Tabel 4.6. Besarnya nilai cot
untuk menentukan nilai konstanta hamburan ketika nilai b tetap yaitu 0,071 ± 0,001 m untuk setiap nilai H yang berbeda.
No. H
m cot
1 0,094
37,935 2
0,089 35,358
3 0,084
32,360 4
0,079 31,821
5 0,074
29,072 6
0,069 27,402
7 0,064
25,006 8
0,059 22,279
9 0,054
20,301 10
0,049 15,633
11 0,044
13,984 12
0,039 9,983
13 0,034
9,145 14
0,029 5,856
15 0,024
4,276 16
0,019 2,527
17 0,014
2,134 18
0,009 1,321
Data yang ditampilkan pada tabel 4.6 yaitu nilai cot ketika b
tetap pada 0,071 ± 0,001 m untuk setiap nilai H yang berbeda. Dari tabel 4.6 dibuat grafik hubungan
cot terhadap H sebagai berikut:
Gambar 4.12. Grafik hubungan cot terhadap H ketika b = 0,071 m.
Gambar 4.12 merupakan grafik hubungan antara cot terhadap
H ketika b dibuat tetap pada 0,071 ± 0,001 m. Nilai gradien dari grafik
ini adalah 474 ± 13 m
-1
. Nilai gradien digunakan untuk mencari nilai konstanta hamburan. Dengan mengikuti persamaan 3.5 maka nilai
konstanta hamburan ketika b tetap yaitu 0,071 ± 0,001 m untuk setiap nilai H yang berbeda adalah 6676 ± 207 m
-2
. Cara perhitungan hasil dan ralat ditunjukan pada lampiran 5.
B. Pembahasan
Sebuah model hamburan partikel alfa Rutherford diperagakan oleh kelereng yang bergerak menuju piringan plastik. Piringan plastik ini berbentuk
bukit. Permukaan bukit plastik dibuat mengikuti grafik . Bentuk persamaan energi potensial yang dimiliki oleh kelereng pada bukit dibuat sama dengan
bentuk persamaan energi potensial partikel alfa yang dilakukan oleh Rutherford. Nilai h dibuat sebanding nilai
dari bentuk persamaan energi potensial partikel alfa pada persamaan 2.3 dan bentuk persamaan energi
potensial kelereng pada persamaan 2.13. Hal ini dibuat dengan tujuan agar peristiwa hamburan yang terjadi pada model hamburan partikel alfa sama
dengan peristiwa hamburan yang terjadi dalam eksperimen yang dilakukan Rutherford. Bukit plastik berperan sebagai inti atom dan kelereng berperan
sebagai partikel alfa.
Sebelum melakukan eksperimen lebih lanjut maka harus melakukan pengujian kembali terlebih dahulu pada bukit plastik yang sudah disediakan
oleh Universitas Sanatha Dharma yang digunakan dalam eksperimen. Hal ini dilakukan untuk menguji apakah bukit plastik yang digunakan selama
eksperimen benar-benar sudah memenuhi syarat. Bukit plastik difoto kemudian hasil fotonya dianalisis menggunakan software LoggerPro seperti
gambar 4.1 dan gambar 4.2. Titik-titik data pada grafik hubungan h terhadap r difit menggunakan persamaan grafik . Hasil pengujian bukit plastik yaitu
bukit plastik yang digunakan selama penelitian permukaan bukit plastik mengikuti persamaan grafik persamaan grafik
. Dari hasil analisa juga diperoleh nilai h sebanding dengan . Ini menunjukkan bahwa bentuk bukit
plastik yang digunakan memenuhi syarat yang telah ditentukan. Dibuktikan dari titik-titik data pada grafik hubungan h terhadap r setelah difit dengan
menggunakan persamaan grafik ternyata hasil fittingnya cocok.
Model hamburan partikel alfa Rutherford dapat digunakan dalam pembelajaran baik untuk tingkat menengah maupun tingkat perguruan tinggi.
Pembelajaran hamburan partikel alfa Rutherford menggunakan sebuah model hamburan partikel alfa yang dipergakan oleh kelereng yang bergerak menuju
bukit plastik memiliki beberapa kelebihan. Dilihat dari segi biaya, alat eksperimen yang dihunakan pada model hamburan partikel alfa relatif lebih
murah dibandingkan dengan harga alat eksperimen hamburan partikel alfa oleh Rutherford. Dari segi penggunaannya, pengaturan alat pada model
hamburan partikel alfa lebih mudah dibandingkan dengan pengaturan alat yang dilakukan oleh Rutherford dalam eksperimen hamburannya. Waktu yang
dibutuhkan dalam pelaksanaan eksperimen model hamburan partikel alfa juga lebih cepat. Penggunaan model hamburan partikel alfa dalam pembelajaran
hamburan partikel alfa Rutherford membuat siswa dapat berinteraksi secara langsung dalam pelaksanaan eksperimennya. Selain itu, siswa juga dapat
melakukan pengukuran secara langsung pada variabel-variabel yang berkaitan dalam peristiwa hamburan partikel alfa.
Salah satu variabel yang dicari yaitu nilai konstanta hamburan. Untuk memperoleh nilai konsatnta hamburan dibutuhkan nilai sudut hamburannya.
Dari gambar 2.4 sudut hamburan dipengaruhi oleh parameter impak b dan kecepatan awal partikel alfa. Kecepatan awal partikel alfa tergantung pada
ketinggian awal kelereng dari dasar peluncur. Hubungan sudut hamburan dengan parameter impak b dan ketinggian awal kelereng H mengikuti
persamaan 2.20. Sudut hamburan berbanding lurus dengan parameter impak dan ketinggian awal kelereng. Ada dua kegiatan yang dilakukan dalam
eksperimen untuk memperoleh sudut hamburan partikel alfa menggunakan bukit plastik yaitu memvariasikan parameter impak b dengan membuat
ketinggian awal kelereng H tetap, dan memvariasikan ketinggian awal kelereng H dengan parameter impak b tetap.
Eksperimen hamburan partikel alfa menggunakan bukit plastik memanfaatkan kamera video sebagai alat untuk pengambilan datanya.
Pengambilan data menggunakan kamera video bukan merupakan hal sulit bagi
siswa. Siswa dapat menggunakan kamera pocket, DSLR, kamera HP atau menggunakan peralatan lain yang dapat digunakan untuk merekam. Saat ini
peralatan tersebut bukanlah merupakan barang yang sulit untuk mereka dapatkan. Data berupa video yang kemudian dianalisis menggunakan
komputer yang dilengkapi dengan software LoggerPro. Hal ini tentunya dapat mengembangkan kemampuan siswa dalam menganalisa video dengan
software LoggerPro. Hasil analisa video menggunakan software LoggerPro
berupa jejak lintasan kelereng dan grafik posisi Y terhadap X. Kegiatan pertama yaitu eksperimen hamburan partikel alfa
menggunakan bukit plastik dengan ketinggian awal kelereng H tetap untuk setiap parameter impak b yang berbeda. Kelereng diletakkan pada peluncur
dengan ketinggian awal tertentu dari dasar peluncur. Ketinggian ini menjadi ketinggian awal kelereng dimana selama eksperimen ketinggian awalnya
dibuat tetap. Dengan mengubah posisi peluncur maka akan mengubah nilai parameter impak b. Gerak kelereng dari mulai meluncur sampai kelereng
melewati bukit plastik direkam menggunakan kamera video. Hasil analisa video berupa jejak lintasan kelereng dari saat kelereng
mulai meluncur sampai kelereng melewati bukit plastik dan grafik hubungan antara posisi terhadap waktu. Titik-titik data pada grafik posisi terhadap waktu
diblok ketika jejak lintasan kelerengnya linier setelah melewati bukit plastik. Grafik difit menggunakan linier fit pada software LoggerPro dan nilai gradien
hasil fitting digunakan untuk menentukan sudut hamburannya . Parameter
impak b ditentukan dengan membuat garis lurus dari jejak lintasan kelereng
sebelum kelereng terhambur. Setelah itu dengan menggunakan ikon “photo distance” pada software LoggerPro dibuat garis lurus dari inti sampai garis
lurus jejak kelereng sebelum terhambur. Hasil yang ditunjukan setelah menekan ikon “photo distance” dari inti atom sampai garis lurus sebelum
kelereng terhambur merupakan nilai parameter impaknya b. Setelah melakukan eksperimen untuk berbagai nilai parameter impak b
yang berbeda dengan ketinggian awal kelereng H yang tetap hasilnya seperti yang ditampilkan pada tabel 4.1 dan 4.2. Dari tabel 4.1 dan 4.2 diperoleh
semakin kecil nilai b maka sudut hamburannya semakin besar. Begitu juga
sebaliknya, dengan ketinggian awal kelereng H yang tetap maka semakin besar nilai parameter impak b menghasilkan sudut hamburan
yang semakin kecil.
Sudut hamburan yang diperoleh dari hasil eksperimen ketika ketinggian awal kelereng H tetap untuk setiap parameter impak b yang
berbeda digunakan untuk mencari nilai konstanta hamburannya. Untuk menentukan nilai konstanta hamburan ketika ketinggian awal kelereng H tetap
dengan megikuti persamaan 2.20 maka dibuat grafik hubungan antara cot terhadap b. Nilai gradien dari grafik hubungan antara cot terhadap
b ketika ketinggian awal kelereng H tetap seperti pada gambar 4.11 adalah
75 ± 2 m
-1
. Nilai gradien digunakan untuk mencari nilai konstanta hamburan. Dengan mengikuti persamaan 3.4 ketika H tetap yaitu 0,024±0,001 m
untuk berbagai nilai b yang berbeda maka nilai konstanta hamburan yang
diperoleh sebesar 3125 ± 155
.
