Download Laporan Artikel Percobaan Frank Hertz

Download Lengkap Artikel (PDF)

        James franck dan Gustav Hertz, keponakan Heinrich Hertz, bekerja bersama-sama di Institut Fisika Universitas Berlin. Keduanya berasal dari Hamburg dan saling mengenal satu sama lain ketika mengikuti perayaan hari masiswa (student days). Saat itu Herzt adalah seorang privatdozent, yaitu ilmuan yang memiliki hak untuk memberi kuliah, tetapi tidak memiliki jabatan guru besar.

        Franck-Hertz menggunakan gas Merkuri (Hg) yang dimasukkan didalam sebuah tabung dengan tekanan dan didlamnya dilengkapi sebuah lempeng logam dan dusa buah yang diberi beda tegangan tertentu dan dihubungkan dengan multimeter. Apabila lmpeng logam di panaskan maka akan terdapat elektron bebas yang tercipta kemudian digunakan untuk menumbuk elektron yang dikandung oleh gas.

        Keduanya secara khusus tertarik pada peristiwa ionisasi. Untuk dapat mengukur energi ionisasi ini, Franck dan Hertz membuat sebuah alat yang dapat mereka gunakan mempelajari ionisasi yang di hasilkan dalam atom-atom sebuah gas atau uap oleh elektron yang di pancarkan dari sebuah kawat panas melalui proses emisi termionik. Elektron ini kemudian dipercepat dalam sebuah medan listrik sehingga energinya dapat di ketahui dengan baik. Untuk sebuah elektron dengan energi yang lebih kecil dari pada energi ionisasi, Franck dan Hertz berharap berharap tidak terjadi perpindahan energi antara elektron dan atom-atom. Sebaliknya, untuk energi yang lebih besar, mereka mengharapkan terjadinya kehilangan energi elektron yang besarnya sama dengan besar ionisasi. Franck dan Gustav Hertz membuat sebuah alat yang dapat diguanakan untuk mempelajari ionisasi yang dihasilkan dalam atom-atom sebuah gas atau elektron yang dipancarkan dari sebuah kawat panas [3].

        Hasil eksperimen yang dilakukan berjalan sesuai dengan harapan. Mula-mula arus naik dengan kenaikan potensial U hingga tercapai sebuah nilai U0 . Setelah potensial U0 ini tercapai, arus turun secara drastis tetapi arus ini segera meningkat kembali pada tegangan U = 2U0, dan seterusnya. Nilai U0 yang dihitung oleh Franck dan Hertz adalah sebesar 4,9 V.

          Elektron-elektron meninggalkan katoda, yang dipanasi dengan sebuah filamen pemanas. Semua elektron itu kemudian dipercepat menuju sebuah kisi oleh beda potensial V yang dapat diatur. Elektron dengan energi V elektron volt dapat menembus kisi dan jatuh pada pelat anoda. Jika V lebih besar daripada Vo, suatu tegangan perlambat kecil Antara kisi dengan pelat katoda. Arus elektron yang mencapai pelat anoda diukur dengan menggunakan ammeter A [2]. Ketika EK elektron lebih besar dari ΔESebagai contoh, sebuah elektron dengan EK6 eV menumbuk atom merkuri 4,9 eV dan elektron tetap dengan 1,1 eV seperti pada gambar5. Maka elektron mengalami tumbukan elastis dengan atom merkuri lainnya sehinggakunduktivitas gas meningkat [1].

        Jika energi kinetik kekal dalam tumbukan antara elektron dan sebuah atom uap, elektronnya hanya terpental dalam arah yang berbeda dengan arah datangnya. Pada proses ini, atom hampir tidak kehilangan energi. Setelah energi kritis tercapai, arus keping menurun secara tiba-tiba. Tafsiran dari efek ini adalah bahwa elektron yang bertumbukan dengan atom memberikan sebagian atau seluruh energi kinetiknya untuk mengeksitasi atom ke tingkat energi di atas tingkat dasar. Tumbukan semacam ini disebut tak elastik, sebagai lawan dari tumbukan elastik yang berlangsung dengan energi kinetik kekal [3].