LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA MODERN docx
LAPORAN
PRAKTIKUM FISIKA MODERN
EFEK ZEEMAN
OLEH :
NAMA : KURNIA ASIH MANURUNG
NIM : 1603115650
KELAS : B
ASISTEN : SISCA MAHARANI DEWI
DOSEN PEMBIMBING : Drs. MAKSI GINTING, M.Si
LABORATORIUM FISIKA MODERN
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS RIAU
PEKANBARU
2018
I. TUJUAN
Adapun tujuan dalam percobaan ini adalah untuk membandingkan medan
elektromagnetik dengan masa elektromagnetik.
II. TEORI
Dalam medan magnetik, energi keadaan atomik tertentu bergantung pada harga
ml seperti juga pada n. Keadaan dengan bilangan kuantum total n terpecah menjadi
beberapa sub-keadaan jika atom itu berada dalam medan magnetik, dan energinya bisa
sedikit lebih besar atau lebih kecil dari keadaan tanpa medan magnetik. Gejala itu
menyebabkan “terpecahnya” garis spektrum individual menjadi garis-garis terpisah jika
atom dipancarkan ke dalam medan magnetik, dengan jarak antara garis bergantung dari
besar medan itu. Efek Zeeman adalah gejala tambahan garis-garis spektrum jika atomatom tereksitasi diletakan dalam medan magnet (terpecahnya garis spektral oleh medan
magnetik). Efek Zeeman, nama ini diambil dari nama seorang fisikawan Belanda
Zeeman yang mengamati efek itu pada tahun 1896.
Suatu elektron bermassa m bergerak dalam suatu orbit berjari-jari r dengan
frekuensi f dan momentum sudut elektron L. Gerakan elektron ini menghasilkan arus.
Gerakan elektron ini juga menimbulkan medan magnetik maka pada kejadian ini
muncul momen magnetik.
Besarnya arus yang dihasilkan dari pergerakan electron sama dengan bearnya
muatan yang bergerak persatuan waktu sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut ini:
I = q/t
t(T) = 1/f
I = qf = -ef
Selain menghasilkan arus listrik maka dari pergerakan elektron tersebut dapat
menghasilkan momen magnetik yang besarnya sabagai berikut:
Momentum Sudut elektron yang diakibatkan oleh pergerakan elektron sebagai
berikut:
Subtitusikan persamaan momentum sudut ke persamaan arus listrik sehingga di
peroleh:
Untuk elektron orbital kuantitas (e/2m) yang bergantung hanya pada muatan
dan massa elektron disebut rasio magnetik. Tanda minus berarti bahwa arah µ
berlawanan dengan L. Rumusan tersebut untuk momen magnetik elektron orbital
diperoleh secara klasik, namun ternyata pada mekanika kuantumpun mendapatkan hasil
sama jadi energi potensial dalam sebuah atom dalam medan magnet ialah:
Jika dalam medan magnetik energi keadan atomik tertentu bergantung pada
harga me seperti juga pada n. Keadan dengan bilangan kuantum total n terpecah
menjadi beberapa sub-keadaan jika atom itu berada dalam medan magnet,dan
energinya bisa sedikit lebih besar atau lebih kecil dari keadaan tanpa medan magnetik.
Gejala itu menyebabkan terpecahnya garis spektrum individual menjadi garis-garis
terpisah jika atom dipancarkan keadan medan magnetik, dengan jarak antara garis
bergantung dari besarnya medan itu.
III. ALAT PERCOBAAN
Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Lampu Cadmium (Ca)
Teslameter
Power supply
Amperemeter
Voltmeter
Perangkat Zeeman
IV. Rangkaian percobaan
V. PROSEDUR PERCOBAAN
A. Hubungan Seri
A1. Sebelum Ada Magnet
1. Hidupkan lampu yang berada diantara logam.
2. Ketatkan sekrup yang ada di atas logam seketat mungkin.
3. Arahkan teropong ke lampu sehingga tampak spektrum.
4. Putar atau maju mundurkan lensa okuler sehingga tampak tanda
silang.
5. Putar sekrup yang ada pada tiang sehingga tanda silang tepat
berhimpit
dengan salah satu spektrum dan catat posisi jarum pada skala
sebagai titik
nol.
6. Pindahkan tanda silang itu dengan memutar sekrup sehingga
tanda silang
1.
2.
3.
4.
5.
6.
tepat berhimpit dengan salah satu spektrum pertama tadi atau
berada di
bawahnya dan/ sebagai posisi akhir, lalu hitung selisihnya dan
dinyatakan
dengan jarak spektrum yaitu ∆a.
A2. Setelah Ada Medan Magnet
Hubungkan soket 1 dan 4ke sumber tegangan, dan hubungkan
soket 2 ke
soket 3.
Arahkan kembali teropong dan pindahkan tanda silang ke
spektrum dan catat
sebagai posisi awal
Putar lagi sekrup sehingga tanda silang pindah lagi ke spektrum di
atas atau
di bawah spektrum pertama tadi dan catat sebagai posisi akhir.
Hitung jarak spektrum yang dinyatakan dengan d, lalu hitung
besar dari 1/2d
yaitu δa.
Masukkan probe diantara logam dan catat besar medan magnetnya dan catat
juga besar arus listriknya dan beda potensial. Besar arus dan beda potensial
dapat diubah dengan memutar potensiometer.
Setiap pengamatan dilakukan oleh orang yang berbeda.
B. Hubungan Paralel
1. Hidupkan kembali lampu yang berada diantara logam.
2. Arahkan teropong ke arah lampu, sehingga tampak spektrum
secara jelas.
3. Putar atau maju mundurkan lensa okuler sehingga tanda silang
berhimpit dengan salah satu spektrum dan ukur jarak spektrum
seperti pada hubungan seri.
4. Matikan terlebih dahulu lampu, lalu susun rangkaian dengan cara
hubungkan soket 1 ke 3 dan soket 2 ke 4. Lalu hubungkan 1 atau 3
ke sumber dan soket 2 atau 4 ke sumber.
5. Hidupkan kembali lampu dan atur potensiometer sehingga
diperoleh besar arus dan tegangan yang diinginkan, lalu catat
besarnya.
6. Arahkan lagi teropong ke lampu dan catat jarak spektrum dan
hitung besar ∆a seperti pada hubungan seri di atas.
VI.
1.
PERHITUNGAN
Hubungan Seri
a. Praktikan : Naldi Rahmat F
Dik: ∆a = 0,085 mm = 8,5 x 10-5 m
δa = 0,0075 mm = 0,75 x 10-5 m
I = 2,7 A
V = 3,4 Volt
B = 95 mT = 9,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,015 mm = 1,5 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
0,75 . 10−5 (6, 438 .10 ) √(1, 4567 ) −1
⋅
8,5 .10−5 2(1,5. 10−5 )⋅((1, 4567 )2 −1)
4, 145−13 √ 2,12−1
¿ 9 .10−2 .
3 .10−5⋅(2,12−1 )
4, 145−13 √ 1,12
¿ 9 .10−2 .
3 .10−5⋅(1,12)
4, 145−13 . 1, 05
¿ 9 .10−2 .
3, 36. 10−5
¿ 11, 658. 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅11, 658⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
34 , 97⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 8, 44⋅1011 m
b. Praktikan : Kurnia Asih Manurung
Dik: ∆a = 0,13 mm = 13 x 10-5 m
δa = 0,05 mm = 5 x 10-5 m
I = 2,7 A
V = 3,4 Volt
B = 81 mT = 8,1 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,1 mm = 1 x 10-4 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅8, 44⋅1011
−2
9,5 . 10
¿ 11,16⋅1013 A⋅s/ Kg
=
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2d⋅(n2 −1)
−5
(6, 438 . 10−7 )2 √(1, 4567)2 −1
5. 10
⋅
13. 10−5 2(1. 10−4 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿ 38 .10−2 .
2. 10−4⋅(2, 12−1 )
−13
√ 1,12
−2 4, 145
¿ 38 .10 .
−4
2. 10 ⋅(1, 12)
4, 145−13 . 1,05
¿ 38 .10−2 .
2,24 .10−4
−10
¿ 7,4 .10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅7,4⋅10−10
(6, 438⋅10−7 )2
22 ,2⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 5,4⋅10 11 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3,14 )
⋅5, 36⋅1011
−2
8,1 .10
¿ 8,3⋅1013 A⋅s/ Kg
=
Praktikan : Ribka Ersita
Dik: ∆a = 0,195 mm = 19,5 x 10-5 m
δa = 0,065 mm = 6,5 x 10-5 m
I = 2,6 A
V = 3,4 Volt
B = 78 mT = 7,8 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,13 mm = 1,3 x 10-4 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
6,5 .10−5 (6, 438 .10 ) √(1, 4567 ) −1
⋅
19 ,5 .10−5 2(1,3 . 10−4 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿33 .10−2 .
2,6 .10−4⋅(2,12−1)
4, 145−13 √ 1,12
¿33 .10−2 .
2,6 .10−4⋅(1,12 )
4, 145−13 . 1,05
¿33 .10−2 .
2,32 .10−4
¿6,19 . 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
3⋅108
¿
⋅6, 19⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
18 ,57⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 4, 48⋅1011 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅4, 48⋅1011
8,1 .10−2
¿ 6, 95⋅1013 A⋅s/ Kg
=
c. Praktikan : Novi Yanti
Dik: ∆a = 0,1 mm = 10 x 10-5 m
δa = 0,07 mm = 7 x 10-5 m
I = 2,6 A
V = 3,2 Volt
B = 68 mT = 6,8 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,14 mm = 1,4 x 10-4 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2d⋅(n2 −1)
−7 2
2
7 .10−5 (6, 438 . 10 ) √(1, 4567) −1
⋅
10. 10−5 2(1,4 .10−4 )⋅((1, 4567)2 −1)
4, 145−13 √ 2,12−1
¿ 7 .10−1 .
2,8 .10−4⋅(2,12−1)
4, 145−13 √ 1,12
¿ 7 .10−1 .
2,8 .10−4⋅(1,12 )
4, 145−13 . 1,05
¿ 7 .10−1 .
3,14. 10−4
¿ 9,7 .10−10 m
¿
c
Δν = 2 ⋅Δλ
λ
3⋅108
¿
⋅9,7⋅10−10
(6, 438⋅10−7 )2
29 ,1⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 7,02⋅1011 m
d. Praktikan : Verdy Manoto Naipospos
Dik: ∆a = 0,14 mm = 14 x 10-5 m
δa = 0,0325 mm = 3,25 x 10-5 m
I = 2,8 A
V = 3,5 Volt
B = 65 mT = 6,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,065 mm = 6,5 x 10-5 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅7,2⋅1011
6,8 .10−2
¿ 1,33⋅1014 A⋅s / Kg
=
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
3,25 . 10−5 (6,438 .10 ) √(1, 4567 ) −1
⋅
14 .10−5 2(6,5. 10−5 )⋅((1, 4567)2 −1)
4,145−13 √2, 12−1
¿3,25 . 10−2 .
13 . 10−5⋅(2,12−1)
4,145−13 √1, 12
¿3,25 . 10−2 .
13 . 10−5⋅(1,12)
4,145−13 .1, 05
¿3,25 . 10−2 .
13 . 10−5
¿1,09 . 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅1, 09⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
3,27⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 7,9⋅1010 m
2. Hubungan Paralel
a. Praktikan : Naldi Rahmat F
Dik: ∆a = 0,085 mm = 8,5 x 10-5 m
δa = 0,0325 mm = 3,25 x 10-5 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 52 mT = 5,2 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,065 mm = 6,5 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅7,9⋅1010
6,5 . 10−2
¿ 1,53⋅1011 A⋅s/ Kg
=
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
−5
3,25 . 10 (6, 438.10 ) √(1, 4567 ) −1
⋅
8,5.10−5 2(6,5. 10−4 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿38 .10−2 .
13. 10−5⋅(2, 12−1)
4, 145−13 √ 1,12
¿38 .10−2 .
13. 10−5⋅(1,12 )
4, 145−13 .1,05
¿38 .10−2 .
14 , 56 .10−5
¿11, 36. 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅11, 36⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
34 , 08⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 8,2⋅1010 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅8,2⋅1010
−2
5,2 .10
¿ 1, 98⋅1013 A⋅s / Kg
=
b. Praktikan : Kurnia Asih Manurung
Dik: ∆a = 0,13 mm = 13 x 10-5 m
δa = 0,0325 mm = 3,25 x 10-5 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 55 mT = 5,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,065 mm = 6,5 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−5
(6, 438 .10−7 )2 √(1, 4567 )2 −1
13. 10
⋅
3,25 . 10−5 2(6,5. 10−4 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2, 12−1
¿4 .
13 .10−5⋅(2, 12−1 )
4, 145−13 √ 1, 12
¿4 .
13 .10−5⋅(1, 12)
4, 145−13 . 1, 05
¿4 .
14 , 56 .10−5
¿1,2.10−8 m
¿
c
e 4π
Δν= 2 ⋅Δλ
= ⋅Δν
m B
λ
4(3, 14 )
3⋅108
⋅8,7⋅1012
¿
⋅1,2⋅10−8 =
−2
−7 2
5,5 .10
(6, 438⋅10 )
13
¿
2,19⋅10
A⋅s/ Kg
3,6
¿
4, 145⋅10−13
¿ 8,7⋅10 12 m
c. Praktikan : Ribka Ersita
Dik: ∆a = 0,195 mm = 19,5 x 10-5 m
δa = 0,035 mm = 3,5 x 10-5 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 54 mT = 5,4 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,07 mm = 7 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
3,5.10−5 (6,438 .10 ) √ (1,4567 ) −1
⋅
19 ,5 .10−5 2(7 .10−5 )⋅((1, 4567)2 −1)
4,145−13 √ 2,12−1
¿ 18. 10−2 .
14 .10−5⋅(2,12−1 )
4,145−13 √ 1,12
¿ 18. 10−2 .
14 .10−5⋅(1,12)
4,145−13 .1,05
¿ 18. 10−2 .
15 ,68 . 10−5
¿ 5. 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅5⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
15⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 3,62⋅1010 m
d. Praktikan : Novi Yanti
Dik: ∆a = 0,1 mm = 1 x 10-4 m
δa = 0,04 mm = 0,4 x 10-4 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 55 mT = 5,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,08 mm = 8 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅3, 62⋅1010
5,4 .10−2
¿ 8, 45⋅1012 A⋅s/ Kg
=
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−4
(6, 438 . 10−7 )2 √(1, 4567)2 −1
1. 10
⋅
0,4 . 10−4 2(8 .10−5 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿2,5
16. 10−5⋅(2, 12−1)
4,145−13 √ 1, 12
¿2,5 .
16 . 10−5⋅(1,12)
4,145−13 . 1, 05
¿2,5 .
17 , 92 .10−5
¿6, 07. 10−9 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅6, 07⋅10−9
−7 2
(6, 438⋅10 )
18 ,21⋅10−1
¿
4, 145⋅10−13
¿ 4, 39⋅1012 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅4,39⋅1012
−2
5,5 . 10
¿ 10 , 03⋅1014 A⋅s/ Kg
=
e. Praktikan : Verdy Manoto Naipospos
Dik: ∆a = 0,14 mm = 1,4 x 10-4 m
δa = 0,04 mm = 0,4 x 10-4 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 55 mT = 5,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,08 mm = 8 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
−4
1,4 .10 (6, 438 . 10 ) √(1, 4567) −1
¿
⋅
0,4 . 10−4 2(8 .10−5 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿3,5
16 . 10−5⋅(2, 12−1)
4,145−13 √ 1, 12
¿3,5.
16 . 10−5⋅(1, 12)
4,145−13 . 1, 05
¿3,5.
17 , 92 .10−5
¿8,5 .10−9 m
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅8,5⋅10−9
−7 2
(6, 438⋅10 )
25 ,5⋅10−1
¿
4, 145⋅10−13
¿ 6,15⋅1012 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅6, 15⋅1012
5,5 . 10−2
¿ 14 , 04⋅1014 A⋅s/ Kg
=
VII. TABEL DATA
A. Hubungan Seri
Sebelum ada magnet
n
o
Δa
(m)
I
V
1
8,5.10-5
-
-
Sesudah ada magnet
B
D
(m)
- 1,5.10-
Δa
(m)
0,75.10
5
2
13.10-5
-
-
-
I
V
(A) (V)
2,7
3,4
B
(T)
e/m
(A.s/kg)
nama
9,5.10
11,16.101
Naldi
-2
3
8,1.10
8.3.1013
Kurni
a
6,95.1013
Ribka
1,33.1014
Novi
1,53.1014
Verdy
B
(T)
e/m
(A.s/kg)
nama
5,2.10-
1,98.1013
Naldi
2,19.1013
Kurni
a
8,45.1012
Ribka
10,03.1014
Novi
-5
1.10-4
5.10-5
2,7
3,4
-2
3
4
19,5.
10-5
-
10.10-5
-
-
-
1,3.10-
6,5.10-5
2,6
3,4
7,2.10
-2
4
-
-
1,4.10-
7.10-5
2,6
3,2
6,8.10
-2
4
5
14.10-5
-
-
-
6,5.10-
3,25.10
5
-5
2,8
3,5
6,5.10
-2
B. Hubungan paralel
Sebelum ada magnet
n
o
Δa
(m)
1 8,5.10-5
I
V
B
-
-
-
Sesudah ada magnet
D
(m)
3
4
-
19,5.1
0-5
-
1.10-4
-
-
-
I
A
V
V
6,5.10- 3,25.10- 6,7 2,2
5
2 13.10-5
δa
(m)
5
2
6,5.10- 3,25.10- 6,7 2,2
5
5
7.10-5
3,5.10-5
5,5.102
6,7 2,2
5,4.102
-
-
8.10-5
0,4.10-4
6,7 2,2
5,5.102
5 1,4.10-4
-
-
-
8.10-5
0,4.10-4
6,7 2,2
5,5.10-
14,04.1014
Verdi
2
VIII. TUGAS LAPORAN
1. Apa yang dimaksud dengan :
a. Efek zeeman normal : adalah sebuah garis spektral yang terbagi menjadi
3 komponen, dimana ini terjadi hanya pada atom tanpa spin.
b. Rasio giro magnetik : adalah karakteristik spin electron hamper 2x
karakteristik gerakorbital electron atau perbandingan giro
magnetic, dengan rumus sebagai berikut :
E=μ⋅B
E=μ⋅B cos θ
e
e
E= −
L⋅B cosθ −
2 me
2me
(
)
(
)
c. Magneton Bohr : adalah konstanta fisika yang mewakili momen
magnetik yang disebabkan oleh momentum angular orbital atau
putarannya.
eℏ
μB =
2 me
Dalam satuan SI dengan :
Dalam satuan CGS :
μB =
eℏ
2 me c
d. Bilangan kuantum orbital : adalah bilangan yang menyatakan tingkat
energi dari suatu ruang yang memiliki probabilitas yang terbesaruntuk
menemukan elektron disekitar inti atom.
e. Bilangan kuantum magnetik : adalah bilangan yang menyatakan orientasi
orbital dalam subkulit yang dinotasikan dengan m.
f. Bilangan kuantum utama : adalah bilangan yang melambangkan lintasan
elektron atau tingkat energi utama yang dinotasikan dengan n.
g. Momentum sudut spin : adalah bilangan yang menyatakan spektrum
garis yang selalu terdiri atas sepasang garis yang saling berdekatan.
2. Gambarkan perpecahan spektrum dari bilangan kuantum l=2 ke l=1 !
untuk keadaan l=1 dan l=2:
Tanpa medan magnet
Dengan medan magnet
Ml
+2
+1
0
-1
-2
+1
0
-1
IX. PEMBAHASAN
Efek zeeman ialah pemisahan jalur spektral tunggal dari sebuah spektrum
menjadi komponen komponen 3 atau lebih yang terpolarisasi atau gejala - gejala
spektrum jika atom-atom tereksitasi diletakan dalam medan magnet. Garis-garis
tambahan dalam spektrum emisi teramati jika atom-atom tereksitasi
diletakkan di dalam medan magnet luar. Satu garis di dalam spektrum garis
emisi terlihat sebagai tiga garis (dengan dua garis tambahan) di dalam
spektrum apabila atom diletakkan di dalam medan magnet.
Pada percobaan ini, kita mengukur besar e/m sebelum ada medan
magnet dan setelah adanya medan magnet. Pada percobaan setelah ada
medan magnet terbagi atas rangkaian seri dan paralel. Spektrum yang
terbentuk ketika sebuah atom tidak diberi pengaruh medan magnet dan diberi pengaruh
terhadap medan magnet. Medan magnet yang diberikan berasal dari dua buah
kumparan yang diberikan arus listrik sehingga menghasilkan medan magnet yang
besar, kemudian diantara kumparan tersebut dipasang lampu cadmium sebagai sumber
atom yang akan diuji. Untuk memudahkan pengamatan maka pada rangkaian diberikan
filter cahaya, dan cahaya yang diteruskan hanya cahaya merah sehngga pada lensa
optik dapat dilihat pola melingkar dari garis-garis spektrum tersebut.
Ketika cahaya merah di lewatkan, maka medan magnet akan
menyebabkan garis yang ada pada atom terpecah. Ketika arus
semakin besar makagaris-garis spectra akan semakin jelas dan
jaraknya semakin besar. Teslameter digunakan untuk mengetahui
besar medan magnet yang dihasilkan oleh arus.
Hubungan antar
setiap variabel yaitu besar medan magnet pada kumparan
berbanding lurus dengan arus. Arus dan tegangan berasal dari power
Δλ , Δν ,
supply. Kita dapat menghitung besar
dan e/m
menggunakan rumus yang sudah ada kemudian membandingkan
besar e/m hasil percobaan dan e/m teori. Besar e/m teori sebesar
1,76 x 1011 A s/kg.
Pada percobaan di dapat data nilai e/m rata-rata memiliki 10 14 A
s/kg. ini di berarti didapat perbedaan yang cukup signifikan antara
nilai teori dan percobaan, kemungkinan kesalahan terjadi pada
proses pembacaan data.
X. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :
1. Efek zeeman ialah pemisahan jalur spektral tunggal dari sebuah spektrum
menjadi komponen komponen 3 atau lebih yang terpolarisasi atau gejala - gejala
spektrum jika atom-atom tereksitasi diletakan dalam medan magnet.
2. Periswa efek zeemen terjadi ketika sebuah atom yag dipengaruhi oleh medan
magnet maka spektrumnya akan terpecah dan energi yang dihasilkan akan
berkurang.
3. Dari data percobaan yang diperoleh besarnya kuat arus yang diberikan
berbanding lurus dengan besarnya medan magnetik yang dihasilkan dari
kumparan tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Beiser, A. (1990). Konsep Fisika Modern. Edisi 4. Jakarta : Erlangga.
Krane, Kenneth s,.1992. Fisika Modern, penerjemah : Hans S. Wospakrik, Jakarta :
Universitas Indonesia (UI – Press).
PRAKTIKUM FISIKA MODERN
EFEK ZEEMAN
OLEH :
NAMA : KURNIA ASIH MANURUNG
NIM : 1603115650
KELAS : B
ASISTEN : SISCA MAHARANI DEWI
DOSEN PEMBIMBING : Drs. MAKSI GINTING, M.Si
LABORATORIUM FISIKA MODERN
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS RIAU
PEKANBARU
2018
I. TUJUAN
Adapun tujuan dalam percobaan ini adalah untuk membandingkan medan
elektromagnetik dengan masa elektromagnetik.
II. TEORI
Dalam medan magnetik, energi keadaan atomik tertentu bergantung pada harga
ml seperti juga pada n. Keadaan dengan bilangan kuantum total n terpecah menjadi
beberapa sub-keadaan jika atom itu berada dalam medan magnetik, dan energinya bisa
sedikit lebih besar atau lebih kecil dari keadaan tanpa medan magnetik. Gejala itu
menyebabkan “terpecahnya” garis spektrum individual menjadi garis-garis terpisah jika
atom dipancarkan ke dalam medan magnetik, dengan jarak antara garis bergantung dari
besar medan itu. Efek Zeeman adalah gejala tambahan garis-garis spektrum jika atomatom tereksitasi diletakan dalam medan magnet (terpecahnya garis spektral oleh medan
magnetik). Efek Zeeman, nama ini diambil dari nama seorang fisikawan Belanda
Zeeman yang mengamati efek itu pada tahun 1896.
Suatu elektron bermassa m bergerak dalam suatu orbit berjari-jari r dengan
frekuensi f dan momentum sudut elektron L. Gerakan elektron ini menghasilkan arus.
Gerakan elektron ini juga menimbulkan medan magnetik maka pada kejadian ini
muncul momen magnetik.
Besarnya arus yang dihasilkan dari pergerakan electron sama dengan bearnya
muatan yang bergerak persatuan waktu sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut ini:
I = q/t
t(T) = 1/f
I = qf = -ef
Selain menghasilkan arus listrik maka dari pergerakan elektron tersebut dapat
menghasilkan momen magnetik yang besarnya sabagai berikut:
Momentum Sudut elektron yang diakibatkan oleh pergerakan elektron sebagai
berikut:
Subtitusikan persamaan momentum sudut ke persamaan arus listrik sehingga di
peroleh:
Untuk elektron orbital kuantitas (e/2m) yang bergantung hanya pada muatan
dan massa elektron disebut rasio magnetik. Tanda minus berarti bahwa arah µ
berlawanan dengan L. Rumusan tersebut untuk momen magnetik elektron orbital
diperoleh secara klasik, namun ternyata pada mekanika kuantumpun mendapatkan hasil
sama jadi energi potensial dalam sebuah atom dalam medan magnet ialah:
Jika dalam medan magnetik energi keadan atomik tertentu bergantung pada
harga me seperti juga pada n. Keadan dengan bilangan kuantum total n terpecah
menjadi beberapa sub-keadaan jika atom itu berada dalam medan magnet,dan
energinya bisa sedikit lebih besar atau lebih kecil dari keadaan tanpa medan magnetik.
Gejala itu menyebabkan terpecahnya garis spektrum individual menjadi garis-garis
terpisah jika atom dipancarkan keadan medan magnetik, dengan jarak antara garis
bergantung dari besarnya medan itu.
III. ALAT PERCOBAAN
Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Lampu Cadmium (Ca)
Teslameter
Power supply
Amperemeter
Voltmeter
Perangkat Zeeman
IV. Rangkaian percobaan
V. PROSEDUR PERCOBAAN
A. Hubungan Seri
A1. Sebelum Ada Magnet
1. Hidupkan lampu yang berada diantara logam.
2. Ketatkan sekrup yang ada di atas logam seketat mungkin.
3. Arahkan teropong ke lampu sehingga tampak spektrum.
4. Putar atau maju mundurkan lensa okuler sehingga tampak tanda
silang.
5. Putar sekrup yang ada pada tiang sehingga tanda silang tepat
berhimpit
dengan salah satu spektrum dan catat posisi jarum pada skala
sebagai titik
nol.
6. Pindahkan tanda silang itu dengan memutar sekrup sehingga
tanda silang
1.
2.
3.
4.
5.
6.
tepat berhimpit dengan salah satu spektrum pertama tadi atau
berada di
bawahnya dan/ sebagai posisi akhir, lalu hitung selisihnya dan
dinyatakan
dengan jarak spektrum yaitu ∆a.
A2. Setelah Ada Medan Magnet
Hubungkan soket 1 dan 4ke sumber tegangan, dan hubungkan
soket 2 ke
soket 3.
Arahkan kembali teropong dan pindahkan tanda silang ke
spektrum dan catat
sebagai posisi awal
Putar lagi sekrup sehingga tanda silang pindah lagi ke spektrum di
atas atau
di bawah spektrum pertama tadi dan catat sebagai posisi akhir.
Hitung jarak spektrum yang dinyatakan dengan d, lalu hitung
besar dari 1/2d
yaitu δa.
Masukkan probe diantara logam dan catat besar medan magnetnya dan catat
juga besar arus listriknya dan beda potensial. Besar arus dan beda potensial
dapat diubah dengan memutar potensiometer.
Setiap pengamatan dilakukan oleh orang yang berbeda.
B. Hubungan Paralel
1. Hidupkan kembali lampu yang berada diantara logam.
2. Arahkan teropong ke arah lampu, sehingga tampak spektrum
secara jelas.
3. Putar atau maju mundurkan lensa okuler sehingga tanda silang
berhimpit dengan salah satu spektrum dan ukur jarak spektrum
seperti pada hubungan seri.
4. Matikan terlebih dahulu lampu, lalu susun rangkaian dengan cara
hubungkan soket 1 ke 3 dan soket 2 ke 4. Lalu hubungkan 1 atau 3
ke sumber dan soket 2 atau 4 ke sumber.
5. Hidupkan kembali lampu dan atur potensiometer sehingga
diperoleh besar arus dan tegangan yang diinginkan, lalu catat
besarnya.
6. Arahkan lagi teropong ke lampu dan catat jarak spektrum dan
hitung besar ∆a seperti pada hubungan seri di atas.
VI.
1.
PERHITUNGAN
Hubungan Seri
a. Praktikan : Naldi Rahmat F
Dik: ∆a = 0,085 mm = 8,5 x 10-5 m
δa = 0,0075 mm = 0,75 x 10-5 m
I = 2,7 A
V = 3,4 Volt
B = 95 mT = 9,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,015 mm = 1,5 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
0,75 . 10−5 (6, 438 .10 ) √(1, 4567 ) −1
⋅
8,5 .10−5 2(1,5. 10−5 )⋅((1, 4567 )2 −1)
4, 145−13 √ 2,12−1
¿ 9 .10−2 .
3 .10−5⋅(2,12−1 )
4, 145−13 √ 1,12
¿ 9 .10−2 .
3 .10−5⋅(1,12)
4, 145−13 . 1, 05
¿ 9 .10−2 .
3, 36. 10−5
¿ 11, 658. 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅11, 658⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
34 , 97⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 8, 44⋅1011 m
b. Praktikan : Kurnia Asih Manurung
Dik: ∆a = 0,13 mm = 13 x 10-5 m
δa = 0,05 mm = 5 x 10-5 m
I = 2,7 A
V = 3,4 Volt
B = 81 mT = 8,1 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,1 mm = 1 x 10-4 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅8, 44⋅1011
−2
9,5 . 10
¿ 11,16⋅1013 A⋅s/ Kg
=
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2d⋅(n2 −1)
−5
(6, 438 . 10−7 )2 √(1, 4567)2 −1
5. 10
⋅
13. 10−5 2(1. 10−4 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿ 38 .10−2 .
2. 10−4⋅(2, 12−1 )
−13
√ 1,12
−2 4, 145
¿ 38 .10 .
−4
2. 10 ⋅(1, 12)
4, 145−13 . 1,05
¿ 38 .10−2 .
2,24 .10−4
−10
¿ 7,4 .10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅7,4⋅10−10
(6, 438⋅10−7 )2
22 ,2⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 5,4⋅10 11 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3,14 )
⋅5, 36⋅1011
−2
8,1 .10
¿ 8,3⋅1013 A⋅s/ Kg
=
Praktikan : Ribka Ersita
Dik: ∆a = 0,195 mm = 19,5 x 10-5 m
δa = 0,065 mm = 6,5 x 10-5 m
I = 2,6 A
V = 3,4 Volt
B = 78 mT = 7,8 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,13 mm = 1,3 x 10-4 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
6,5 .10−5 (6, 438 .10 ) √(1, 4567 ) −1
⋅
19 ,5 .10−5 2(1,3 . 10−4 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿33 .10−2 .
2,6 .10−4⋅(2,12−1)
4, 145−13 √ 1,12
¿33 .10−2 .
2,6 .10−4⋅(1,12 )
4, 145−13 . 1,05
¿33 .10−2 .
2,32 .10−4
¿6,19 . 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
3⋅108
¿
⋅6, 19⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
18 ,57⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 4, 48⋅1011 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅4, 48⋅1011
8,1 .10−2
¿ 6, 95⋅1013 A⋅s/ Kg
=
c. Praktikan : Novi Yanti
Dik: ∆a = 0,1 mm = 10 x 10-5 m
δa = 0,07 mm = 7 x 10-5 m
I = 2,6 A
V = 3,2 Volt
B = 68 mT = 6,8 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,14 mm = 1,4 x 10-4 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2d⋅(n2 −1)
−7 2
2
7 .10−5 (6, 438 . 10 ) √(1, 4567) −1
⋅
10. 10−5 2(1,4 .10−4 )⋅((1, 4567)2 −1)
4, 145−13 √ 2,12−1
¿ 7 .10−1 .
2,8 .10−4⋅(2,12−1)
4, 145−13 √ 1,12
¿ 7 .10−1 .
2,8 .10−4⋅(1,12 )
4, 145−13 . 1,05
¿ 7 .10−1 .
3,14. 10−4
¿ 9,7 .10−10 m
¿
c
Δν = 2 ⋅Δλ
λ
3⋅108
¿
⋅9,7⋅10−10
(6, 438⋅10−7 )2
29 ,1⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 7,02⋅1011 m
d. Praktikan : Verdy Manoto Naipospos
Dik: ∆a = 0,14 mm = 14 x 10-5 m
δa = 0,0325 mm = 3,25 x 10-5 m
I = 2,8 A
V = 3,5 Volt
B = 65 mT = 6,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,065 mm = 6,5 x 10-5 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅7,2⋅1011
6,8 .10−2
¿ 1,33⋅1014 A⋅s / Kg
=
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
3,25 . 10−5 (6,438 .10 ) √(1, 4567 ) −1
⋅
14 .10−5 2(6,5. 10−5 )⋅((1, 4567)2 −1)
4,145−13 √2, 12−1
¿3,25 . 10−2 .
13 . 10−5⋅(2,12−1)
4,145−13 √1, 12
¿3,25 . 10−2 .
13 . 10−5⋅(1,12)
4,145−13 .1, 05
¿3,25 . 10−2 .
13 . 10−5
¿1,09 . 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅1, 09⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
3,27⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 7,9⋅1010 m
2. Hubungan Paralel
a. Praktikan : Naldi Rahmat F
Dik: ∆a = 0,085 mm = 8,5 x 10-5 m
δa = 0,0325 mm = 3,25 x 10-5 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 52 mT = 5,2 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,065 mm = 6,5 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅7,9⋅1010
6,5 . 10−2
¿ 1,53⋅1011 A⋅s/ Kg
=
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
−5
3,25 . 10 (6, 438.10 ) √(1, 4567 ) −1
⋅
8,5.10−5 2(6,5. 10−4 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿38 .10−2 .
13. 10−5⋅(2, 12−1)
4, 145−13 √ 1,12
¿38 .10−2 .
13. 10−5⋅(1,12 )
4, 145−13 .1,05
¿38 .10−2 .
14 , 56 .10−5
¿11, 36. 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅11, 36⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
34 , 08⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 8,2⋅1010 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅8,2⋅1010
−2
5,2 .10
¿ 1, 98⋅1013 A⋅s / Kg
=
b. Praktikan : Kurnia Asih Manurung
Dik: ∆a = 0,13 mm = 13 x 10-5 m
δa = 0,0325 mm = 3,25 x 10-5 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 55 mT = 5,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,065 mm = 6,5 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−5
(6, 438 .10−7 )2 √(1, 4567 )2 −1
13. 10
⋅
3,25 . 10−5 2(6,5. 10−4 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2, 12−1
¿4 .
13 .10−5⋅(2, 12−1 )
4, 145−13 √ 1, 12
¿4 .
13 .10−5⋅(1, 12)
4, 145−13 . 1, 05
¿4 .
14 , 56 .10−5
¿1,2.10−8 m
¿
c
e 4π
Δν= 2 ⋅Δλ
= ⋅Δν
m B
λ
4(3, 14 )
3⋅108
⋅8,7⋅1012
¿
⋅1,2⋅10−8 =
−2
−7 2
5,5 .10
(6, 438⋅10 )
13
¿
2,19⋅10
A⋅s/ Kg
3,6
¿
4, 145⋅10−13
¿ 8,7⋅10 12 m
c. Praktikan : Ribka Ersita
Dik: ∆a = 0,195 mm = 19,5 x 10-5 m
δa = 0,035 mm = 3,5 x 10-5 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 54 mT = 5,4 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,07 mm = 7 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
3,5.10−5 (6,438 .10 ) √ (1,4567 ) −1
⋅
19 ,5 .10−5 2(7 .10−5 )⋅((1, 4567)2 −1)
4,145−13 √ 2,12−1
¿ 18. 10−2 .
14 .10−5⋅(2,12−1 )
4,145−13 √ 1,12
¿ 18. 10−2 .
14 .10−5⋅(1,12)
4,145−13 .1,05
¿ 18. 10−2 .
15 ,68 . 10−5
¿ 5. 10−10 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅5⋅10−10
−7 2
(6, 438⋅10 )
15⋅10−2
¿
4, 145⋅10−13
¿ 3,62⋅1010 m
d. Praktikan : Novi Yanti
Dik: ∆a = 0,1 mm = 1 x 10-4 m
δa = 0,04 mm = 0,4 x 10-4 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 55 mT = 5,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,08 mm = 8 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅3, 62⋅1010
5,4 .10−2
¿ 8, 45⋅1012 A⋅s/ Kg
=
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−4
(6, 438 . 10−7 )2 √(1, 4567)2 −1
1. 10
⋅
0,4 . 10−4 2(8 .10−5 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿2,5
16. 10−5⋅(2, 12−1)
4,145−13 √ 1, 12
¿2,5 .
16 . 10−5⋅(1,12)
4,145−13 . 1, 05
¿2,5 .
17 , 92 .10−5
¿6, 07. 10−9 m
¿
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅6, 07⋅10−9
−7 2
(6, 438⋅10 )
18 ,21⋅10−1
¿
4, 145⋅10−13
¿ 4, 39⋅1012 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅4,39⋅1012
−2
5,5 . 10
¿ 10 , 03⋅1014 A⋅s/ Kg
=
e. Praktikan : Verdy Manoto Naipospos
Dik: ∆a = 0,14 mm = 1,4 x 10-4 m
δa = 0,04 mm = 0,4 x 10-4 m
I = 6,7 A
V = 2,2 Volt
B = 55 mT = 5,5 x 10-2 T
λ = 643,8 nm = 6,438 x 10-7 m
d = 0,08 mm = 8 x 10-5 m
n = 1,4567
c= 3 x 108
Δλ=
δa λ2 √ n2 −1
⋅
Δa 2 d⋅(n2 −1)
−7 2
2
−4
1,4 .10 (6, 438 . 10 ) √(1, 4567) −1
¿
⋅
0,4 . 10−4 2(8 .10−5 )⋅((1, 4567 )2−1 )
4, 145−13 √ 2,12−1
¿3,5
16 . 10−5⋅(2, 12−1)
4,145−13 √ 1, 12
¿3,5.
16 . 10−5⋅(1, 12)
4,145−13 . 1, 05
¿3,5.
17 , 92 .10−5
¿8,5 .10−9 m
c
Δν= 2 ⋅Δλ
λ
8
3⋅10
¿
⋅8,5⋅10−9
−7 2
(6, 438⋅10 )
25 ,5⋅10−1
¿
4, 145⋅10−13
¿ 6,15⋅1012 m
e 4π
= ⋅Δν
m B
4(3, 14 )
⋅6, 15⋅1012
5,5 . 10−2
¿ 14 , 04⋅1014 A⋅s/ Kg
=
VII. TABEL DATA
A. Hubungan Seri
Sebelum ada magnet
n
o
Δa
(m)
I
V
1
8,5.10-5
-
-
Sesudah ada magnet
B
D
(m)
- 1,5.10-
Δa
(m)
0,75.10
5
2
13.10-5
-
-
-
I
V
(A) (V)
2,7
3,4
B
(T)
e/m
(A.s/kg)
nama
9,5.10
11,16.101
Naldi
-2
3
8,1.10
8.3.1013
Kurni
a
6,95.1013
Ribka
1,33.1014
Novi
1,53.1014
Verdy
B
(T)
e/m
(A.s/kg)
nama
5,2.10-
1,98.1013
Naldi
2,19.1013
Kurni
a
8,45.1012
Ribka
10,03.1014
Novi
-5
1.10-4
5.10-5
2,7
3,4
-2
3
4
19,5.
10-5
-
10.10-5
-
-
-
1,3.10-
6,5.10-5
2,6
3,4
7,2.10
-2
4
-
-
1,4.10-
7.10-5
2,6
3,2
6,8.10
-2
4
5
14.10-5
-
-
-
6,5.10-
3,25.10
5
-5
2,8
3,5
6,5.10
-2
B. Hubungan paralel
Sebelum ada magnet
n
o
Δa
(m)
1 8,5.10-5
I
V
B
-
-
-
Sesudah ada magnet
D
(m)
3
4
-
19,5.1
0-5
-
1.10-4
-
-
-
I
A
V
V
6,5.10- 3,25.10- 6,7 2,2
5
2 13.10-5
δa
(m)
5
2
6,5.10- 3,25.10- 6,7 2,2
5
5
7.10-5
3,5.10-5
5,5.102
6,7 2,2
5,4.102
-
-
8.10-5
0,4.10-4
6,7 2,2
5,5.102
5 1,4.10-4
-
-
-
8.10-5
0,4.10-4
6,7 2,2
5,5.10-
14,04.1014
Verdi
2
VIII. TUGAS LAPORAN
1. Apa yang dimaksud dengan :
a. Efek zeeman normal : adalah sebuah garis spektral yang terbagi menjadi
3 komponen, dimana ini terjadi hanya pada atom tanpa spin.
b. Rasio giro magnetik : adalah karakteristik spin electron hamper 2x
karakteristik gerakorbital electron atau perbandingan giro
magnetic, dengan rumus sebagai berikut :
E=μ⋅B
E=μ⋅B cos θ
e
e
E= −
L⋅B cosθ −
2 me
2me
(
)
(
)
c. Magneton Bohr : adalah konstanta fisika yang mewakili momen
magnetik yang disebabkan oleh momentum angular orbital atau
putarannya.
eℏ
μB =
2 me
Dalam satuan SI dengan :
Dalam satuan CGS :
μB =
eℏ
2 me c
d. Bilangan kuantum orbital : adalah bilangan yang menyatakan tingkat
energi dari suatu ruang yang memiliki probabilitas yang terbesaruntuk
menemukan elektron disekitar inti atom.
e. Bilangan kuantum magnetik : adalah bilangan yang menyatakan orientasi
orbital dalam subkulit yang dinotasikan dengan m.
f. Bilangan kuantum utama : adalah bilangan yang melambangkan lintasan
elektron atau tingkat energi utama yang dinotasikan dengan n.
g. Momentum sudut spin : adalah bilangan yang menyatakan spektrum
garis yang selalu terdiri atas sepasang garis yang saling berdekatan.
2. Gambarkan perpecahan spektrum dari bilangan kuantum l=2 ke l=1 !
untuk keadaan l=1 dan l=2:
Tanpa medan magnet
Dengan medan magnet
Ml
+2
+1
0
-1
-2
+1
0
-1
IX. PEMBAHASAN
Efek zeeman ialah pemisahan jalur spektral tunggal dari sebuah spektrum
menjadi komponen komponen 3 atau lebih yang terpolarisasi atau gejala - gejala
spektrum jika atom-atom tereksitasi diletakan dalam medan magnet. Garis-garis
tambahan dalam spektrum emisi teramati jika atom-atom tereksitasi
diletakkan di dalam medan magnet luar. Satu garis di dalam spektrum garis
emisi terlihat sebagai tiga garis (dengan dua garis tambahan) di dalam
spektrum apabila atom diletakkan di dalam medan magnet.
Pada percobaan ini, kita mengukur besar e/m sebelum ada medan
magnet dan setelah adanya medan magnet. Pada percobaan setelah ada
medan magnet terbagi atas rangkaian seri dan paralel. Spektrum yang
terbentuk ketika sebuah atom tidak diberi pengaruh medan magnet dan diberi pengaruh
terhadap medan magnet. Medan magnet yang diberikan berasal dari dua buah
kumparan yang diberikan arus listrik sehingga menghasilkan medan magnet yang
besar, kemudian diantara kumparan tersebut dipasang lampu cadmium sebagai sumber
atom yang akan diuji. Untuk memudahkan pengamatan maka pada rangkaian diberikan
filter cahaya, dan cahaya yang diteruskan hanya cahaya merah sehngga pada lensa
optik dapat dilihat pola melingkar dari garis-garis spektrum tersebut.
Ketika cahaya merah di lewatkan, maka medan magnet akan
menyebabkan garis yang ada pada atom terpecah. Ketika arus
semakin besar makagaris-garis spectra akan semakin jelas dan
jaraknya semakin besar. Teslameter digunakan untuk mengetahui
besar medan magnet yang dihasilkan oleh arus.
Hubungan antar
setiap variabel yaitu besar medan magnet pada kumparan
berbanding lurus dengan arus. Arus dan tegangan berasal dari power
Δλ , Δν ,
supply. Kita dapat menghitung besar
dan e/m
menggunakan rumus yang sudah ada kemudian membandingkan
besar e/m hasil percobaan dan e/m teori. Besar e/m teori sebesar
1,76 x 1011 A s/kg.
Pada percobaan di dapat data nilai e/m rata-rata memiliki 10 14 A
s/kg. ini di berarti didapat perbedaan yang cukup signifikan antara
nilai teori dan percobaan, kemungkinan kesalahan terjadi pada
proses pembacaan data.
X. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :
1. Efek zeeman ialah pemisahan jalur spektral tunggal dari sebuah spektrum
menjadi komponen komponen 3 atau lebih yang terpolarisasi atau gejala - gejala
spektrum jika atom-atom tereksitasi diletakan dalam medan magnet.
2. Periswa efek zeemen terjadi ketika sebuah atom yag dipengaruhi oleh medan
magnet maka spektrumnya akan terpecah dan energi yang dihasilkan akan
berkurang.
3. Dari data percobaan yang diperoleh besarnya kuat arus yang diberikan
berbanding lurus dengan besarnya medan magnetik yang dihasilkan dari
kumparan tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Beiser, A. (1990). Konsep Fisika Modern. Edisi 4. Jakarta : Erlangga.
Krane, Kenneth s,.1992. Fisika Modern, penerjemah : Hans S. Wospakrik, Jakarta :
Universitas Indonesia (UI – Press).