Bagaimana mengenai percobaan Franck Hertz? Apa yang dihasilkan dari percobaan yang telah dilakukan oleh Franck dan Hertz? Lalu, pada percobaan tersebut telah membuktikan teori tentang apa? Serta, bagaimana proses percobaan Franck Hertz? Bagaimana gambaran dari percobaan Franck Hertz?
Dari semua pertanyaan di atas, maka akan dijelaskan secara mendetail dalam artikel ini. Dimana pada artikel ini, akan membahas tentang rangkungan percobaan Franck Hertz secara lengkap.
Rangkuman Percobaan Franck Hertz
Niels Bohr memperkenalkan model atom seperti susunan planet pada tahun 1913: Sebuah atom terisolasi terdiri dari inti bermuatan positif dimana elektron didistribusikan dalam orbit yang berurutan. Dia juga berpostulat bahwa orbit-orbit hanya terjadi ketika momentum sudut elektron merupakan kelipatan integral dari h/2p, yaitu n*h/2p, dimana n adalah bilangan bulat dan h adalah konstanta Planck.
Pada tahun 1914 James Franck dan Gustav Hertz melakukan sederetan eksperimen yang membuktikan tentang kebenaran teori Bohr dan tentang eksitasi atom. Percobaan inilah yang sering disebut percobaan Franck-Hertz. Disini Franck dan Hertz menggunakan gas yang dimasukan didalam sebuah tabung dengan tekanan rendah dan didalamnya dilengkapi dengan sebuah lempeng logam dan dua buah elektroda yang diberi beda tegangan tertentu dan dihubungkan dengan multimeter.
Apabila lempeng logam dipanaskan maka akan terdapat elektron bebas yang tercipta dan kemudian digunakan untuk menumbuk elektron yang dikandung oleh gas. Bila model atom bohr yang mengatakan bahwa akan terjadi eksitasi elektron benar maka akan terjadi pembacaan arus listrik didalam multimeter yang awalnya naik hingga suatu titik maksimum dan kemudian turun.
Dari data hasil bacaan multimeter maka akan dapat dihitung besarnya energi eksitasi dan panjang gelombang foton yang diemisikan. Secara teoretis, tingkat-tingkat energi pada atom hidrogen dapat dijelaskan secara memuaskan dengan teori atom Bohr. Secara eksperimen, adanya tingkat energi elektron ditunjukkan oleh ilmuwan Franck-Hertz.
Secara teori Franck dan Hertz telah memahami adanya tingkat-tingkat energi dalam atom. Lalu keduanya berusaha membuktikan kebenaran teori tersebut melalui eksperimen. Anoda dibuat menyerupai kisi (pelat berlubang-lubang). Hal itu dilakukan agar elektron dapat lolos melalui kisi sehingga sampai pada kolektor. Aliran elektron tersebut mengakibatkan amperemeter A teraliri arus listrik.
Dalam tabung, tekanan udara relatif lebih rendah dibandingkan dengan tekanan udara pada laboratorium sehingga elektron didalam tabung dapat menumbuk atom Hg tanpa kehilangan energi. Dengan kata lain, tumbukan pada tabung bersifat elastik sempurna.
Satu-satunya mekanisme agar elektron kehilangan energinya setelah tumbukan ialah besar energi penumbuk telah mencapai harga tertentu menyebabkan atom Hg melakukan transisi keluar dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi.
Sehingga berdasarkan percobaan Franck – Hertz lakukan, saat energi elektron telah mencapai hingga melampaui harga A eV, elektron akan menumbuk Hg secara inelastik sehingga energinya diserap oleh atom Hg (yang kini telah berada didalam keadaan tereksitasi) tersebut dengan besar energi yang sama, dan elektron penumbuk yang terpantul dengan energi yang sangat kecil.
Maka dapat disimpulkan, prinsip eksitasi atom dari model atom Bohr dinyatakan dengan atom akan tereksitasi ketika mendapat energi yang cukup untuk tereksitasi, salah satunya yaitu melalui tumbuka dengan elektron sehingga dapat memancarkan radiasi.
Serta, Munculnya eksitasi atom disebabkan karena adanya tumbukan inelastik dimana terjadi penyerapan energi kinetik oleh atom merkuri (Hg) dari gerak elektron, sedangkan pada tumbukan elastik hanya terjadi tumbukan tanpa terjadi penyerapan energi oleh atom merkuri (Hg) karena energi yang dimiliki elektron tidak cukup untuk mengeksitasi atom merkuri (Hg).
Proses percoban Franck-Hertz yaitu melalui pemanasan elektron menggunakan sebuah filamen pemanas sehingga elektron-elektron akan bergerak meninggalkan pelat katoda menuju pelat anoda dengan menembus kisi dan menyebabkan terjadinya tumbukan elastik dan inelastik antara elektron dan atom merkuri (Hg). Kebenaran teori kuantum dapat ditunjukkan dengan energi elektron atom merkuri (Hg) terkuantisasi secara diskrit berdasarkan tingkat energinya dari tingkat energi dasar ke tingkat energi eksitasi
Daftar Pustaka
Thinksphysics. 2020. “Artikel Percobaan Franks-Hertz (Eksperimen Fisika I)” https://www.thinksphysics.com/2020/07/artikel-percobaan-franck-hertz-eksperimen-fisika.html diakses pada tanggal 01 April 2022
Amelia, T., Fajar B.C., dan Ghita A.N. 2018. “PERCOBAAN FRANCK-HERTZ” https://www.academia.edu/38574542/Percobaan_Franck_Hertz diakses pada tanggal 01 April 2022