Abstrak. Ekaperimen
Franck-Hertz bertujuan untuk membuktikan bahwa energy eksitasi electron
atom terkuantisasi secara diskrit serta untuk menentukan tegangan
eksitasi atom Neon dan panjang gelombang foton yang diemisikan. Pada
saat electron terkuantisasi (berpindah ke tingkat energy yang lebih
rendah) maka electron tersebut akan memancarkan energy berupa foton
dengan panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang dari foton
bergantung dari nilai energy eksitasi atom tersebut. Berdasarkan hasil
perhitungan diperoleh tegangan eksitasi atom Neon sebesar dengan prosentase kesalahan dan panjang gelombang foton sebesar
Keywords: eksperimen franck-hertz, energy eksitasi, panjang gelombang foton, atom neon
1 Pendahuluan
Sebuah
atom dapat mengeksitasi ke tingkat energi di atas tingkat energi dasar
yang menyebabkan atom tersebut memancarkan radiasi melalui dua cara.
Salah satunya adalah tumbukan dengan partikel lain. Pada saat tumbukan,
sebagian dari energi kinetik pada partikel akan diserap oleh atom. Atom
yang tereksitasi dengan cara ini akan kembali ke tingkat dasar dalam
waktu rata-rata 10-8 sekon dengan memancarkan satu foton atau
lebih. Cara lainnya adalah dengan lucutan listrik dalam gas bertekanan
rendah sehingga timbul medan listrik yang mempercepat elektron dan ion
atomik sampai energi kinetiknya cukup untuk megeksitasi atom ketika
terjadi tumbukan.
Percobaan
Frank – Hertz bertujuan untuk mengetahui secara langsung kebenaran
teori kuantum bahwa tenaga electron atom itu bertingkat – tingkat
(terkuantisasi). Mengamati hubungan antara arus anoda Ia dengan besarnya
tegangan kisi Vg dan menetukan tegangan eksitasi aton Neon dan panjang
gelombang foton yang dipancarkan.
Gambar 1 Skema percobaan Franck Hertz
Jika
arus electron tersebut dihalangi dengan suatu atom (Neon), maka
electron – electron dengan kecepatan Vg itu dapat menumbuk atom – atom
neon, namun tidak ada pelepasan energy karena yang terjadi adalah
tumbukan elastic sempurna. Untuk membuat electron melepaskan energinya
adalah jika electron memiliki energy yang cukup untuk menyebabkan atom
Neon bertransisi ke suatu keadaan eksitasi. Setelah electron mengalami
tumbukan tersebut maka akan bergerak dengan energy lebih rendah. Dengan
demikian jika electron harus melewati kisi dan energinya tidak cukup
untuk mengatasi tegangan perlambat rendah, ia tidak akan dapat mencapai
plat anoda, sehingga arus pada ammeter pun akan mengalami penurunan.
Dari
percobaan ini akan menghasilkan sebuah grafik hubungan antara arus
dengan tegangan pemercepat yang menunjukkan adanya penurunan arus dengan
Vg tertentu sebagai berikut :
Gambar 2 Kurva arus anoda sebagai fungsi dari tegangan pemercepat.
Energi eksitasi atom (Neon) merupakan perkalian antara tegangan eksitasi atom, Ve dengan muatan electron (e):
(1)
Gambar 3 Diagram Parsial energy Neon
Untuk
menjaga kestabilan, electron yang tereksitasi akan kembali ke tingkat
energy semula dengan mengemisikan foton berenergi sama dengan energy
eksitasi. Panjang gelombang, &lamb
0 komentar:
Posting Komentar