Pengukuran e/m berdasarkan percobaan J.J. Thompson

Sejarah Pengukuran e/m berdasarkan percobaan J.J. Thompson -  Sinar katode bukan “makhluk” yang langka lagi pada tahun 1897. Sinar ini telah ditemukan hampir tiga puluh tahun sebelumnya. Namun demikian, karakteristiknya belumlah diketahui secara jelaspadamasa-masa awal penemuannya. Terdapat sejumlah bukti ilmiah tentang sinar katode ini yang kelihatannya bertentangan. Beberapa peneliti menggunakan jenis sinar ini untuk memberikan muatan pada partikel, misalnya pada ion dalam proses elektrolisis. Perrin bahkan menentukan tanda muatan yang dimilikinya berjenis negatif. Beberapa fisikawan yang lain, di antaranya Heinrich Hertz menemukan bahwa ternyata jenis sinar tersebut tidak dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnet sebagaimana yang seharusnya jika sinar tersebut merupakan muatan-muatan yang bergerak. Hertz kemudian menggolongkannya sebagai gelombang elektromagnetik.

J. J. Thompson (1856-1940)

Tahun 1897, Joseph John Thompson, beserta Wiechert dan Kaufmann, dengan eksperimen masing-masing, menemukan bahwa sinar katode sesungguhnya adalah partikel bermuatan yang memiliki sifat aneh. Keanehan ini terletak pada fakta bahwa rasio massa terhadap muatannya memiliki orde 1000 kali lebih kecil dibandingkan ion yang paling ringan, ion hidrogen.

Di antara ketiga fisikawan ini,Thompson,yang merupakan profesor eksperimen fisika di Universitas Cambridge menyajikan hasil eksperimen yang paling lengkap dalam menguraikan sifat sinar katode tersebut. Thompson tidak hanya menggunakan medan listrik di antara katode dan anode dalam menentukan kecepatan elektron tetapi juga membangkitkan medan listrik kedua yang tegak lurus terhadap arah gerak partikel sinar katode. Pada awalnya, Thompson menemukan hal yang serupa dengan Hertz, yakni gerak partikel tersebut tidak terpengaruhi oleh medan listrik. Namun, ketika Thompson menurunkan tekanan gas dalam tabung, dan melakukan penelitiannya berulang-ulang dengan menggunakan berbagai jenis gas, akhirnya tampak adanya penyimpangan lintasan partikel akibat pengaruh medan listrik.

Dengan mengukur penyimpangan sinar katode tersebut dalam medan magnet, Thompson kemudian menentukan kecepatan partikel sinar katode dan menghitung rasio muatan terhadap massa dari penyimpangan akibat medan listrik dan medan magnet ini. Dalam makalahnya, Thompson menuliskan, “... . Kecilnya nilai e/m mungkin disebabkan oleh kecilnya nilai m atau besarnya nilai e, atau kombinasi dari keduanya. Bahwa ukuran pembawa muatan yang kecil dalam sinar katode dibandingkan molekul-molekul biasa, menurut saya sesuai dengan hasil Lenard...” Thompson selanjutnya mengemukakan bahwa karena kecilnya nilai e/m ini, maka ukuran pembawa muatan ini pastilah lebih kecil dari atom-atom.

Demikianlah sedikit info mengenai Sejarah Pengukuran e/m berdasarkan percobaan J.J. Thompson, semoga bermanfaat!

sumber referensi: Penuntun Eksperimen Fisika UNM