2) Muatan Elektron

Gambaran Mikroskopik dari Muatan

Kuantisasi Elektrostatik • Penjelasan mikroskopik muatan • Muatan satuan

Atom & Ion

Menghilangkan Menghilangkansatu satu elektron elektron menyebabkan menyebabkan terbentuknya terbentuknyaion ion bermuatan bermuatan+e +e

33+e +eProton Proton& & 33–e –eelektron elektronadalah adalah pembentuk pembentukatom atomnetral netral Penambahan Penambahansatu satu elektron elektronmenghasilkan menghasilkan ion ionbermuatan bermuatan-e -e

Penjelasan Atomik Untuk sifat Makroskopik • Beberapa atom sangat mudah kehilangan elektron dan menjadi bermuatan +(n)e • Elektron-elektron tsb ditarik oleh atom-atom lain yang menjadi atom bermuatan –(n)e • Muatan terkuantisasi yakni kelipatan dari muatan elektron -e • Pemberian muatan adalah peristiwa pertukaran elektron

Satuan Muatan • Oleh karena muatan adalah sifat fundamental materi, maka diperlukan satuan. • Satuan alamiah muatan adalah e (muatan elektron) • Satuan SI adalah Coulomb (C) • |e| = 1.60219 x 10-19 C • i.e. 1C = 6.2 x 1018 |e|

q = Ne

q = N e ×1.6 ×10

−19

C

Sifat-sifat partikel atomik Partikel

Muatan / C

Elektron (e) -1.6021917 × 10-19

Massa / Kg 9.1095x10-31

Proton (p)

+1.6021917 × 10-19

1.67261x10-27

Netron (n)

0

1.67492x10-27

Dari Mikroskopik ke Makroskopik • Definisi :

– Normal Karbon [12C] memliki 12 nukleon – 12g (i.e. 0.012 kg) Karbon adalah satu Mol – 1 Mol adalah 6.023 ×1023 atom, (Bilangan Avagadro)

• Kalkulasi

– Muatan (q) pada sebuah balon biasanya 10-6 C – q = 10-6 C = 10-6 6 × 1018 e = 6 × 1012 e – i.e. Sekitar 1 dalam 1021 ekstra elektron

Peralatan dan metoda pemberian muatan

Elektroskop

Grounding Bumi secara praktis membatasi supply dari muatan

Metoda yang berbeda untuk pemberian muatan • Gesekan – e.g. mengesek balon dengan kain wool

• Konduksi – e.g. sentuhan pada elektroskop

• Induksi – e.g. balon ditempelkan pada dinding

Proses Gesekan • Untuk Bahan Isolator • Menggosokan 2 buah bahan isolator Sutera

+ Plastik Elektron “lebih tertarik” kepada sutra daripada kepada plastik

++ - - ++ - +

Proses Konduksi • Untuk bahan konduktor • Dua buah bahan konduktor disentuhkan, dimana salah satunya memiliki muatan bebas

Induksi Balon pada dinding Dinding adalah netral dan sebagai insulator

Dinding tetap netral tetapi Muatan +ve bergerak permukaan menuju depan balon memiliki sedikit sisa muatan yang Muatan -ve bergerak cukup untuk menjauhi balon mengikat balon

Eksperimen dan aplikasi untuk kelistrikan statik • Percobaan tetes minyak milikan • Generator Van de Graaff • Fotokopi dan Laser Printer

Ringkasan • Muatan dibawa oleh elektron • Peralatan dan teknik

– Elektroskop “Mengukur muatan” – Grounding membatasi suplai muatan – Generator Van de Graaff “Meng-generate muatan”

• Metoda pemberian muatan – Gesekan – Konduksi – Induksi