kelasXIIIPA_Mudah_dan_aktif_belajar_fisika_Dudi..

erkas
elektron
a
190
U
filamen
detektor
kristal
nikel
Gambar 7.13
Skema alat percobaan Davisson-
Germer. Berkas elektron
dijatuhkan pada kristal tunggal
nikel. Interferensi yang terjadi
pada sudut diamati pada detektor.
a
(
a
sinar datang
(
2
'
d
(
2
(
2
Gambar 7.14
Gambaran mengenai
hamburan elektron oleh
bidang kristal.
d
d
Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
b. Eksperimen Davisson-Germer
Pada 1927, C.J. Davisson dan L.H. Germer melakukan penelitian
mengenai hamburan elektron. Mereka menjatuhkan berkas elektron yang
memiliki energi kinetik tertentu ke atas kristal tunggal nikel. Mereka
mengamati bahwa pada sudut ' tertentu terjadi titik maksimum yang
berhubungan dengan pola interferensi. Berdasarkan data yang diperoleh,
panjang gelombang # yang didapatkan ternyata ada kesesuaian antara
hasil yang mereka peroleh dan panjang gelombang # yang didapatkan
menurut hipotesis de Broglie. Skema alat percobaan yang dilakukan
mereka tampak pada Gambar 7.13.
Elektron yang digunakan dari kawat filamen pada tabung hampa udara
dilewatkan melalui medan listrik dengan potensial yang dapat diatur. Setelah
dihitung, panjang gelombang yang dimiliki oleh elektron ordenya sama
besar dengan jarak atom-atom dalam kristal bahan padat. Dengan
mengamati sudut-sudut pantul elektron setelah mengenai kristal, Davisson
dan Germer memperoleh pola-pola difraksi seperti pada Gambar 7.14 yang
sama dengan pola difraksi oleh sinar-X. Hasil eksperimen Davisson dan
Germer menunjukkan bahwa partikel seperti elektron dapat bersifat sebagai
gelombang.
Pada eksperimen Davisson-Germer, berkas elektron yang jatuh pada
bidang pemantul kristal dengan sudut ' dan bidang pemantul yang
memiliki selang jarak sebesar d akan menghamburkan elektron dengan
sudut hambur ( . Hubungan jarak antara atom a dan jarak antara bidang
pemantul d memenuhi persamaan berikut.
( ( )
d = a cos (7–17)
2
Dari Gambar 7.14 terlihat bahwa ' dan ( memenuhi hubungan
(
' = 90 $
2
sehingga Persamaan (7–17) berubah menjadi
d = a sin'
(7–18)
Ketika elektron dipercepat dengan beda potensial V = 54 volt.
interferensi maksimum akan terjadi pada ( = 50°. Dengan menggunakan
Persamaan (7–18), nilai # akan diperoleh untuk jarak antara atom nikel
a = 0,215 nm. Jika dibandingkan dengan nilai # yang diperoleh
berdasarkan teori de Broglie akan menghasilkan nilai panjang gelombang
yang sama.
Dengan demikian, perhitungan panjang gelombang yang dilakukan
oleh Davisson-Germer menurut percobaan sama dengan panjang
gelombang berdasarkan teori de Broglie. Davisson-Germer berhasil
menunjukkan bahwa materi memiliki sifat gelombang. Percobaanpercobaan
untuk membuktikan keberadaan partikel terus berkembang.
Salah satu contohnya adalah pola-pola difraksi yang terjadi sebagai akibat
berkas elektron yang dijatuhkan pada kristal aluminium. Penemuan sifat
gelombang partikel selanjutnya melahirkan suatu kajian baru dalam fisika,
yang disebut mekanika gelombang.
Pada masa sekarang, sifat gelombang yang dimiliki partikel telah
banyak dimanfaatkan. Sifat-sifat bahan diselidiki dengan melihat pola
difraksi elektron yang dijatuhkan pada bahan tersebut. Mikroskop elektron