LAPORAN HASIL PENELITIAN
PENGEMBANGAN MODEL PEMBELAJARAN
DISTRIBUSI ENERGI ATOM BERDASARKAN TEMPERATUR PADA PERCOBAAN FRANK HERTZ
Oleh : Agus Purwanto Sumarna
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA JANUARI 2002
1
BAB I PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang Masalah Perkembangan ilmu pengetahuan fisika khususnya yang menyangkut fisika
atom mengalami kemajuan yang sangat pesat setelah J.J. Thomson menemukan partikel elementer yang dinamakan elektron. Penemuan ini elektron merupakan hal yang sangat penting dalam fisika atom sebab dengan penemuan ini telah berhasil mengubah pendapat para ahli fisika pada saat itu. Atom bukan lagi merupakan bagian terkecil dari suatu unsur karena ternyata masih bisa dibagi lagi ke dalam bagianbagian lain diantaranya ialah elektron. Bertitik tolak dari penemuan tersebut mulailah para ahli fisika mereka-reka gambaran (model) atom dari yang paling sederhana sampai yang kompleks. Salah satu model atom tersebut adalah model atom yang dikembangkan oleh Niels Bohr. Model atom ini berhasil menjelaskan spektrum garis radiasi atom hidrogen dengan memperkenalkan adanya tingkat-tingkat energi diskrit dalam atom. Pada tahun 1914, Franck dan Hertz secara eksperimental berhasil membuktikan adanya tingkat-tingkat energi diskrit dalam atom dan tingkat-tingkat energi ini sama dengan yang terdapat pada spektrum garis.
2.
Rumusan Masalah a. Bagaimanakah teknik yang digunakan oleh Frank-Hertz untuk menyelidiki tumbukan antar atom dalam gas, serta menyatakan adanya tingkat-tingkat energi dalam atom ? b. Berapakah besar tingkat-tingkat energi eksitasi pada atom gas neon ? c. Bagaimanakah distribusi energi atom berdasarkan temperatur gas atom yang bersangkutan ?
2
3.
Tujuan a. Menjelaskan teknik yang digunakan oleh Frank-Hertz untuk menyelidiki tumbukan antar atom dalam gas, serta menyatakan adanya tingkat-tingkat energi dalam atom. b. Menghitung besar tingkat-tingkat energi eksitasi pada atom gas neon. c. Mempelajari distribusi energi atom berdasarkan temperatur gas atom yang bersangkutan.
3
BAB II KAJIAN TEORI
Eksperimen Frank dan Hertz (1914) selain membuktikan bahwa keadaan energi atom-atom adalah diskrit, juga menunjukkan tidak adanya perubahan tingkattingkat energi atom apabila atom mendapat sumbangan energi lain (berasal dari luar) yang lebih kecil dari beda tingkat energi antara satu tingkat energi ke tingkat energi berikutnya. Frank dan Hertz menggunakan tabung berisi uap air raksa (Hg) yang di dalamnya terdapat anoda, katoda dan elektroda kolektor, seperti pada Gambar 2.1 sebagai berikut :
Uap Hg
kolektor
anoda
pemanas katoda
V
-
+
0,5 V + -
Gambar 2.1 : Tabung Frank-Hertz
Bila katoda dipanaskan, elektron akan terlepas dari permukaannya. Elektron ini ditarik oleh anoda yang berpotensial positif terhadap katoda. Elektron yang menembus anoda dengan energi kecil akan ditolak oleh kolektor sehingga tidak menyebabkan arus I pada mikroamperemeter. Bila energi elektron yang menembus anoda lebih besar dari 0,5 eV, elektron memiliki energi cukup untuk melawan medan listrik dari kolektor dan menyebabkan terjadinya aliran arus
4
I
pada
mikroamperemeter. Jalan pikiran Frank-Hertz adalah sebagai berikut : elektron yang keluar dari katoda dipercepat oleh medan listrik antara anoda dan katoda. Energi yang dimiliki elektron saat berada pada potensial V adalah U = eV. Bila elektron dengan energi ini menumbuk atom dalam uap Hg dan atom Hg hanya dapat mengambil energi dalam jumlah tertentu saja, misalnya U0, maka elektron yang telah menumbuk atom Hg akan mempunyai sisa energi sebesar U – U0. Sisa energi ini terbawa sebagai energi kinetik elektron. Bila sisa energi ini kurang dari 0,5 eV, elektron akan ditolak oleh kolektor sehingga tidak terjadi aliran arus listrik I dalam mikroamperemeter. Bila energi elektron U kurang dari harga U0, atom tidak menambah energi dalam, dan tumbukan antara elektron dan atom bersifat elastik. Bila ini terjadi, elektron dengan mudah akan sampai di kolektor sehingga terjadi aliran arus listrik I dalam mikroamperemeter. Frank-Hertz berharap bila potensial anoda diubah, maka mula-mula arus akan naik. Pada harga potensial anoda tertentu, yaitu bila energi kinetik elektron sama dengan U0, maka arus akan berkurang, karena energi diserap oleh atom sehingga sisa energi elektron tidak cukup untuk mengatasi potensial kolektor. Akibatnya pada harga ini arus I akan turun, dan gejala yang diharapkan oleh Frank-Hertz betul terjadi.
I
I 4,9 V
4,9 V
4,9 V
hampa Berisi uap Hg
V
V
b
a Gambar 2.2.
a. Perubahan arus I terhadap V, bila tabung Frank-Hertz dibuat hampa udara. b. Perubahan arus I terhadap V, bila tabung berisi uap Hg.
5
Eksperimen Frank-Hertz dijalankan sebagai berikut : bila tabung dibuat I hampa udara, dan bila potensial anoda diperbesar, maka arus I akan berubah seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.2a. Sedangkan bila tabung berisi uap Hg, maka akan diperoleh arus I yang berubah seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.2b. Berdasarkan grafik yang diperoleh, tampak bahwa bila potensial anoda mencapai 4,9 Volt, arus akan berkurang dan selanjutnya akan naik lagi, dan bila potensial anoda mencapai kelipatan 4,9 Volt arus akan berkurang lagi.
Dari
eksperimen ini dapat disimpulkan bahwa atom Hg hanya mengambil energi dari elektron sebesar 4,9 eV. Energi yang diambil ini menjadi energi dalam atom Hg. Bila energi elektron kurang dari 4,9 eV, tumbukan bersifat elastik dan energi dalam atom Hg tidak berubah. Bila energi elektron lebih besar dari 4,9 eV, sebagian energi elektron diambil menjadi energi dalam atom Hg dan sisanya sebagai energi kinetik elektron. Hal ini menunjukkan adanya suatu tingkat energi 4,9 eV di atas tingkat dasar. Peristiwa ini sering disebut sebagai transfer energi resonan. Adanya minimum kedua pada arus I bila potensial anoda V diubah adalah karena elektron menumbuk atom Hg dua kali. Bila ini terjadi elektron akan kehilangan energi sebesar 2 x 4,9 eV = 9,8 eV. Dalam eksperimen selanjutnya dengan uap Hg juga didapatkan bahwa resonansi transfer energi terjadi pada energi sebesar 6,7 eV dan 10,4 eV. Kesimpulan yang dapat diambil dari eksperimen ini adalah bahwa energi dalam atom Hg hanya dapat berubah secara diskrit, jadi tidak akan dapat secara sinambung. Beberapa harga energi dalam yang boleh dimiliki atom disebut tingkat energi. Tingkat dasar menyatakan energi atom sebelum mengambil energi. Beberapa tingkat energi di atasnya menyatakan keadaan eksitasi. Bila atom ditumbuk oleh elektron dengan energi cukup, maka atom akan berpindah ke keadaan eksitasi. Bila energi yang diberikan oleh kepada atom lebih dari 10,4 eV, maka atom Hg akan tereksitasi ke keadaan ionisasi, artinya elektron terpental keluar dari atom. Sebagaimana eksperimen yang dilakukan oleh Frank-Hertz, dalam percobaan ini elektron-elektron dipercepat diantara sebuah filamen dan grid sebuah tabung yang berisi gas neon (Ne) dengan sebuah potensial variabel V. Sebuah potensial balik 6
rendah VR ditempatkan
diantara grid dan plat kolektor. Agar dapat mencapai
kolektor, maka elektron-elektron harus memiliki energi kinetik yang lebih besar dari energi potensial balik VR diantara grid dan kolektor. Begitu potensial pemercepat diperbesar, elektron-elektron memiliki energi kinetik yang semakin lama semakin besar dan semakin banyak yang mencapai kolektor, sehingga menghasilkan kenaikkan arus. Pada suatu ketika, elektron-elektron memperoleh energi kinetik yang sama dengan energi keadaan eksitasi pertama atom Ne. Pada saat ini, elektronelektron dapat mengeksitasi atom-atom Ne ke keadaan ini, sehingga mereka kehilangan nergi kinetik. Dengan demikian lebih sedikit elektron yang akan memiliki cukup energi untuk mengatasi potensial balik VR, sehingga terjadi penurunan arus kolektor. Kenaikan V lebih lanjut menyebabkan arus kembali naik karena elektronelektron mendapat tambahan energi kinetik setelah mengeksitasi sebuah atom Ne. Pada potensial pemercepat yang lebih tinggi, elektron-elektron akan memiliki energi yang cukup untuk mengeksitasi dua atom Ne sehingga terjadi penurunan kedua untuk arus I, dan seterusnya. Perbedaan tegangan diantara berbagai puncak arus tampak berhubungan dengan energi yang diperlukan untuk mengeksitasi atom Ne ke keadaan eksitasi pertamanya. Harga ini didapatkan dari selisih kedua lembah V dikalikan dengan muatan elektron, sehingga :
E = e V
(1)
Selanjutnya dalam eksperimen ini akan diamati mengenai tingkat energi eksitasi atom gas Ne yang dihasilkan oleh hubungan antara arus I dan potensial anoda V. Telah dipelajari bahwa tiap-tiap atom mempunyai satu tingkat energi yang paling rendah, yang merupakan energi minimum yang dapat dimiliki atom tersebut. Tingkat energi yang paling rendah disebut keadaan dasar dan semua tingkat yang lebih tinggi disebut keadaan tereksitasi. Sebuah elektron akan memancarkan garis spektrum ketika melakukan perpindahan dari suatu keadaan tereksitasi ke keadaan yang lebih rendah.
7
Sebagai ilustrasi pada atom neon memancarkan cahaya tertentu dengan panjang gelombang 743,7 A dan 735,9 A saat mengalami transisi dari 2 (dua) tingkat yang ditandai dengan tingkat resonansi ke keadaan dasar. Misalkan elektron sebuah atom neon dalam keadaan dasar berada dalam keadaan menyerap suatu kuantum energi penyinaran dengan panjang gelombang 743,7 A dan 735,9 A, maka elektron tersebut akan mengalami transisi berlawanan arah dan dinaikkan ke salah satu tingkat resonansi. Beberapa saat setelah berdiam di tingkat energi
ini, elektron akan
kembali ke keadaan dasar dengan memancarkan kembali kuantum tersebut. Ratarata waktu tinggal disebut umur keadaan tereksitasi. Berdasarkan panjang gelombang tersebut dapat dicari besarnya energi foton yang dipancarkan, yaitu : (i)
untuk panjang gelombang 743,7 A, energi foton yang dipancarkan 16,71 eV
(ii)
untuk panjang gelombang 735,9 A, energi foton yang dipancarkan 16,89 eV
Hal ini menunjukkan adanya suatu tingkat sebesar 16,71 eV dan 16,89 eV di atas tingkat dasar.
8
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
1.
Obyek Percobaan Obyek dari percobaan ini adalah tingkat-tingkat energi eksitasi atom neon.
Cara mengeksitasi elektron-elektron di dalam atom neon adalah dengan pemanasan dilanjutkan dengan pemberian tegangan listrik. Jika mungkin, hendak dipaljari pula distribusi energi eksitasi berdasarkan temperatur pemanasannya.
2.
Instrumen untuk Mendapatkan Data Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini perangkat peralatan
“Percobaan Frank-Hertz” dengan konstruksi alat sebagai berikut :
(i). Panel Permukaan :
6
Tabung vakum (Tabung Frank-Hertz)
V
A
12 5 7 8 9
ON Lampu Pilot
11
OFF
10 1
2 3 4
9
(ii). Sisi Kanan
13 14 15 16 17
Gambar 3.1.
i. Sisi depan peralatan percobaan Frank-Hertz ii. Sisi kanan peralatan percobaan Frank-Hertz
Keterangan : 1.
Saklar POWER Jika saklar ini diposisikan ke atas dan daya dihubungkan dengan alat, maka lampu indikator akan menyala.
2.
Tombol HEATER VOLT ADJUSMENT Tombol ini untuk mengatur arus yang mengalir ke pemanas tabung FrankHertz. Jika diputar searah jarum jam, arus yang mengalir semakin besar dan semakin banyak elektron termal yang dihasilkan oleh katoda.
3.
Tombol G1-K VOLT ADJUSMENT Tombol ini untuk mengatur tegangan antara grid pertama dengan katoda tabung Frank-Hertz.
4.
Tombol G2-P VOLT ADJUSMENT Tombol ini untuk mengatur tegangan pemblokade antara grid kedua dengan plat tabung Frank-Hertz.
5.
Tombol G2-K VOLT ADJUSMENT Tombol ini untuk mengatur tegangan antara grid kedua dengan katoda tabung Frank-Hertz.
10
6.
VOLTMETER Voltmeter ini menunjukkan tegangan antara grid kedua dengan dan katoda tabung Frank-Hertz.
7.
Tombol ZERO ADJUSMENT Tombol ini untuk “zero adjusment” ammeter dengan menyeimbangkan “zero point” amplifier DC
8.
Tombol GAIN Tombol ini untuk mengubah faktor penguatan amplifier DC. Biasanya, tombol ini digunakan dengan cara menempatkan tanda pada tombol tersebut sedikit melebihi posisi tengah. Namun demikian, jika mikroamperemeter pada panel ini tidak digunakan, aturlah posisi tombol sekehendak kita)
9.
Saklar AUTO MANU Saklar ini digunakan untuk memilih penambahan secara otomatis tegangan antara grid kedua dengan katoda tabung Frank-Hertz atau penambahan secara manual dengan cara memutar tombol (5) secara manual. Jika dipilih “AUTO”, tegangan bertambah secara otomatis ke tegangan yang ditentukan oleh tombol (5). Oleh karena itu, jika saklar ini dpasang pada posisi “AUTO” tombol (5) harus diputar penuh searah jarum jam.
10.
Saklar EXTERNAL-INTERNAL Saklar ini digunakan untuk memilih apakah arus antara grid kedua dan plat tabung Frank-Hertz diukur dengan meter (12) pada panel atau meter yang dihubungkan pada terminal (14).
11.
Saklar METER-OSCILLOSCOP Jika observasi dilakukan dengan terminal (13) terhubung ke terminal vertikal, horizontal dan ground osciloscop, saklar ini harus diposisikan pada OSC. Dengan konfigurasi ini, out put ada pada terminal (14), dan dengan demikian dimungkinkan untuk memasang meter eksternal. Namun demikian, out put menjadi agak besar. 11
12.
AMMETER Meter ini menunjukkan arus yang mengalir pada plat.
13.
OSCILLOSCOP Untuk mengamati bentuk gelombang energi eksitasi, hubungkan terminal V, E dan H ke input vertikal, horisontal dan ground osiloskop
14.
Terminal P-G2(I) Untuk mengukur arus I antara plat dan grid dengan menggunakan mikroamperemeter eksternal, hubungkan ammeter dengan terminal ini dan posisikan saklar (10) ke EXTERNAL.
15.
Terminal G2-K(K) Untuk mengukur tegangan antara grid kedua dan katoda dengan menggunakan voltmeter eksternal, hubungkan voltmeter dengan terminal ini.
16.
Saklar HEATER, TERMINAL, SHORT SWITCH Untuk mengukur arus heater, geserlah saklar ini ke OPEN dan hubungkan ammeter AC ke terminal (17). Jika pengukuran arus tidak diperlukan, biarkan saklar ini pada posisi SHORT.
17.
Terminal HEATER (I) Untuk mengukur arus heater, hubungkan ammeter AC ke terminal ini. (Full scale 1A).
3.
Cara Pengumpulan Data Langkah kerja yang harus dilakukan untuk mengukur variabel-variabel yang
diperlukan dalam eksperimen ini adalah sebagai berikut : 1.
Membuka tutup “acryl” dan pasang tabung Frank-Hertz ke dalam socket.
2.
Memutar semua tombol berlawanan arah dengan arah jarum jam sejauh mungkin dan ubah posisi saklar (9), (10) dan (11) ke bawah, serta posisi saklar (16) ke
12
SHORT. (Jika mengubah saklar (16) pada posisi OPEN, hubungkan ammeter AC ke terminal (15)). 3.
Menghubungkan kabel daya AC 220 V, selanjutnya ubah saklar POWER (1) ke posisi “1”.
4.
Mengatur jarum penunjuk ammeter (12) ke posisi nol dengan cara memutar tombol ZERO ADJUSMENT (7). Selanjutnya, putar tombol GAIN (8) sehingga tanda pada tombol tersebut sedikit melebihi posisi tengah. (Karena diperlukan 23 menit agar penunjuk ammeter stabil pada posisi nol, kemudian lakukan “zero adjusment” lagi).
Keterangan : Arus pemanas, tegangan G1 ke K, tegangan G2 ke P dan arus G2 ke P adalah “4 point in the adjusment”. Tegangan G1 ke K ditentukan oleh tabung Frank-Hertz. Selanjutnya, arus G2 ke P dapat diperbesar oleh amplifier. Tombol Gain (8) untuk mengatur amplifier.
5.
Memutar tobol G2-K VOLT ADJUSMENT (5) serah dengan arah jarum jam untuk mengatur tegangan sehingga jarum indikator pada volmeter (6) sekitar 30 V.
6.
Memutar tombol HEATER VOLT ADJUSMENT (2) searah dengan arah jarum jam sehingga tanda pada tombol tersebut sedikit melebihi pada posisi tengah. Tunggu sebentar, kemudian atur tombol G1-K VOLT ADJUSMENT (3) pada posisi tertentu dengan memutar pelan-pelan tombol sedemikian rupa sehingga jarum ammeter (12) menyimpang sejauh mungkin. (atur jarum penunjuk ammeter pada skala tengah. Jika memutar tombol (3) lebih jauh, jarum ammeter turun)
Keterangan :
Jika jarum ammeter (12) menyimpang tidak teratur meskipun telah memutar tombol G1-K VOLT ADJUSMENT (3) berlawanan arah jarum jam sejauh 13
mungkin, kemudian memutar tombol HEATER VOLT ADJUSMENT (2) searah arah jarum jam sedikit saja dan mengatur arus dengan memutar pelan-pelan tombol (3) sehingga jarum ammeter menyimpang dengan baik.
Selanjutnya, jika jarum ammeter (12) terlalu menyimpang ke kanan setelah langkah di atas, mengupayakan menurunkan arus dengan cara memutar pelanpelan tombol (2) berlawanan arah putar jarum jam. (Mengulangi langkahlangkah di atas beberapa kali jika diperlukan). Ini berarti telah mengatur tombol HEATER VOLT ADJUSMENT (2) dan tombol G1-K VOLT ADJUSMENT (3) sedemikian rupa sehingga jarum ammeter (12) disimpangkan oleh arus G2-P hingga jarum ammeter pada posisi tengah. Oleh karena itu, dikehendaki arus pemanas sekecil mungkin dan jarum ammeter turun (arus G2-P turun) dari posisi paling kanan jika memutar tombol G1-K VOLT ADJUSMENT (3) berlawanan arah atau searah arah putar jarum jam.
7.
Jika pengaturan sebagaimana yang tertulis pada point (6) telah selesai, kemudian mengatur tombol G2-K VOLT ADJUSMENT (5) berlawanan arah putar jarum jam sehingga tegangan G2-K nol, dan kemudian atur jarum ammeter (12) pada posisi nol. Setelah “zero adjusment”, dengan memutar tombol (5), kembalikan tombol G2-K sekitar 30 V. (Menjaga jarum ammeter agar tetap kembali pada posisi tengah).
8.
Memutar pelan-pelan tombol G2-P VOLT ADJUSMENT (4) sehingga jarum ammeter turun ke 2/3 posisi tengah. Kemudian putar tombol (5) berlawanan arah putar jarum jam sejauh mungkin.
9.
Setelah operasi di atas, memutar pelan-pelan tombol G2-K VOLT ADJUSMENT (5), gambar grafik tegangan yang ditunjukkan oleh voltmeter (V) dan arus yang ditunjukkan oleh ammeter (I). Jika mengubah saklar (9) pada posisi “AUTO”, selanjutnya memutar tombol G2-K VOLT ADJUSMENT (5) searah jarum jam sejauh mungkin. (Tegangan G2-K secara otomatis berubah dengan kontinu)
14
Jika sekarang mengatur tegangan G2-P dengan tombol (4), bagian bawah grafik menjadi dalam atau dangkal tergantung pada pengaturan yang dilakukan. Selain itu, kedalaman atau kedangkalan grafik juga ditentukan oleh pengaturan arus pemanas.
10. Masukkan hasil pengukuran pada tabel sebagai berikut : I (μA)
No.
4.
V (volt)
Cara Analisis Data Untuk menganalisis data dalam percobaan ini digunakan teknik analisa data
secara kuantitatif. Untuk mengetahui pengaruh penambahan tegangan anoda (V) terhadap arus (I) digunakan analisa secara grafik. Berdasarkan data hasil percobaan diharapkan diperoleh grafik seperti Gambar 3.2b. Penambahan tegangan anoda (V) akan mengakibatkan kenaikkan arus (I), tetapi pada harga tertentu arus (I) akan berkurang dan selanjutnya naik lagi dan pada harga tertentu arus (I) akan berkurang lagi, demikian seterusnya. Selisih antara kedua puncak V dikalikan dengan muatan elektron merupakan energi eksitasi elektron atom gas neon, sehingga untuk menghitung energi eksitasi digunakan persamaan (1) : E1 E0 e(V1 V0 )
dan
E2 E1 e(V2 V1 ) atau
dengan
E eV
E = energi eksitasi 15
e = muatan elektron (1,6 x 10-19 C) V0 = tegangan anoda (V) pada penurunan arus (I) yang pertama V1 = tegangan anoda (V) pada penurunan arus (I) yang kedua V2 = tegangan anoda (V) pada penurunan arus (I) yang ketiga Untuk mencari besarnya ketidakpastian dari E digunakan perambatan ralat sebagai berikut : 2
( E )
2
( E ) ( E ) ( V1 ) 2 ( V0 ) 2 V1 V0
16
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Berikut ini disampaikan data hasil percobaan : Percobaan 1 : No.
V (volt)
I (μA)
No.
V (volt)
I (μA)
1.
10
17
16.
40
40
2.
12
22
17.
42
46
3.
14
26
18.
44
58
4.
16
30
19.
46
68
5.
18
34
20.
48
76
6.
20
32
21.
50
84
7.
22
18
22.
52
88
8.
24
20
23.
54
87
9.
26
40
24.
56
80
10.
28
47
25.
68
70
11.
30
55
20.
60
75
12.
32
60
27.
62
80
13.
34
65
28.
64
88
14.
36
67
29.
66
97
15.
38
52
30.
68
100
17
Grafik hubungan antara V (volt) dan I (μA) berdasarkan data dari percobaan 1 di atas adalah sebagai berikut :
I ( A)
120 100 80 60 40 20 0 0
20
40
60
80
V (volt)
Percobaan 2 : No.
V (volt)
I (μA)
No.
V (volt)
I (μA)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
7 12 20 26 30 35 42 46 33 20 10 9 9 11 12 20 40 52 68
20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38.
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
78 86 90 95 99 100 94 84 72 62 52 48 46 49 60 73 83 95 100
18
Grafik hubungan antara V (volt) dan I (μA) berdasarkan data dari percobaan 2 di atas adalah sebagai berikut :
120
A)
100 80
I(
60 40 20 0 0
20
40
60
V (volt)
Dari kedua hasil percobaan di atas, diperoleh harga energi eksitasi dari atom gas neon, setelah direrata, adalah E = 16,7 1,0 eV. Hasil tersebut menunjukkan bahwa atom gas neon hanya mengambil energi dari elektron sebesar ΔE = 16,7 ± 1,0 eV yang menjadi energi dalam dari atom gas neon. Energi elektron yang kurang dari nilai tersebut menjadikan tumbukan elastis, sehingga elektron hanya terpental dalam arah yang berbeda dengan datangnya tumbukan, dengan demikian energi atom gas neon tidak berubah. Bila energi elektron lebih besar dari 16,7 ± 1,0 eV maka sebagian lain energi elektron diambil menjadi energi dalam dan sisanya tetap sebagai energi kinetik lektron. Dari peristiwa tersebut dapat dikatakan bahwa energi dalam atom gas neon hanya dapat berubah secara diskrit (tidak berubah secara kontinyu).
19
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
1.
Kesimpulan 1. Terdapat tingkat-tingkat energi eksitasi pada gas atom neon. Cara menunjukkan tingkat-tingkat tenaga tersebut adalah dengan mencari garfik hubungan antara tegangan anoda dan kuat arus yang mengalir pada kolektor di dalam tabung Frank Hertz. Pada grafik tersebut ditemukan adanya beberapa puncak kurva yang menunjukkan tingkat-tingkat energi eksitasi. 2. Besar energi eksitasi gas atom neon adalah E = 16,7 1,0 eV. 3. Belum ditemukan indikasi distribusi energi atom berdasarkan temperatur gas atom yang bersangkutan.
2.
Saran Oleh karena belum ditemukannya indikasi distribusi energi atom berdasarkan
temperatur gas atom yang bersangkutan, maka disarankan untuk meneliti lebih lanjut tentang kemungkinan distribusi yang dimaksud. Penelitian yang lebih intensif pada peninjauan secara teoritis mengenai diatribusi energi eksitasi atom berdasarkan temperatur yang dikenakan pada model tabung Frank Hertz.
20
DAFTAR PUSTAKA
Beiser, A. (Trans : The Houw Liong), 1999, Konsep Fisika Moderen, Erlangga, Jakarta. Gautreau, R. dan Savin, W. (Trans : Hans. J. Wopspakirk), 1995, Fisika Moderen. Teori dan Soal-soal. Erlangga, Jakarta. McNally, J.R., 1967, Handbook of Physics, McGraw Hill Book Company, New York.
21
