1. Eksperimen ini bertujuan untuk menentukan muatan tetes minyak dan mengamati sifat diskrit muatannya. 2. Melalui pengukuran kecepatan jatuh dan naik tetes minyak pada berbagai tegangan listrik, diperoleh nilai muatan tetes yang selalu berupa kelipatan bilangan bulat dari 1,6x10-19 C. 3. Hasil ini menunjukkan bahwa muatan bersifat diskrit dan nilai terkecilnya adalah muatan ele

1. LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA I
Mutiara Khairunnisa
G74120016
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
TETES MINYAK MILLIKAN
Rekan Kerja :
1. Muchamad Arief Chaeriawan G74110071
2. Muhammad Dzulqornain G74120073
3. Hasan Khairullah Armin G74120026
4. Anggun Ambar K G74120048
Asisten :
Dadi Irawan (G74110020)

2. ii
Judul
Tetesan Minyak Millikan
Tujuan
1. Menentukan muatan tetesan minyak
2. Mengamati sifat diskrit muatan (kuantisasi muatan) pada tetesan minyak
Peralatan dan Bahan
1. Set peralatan Millikan Oil Drop
2. Minyak nonvolatil
3. Sumber tegangan
4. Multimeter
5. Laptop
6. Kamera
7. Tissu
Dasar Teori
Tetes minyak milikan merupakan percobaan yang menunjukkan bahwa
muatan electron bersifat diskrit yaitu gaya ke bawah pada tetes milikan
(percepatan ke bawah) akan terhambat oleh suatu gaya stokes (gaya penghambat).
“Percobaan ini dilakukan dengan menyeimbangkan gaya-gaya antara gaya
gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada diantara dua
buah pelat konduktor.” [1].
Robert Millikan melakukan percobaan dengan menyeimbangkan gaya-
gaya antara gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes minyak yang ada diantara
dua buah pelat konduktor. Ketika minyak jatuh diudara akan mengalami
percepatan kebawah ynag disebabkan oleh gaya gravitasi dan pada saat yang sama
gerak tetes minyak tersebut dihambat oleh gaya penghambat (gaya stokes).
Menurut stokes, bila sebuah benda dilepaskan tanpa kecepatan awal didalam
fluida, benda mula-mula akan mendapat kecepatan. Karena mendapat kecepatan
maka benda akan bertambah besar pula, hingga mencapai keadaan stasioner. Pada

3. iii
keadaan seperti ini dpat digambarkan hubungan antara gaya stokes dan gaya
gravitasi berdasar persamaan berikut:
Fg= Fs…………………………………..(1)
M.g = K.Vf ………………………………….(2)
Dalam keadaan stasioner menjadi:
Fc= Fg+ Fs……………………………….(3)
Een = mg + KVr……..………………………(4)
Dimana E merupakan kuat medan listrik. Secara umum didefinisikan bahwa
kuat medan listrik E di dalam ruang sebagai gaya elektrostatis yang bekerja pada
satu satuan muatan di dalam ruang tersebut.
Percobaan milikan disebut juga sebagai percobaan Oil Drop. Electron
mempunyai peran penting dalam mempelajari gejala kelistrikan kemagnetan.
Dengan mengembangkan gaya-gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes
kecil minyak yang berada diantara dua pelat elektroda, masing-masing plat
berdiameter 20 cm dan terpisah sejauh 7.67cm. Minyak diteteskan dengan tetesan
kecil melalui dua plat logam dengan dua buah plat yang dapat menarik muatan
listrik dari tetesan minyak pada palat bagian atas. Jika beda tegangan diatur agar
mengimbangi gaya gravitasi pada tetes minyak, maka artikel-partikel minyak
yang mengandung muatan akan melayang karena keseimbangan gaya tersebut.
Pada keadaan ini gaya gravitasi sama dengan gaya elektrostatik, sehingga muatan
dapat diketahui besarnya [1].
Melalui banyak percobaan dengan tetes minyak milikan yang beragam maka
secara umum muatan dapat diperoleh:
en=mg[(Vf+Vr)/EVf] …….………….…………..(5)
Dimana besaran massa m dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan
m=4/3πα3σ, sehingga persamaan di atas menjadi:
en=(4/3) πα3σg[(Vf+Vr)/EVf] ………..………………..(6)
Muatan listrik Q di dalam suatu ruang, akan menyebabkan timbulnya mdan
listrik di dalam ruang tersebut, artinya setiap muatan lain Q yang berada di dalam
ruang itu akan mengalami gaya elekstrotati” makin banyak Q makin kuat gaya F
dan makin medan listrik yang ditimbulkan oleh Q tersebut.” Sehingga kuat medan

4. iv
listrik di dalam ruang, ditentukan oleh banyaknya muatan Q yang menimbulkan
medan listrik tersebut, serta tergantung pada jaraknya dari muatan Q.
Percobaan yang dilakukan oleh millikan dapat menyingkap secara
meyakinkan bagiamana sifat muatan listrik dan harga muatan suatu electron (en)
maupun bilangan Avogadro (N) dalam satuan system internasional yaitu dengan
persamaan:
en=(4/3)πα3σg[1/(1+b/pa)]3/2 [(Vf+Vr) / (ΔV)Vf] …………………..(7)
Nilai dari bilangan Avogadro (N) adalah:
N = 9,625x107(C/kgberat ekivalen) / e (C)…………………(8)
en= muatan tetes minyak (Columb)
Terbukti bahwa beberapa bintik minyak bermuatan listrik, karena efek
gesekan. Bintik-bintik itu dapat pula memperoleh muatan jika udara dalam
aparatus tersebut diionisasi oleh sinar X atau oleh secuil benda Radioaktif
beberapa electron atau ion lalu bertumbukan dengan bintik-bintik minyak itu .
Dari percobaan Millikan menyimpulkan qe = e merupakan kelipatan
bilangan bulat dari nilai tertentu yaitu 1,6 x10−19C dan tdak pernah didapatkan
nilai qe = e kurang dari 1,6 x 10−19C. Selanjutnya nilai 1,6 x10−19C disebut muatan
elementar (muatan elektron).
Melalui percobaan tetes minyak milikan ini, tidak hanya electron yang
digunakan sebagai acuan di dalam dasar teori, akan tetapi analisa fluida juga
memiliki peranan di dalam percobaan. Aliran fluida merupakan garis lurus
didalam medan aliran yang dibuat pada saat waktu tertentu.
Data dan Pengolahan data
Hasil Eksperimen
Tabel 1 kecepatan tetesan minyak
No
Tetesan
Minyak
Kecepatan saat
turun (gravitasi)
Kecepatan saat
naik (Medan
listrik)
Kecepatan saat
turun (Medan
Listrik)
1 A 2,72 x 10-5 m/s 6,10 x 10-5 m/s 1,30 x 10-4 m/s
2 B 2,27 x 10-5 m/s 1,00 x 10-4 m/s 1,60 x 10-4 m/s
3 C 1,80 x 10 -5 m/s 8,33 x 10-5 m/s 8,70 x 10-5 m/s

5. v
4 D 3,18 x 10-5 m/s 6,25 x 10-5 m/s 2,50 x 10-4 m/s
5 E 2,00 x 10-5 m/s 5,00 x 10-5 m/s 1,25 x 10-4 m/s
Menghitung Muatan Elektron
Definisi simbol-simbol yang digunakan, dalam satuan SI:
q – muatan, dalam coulomb, yang dibawah oleh tetesan (droplet)
d – jarak pisah pelat-pelat di dalam kondenser dalam m
 – kerapatan (density) minyak = 886 kg/m3
g – percepatan gravitasi dalam = 9.8 m/s2
 – kekentalan (viscosity) udara = 1.81x10-5 Ns/m2 (poise)
b – konstanta, sama dengan 8.20 x l0-3 Pa.m
p – tekanan barometrik = 101,3 x 103 Pa
a – radius tetesan dalam m
vf– kecepatan jatuh dalam m/s
vr– kecepatan naik dalam m/s
V – perbedaan potensial yang melintasi pelat-pelat dalam volt
Prosedur Penghitungan Muatan Elektron
1. Menggunakan persamaan (7) (page 2), hitung radius (a) tetesan minyak:
𝑎 = √(
𝑏
2𝑝
)
2
+
9 𝑣 𝑓
2𝑔𝜌
−
𝑏
2𝑝
2. Substitusi a dari persamaan diatas untuk mencari massa (m) tetesan minyak:
m = 4/3 a3

6. vi
=
4
3
𝜋 [√(
𝑏
2𝑝
)
2
+
9 𝑣 𝑓
2𝑔𝜌
−
𝑏
2𝑝
]
3

3. Substitusi m dari perhitungan di atas kedalam persamaan (3) untuk memperoleh
muatan yang dibawa oleh tetesan (q). Gunakan formula yang diturunkan pada
pendahuluan untuk menghitung muatan elektron (diturunkan dari persamaan
10):
𝑞 =
4
3
𝜋𝜌𝑔 [√(
𝑏
2𝑝
)
2
+
9 𝑣 𝑓
2𝑔𝜌
−
𝑏
2𝑝
]
3
(𝑣 𝑓 + 𝑣𝑟)
𝐸𝑣 𝑓
Catatan:
1. Nilai untuk e yang diterima adalah 1.60 x 10-19 coulomb.
2. Persamaan (10) ekivalen dengan persamaan di atas, jika E (e.s.u.) = V
(volts)/300d (cm)
3. Tabel 2 Data Hasil Perhitungan
No
Oil
droplets
Jari-jari (m) Mass (kg) Charge (Coulomb)
1 A 4.663 x 10-7 3.761 x 10-16 3.274 x 10-17
2 B 4.227 x 10-7 2.801 x 10-16 1.454 x 10-17
3 C 3.724 x 10-7 1.916 x 10-16 5.682 x 10-17
4 D 5.072 x 10-7 4.839 x 10-16 2.994 x 10-17
5 E 3,945 x 10-7 2.277 x 10-16 3.534 x 10-17
Rata-Rata 4.326 x 10-7 3.898 x 10-16 3.388 x 10-17
4. Menghitung Persentase Error Muatan
5. %𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =
| 𝑞 (𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 )−𝑞 (𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎)|
𝑞 (𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎)
𝑥100%
6. %𝐴𝑘𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 = 100% − %𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟
7. Tabel 3 Data Hasil Perhitungan
No Oil Drop % error % Accurate
1 A 3,36 % 96,6 %

7. vii
2 B 57,1 % 42,9 %
3 C 67,7 % 32,3 %
4 D 11,6 % 88,4 %
5 E 4,31 % 95,7 %
Pembahasan
Selama tujuh tahun (1909-1916) Milikan mengadakan percobaan tes minyak
karena ingin tahu berapa besar muatan listrik pada sebuah electron. Dalam
percobaannya, Milikan mengamati beribu-ribu tetes minyak. Eksperimennya
menggunakan tetesan minyak dan diamati pada ruang pengamatan yang
dipengaruhi oleh medan listrik homogen dari suatu pelat kapasitor.Ia tidak pernah
menemukan tetes minyak yang mengandung muatan listrik yang lebih kecil dari
suatu nilai tertentu. Muatan listrik itu adalah muatan sebuah electron yang dikenal
sebagai muatan elementer yang diberi symbol e. Robert A. Milikan melakukan
percobaan dengan meneteskan minyak melalui dua plat logam dengan beda
potensial yang dapat diatur sehingga gaya elektrolistrik mampu membuat tetes
minyak berhenti. Pada eksperimen tersebut, jatuhan minyak akan mengalami
percepatan kebawah yang disebabkan oleh gaya gravitasi dan pada saat yang sama
gerak tetes minyak tersebut dihambat oleh gaya stokes. Sehingga akan terjadi
keseimbangan gaya– gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik diantara dua plat
konduktor tersebut. Ia memberikan bukti yang kuat bahwa yang terkecil dari
elektron adalah sama ukurannya[2].
Adapun fungsi dan bagian dari Apparatus tetes minyak Millikan yang
digunakan pada percobaan. Apparatus tetes minyak Milikan terdiri dari sebuah
tabung yang didalamnya terdapapat mikroskop, sprayer, sinar x, pelat logam
bermuatan positif dan pelat logam bermuatan negatif. Mikroskop atau teropong
digunakan untuk melihat atau memperbesar ukuran dari tetes minyak, Sprayer
atau alat penyemprot digunakan untuk menyemprotkan minyak sehingga
membentuk tetesan kecil dimana tetes minyak tersebut akan melewati lubang pada
pelat logam bermuatan positif yang terdapat pada bagian atas. Sinar x byang ada
pada tabung akan menerangi tabung. Hal ini menyebabkan udara menjadi
terionisasi, sehingga elektron-elektron akan melekat pada tetes minyak, sehingga

8. viii
tetes minyak menjadi bermuatan listrik negatif. Ada yang menyerap satu,dua, atau
lebih elektron. Jika pelat logam tidak diberi beda potansial, tetes-tetes minyak
tetap jatuh karena pengaruh gravitasi. Dengan adanya pelat logam bertegangan
yang berada di bagian atas tabung dan di bagian bawah tabung ruang bawah ini,
akan mampu menghasilkan tegangan listrik. Medan listrik yang dihasilkan di
dalam ruang bawah dengan tegangan ini akan berpengaruh pada tetes minyak, jika
tegangan yang dikenakan tepat, gaya elektromagnetik akan menyeimbangkan
gaya gravitasi pada drop, dan drop akan menggantung melayang di udara karena
mengalami gaya tolak listrik. Sesuai dengan hukum coloumb, tetes minyak yang
mengikat lebih banyak elektron akan tertolak lebih kuat. Pergerakan tetes minyak
dapat dilihat menggunakan mikroskop[3].
Tabel 1 menunjukkan data hasil percobaan dalam menentukan kecepatan
tetesan minyak. Kecepatan yang ditinjau adalah kecepatan saat turun (gravitasi),
kecepatan saat naik (medan listrik) dan kecepatan saat turun (medan listrik).
Percobaan dilakukan selama lima kali ulangan dengan hasil yang bervariasi.
Ditinjau secara rata-rata, kecepatan turun akibat gravitasi diperoleh 1.63 x 10-5
m/s. Kecepatan naik akibat medan listrik diperoleh 1.64 x 10-4 m/s dan kecepatan
turun akibat medan listrik diperoleh 7.52 x 10-4 m/s. Terlihat bahwa kecepatan
akibat medan listrik, nilai kecepatan pada saat turun lebih besar dibandingkan
pada saat naik. Sedangkan apabila dibandingkan dengan kecepatan akibat
gravitasi, kecepatan naik akibat medan listrik memiliki nilai yang lebih besar. Hal
ini terjadi karena gaya stokes menyebabkan pergerakan tetes minyak milikan
keatas memiliki kuantitas lebihbesar dari pada pergerakan kebawah yang
diakibatkan oleh percepatan gravitasi[4].
Data perhitungan disajikan pada tabel 2 dalam menentukan jari-jari, massa
dan muatan elektron. Nilai jari-jari elektron rata-rata adalah 4.326 x 10-7m, nilai
massa elektron rata-rata adalah 3.898 x 10-7 kg dan nilai muatan electron yang
diperoleh secara rata-rata adalah 3.388 x 10-17 coulomb. Namun dari data yang
diperoleh menunjukkan hasil yang tidak bersesuaian dengan teori. Nilai muatan
elektron seharusnya adalah 1.60 x 10-19 coulomb. Hal ini bisa dikarenakan ketidak
akuratan dalam mengamati pergerakan tetesan minyak.

9. ix
Nilai akurasi dan error dalam percobaan menunjukkan hubungan antara nilai
yang diperoleh secara teori dan percobaan. Masing-masing tetesan minyak
memiliki nilai error berturut-turut 3.36%, 57.1%, 67.7%, 11.6%, dan 4.31%.
Kemudian nilai akurasi yang diperoleh, berturut-turut adalah 96,6 %, 42,9 %, 32,3
%, 88,4 % dan 95,7 %. Secara teori, nilai akurasi yang baik adalah mendekati
100% dengan error yang lebih kecil.
Eksperimen tetes minyak Millikan, sangat berguna dalam perkembangan
lebih lanjut bidang fisika atomik dan kelistrikan dalam ruang lingkup mikro[4]. Hal
ini bisa dilakukan dalam menentukan muatan tetesan minyak, dan mengamati sifat
diskrit muatan (kuantisasi muatan) pada tetesan minyak. Adapun beberapa
kendala dalam praktikum yaitu, tetesan yang terlihat pada video tidak begitu jelas
sehingga sulit untuk mengidentifikasi atau mengamati suatu tetesan minyak.
Kemudian, kendala dalam pengolahan data itu sendiri karena harus melakukan
perhitungan secara berulang.
Simpulan
Nilai muatan tetesan minyak dan sifat diskrit muatan (kuantisasi muatan)
pada tetesan minyak dapat diperoleh dalam percobaan tetes minyak Millikan.
Kecepatan tetes minyak milikan dipengaruhi oleh gaya gravitasi, gaya stokes dan
medan listrik.
Daftar Pustaka
[1] Krane, Kenneth S . 1992. Fisika Modern, alih bahasa : Hans J. Wospakrik dan
Sofia Niksolihin. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia.
[2] Sulistia, arik. 2009 . Model Atom Tetes Minyak. (online),
(http://arikainasulistia.students-blog.undip.ac.id/2010/10/06/model-atom-
tetes-minyak/, diakses tanggal 19 Desember 2014)
[3] McAllister R. 2003. The Millikan Oil Drop Experiment [Internet]. [diakses
pada 23 Desember 2014]. Tersedia pada :http://ffden-
2.iphys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/Ryan_McAllister/Slide3.html
[4] Wahyuni I, Lutvial H, Kamelia, Paramitha MA, Istiqomah S. 2014. Tetes
Minyak Millikan. Jurnal tetes minyak milikan : 1-4

10. x
Riwayat Penulis
Nama Mutiara Khairunnisa lahir di Cianjur, 10 Oktober 1994. Saya anak
pertama dari dua bersaudara dari seorang ayah bernama Ayi Daman dan ibu
bernama Asiah. Sekarang saya tinggal di Babakan Lio RT/RW 02/12, Dramaga
Bogor. Pendidikan yang sudah ditempuh SDN 1 Sukangara (2001-2005), SDN
Panyairan (2005-2006), MTsN 1 Sukangara (2006-2009), SMAN 1 Sukanagara
(2009-2012). Sampai sekarang saya kuliah di Departemen Fisika, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Selain sebagai
mahasiswa, sejak semester tiga saya ikut berperan sebagai asisten praktikum
Fisika TPB IPB, dan aktif dalam kepengurusan HIMAFI IPB (2014), serta
participant club instrumenstasi PRC.