Tugas 1 Device MicroElectronika
Nama : ABDUL KHOLIKNIM : 412008
Kelas : TI-1
MENGAPA SEBUAH PARTIKEL BISA MEMPUNYAI MUATAN ?
Gagasan bahwa semua materi terdiri dari partikel dasar dimulai setidaknya dari abad ke-6 SM. Doktrin filosofis atomisme dan sifat partikel dasar dipelajari oleh Filsuf Yunani kuno seperti Leucippus, Democritus dan Epicurus, Filsuf India kuno seperti Kanada, Dignaga dan Dharmakirti; ilmuwan abad pertengahan seperti Alhazen, Ibnu Sina dan Algazel; dan fisikawan Eropa awal modern seperti Pierre Gassendi, Robert Boyle dan Isaac Newton. Teori partikel cahaya juga diusulkan oleh Alhazen, Ibnu Sina, Gassendi dan Newton. Ide-ide awal didirikan di penalaran filosofis abstrak daripada eksperimen dan pengamatan empiris.
Pada abad ke-19, John Dalton, melalui karyanya pada stoikiometri, menyimpulkan bahwa setiap unsur alam terdiri dari satu jenis partikel yang unik. Dalton dan sezamannya percaya ini adalah partikel dasar alam dan dengan demikian mereka bernama atom, dari kata Yunani atomos , berarti "tak terbagi". Namun, mendekati akhir abad ini, fisikawan menemukan bahwa atom ternyata bukanlah partikel dasar alam, tetapi gabungan dari partikel-pertikel yang lebih kecil.
Partikel adalah bagian terkecil yang menyusun sebuah atom.
Gambar penyusun atom (partikel-partikel bermuatan)
Partikel Dasar Penyusun Atom
Pada 1808, John Dalton menyatakan bahwa atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Teori atom Dalton bertahan hingga ditemukannya partikel dasar penyusun atom pada 1896. Atom demikian kecil sehingga tidak dapat dilihat walaupun dengan mikroskop. Akan tetapi sifat atom dapat dipelajari dari gejala yang timbul bila diberi medan listrik, medan magnet, atau cahaya. Dari gejala tersebut telah dibuktikan bahwa atom mengandung elektron, proton, dan neutron yang disebut partikel dasar pembentuk atom.
1). Elektron
Pada tahun 1875, Crookes membuat tabung kaca yang kedua ujungnya dilengkapi dengan sekeping logam sebagai elektroda. Setelah udara dalam tabung divakumkan dan kedua elektroda dihubungkan dengan arus searah bertegangan tinggi, ternyata timbul sinar pada kutub negatif (katoda) yang bergerak ke kutub positif (anoda). Oleh sebab itu, sinar ini disebut sinar katoda dan alatnya disebut tabung sinar katoda.
Sinar mengalir dari katoda (-) ke anoda (+)
Sinar katoda bersifat sebagai berikut:
a) Secara normal sinar katoda bergerak lurus.
b) Sinar ini dapat memutar baling-baling kecil yang diletakkan antara kedua elektroda.
Berarti sinar ini mempunyai energi dan bersifat sebagai materi.
c) Sinar katoda dibelokkan oleh medan listrik dan magnet. Arah pembelokan itu
menunjukkan bahwa sinar ini bermuatan negatif.
d) Dengan menggunakan spektroskopi massa ternyata partikel ini mempunyai e/m = -1,76 x
108 C g–.
e) Kemudian pada tahun 1908, R.A. Milikan mengukur sinar katoda dengan alat tetesan
minyak, ternyata muatan partikelnya = -1,6 x 10-19 C.
Dari kedua percobaan diatas diperoleh massa elektron = 9,11 x 10-28 g. Hasil penyelidikan selanjutnya menunjukkan bahwa sinar katoda merupakan partikel yang paling ringan dan paling kecil. Sifat sinar katoda ini tidak bergantung pada bahan katoda yang digunakan. Hal ini dibuktikan oleh Thomson dengan mengganti katoda percobaan Crookes dengan logam lain, dan ternyata hasilnya sama. Akhirnya ia berkesimpulan bahwa sinar katoda adalah partikel negatif yang terdapat pada semua atom. Partikel ini kemudian diberi nama elektron.
2). Proton
Goldstein pada tahun 1886, membuat alat yang mirip tabung Crookes. Katoda dibuat berlubangdan diletakkan agak ke dalam (gambar 2). Tabung diisi gas hidrogen bertekanan rendah. Setelah dialirkan listrik menghasilkan dua macam sinar. Pertama sinar katoda (elektron) yang bergerak dari katoda ke anoda. Kedua, sinar yang bergerak ke katoda dan sebagian masuk ke dalam lobang (saluran) sehingga disebut juga sinar saluran.
Tabung sinar negatif yang mempunyai lubang-lubang
pada katoda, sehinga dilewati oleh sinar positif.
Hasil penyelidikan terhadap sinar saluran adalah sebagai berikut :
a) Diuji dengan medan listrik atau magnet ternyata sinar ini bermuatan positif, maka disebut
juga sinar positif.
b) Jika tabung diisi gas lain, seperti helium, oksigen, dan nitrogen, menghasilkan sinar positif
yang berbeda. Berarti sinar yang dihasilkan bergantung pada jenis gas dalam tabung.
c) Nilai e/m sinar ini berbeda antara yang satu dengan yang lain. Hal ini berarti sinar positif
mempunyai massa dan muatan tertentu. Massa sinar positif jauh lebih besar daripada
elektron.
d) Sinar positif yang paling ringan berasal dari gas hidrogen dan bermuatan sebesar muatan
elektron, tetapi tandanya berlawanan. Partikel ini kemudian dikenal dengan nama proton. Massa proton = 1,6726 x 10-24 g .
3). Neutron
Pada tahun 1932, James Chadwick melakukan eksperimen untuk membuktikan hipotesis Rutherford bahwa dalam inti atom terdapat neutron. Ia menembak atom berilium dengan sinar alfa. Dari hasil penembakan itu terdeteksi adanya partikel tidak bermuatan yang mempunyai massa hampir sama dengan proton. Karena sifatnya netral, partikel tersebut dinamakan neutron. Neutron mempunyai massa 1,6750 x 10-24g.
