LKPD Percobaan Virtual - Thomson

LKPD Virtual: Eksperimen J.J. Thomson (e/m)

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD) VIRTUAL

Eksperimen J.J. Thomson: Penentuan Rasio Muatan terhadap Massa Elektron (\(e/m\))

Nama Siswa / Kelompok:
Kelas / No. Absen:
Hari / Tanggal Praktikum:

A. Judul Percobaan

Eksperimen Tabung Sinar Katoda J.J. Thomson — Penentuan Nilai Rasio Muatan terhadap Massa (\(e/m\)) Elektron.

B. Tujuan Praktikum

  1. Menyelidiki sifat, perilaku, dan arah pembelokan berkas sinar katoda di dalam tabung hampa udara.
  2. Membuktikan bahwa sinar katoda merupakan partikel bermuatan negatif (elektron) yang merupakan subatom dari unsur.
  3. Menentukan nilai rasio muatan terhadap massa (\(e/m\)) elektron melalui metode kesetimbangan gaya Lorentz (\(F_E = F_B\)).

C. Alat dan Bahan (Praktikum Virtual)

  • Tabung Sinar Katoda (CRT): Tabung kaca hampa udara dengan tekanan gas sangat rendah dan layar fluoresensi berskala.
  • Pompa Vakum: Untuk mengosongkan udara dari dalam tabung kaca.
  • Catu Daya Tegangan Tinggi (HV PSU): Sumber tegangan pemercepat katoda-anoda (\(V_a\)).
  • Pelat Kapasitor (Elektroda Pelat): Penghasil medan listrik seragam (\(E\)) di dalam tabung.
  • Kumparan Helmholtz: Penghasil medan magnet seragam (\(B\)) yang tegak lurus terhadap medan listrik.

D. Langkah Kerja Percobaan

  1. Merakit alat praktikum virtual (Tabung CRT, Pompa Vakum, Catu Daya HV, Pelat Listrik, dan Kumparan Helmholtz) pada area kanvas kerja.
  2. Menyalakan pompa vakum hingga tekanan udara di dalam tabung mencapai level vakum (\(< 0.05 \text{ Pa}\)).
  3. Menyalakan tombol Start untuk memancarkan berkas sinar katoda lurus menuju layar fluoresensi di titik nol (\(y = 0\)).
  4. Memberikan tegangan pelat \(V_p\) (medan listrik \(E\)) dan mengamati pembelokan berkas menuju pelat positif.
  5. Mengaktifkan arus/medan magnet \(B\) pada kumparan Helmholtz secara tegak lurus hingga berkas kembali lurus tepat di titik \(y = 0\) (terjadi kesetimbangan gaya \(F_E = F_B\)).
  6. Mencatat data \(V_a\), \(V_p\) (atau \(E\)), \(B\), dan simpangan \(y\) ke dalam tabel pengamatan sebanyak 5 variasi percobaan.

E. Hasil Praktikum (Tabel Pengamatan Interaktif)

Petunjuk: Masukkan data hasil pengamatan virtual pada kolom putih. Nilai rasio \(e/m\) akan terhitung otomatis di kolom hijau.

No Teg. Pemercepat \(V_a\) (V) Medan Listrik \(E\) (\(\times 10^4\) V/m) Medan Magnet \(B\) (mT) Simpangan \(y\) (mm) Rasio \(\frac{e}{m}\) (\(\times 10^{11}\) C/kg)
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
Rata-rata Rasio Muatan terhadap Massa Elektron (\((e/m)_{\text{rata-rata}}\)):
0.00 \(\times 10^{11}\) C/kg

F. Perhitungan dan Pembahasan

Contoh Persamaan Perhitungan (Percobaan ke-1):
Rumus Kesetimbangan Gaya Lorentz saat berkas lurus (\(F_E = F_B \rightarrow eE = evB \rightarrow v = \frac{E}{B}\)):
$$\frac{e}{m} = \frac{E^2}{2 \cdot V_a \cdot B^2}$$

G. Kesimpulan

Komentar