515
ambar 12.2 Sifat-sifat sinar katode: 1 merambat dalam garis lurus, b dibelokkan oleh
engamatan-pengamatan di atas menunjukkan bahwa sinar katode merupakan partikel
artikel yang keluar dari katode menuju anode rtikel tersebut
rtikel-partikel yang lebih kecil lagi. Salah satu jenis partikel rtikel yang bermuatan listrik positif.
2.2 Pengukuran em elektron
sinar katoda adalah partikel bermuatan negatif, maka muncul
agian utama dari alat yang digunakan Thomson adalah tabung sinar katode yang memiliki dua
n maka electron akan menempuh G
medan listrik, 3 dibelokkan oleh medan magnet, 3 menghasilkan pendaran pada dinsing tabung.
P bermuatan negatif. Sifat sinar katode berbeda dengan sifat atom elektroda dan juga berbeda
dengan sifat gas dalam tabung yang masih tersisa yang tidak dapat divakumkan secara sempurna. Jadi sinar katode bukan merupakan atom. Lebih lanjut ketika katode yang digunakan
dalam tabung diganti-ganti, didapatkan sinar katode yang memiliki sifat persis sama. Sifat-sifat tambahan ini menunjukkan bahwa
1 Sinar karode merupakan berkas p 2 Partikel sinar katode dimiliki oleh semua atom yang sifatnya persis sama. Pe
selanjutnya diberi nama electron. 3 Ternyata atom tersusun atas pa
tersebut adalah electron dan bermuatan listrik negatif. 4 Karena atom netral maka atom juga tersusun atas pa
1 Segera setelah diketahui bahwa
usaha untuk mengukur muatan dan massa electron. Usaha pertama dilakukan oleh J.J. Thomson tahun 1897. Thomson tidak dapat mengukur muatan electron saja dan massa electron saja. Yang
dapat ditentukan hanya perbandingan muatan dan massa electron, atau em. Skema percobaan Thomson tampak pada Gambar 12.3
B pelat sejajar di dalamnya dan diletakkan dalam posisi horizontal. Di luar tabung dipasang dua
koil yang menghasilkan medan magnet homogen di dalam ruang antar dua elektroda. Elektron yang melewati ruang antara dua electrode dapat merasakan medan listrik dan medan magnet
sehingga dapat mengalami gaya Coulomb dan gaya Lorentz. 1 Jika medan magnet dan medan listrik nol tidak diterapka
lintasan lurus dan jatuh di titik b pada layar electrode.
516
elama menempuh dua electrode electron
12.1 engan F
C
gaya listrik yang dialami elektron, e : muatan elektron, dan E : kuat medan listrik
ambar 12.3 Skema percobaan Thompson untuk menentukan nilai em h dua electrode electron
engalami gaya Lorentz sehingga lintasannya membelok. Arah medan diatur sedemikian rupa
12.2 dengan F
ua pelat a medan diterapkan sekaligus maka electron akan mengalami gaya listrik dan gaya
agnet secara bersamaan dalam arah berlawanan. Besar medan magnet dan medan listrik diatur
=
2 Jika hanya medan listrik yang diterapkan maka s mengalami gaya Coulomb sehingga lintasannya membelok. Akibatnya, electron akan jatuh di
layar pada titik a. Besarnya gaya listrik yang dialami electron adalah
eE F
C
= d
antara dua pelat.
G 3 Jika hanya medan magnet yang diterapkan maka selama menempu
m sehingga arah pembelokan electron oleh medan magnet berlawanan dengan arah pembelokan
oleh medan listrik. Akibat adanya medan magnet tersebut electron akan jatuh di layar pada titik c. Besarnya gaya magnetik yang dialami electron adalah
evB F
L
=
L
gaya listrik yang dialami elektron, v : laju elektron, dan B : kuat medan magnet antara d
4 Jika du m
sedemikain rupa sehingga besar ke dua gaya tersebut sama besar saling menghilangkan. Akibatnya electron kembali menempuh garis lurus dan jatuh di titik b. Dalam keadaan ini
berlaku
L C
F F
=
eE evB
517
Dari hubungan ini kita dapat mendapatkan laju elektron
B E
= 12.3
v 5 Jika dikenai m
erbentuk irisan lingkaran. Dengan demikian berlaku edan magnet, lintasan electron dalam daerah yang mengandung medan
b
r mv
2
= evB
atau
Br v
m e =
12.4 dengan r : jari-jari kelengkungan lintasan ketika dikenakan medan magnet saja.
Substitusi persamaan 12.3 ke dalam persamaan 12.4 diperoleh
r B
E e =
12.5 m
2
Semua besaran di ruas kanan persam itentukan. Dari hasil pengukuran yang teliti Thomson mendapatkan
aan 12.4 dapat diukur. Dengan demikian nilai em dapat d
11
10 76
, 1
× =
e Ckg
12.6 m
12.3 Percobaan Millikan
