Latihan Fisika Kelas XII Teori Atom
# 8
Pilgan

Percobaan tetes minyak Milikan telah diketahui bahwa muatan elektron adalah sebesar 1,6×10-19 C. Lalu, dilakukan percobaan lanjutan dengan menggunakan tetesan minyak berisi 1020 buah elektron. Sebesar 5,6×10-11 N/C medan listrik diperlukan untuk mecegah elektron tersebut jatuh akibat gaya gravitasi. Dari percobaan ini, besarnya massa elektron adalah sebesar .... (diketahui percepatan gravitasi = 10 m/s2)

A

0,8×10-19 C

B

1,6×10-19 C

C

3,2×10-19 C

D

4,2×10-19 C

E

5,1×10-19 C

Pembahasan:

Diketahui:

Muatan elektron ee = 1,6×10-19 C

Banyaknya elektron nn = 1020

Besar medan listrik yang diberikan EE = 5,6×10-11 N/C

Percepatan gravitasi bumi gg = 10 m/s2

Ditanya:

Massa elektron mem_e = ?

Jawab:

Berkas:Simplified Millikan oil drop.png

sumber: id.wikipedia.org

Percobaan Milikan ditujukan untuk mencari muatan dari elektron. Percobaan ini dilakukan dengan meneteskan tetesan minyak melewati sepasang lempengan yang dialiri listrik. Lempengan ini akan menghasilkan medan listrik yang memberikan gaya listrik apabila berinteraksi dengan partikel bermuatan — seperti elektron. Elektron yang terjatuh akibat gaya gravitasi mampu dihentikan apabila gaya listrik sama dengan gaya gravitasi. Pengamatan ini dilakukan menggunakan mikroskop.

Secara matematis, persamaan ini dapat dituliskan sebagai berikut.

Flistrik=FgravitasiF_{\text{listrik}}=F_{\text{gravitasi}}

qE=mgqE=mg

neE=mgneE=mg

m=neEgm=\frac{neE}{g}

mm merupakan massa tetesan (kg), gg merupakan percepatan gravitasi (10 m/s2), nn merupakan jumlah elektron dalam tetesan, dan EE merupakan besar medan listrik yang diberikan.

m=neEgm=\frac{neE}{g}

=1020(1,6×1019)(5,6×1011)10=\frac{10^{20}\left(1,6\times10^{-19}\right)\left(5,6\times10^{-11}\right)}{10}

=9,44×1011=9,44\times10^{-11} kg

Nilai ini merupakan besarnya massa tetesan minyak. Besarnya massa elektron adalah

me=mnm_e=\frac{m}{n}

=9,44×10111020=\frac{9,44\times10^{-11}}{10^{20}}

=9,44×1031=9,44\times10^{-31} kg

Jadi, besarnya massa elektron adalah sebesar 9,44×10-31 kg.