Transcript of 14708251062_Fathurrahman_Model-model Inti
- 1. Fathurrahman 14702581062
- 2. MODEL-MODEL INTI
- 3. Hingga saat ini tidak ada teori mendasar yang dapat
menjelaskan semua sifat inti atom yang diamati. Tapi beberapa model
telah dikembangkan, yang masing-masing hanya mampu menjelaskan
beberapa dari semua sifat inti atom.
- 4. 1. Model tetes cairan Pada tahun 1935, C.v.weiszacker
mengemukakan bahwa sifat-sifat inti yang berkaitan dengan ukuran
geometris, massa dan energi ikatnya mirip dengan yang telah
diketahui tentang sebuah tetes cairan ( liquid drop). Pada tetes
cairan kerapatannya konstan, ukurannya berbanding lurus dengan
jumlah partikel atau molekul dalam tetesan dan kalor uap,atau
energi ikatnya berbanding lurus dengan massa atau jumlah partikel
yang membentuk tetes an.
- 5. Nukleon-nukleon yang ada dipermukaan nukleus mendapatkan
gaya tarikan yang lebih kuat kearah dalam nukleus cenderung menjadi
bulat seperti setetes cairan. Model tetes cairan bagi inti
menghasilkan rumus massa semi empiris,
- 6. M = Zmp+ (A-Z)mn c2 EI EI= b1A+b2A2/3+b3Z2A-1/3+b4(A-2Z)2A-1
+ b5A-3/4 Rumus massa semi empiris dimana: b1 = 14,0 MeV b2 = 13,0
MeV b3 = 0,58 MeV b4 = 19,3 MeV Z = proton (nomor atom) A = nukleon
(nomor massa) netron: nukleon proton MeV = Mega elektron volts
- 7. Dimana b5 sesuai dengan skema berikut A Z B5 Genap Ganjil
Genap Genap ganjil -33,5 MeV 0 33,5 MeV
- 8. Dengan mengabaikan energi ikatnya, maka taksiran massa inti
yang tersusun dari Z proton, dan N= A-Z netron akan sama dengan Zmp
+(A-Z)mp.
- 9. Berikutnya, taksiran massa inti dikoreksi dengan
memperhitungkan energi ikat nukleon-nukleon. Karena gaya ikat
adalah tarik menarik, maka energi ikat ini akan positif, sehingga
massa inti akan lebih kecil daripada jumlah massa nukleon-nukleon
secara terpisah. Dari model tetes cairan inilah kalor uap akan
berbanding lurus dengan jumlah nukleon A, yang dihasilkan dari
b1A(b1> 0).
- 10. Anggapan yang disebut bahwa energi ikat pernukleon adalah
b1,setara dengan menganggap bahwa semua nukleon dikelilingi oleh
jumlah nukleon lainnya yang sama banyak.
- 11. Energi coulumb positif antara proton-proton Ec (yang setara
dengan energi ikat Ec ) menambahkan massa inti sebanyak Ec/c. 3/13
)1( A ZZ aEc Energi Coulomb negative karena energi ini timbul dari
efek yang menantang kemantapan inti.
- 12. Energi Asimetri Semakin besar jumlah nucleon dalam inti,
lebih kecil jarak selang energi , dengan berbanding lurus dengan
1/A. Ini berarti energi asimetri Ea yang timbul dari perbedaan
antara N dan Z dapat dinyatakan: A ZA aEEa 2 4 )2( Energi asimetri
negative karena mereduksi energi ikat inti.
- 13. Energi Pasangan Inti ganjil-ganjil memiliki proton tak
berpasangan dan neutron tak berpasangan dan memiliki energi ikat
yang relative rendah. Energi pasangan Ep positif untuk inti
genap-genap dan inti genap-ganjil, dan negative untuk inti
ganjil-ganjil, dan berubah terhadap A menurut A-3/4 dan bertambah
sebesar jumlah nucleon- nukleon tidak berpasangan.
- 14. Jumlah ini ditentukan sebagai berikut: A Z Examples
JumlahNukleontidak Berpasangan Genap Ganjil Genap Genap - Ganjil
He4 2 Li4 7 Li3 7 0 1 2(1netrondan1proton)
- 15. Jadi, 4/3 5 0, A a Ep
- 16. EnergiIkat Total Rumus akhir untuk menyatakan energi ikat
sebuah inti bernomor atom Z dan bernomor massa A yang pertama kali
dikemukakan oleh C.F Von Weizsacker pada tahun 1935 ialah: 4/3 5 2
43 3/2 21 0, )2()1( A a A ZA a A ZZ aAaAaEb
- 17. 2. Model kulit Kita ketahui bahawa dalam model tetes
cairan, nukleon- nukleon dimana masing-masing efeknya dirata-
ratakan terhadap seluruh inti sehingga mampu menerangkan sifat inti
seperti energi ikat per nukleon. Perlu diingat juga, pada beberapa
sifat lain seperti energi keadaan tereksitasi dan momen magnet,
memerlukan suatu model mikros kopik.
- 18. Ada suatu perubahan menyolok dalam sifat-sifat inti yakni
bilangan ajaib (magic number).Misal N atau Z sama dengan 2, 8, 20,
28,50, 82, atau 126. Pada bilangan ajaib ini inti diketahui stabil
dan jumlahnya banyak, dan nukleon-nukleon terahir atau ajaib yang
mengisi penuh kulit-kulit ini memiliki energi ikat yang
tinggi.
- 19. Disamping itu, Energi keadaan-keadaan eksitasi pertama
diketahui lebih besar daripada inti dalam urutan di dekatnya yang
tidak memiliki bilangan ajaib. Sebagai contoh, untuk timah dengan
bilangan ajaib Z= 50, memiliki 10 buah isotop stabil, (Z sama,
tetapi A berbeda), dibutuhkan energi sekitar 11 Mev untuk
membebaskan satu proton, dan bahwa keadaan eksitasi pertama dari
berbagai isotop genap-genapnya ( yakni, N dan Z kedua-duanya genap
) adalah sekitar 1,2 Mev di atas keadaan dasar.
- 20. Sebaliknya, bagi isotop-isotop tellurium, dengan Z = 52,
energi yang dibutuhkan untuk membebaskan satu proton sekitar 7 MeV
dan bagi isotop genapnya , kkeadaan ekstansi pertamanya memiliki
energi sekitar 0,60 MeV
- 21. Pada dasarnya struktur kulit atom diperoleh lewat sejumlah
hampiran berurutan. Pertama dianggap bahwa tingkat-tingkat energi
suatu inti bermuatan Ze terisi secara berurutan oleh buah Z buah
elektron dan kemudian koreksi dilakukan untuk berbagai efek
interaksi. Untuk mengembangkan gambaran atau model kulit inti
melalui pendekatan yang sama, maka harus digunakan potensial yang
berbeda untuk menyatakan gaya-gaya inti yang berjangkau pendek.
Salah satu hampirannya adalah dengan menganggap bahwa
nukleon-nukleon bergerak dalam suatu potensial osilator harmonik.
V= 2 1 kR2 = 2 1 m 2 R2 .
- 22. Untuk potensial ini, mekanika kuantum memperlihatkan bahwa
tingkatan-tingkatan energinya diberikan oleh E = 2 3 h Tentunya
dengan = 2(n-1) + l.
- 23. Besaran bilangan kuantum momentum sudut orbital (l)
mengambil nilai-nilai 0,1,2,3, . . . Bilangan n adalah suatu
bilangan bulat yang mengambil nilai-nilai 1,2,3,4, ...dan Pada
notasi spektroskopik, keadaan-keadaan momentum sudut orbital
nukleon ditunjukkan nilai momentum sudut orbital (l) adalah 0, 1,
2, 3...dan lambang huruf s p d f g h...
- 24. Menurut M. Mayer dan J. Jensen, secara terpisah mengusulkan
kehadiran interaksi spin-orbit (1. s) di samping potensial osilator
harmonik. Karena nukleon-nukleon memiliki nilai tunggal s = untuk
bilangan kuantum spinnya, maka efek spin-orbit akan menyebabkan
tiap-tiap keadaan momentum sudut orbital dengan l > 0 pecah
dalam dua orbit, maka bilangan kuantum momentum sudut totalnya j =
l + s atau j = l s.
- 25. 1.s= )1()1()1( 2 1 sslljj 2 l.s = l/2 2 untuk j = l + 2 1
l.s=- 2 1l 2 untuk j = l - 2 1
- 26. Tampak bahwa pemisahan energi antara kedua orbit sebanding
lurus dengan 2l + 1, maka dengan demikian menjadi semakin lebar
begitu l bertambah. Orbit-orbit pecahan yang baru ini diberi nama
dengan menambahkan penulisan nilai j sebagai indeks bawah susun
pada lambang keadaan momentum sudut.
- 27. Pada orbit yang sama proton-proton dan (netron-netron)
dalam orbit yang sama cenderung berpasangan membentuk
keadaan-keadaan yang momentum sudutnya nol. Maka, inti-inti
genap-genap akan memiliki momentum sudut total J = j, sama dengan
nol, sedangkan jika intinya memiliki jumlah proton atau netron yang
ganjil, maka momentum sudut totalnya adalah momentum sudut nukleon
yang terakhir (yang ganjil). Untuk inti-inti ganjil maka keadaannya
ternyata lebih rumit.
- 28. LATIHAN SOAL
- 29. model tetes cairan di temukan pada tahun 1935 oleh seorang
ilmuan yang bernama,,, A. C.v.weiszacker B. Niels Bohr C. J.J
Thomson D. John Dal JAWABAN : A
- 30. Besaran untuk nilai satuan energy b1 pada rumus massa semi
empiris dalam model tetes cairan adalah. a. 0,58 MeV b. 13,0 MeV c.
14,0 MeV d. 19,3 MeV JAWABAN : C
- 31. Besarnya nilai b5 untuk A ganjil adalah,,,, a. 33,5 MeV b.
-33,5 MeV c. 0 MeV JAWABAN : C
- 32. Dengan model tetes cairan, tentukan isobar yang paling
stabil untuk A ganjil tertentu. Untuk A ganjil, b5 = 0 dalam rumus
massa semi empiris sehingga energy ikatnya menjadi..... a. EI=
b1A+b2A-2/3+b3Z2A-1/3+b4(A-2Z)2A-1 b. EI=
b1A+b2A2/3+b3Z2A-1/3+b4(A-2Z)2A-1 c. EI=
b1A+b2A2/3+b3Z2A1/3+b4(A-2Z)2A-1 d. EI=
b1A+b2A2/3+b3Z2A1/3+b4(A-2Z)2A1 JAWABAN : B penyelesaian
- 33. a. 5,96925 u b. 5,96970 u c. 5,96975 u d. 5,96995 u JAWABAN
: C penyelesaian
- 34. Sifat-sifat dari tetesan cairan yaitu, . a. Ukurannya tidak
sebanding dengan jumlah partikel atau molekul di dalam cairan b.
Energi ikatnya berbanding terbalik dengan massa atau jumlah
partikel yang membentuk tetesan. c. Kerapatannya tidak konstan d.
Energi ikatnya berbanding lurus dengan massa atau jumlah partikel
yang membentuk tetesan JAWABAN : D
- 35. Besaran untuk nilai satuan energy b4 pada rumus massa semi
empiris dalam model tetes cairan adalah. a. 0,58 MeV b. 13,0 MeV c.
14,0 MeV d. 19,3 MeV JAWABAN : D
- 36. Perubahan sifat-sifat inti pada model kulit atom, secara
menonjol terjadi di dalam inti dengan N (neutron) dan Z (proton)
sebesar a. 0, 2, 8, 28, 50, 82, 126 b. 2, 8, 28, 50, 82, 126 c. 2,
8, 28, 50, 82 d. 2, 8, 28, 50 JAWABAN : B
- 37. Sebuah atom dengan A ganjil dan Z genap, maka berapakah
jumlah nukleon yang tidak berpasangan a. 1 b. 0 c. 2 JAWABAN :
A