Laporan Eksperimen Efek Hall

LAPORAN PERCOBAAN EFEK HALL

Sanusi (), Amelia Cristina (4201411023), Maliasih (4201411101), Nila Listiani U. (4201411150)/ Rombel 04/ Kelompok B2

ABSTRAK

Kata kunci : efek hall, medan hall, tegangan hall, konstanta hall, koefisien pembawa muatan.

Gejala Efek Hall bisa dilihat apabila arus dialirkan pada suatu penghantar sekaligus menempatkannya dalam medan magnet secara tegak lurus, kemudian terjadi defleksi electron karena adanya medan magnet tersebut. Besamaan dengan hal tersebut muncul pula tegangan hall. Tegangan hall terjadi karena adanya gaya Lorentz pada pembawa muatan yang sedang bergerak dalam medan magnet. Tegangan hall akan menyebabkan medan hall (E_H), sehingga gaya Coulomb yang ditimbulkan F_c = qE_H, berlawanan dengan F_L.

Harga R_H (konstanta hall) juga bergantung pada jenis pembawa muatan dalam proses konduksi. 

1.            PENDAHULUAN

Eksperimen ini bertujuan untuk mempelajari besaran karakteristik suatu bahan semikonduktor melalui penentuan kuantitas-kuantitas fisis bahan yaitu koefisien Hall R_H , resistivitas ρ dan pembawa muatan p atau n (hole dan elektron).

Jika medan magnet B diletakkan tegak lurus pada suatu pelat logam (konduktor atau semikonduktor) dengan cara menempatkan plat tersebut diantara muka-muka kutub sebuah  elektromagnet. Medan ini akan mengarahkan gaya pembelok F pada plat sebagaimana dirumuskan dalam il x B , yang menunjukkan ke arah kanan.

Oleh karena gaya yang mengarah ke samping pada plat tersebut adalah disebabkan oleh gaya pembawa muatan, yaitu qv x B. Pembawa-pembawa muatan positif (hole) atau negatif (electrone) akan cenderung mengarah ke kanan ketika pembawa muatan ini hanyut (drift) sepanjang plat logam. Hal inilah yang menyebabkan beda-beda potensial kecil V di antara sumbu x dan y. Secara keseluruhan fenomena ini disebut dengan Efek Hall.

1.      METODE PENELITIAN

                     Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah melalui penentuan kuantitas-kuantitas fisis bahan yaitu koefisien Hall R_H dan pembawa muatan p atau n(hole electron).

Alat dan Bahan Percobaan

Eksperimen Efek Hall ini menggunakan Apparatus, yaitu INDOSAW SK006 Hall Effect Apparatus, yang terdiri dari :

1.         Power Supply untuk elektromagnetik dengan spesifikasi : 0-6 V, 5 A

2.         Power Supply (sumber arus konstan) spesifikasi : 0-20 mA

3.         Gaussmeter dengan probe hall

4.         Semikonduktor (kristal tunggal Ge) terdapat pada PCB

a.       Kristal Ge : tipe-P

b.      Tebal a : 0,5 mm

c.       Lebar b : 4 mm

d.      Panjang c : 6 mm

5.         Multimeter untuk mengukur tegangan hall (V_H)

Cara Kerja

Eksperimen Efek Hall ini dilaksanakan menggunakan prosedur sebagai berikut:

1.      Mengecek rangkaian yang sudah ada.

2.      Menyalakan power supply, constant current source, dan gaussmeter.

3.      Mengatur tombol pada power supply dan constant current source pada arus I=00 dan V=00 untuk menentukan zero point pada gaussmeter.

4.      Mengkalibrasi gaussmeter supaya skala gaussnya nol.

5.      Melakukan percobaan dengan variasi I dengan cara menentukan nilai tetap B pada gaussmeter dan mengubah-ubah nilai I pada constant current source.

6.      Melakukan percobaan dengan variasi B dengan cara menentukan nilai tetap I pada gaussmeter dan mengubah-ubah nilai pada gaussmeter dengan mengubah-ubah power suply.

7.      Mencatat hasil eksperiment dalam tabel pengamatan

1.         HASIL DAN PEMBAHASAN

Data Hasil Pengamatan

·         Tabel pengamatan dengan variasi medan magnet (B)

t = 0,5 mm

q = 1.6 x 10^-19 C

a.       I = 9,35 mA

No	B (x 10-4 T)	VH (x 10-3 V)
1.	0,020	0,0733
2.	0,025	0,0736
3.	0,030	0,0737
4.	0,035	0,0738
5.	0,040	0,0741
6.	0,045	0,0746
7.	0,050	0,075
8.	0,055	0,0753
9.	0,060	0,0757
10.	0,065	0,0763

b.      I = 10,35 mA

No	B (x 10-4 T)	VH (x 10-3 V)
1.	0,020	0,0823
2.	0,025	0,0824
3.	0,030	0,0825
4.	0,035	0,0827
5.	0,040	0,083
6.	0,045	0,0835
7.	0,050	0,084
8.	0,055	0,0843
9.	0,060	0,0847
10.	0,065	0,0858

c.       I = 11,53 mA

No	B (x 10-4 T)	VH (x 10-3 V)
1.	0,020	0,091
2.	0,025	0,0914
3.	0,030	0,0918
4.	0,035	0,0925
5.	0,040	0,0932
6.	0,045	0,0935
7.	0,050	0,0942
8.	0,055	0,0947
9.	0,060	0,0957
10.	0,065	0,0958

·         Tabel pengamatan dengan variasi I

t = 0,5 mm

q = 1.6 x 10^-19 C

a.       B = 600 gauss = 0.06 T

No	I (x 10-3 A)	VH (x 10-3 V)
1.	0,00176	0,0136
2.	0,00242	0,0188
3.	0,00301	0,0224
4.	0,00412	0,0327
5.	0,00548	0,0425
6.	0,00631	0,049
7.	0,00744	0,059
8.	0,00812	0,0631
9.	0,00901	0,0718
10.	0,01033	0,0768

b.      B = 800 gauss = 0,08 T

No	I (x 10-3 A)	VH (x 10-3 V)
1.	0,00193	0,0153
2.	0,00252	0,0201
3.	0,00349	0,0274
4.	0,00403	0,0322
5.	0,00522	0,042
6.	0,00649	0,0513
7.	0,00758	0,0617
8.	0,00831	0,0678
9.	0,00908	0,0739
10.	0,01065	0,0837

c.       B = 1000 gauss = 0,1 T

No	I (x 10-3 A)	VH (x 10-3 V)
1.	0,00198	0,0166
2.	0,00251	0,0209
3.	0,00373	0,0295
4.	0,00432	0,0354
5.	0,00544	0,0449
6.	0,00673	0,0564
7.	0,00748	0,0624
8.	0,00881	0,0744
9.	0,00925	0,0779
10.	0,0102	0,0862

Pembahasan

Percobaan dilakukan dengan mengalirkan arus pada sebuah pelat semikonduktor dari germanium Kristal bertipe P. Maka pada pelat tersebut bekerja medan listrik yang kita anggap dengan arah sumbu x dan medan induksi magnetic dengan arah sumbu z. Arah medan magnet tegak lurus dengan arah arus yang menuju pelat semikonduktor, tegangan yang mengalir pada pelat berarah tegak lurus dengan arus serta magnet. Ketika muatan mengalir, medan magnet berarah tegak lurus dengan arah gaya pada muatan. Gaya magnet ini dipindahkan ke kawat yang dialiri arus oleh gaya yang mengikat elektron pada kawat dipermukaannya. Karena pembawa muatan itu sendiri mengalami gaya magnetik ketika kawat yang sedang menyalurkan arus itu berada dalam medan magnet luar, pembawa muatan itu dipercepat kearah salah satu sisi kawat. Akibatnya elektron dan hole dipisahkan oleh gaya dan menghasilkan listrik. Mula-mula arus I mengalir searah sumbu x. jika setelah multimeter dihubungkan diantara titik P dan P’ , ini tidak akan menunjukan hasil pembacaan apa-apa. Hal ini menandakan bahwa tidak ada perbedaan potensial antara kedua titik. Namun, ketika medan magnet diberikan sepanjang sumbu y artinya gaussmeter yang mula-mula 0 dinyalakan sehingga ada medan magnet yang bekerja yang tegak lurus dengan arah arus. Akibatnya, angka pada multimeter bergerak menandakan ada beda potensial antara titik P dan P’. Perbedaan potensial inilah yang disebut tegangan Hall (V_H) .Karena arus mengalir sepanjang sumbu x positif maka elektron bergerak sepanjang sumbu x negatif. Gaya yang bekerja pada elektron yang diakibatkan oleh medan magnet B adalah qvxB.

Jika arus dibawa oleh muatan pembawa positif yaitu hole, maka pembawa bergerak searah dengan arus. Gaya magnetik menyebabkan pembawa muatan positif maju ke sisi depan sedangkan sisi belakang pelat bermuatan negatif.

Untuk lebih elasnya tentang Eksperimen Efek Hall Klik Di Sini

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Efek Hall. http://oerleebook.files.wordpress.com/2009/10/efekhall-oerlee.pdf. (Diakses tanggal 20 Desember 2013).

Dwijananti, Pratiwi. 2010. Bahan Ajar Mata Kuliah Eksperimen Fisika. Semarang : Jurusan Fisika FMIPA Unnes.

LDS Tekanan Zat Cair

LEMBAR DISKUSI SISWA

KD            :  4.8    Melakukan percobaan untuk menyelidiki tekanan cairan pada kedalaman tertentu, gaya apung, kapilaritas (transport cairan pada batang tumbuhan), dan tekanan cairan pada ruang tertutup

Tujuan :

·         Menyebutkan sifat tekanan dalam zat cair melalui percobaan sederhana dengan bertanggungjawab

·         Mendeskripsikan bunyi hukum Pascal melalui diskusi dengan teliti

·         Memformulasikan hukum Hidrostatik melalui proses menanya dengan santun

Pertemuan ke 1

Petunjuk:

1.    Berdoalah sebelum kalian mengerjakan

2.    Cermati demontrasi yang dilakukan guru di depan kelas

3.    Laksanakan diskusi dengan baik. Pada bagian evaluasi jawablah pertanyaan pada lembar jawab yang telah disediakan sesuai dengan petunjuk pengerjaan.

4.    Hasil diskusi dipresentasikan ke depan kelompok lain setelah waktu diskusi berakhir yaitu 20 menit.

5.    Peserta didik diperbolehkan bertanya hanya kepada guru jika kurang jelas.

Evaluasi :

Demonstrasi 1:

1.      Bagaimana pancaran air pada demonstrasi pertama? Jelaskan! (beserta gambar)

2.      Apakah tekanan pada setiap lubang kebocoran sama? Mengapa demikian?

3.      Apa kesimpulan yang dapat kita ambil dari demonstrasi pertama?

Demonstrasi 2:

4.      Bagaimana pancaran air pada demonstrasi kedua? Jelaskan! (beserta gambar)

5.      Apakah tekanan pada setiap lubang kebocoran sama? Mengapa demikian?

6.      Apa kesimpulan yang dapat kita ambil dari demonstrasi kedua?

JAWABAN:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

RPP Tekanan Zat Cair Kurikulum 2013

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Mata Pelajaran  : Fisika

Kelas/Semester : VIII / Satu

Alokasi Waktu  : 4 x 3 JP

Kompetensi Inti

KI 1      :	Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya.
KI 2       :	Menghargai dan menghayati perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (toleransi, gotong royong), santun, percaya diri, dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam dalam jangkauan pergaulan dan keberadaannya.
KI 3       :	Memahami dan menerapkan pengetahuan (faktual, konseptual, dan prosedural) berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya terkait fenomena dan kejadian tampak mata.
KI 4       :	Mengolah, menyaji, dan menalar dalam ranah konkret (menggunakan, mengurai, merangkai, memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak (menulis, membaca, menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori.

Kompetensi Dasar

4.8. Melakukan percobaan untuk menyelidiki tekanan cairan pada kedalaman tertentu, gaya apung, kapilaritas (transport cairan pada batang tumbuhan), dan tekanan cairan pada ruang tertutup

Indikator

·         Mendeskripsikan hukum Pascal

·         Memformulasikan hukum Hidrostatis 

·         Menjelaskan penerapan hukum Pascal dan hokum hidrostatik dalam kehidupan sehari-hari.

Tujuan

Siswa dapat:

·         Menyebutkan sifat tekanan dalam zat cair melalui percobaan sederhana dengan bertanggungjawab

·         Mendeskripsikan bunyi hukum Pascal melalui diskusi dengan teliti

·         Memformulasikan hukum Hidrostatik melalui proses menanya dengan santun

·         Menjelaskan penerapan hukum Pascal dan hukum hidrostatik dalam kehidupan sehari-hari diskusi dengan kritis

Materi Ajar

Tekanan Zat Cair

a)      Tekanan Zat Cair Dalam ruang Tertutup

Hukum Pascal

“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam wadah tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar.”

            P₁ = P₂

           

Penenrapan hokum Pascal dalam kehidupan sehari-hari

1.      Dongkrak hidrolik

2.      Mesin Hidrolik pengangkat mobil

3.      Rem hidrolik

b)      Tekanan Zat cair dalam ruang terbuka

Hukum Hidrostatik

Keteranagn:

P = tekanan hidostatik (N/m²)

 = masa jenis zat cair (kg/m²)

 = percepatan grafitasi bumi (m/s²)

 = kedalaman atau ketinggian zat cair (m)

Metode Pembelajaran

·         Demonstrasi

·         Dikusi kelompok

·         Presentasi

·         Penugasan

Alat/Media/Bahan

·         Alat                 : Botol air mineral, air

·   Bahan ajar          : buku pegangan IPA Terpadu kelas VIII, LDS

Langkah Kegiatan/Skenario Pembelajaran

      Setelah mereviu hasil pencapaian kompetensi (KD) sebelumnya, siswa mendapat tugas rumah untuk  mencari informasi dan membaca tentang tekanan zat cair melalui berbagai sumber (buku, internet, atau modul)

Pertemuan pertama

Rincian Kegiatan	Waktu
Pendahuluan ·   Guru mengucapkan salam ·   Guru mengecek kehadiran siswa dan memeriksa kesiapan siswa untuk mengikuti pelajaran ·   Guru menunjuk seorang siswa untuk memimpin doa sebelum pembelajaran dimulai ·   Guru memberikan: Pertanyaan apersepsi dan motivasi: Penyelam yang menyelam sangat dalam, telinganya akan merasa sakit. Di kolam renang saat kita menyelam, telingan kita tidak apa-apa. Mengapa demikian? ·   Menyampaikan tujuan pembelajaran ·   Bertanya dan menagih secara lisan tugas baca mencari informasi tentang tekanan zat cair melalui berbagai sumber (buku, internet, atau modul)	5 menit
Kegiatan Inti ·   Siswa dibagi dalam kelompok kecil, masing-masing terdiri atas 4 orang ·   Guru membagika LDS kepada masing-masing kelompok. ·   Guru memberikan waktu kepada siswa untuk membaca petunjuk dalam LDS ·   Guru mengecek pemahaman siswa tentang petunjuk diskusi ·   Siswa Mencermati demonstrasi percobaan. Perwakilan kelompok menggambarkan bentuk pancaran air sesuai dengan demonstrasi ·   Masing-masing kelompok berdiskusi kemudian menyimpulkan hasilnya ·   Perwakilan dari  kelompok menyampaikan kesimpulan diskusi	13 menit
Penutup ·   Guru bersama siswa menyimpulkan bunyi hukum Pascal dan hukum Hidrostatik ·   Memberikan tugas membuat artikel tentang penenrapan hukum Pascal dan hukum Hidrostatik dalam kehidupan sehari-hari	3 menit

Penilaian

1.      Mekanisme dan prosedur

Penilaian dilakukan dari proses dan hasil. Penilaian proses dilakukan melalui observasi kerja kelompok, kinerja presentasi. Sedangkan penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis.

2.      Aspek dan Instrumen penilaian

Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama pada aktivitas dalam kelompok, kedisiplinan, dan kerjasama.

Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama pada aktivitas peran serta, kualitas visual presentasi, dan isi presentasi

Instrumen.

Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian dan/atau pilihan ganda

3.      Contoh Instrumen (Terlampir)

Sumber/Referensi

Buku Pegangan Kurikulum 2013

IPA Terpadu kelas VIII

Semarang, 24 Desember 2013

Mengetahui Kepala SMA ....                                      Guru Mata Pelajaran IPA

                                                                                                MALIASIH

..................................                                                  ............................................

NIP.                                                                            NIP. 4201411101

Catatan Kepala Sekolah

...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Model Inti Butiran (Shell Model)

Model Inti

Gaya yang mengikat nukleon (proton dan neutron) sedemikian kuat dalam inti merupakan gaya berjangkauan pendek dan merupakan gaya terkuat dari gaya-gaya yang telah diketahui. Namun gaya inti masih jauh dimengerti daripada gaya elektromagnetik Akibatnya teori tentang inti belum sempurna tidak seperti teori tentang atom. Model-model tentang inti sudah ada kesesuaiannya hanya terbatas menjelaskan pada gejala tertentu saja. Ada dua model tentang inti yaitu model tetesan zat cair dan model inti butiran. Di sini kita hanya akan membahas Model inti butiran. Untuk lebih jelasnya Klik Di Sini

Referensi: Dwijananti, Pratiwi. 2013. Inti Atom dan Fenomenanya. Semarang: H2O Publishing