Penemuan siapa yang digunakan oleh Milikan

Setelah perbandingan q/m elektron ditemukan, fisikawan mencoba untuk mengukur besarnya nilai q itu sendiri. Pada tahun 1910-1913, Robert Andrew Milikan seorang ilmuwan asal Amerika berhasil mengukur muatan elektron. Alat-alat yang digunakan dalam percobaan Milikan ini ditunjukan secara skematik pada gambar 1.

Gambar 1: Pecobaan Milikan

Pada gambar 1, tampak teropong dan sumber cahaya. Teropong digunakan untuk melihat apa yang terjadi dalam tabung. Sumber cahaya membantu menerangi bagian dalam tabung ini. Di dalam tabung terdapat keping A dan B yang dapat diberi muatan. Keping ini berlubang ditengahnya. Tepat di atas lubang terdapat sebuah penyemprot yang dapat menyemprotkan butir-butir minyak.

Percobaan dilakukan dengan menyemprotkan minyak di dalam tabung. Ketika disemprotkan, sebagian tetes minyak menjadi bermuatan, gerakan tetes dapat diatur dengan mengatur medan listrik  dalam tabung. Ketika tidak ada medan listrik di dalam tabung, gaya yang bekerja pada tetes minyak hanyalah gaya berat dan gaya gesek kv. (Sebenarnya juga terdapat gaya apung, namun gaya ini sangat kecil sehingga dapat kita abaikan). Pada keadaan seperti ini tetes minyak yang akan bergerak ke bawah dengan kelajuan terminal vt (gambar 2a).

Ketika medan listrik dalam tabung dinyalakan, medan listrik diatur sedemikian sehingga tetes minyak bergerak ke atas dengan kelajuan rendah, vr (gambar 2b).

Gambar 2

Dengan mengamati gerak tetes minyak dalam tabung melalui teropong, kelajuan vt dan vr dapat diukur. Dari persamaan gerak untuk kedua keadaan gerak seperti pada gambar, dan dengan mengeleminisasi konstanta gesekan, k, diperoleh 

q = mg(vt + vr)/Evt

Medan listrik E dihitung dari beda potensial ∆V dibagi jarak antara pelat d, sedangkan massa tetes minyak m dihitung dari massa jenis dikali volumenya (massa tetes minyak ini tidak dapat ditimbang, tidak ada ada timbangan yang cukup ketelitiannya untuk mengukur massa tetes minyak ini). Untuk menghitung volume, jari-jari tetes minyak didapat dari teorema Stokes yang dimodifikasi (untuk kecepatan rendah).

Dari ribuan tetes, Milikan menemukan bahwa tetes merupakan kelipatan dari suatu nilai. Uatan Ia mendapatkan muatan tetes: -6,4 x 10-19 C, -1,44 x 10-19 C, -8 x 10-19 C, -,1,6 x 10-19 C, 4,8 x 10-19 C, dan -1,6 x 10-18 C. Tidak pernah ia mendapatkan muatan muatan -2,2 x 10-19 C atau 5,6 x 10-19 C dan tidak perna ia mendapatkan tetes yang muatannya kurang dari -1,6 x 10-19 C.

Jadi dapat dikatakan bahwa muatan tetes selalu kelipatan bilangan bulat dari muatan terkecil qe = -1,6 x 10-19 C atau muatan tetes minyak bersifat diskrit (tidak kontinu artinya hanya mengambil harga-harga tertentu saja, yaitu 1qe, 2qe, 3qe, dan seterusnya),

Muatan tetes = (1, 2, 3, 4, 5, . . .) x qe

Dengan

qe = -1,6 x 10-19 C

percobaan-percobaan modern yang sangat akurat menunjukkan bahwa

qe = -1,60217733 x 10-19 C

sejak penemuan Milikan banyak percobaan dilakukan untuk menunjukkan bahwa qe merupakan muatan partikel terkecil yang menjadi penyusun atom. Juga dibuktikan secara langsung bahwa berkas sinar katoda terdiri dari partikel yang muatannya qe. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa partikel terkecil yang menjadi penyusun atom adalah elektron yang muatannya sebesar qe.

Dengan menggunakan nilai qe pada hasil q/m dari percobaan Thomson, kita dapat peroleh besarnya massa elektron me.

q/m = 1,76 x 1011 C/kg

m = q/(1,76 x 1011 C/kg) = 1,6 x 10-19 C/(1,76 x 1011 C/kg) = 9,1 x 10-31 kg

atau perhitungan yang lebih akurat memberikan massa elektron adalah

me = 9,1093897 x 10-31 kg

Catatam: Dalam perkembangan fisika modern ada teori  yang mengatakan bahwa muatan kuark lebih kecil daripada muatan elektron. Namun tidak pernah ditemukan kuark tunggal. Kuark selalu ditemukan berpasangan atau bertiga yang jumlah total muatannya selalu kelipatan bilangan bulat dari harga mutlat muatan elektron. Jadi sampai saat ini boleh dikatakan muatan terkecil adalah muatan elektron.

---

Page 2

Tentang Fisika-Ok3 (FO3)

Web ini diperuntukkan untuk semua orang kususnya pada peserta didik SMP dan SMA dan mahasiswa fisika yang membutuhkan variasi sumber belajar. Web ini dapat berfungsi sebagai pelengkap dari buku atau materi fisika, soal-soal fisika dan penyelesaiannya, dan soal latihan fisika untuk ulangan dan Ujian Nasional yang telah disediakan oleh guru/dosen di sekolah/kampus. www.fisika-ok3.com yang berisi tentang konsep ilmu fisika.

Kami berusaha untuk menyajikan sebanyak-banyaknya konsep ilmu fisika bagi pembaca, agar web ini dapat bermanfaat bagi pembaca yang mengunjungi web ini. Ini semua kami lakukan agar FO3 untuk mendapat tempat di hati pembaca, sebagai media pencerah bagi kita semua yang cinta akan ilmu pengetahuan Ilmu fisika. Kami juga berharap, kehadiran web ini akan bisa membantu meningkatkan penguasaan serta pengetahuan tentang ilmu Fisika.

Mari kita terus belajar, membaca, dan menerapakan konsep-konsep fisika yang disajikan dalam www.fisika-ok3.com  demi kemajuan bersama, Tuhan memberkati!

Robert Millikan , secara penuh Robert Andrews Millikan , (lahir 22 Maret 1868, Morrison, Illinois , AS — meninggal 19 Desember 1953, San Marino , California), fisikawan Amerika dihormati dengan Hadiah Nobel untuk Fisika pada tahun 1923 untuk studinya tentang muatan elektronik dasar dan efek fotolistrik .

Millikan lulus dari Oberlin College (Oberlin, Ohio) pada tahun 1891 dan memperoleh gelar doktor di Universitas Columbia pada tahun 1895. Pada tahun 1896 ia menjadi asisten di Universitas Chicago , di mana ia menjadi profesor penuh pada tahun 1910.

Pada tahun 1909 Millikan memulai serangkaian percobaan untuk menentukan muatan listrik yang dibawa oleh satu elektron . Dia mulai dengan mengukur aliran tetesan air yang bermuatan di medan listrik . Hasil penelitian menunjukkan bahwa muatan pada tetesan adalah kelipatan muatan listrik dasar, tetapi percobaan itu tidak cukup akurat untuk meyakinkan. Dia memperoleh hasil yang lebih tepat pada tahun 1910 dengan eksperimen tetesan minyaknya yang terkenal di mana dia mengganti air (yang cenderung menguap terlalu cepat) dengan minyak .

Percobaan tetes minyak Millikan Antara tahun 1909 dan 1910 fisikawan Amerika Robert Millikan melakukan serangkaian percobaan tetes minyak. Dengan membandingkan gaya listrik yang diterapkan dengan perubahan gerakan tetesan minyak, ia dapat menentukan muatan listrik pada setiap tetes. Dia menemukan bahwa semua tetesan memiliki muatan yang merupakan kelipatan sederhana dari sebuah bilangan tunggal, muatan dasar elektron.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Pada tahun 1916 ia mengambil dengan keterampilan yang sama verifikasi eksperimental persamaan yang diperkenalkan oleh Albert Einstein pada tahun 1905 untuk menggambarkan efek fotolistrik. Dia menggunakan penelitian yang sama untuk mendapatkan nilai pasti dari konstanta Planck .

Pada tahun 1921 Millikan meninggalkan Universitas Chicago untuk menjadi direktur Laboratorium Fisika Jembatan Norman di Institut Teknologi California (Caltech) di Pasadena . Di sana ia melakukan studi besar tentang radiasi yang dideteksi oleh fisikawan Victor Hess yang berasal dari luar angkasa. Millikan membuktikan bahwa radiasi ini memang berasal dari luar bumi, dan dia menamakannya " sinar kosmik ". Sebagai ketua dewan eksekutif Caltech dari tahun 1921 hingga pensiun pada tahun 1945, Millikan mengubah sekolah tersebut menjadi salah satu lembaga penelitian terkemuka di Amerika Serikat .