++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

-----------------------------------------------------------------------------------------------

Andira MuttakimFisika C1

FI445 | Eksperimen Fisika I

Tugas Awal3 | Muatan Spesifik ElektronSelasa, 10 Oktober 2009

1. Menghitung harga em

F=maF=eE

eE=ma

a= eEm

Persamaan gerak benda yang dipercepat:

y= y0+v0 y t+12a t 2

karena, y0=0, v0 y=0, dan t=xv0

.

dengan, v0=EB dan E=V

d .

y=12 ( eVmd )( xBdV )

2

em

=2 y ( dV )( VxBd )2

em

= 2 yV( xB )2d

dengan,y = penyimpangan elektronV = beda potensial antara dua kumparand = jarak antara dua kumparanB = medan magnetx = panjang plat

2. Apabila medan listrik dan medan magnet tidak tegak lurus. Misalkan sejajar (seperti gambar di bawah ini), maka elektron akan bergerak ke arah luar bidang gambar, tetapi agak condong ke atas. Hal ini bersesuaian dengan resultan dari gaya yang dihasilkan oleh medan magnet dan medan listrik.

Medan magnet: panah merah. Medan listrik: panah hitam. Lintasan elektron: garis biru.

1

r

x

R

P

α

α

r2

r12x=R

xP

R

3. Hukum Biot-Savart

B=∫d B∥dB=

μ0i4 π

dl sin 90r2

d B∥=dB cosα

d B∥=μ0 icos α dl4 π r2

r=√R2+x2

cos α= Rr= R

√R2+ x2

d B∥=μ0iR

4 π (R2+x2 )3 /2dl

B=∫ d B∥=μ0iR

4 π (R2+x2 )3 /2∫ dl= μ0 iR

4 π (R2+x2)3/22πR=

μ0i R2

2 (R2+x2 )3 /2

Untuk kasusnya kumparan Helmholtz, yakni dua kumparan yang berjari-jari sama, sumbunya berimpit dan jaraknya dipilih sedemikian rupa sehingga turunan kedua dari B dititik itu pada sumbu tengah-tengah jarak diantara kumparan itu sama dengan nol. Sehingga diperoleh R = 2x.

2

V

F x x x x x x xx x x x x x x

-

+

D

Dari gambar di atas:

B=μ0∋R

2

2 (R2+ x2 )3 /2+

μ0∋R2

2 (R2+x2 )3 /2

B=μ0 i R

2

(R2+x2 )3/2

B=μ0∋R2( 1

(R2+( R2 )2)3/2 )

B=μ0∋R2( 1

( 54 R2)3 /2 )

B=μ0∋R2( 45 )

3 /2 1R3

B=( 45 )3/2

μ0∋ ¿R

¿

B=( 45 )3/2

(4 π ×10−7 )∋ ¿R

¿

B=0,7155 4 π107

¿R

4. Jika diketahui N = 130 dan R = 0,150 cm, maka

B=0,7155 4 π107

¿R

B (i )=116,893×10−6i

5. Prosedur percobaan

a. Menyiapkan alat-alat yang akan digunakan dan set alat-alat tersebut.b. Pancarkan elektron dari alat dengan memberikan beda potensial untuk filamen F (pada

gambar), kemudian arahkan ke layar berskala. Atur posisi jatuhnya elektron pada layar sehingga memudahkan kita dalam pengukuran di skala.

c. Usahakan pancaran elektron ini berada di tengah-tengah skala atau berada dalam keseimbangan.

d. Menentukan besarnya tegangan dari power supply untuk plat D (pada gambar) dan mengamati perubahan yang terjadi pada layar. Pada keadaan tersebut atur arus I dan ukur penyimpangan elektron y (arah vertikal) dan x (arah horizontal). Mengatur skala yang dipakai sehingga memudahkan pembacaan.

3

e. Melakukan langkah yang sama untuk beda potensial yang berbeda atau tegangan yang berbeda. f. Melakukan langkah-langkah pada bagian d dan e di atas untuk masing-masing 5 data percobaan.

6. Pada percobaan ini kita menentukan muatan spesifik elektron, dimana didalam tabung e/m diisi gas helium sehingga pada percobaan akan terlihat cahaya biru yang merupakan jejak elektron untuk hasil tumbukan gas helium dengan elektron.

4