh)1/2/ V) (η3/2 18πd / (2(ρminyak-ρudara)g)1/2)

(3)          Qc = Q / (1+b/rp)3/2

Tugas Pendahuluan

  1. Persamaan (1) dan (2) merupakan hasil perhitungan empat gaya. Sebutkan keempatnya dan jelaskan mengapa keempatnya harus dilibatkan!
  2. Jelaskan asal muasal munculnya persamaan (3)!
  3. Turunkan persamaan  jari-jari butiran minyak r dan beda muatan Q dan muatan koreksi Qc!

  

Peralatan

  • Seperangkat alat percobaan Millikan (apparatus Leybold-Heraeus) (lihat gambar 1),
  • Dua buah jam henti digital (stopwatch).
  • Beberapa kabel penghubung.
  • Condenser, sprayer, dan lampu.
  • Radioaktif.
  • Sampel gliserin dan minyak-minyak lain yang sudah diradiasikan. (Catatan: Radiasikan terlebih dahulu selama 15 menit menggunakan sumber radiasi yang ada).
  • Power supply.

  

Prosedur Eksperimen

Inti percobaan ialah mencari kecepatan jatuh butiran minyak yang melayang saat diberi potensial tertentu.
1. Memasang peralatan, mengecek lampu pada apparatus milikan menyala atau tidak.
2. Meradiasikan gliserin selama 15 menit.
3. Menuang gliserin tersebut kedalam tempat penyemprot sedemikian sehingga ketinggan minyak cukup untuk dapat disemprotkan.
4. Mengecek apakah minyak dapat masuk ke chamber.
5. Mencari minyak yang memiliki kecepatan jatuh kecil dan diukur kecepatannya menggunakan skala pada mikroskop dan stopwatch dan mencatat kecepatannya.
6. Memberikan potensial sedemikian sehingga butiran tersebut melayang dan mencatat potensialnya.
7. Menggunakan excel, menghitung muatannya dan cek apakah bernilai terlalu kecil atau terlalu besar dari order 10-19
8. Membuat table dengan kolom V (tegangan), vj (kecepatan jatuh), dan Q (muatan) dan mengambil data sebanyak maksimum 100 data (jika memungkinkan).

 

  

Kisi-kisi Tugas Akhir

Skala terkecil pada mikroskop adalah sebesar 1 x 10-4 m. Jarak antar pelat kapasitor d = 6 x 10-3 m. Untuk mengukur muatan koreksi kita bisa gunakan b = 6.17 x 10-5 Torr.m dan p = 760 Torr untuk menghitung muatan koreksi Qc. Konstanta yang digunakan adalah konstanta viskositas η = 1.983 x 10-5 Pa.s, massa jenis gliserin ρminyak1.26 g/cm³, massa jenis udara ρudara0.001225 g/cm³, dan percepatan gravitasi g = 9.81 m/s2.

Dari masing-masing butiran minyak, hitung kecepatan naik vnaik, kecepatan turun vturun, potensial V, jari-jari r, muatannya Q, dan Qc. Pastikan Q dan Qc harus dalam orde 10-19 dan satuannya dalam Coulomb.

Tampilkan, dari data percobaan 1, tabel frekuensi dan  histogram dengan lebar 0.1 x 10-19 C. Lakukan hal yang sama untuk percobaan 2.

Buat plot Qc /Qcterkecil vs Qc percobaan 1. Qcterkecil adalah data muatan koreksi terkecil yang didapat dari masing-masing percobaan. Gunakan least-square fitting persamaan Qc = a + b(Qc /Qcterkecil). Kita akan dapatkan Qelementer = b ± δb. Hitung kesalahan relatif dan kesalahan literaturnya. Buat juga hal yang sama untuk percobaan 2.

Analisis keempat grafik tersebut dengan mempertimbangkan keadaan fisis yang menjadi konsekuensinya dan bandingkan dari kedua percobaan tersebut mana yang lebih baik dilihat dari keempat grafik tersebut. Buatlah kesimpulan dengan menjawab apakah percobaan ini berhasil menjawab kedua tujuan percobaan.

Untuk jelasnya, kunjungi link ini: https://www.dropbox.com/s/g1oexoi7ygyac9h/Pengolahan_Millikan.jpg?dl=0

  

Daftar Acuan

  1. PHYS 3324 Lab, Millikan Oil Drop Experiment: Demonstration of the Quantization of Charge, http://www.phys.vt.edu/~labs/phys3324/spring11/ph3324_millikan_oil_drop_new.pdf ,  Virginia Polytechnic Institute and State University, (diakses tanggal 11 Februari 2015)
  2. The Millikan Oil-Drop Experiment, http://faraday.physics.utoronto.ca/IYearLab/millikan.pdf , University of Toronto, (diakses tanggal 11 Februari 2015)
  3. Serway, Jewett, 2004, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 6th ed., Cengage, Singapore
  4. Giancoli, D.C., 2000, Physics for Scientists and Engineers, 3rd ed., Prentice Hall, NJ
  5. Millikan Oil-drop Experiment,https://www.hep.wisc.edu/~prepost/407/millikan/millikan.pdf , University of Wisconsin, (diakses tanggal 11 Februari 2015)
  6. Martineau, Jason, The Millikan Oil-drop Experiment, http://www.physics.utah.edu/~belz/phys3719/presentations/martineau.pdf , University of Utah, (diakses tanggal 11 Februari 2015)