Struktur Inti Atom - · PDF fileRo = 1,2 10 -15 meter = 1,2 fm. Struktur Inti Atom Jawab 1....

Click here to load reader

  • date post

    05-Feb-2018
  • Category

    Documents

  • view

    230
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Struktur Inti Atom - · PDF fileRo = 1,2 10 -15 meter = 1,2 fm. Struktur Inti Atom Jawab 1....

  • Struktur Inti Atom

    Massa Atom 99,9 % terdapat dalam inti yang

    terdiri dari proton (muatan = e +) massa

    energi 938,28 Mev dan netron (muatan =0)

    massa energi 929,57 Mev sedangkan

    elektron berada di kulit atom.

    Nomor massa ( A )

    Proton ( Z )

    Netron A - Z Sifat kimia dari atom lebih banyak ditentukan oleh Z

    bukan A. Sifat kimiawinya identik jika Z nya sama.

  • Struktur Inti Atom

    Atom yang memiliki Z sama tetapi A berbeda

    disebut Isotop (isotope)

    Contoh .

    Hidrogen

    Deuteriumon

    Tritium

    Soal.

    Tuliskan minimal 4 isotop yang lainnya

  • Struktur Inti Atom

    Kerapatan inti atom tergantung netron dan proton

    dapat dituiskan

    Maka jari-jari atom akan sebanding dengan akar

    pangkat sepertiga nomor massa

    Ro = 1,2 10 -15 meter = 1,2 fm

  • Struktur Inti Atom

    Jawab1. Carbon R= 1,2 fm. (A)1/3 = 1,2 .(12)1/3 = 2,7 fm

    Germanium R= 1,2 fm.(A)1/3 = 1,2 .(70)1/3 = 4,9 fm

    Bismuth R= 1,2 fm. (A)1/3 = 1,2 .(209)1/3 = 7,1 fm

    2. kerapatan inti atom karbon dan massa total inti atom

    karbon (A=12).

  • Struktur Inti Atom

    Energi total inti atom hidrogen

    Secara umum dituliskan

    m(atom) = m(inti atom) + Z m (elektron) +energi ikat elektron total

    Binding energy (energi ikat)

  • Strukrur Inti Aatom

    Contoh

    Deuterium memiliki massa atom = 2,014102 u,

    massa atom hidrogen (mp)= 1,007825 u,

    massa netron(mn )1,008665 u. Berapakah

    energi total ikat inti atom deuterium?

    Jawab.

    B = (1,008665 u + 1,007825 u - 2,014102 u )

    = 0,002388 u = 0,002388 u . 931,5 Mev/u.

    B = 2,224 Mev

  • Struktur Inti Atom

    Soal..

    Hitunglah energi ikat total ( B ) dari

    a.

    b.

  • Struktur Inti Atom

    Jawab.

    P = 26

    N = 56 26 = 30

    mFe= 55,8447 uB = (30 .1,008665 u + 26 . 1,007825 u - 55,8447 u)

    = 30,25995 + 26,20345- 55,8447

    = 56,4634- 55,8447

    = 0,6187u

    = 0,6187 u . 931,5 Mev/u.

    = 576,31905 Mev

  • Struktur Inti Atom

    Jawab.

    P = 92

    N = 238 92 = 146

    mU= 238,02891uB =(146. 1,008665 u + 92 . 1,007825 u - 238,02891 u)

    = (147,26509 + 92,7199 - 238,02891) u

    = 1,95608 . 931,5 Mev/u.

    = 1822,08852 Mev

    = 1822,08852 .1,6 10-13 Joule

    = 2,915 10-10 Joule

    = 0,2915 nJ = 291,5 pJ

  • Gaya Inti Atom

    1. Lebih besar dibanding gaya elektromagnet, grafitasi,

    dan gaya lain disebut juga strong force

    2. Jangkauan sangat pendek 10-15 m = 1 fm

    penambahan nukleon kerapatan inti tidak berubah

    energi ikat per nukleon tetap

    3. Tidak tergantung jenis nukleon gaya inti n-p = n-n =

    p p

    4. Selang waktu hadirnya energi

    5. Jarak tempuh yang dicapai partikel x = c t

    6. Energi diam yang diperlukan partikel mc2 = 200 Mev

    (jangkauan 1 fm)

  • Radioaktif

    Suatu zat radioaktif (radioactive substance) didefinisikan sebagai sesuatu

    zat yang memiliki sifat untukmengemisikan radiasi secara spontan.

  • Radioaktif

    Semua inti atom stabil N = Z berat N > Z dan

    tidak ada inti stabil dengan A=5 atau 8 .

    Contoh Helium stabil

  • Radioaktif

    Peluruhan radioaktif

    Peluruhan alfa

    Peluruhan beta

    Peluruhan gamma

  • Peluruhan Radioaktif

    Satuan peluruhan 1curie = 3,7 1010 peluruhan

    per detik

    Biasanya dinyatakan dalam mCi, atau Ci

    Orde peluruhan 1023 untuk cuplikan 1 Ci

    memiliki probabilitas 10-13

    Aktifitas peluruhan = N

    N = jumlah inti radioaktif

    = probabilitas peluruhan

    Tanda minus menunjukan N menurun terhadap

    bertambahnya waktu. dN/dt

  • Peluruhan Radioaktif

    Aktifitas peluruhanpeluruhan per satuan waktu

    Maka

    ln N = - t + c

  • Peluruhan Radioaktif

    Aktifitas peluruhan

    Meluruhkan separoh

    maka t = ln 2

    Waktu paruh

  • Radioaktif

    Latihan soal hal 363

    . = 0,693/T = 2,97 10-6 s-1

    Probabilitas tiap detik 2,97 10-6

    N = m/M 6,02 1023 = 3,04 1015

    Ao = .N =9,03 109 peluruhan/detik = 0,244 Ci

    A = Ao e-t =1,5 109 peluruhan/detik

  • Hukum kekekalan Peluruhan

    1. Kekekalan Energi = X akan meluruh menjadi X yang lebih

    ringan mNX C2 = mNX C

    2 + mN x C2 + Q (Q=kelebihan

    energi) (X +x = massa diam mN massa inti)

    2. Kekekalan momentum linear Px + Px = 0

    3. Kekekalan momentum sudut (momentum sudut spin s dan

    momentum sudut orbital L ) L= r. P ( sX = sx + sx +Lz )

    4. Kekekalan muatan elektrik = muatan elektrik sebelum dan

    sesudah peluruhan tetap dilihat nomer atom.

    5. Kekekalan nomor massa jumlah nomor massa A tidak berubah

    dalam peluruhan dilihat nomer massa

  • Peluruhan Alfa

    Energi yang terbebaskan energi kinetik dan partikel

    anak X Q = m (X) - m (X) - m c2

    Q= KX + K Momentum liniernya PX = P Maka hasil energi kinetik

    K = (A-4) Q/A

    Soal

    Hitunglah

  • Peluruhan Alfa

    Soal

    1. Hitunglah Energi kinetik peluruhan alfa yang

    dipancarkan oleh atom Ra meluruh menjadi Rn

    Ra =226,025406

    Rn = 222,017574

    . = 4,002603

  • Peluruhan Alfa

    Soal1. Hitunglah Energi kinetik peluruhan alfa yang

    dipancarkan oleh atom Ra

    Jawab.

    Ra Rn +

    Ra =226,025406

    Rn = 222,017574

    . = 4,002603

    Q = 226,025406 - 222,017574 - 4,002603 = 4,871 Mev

    K . = (A-4).Q/A = 4,785 Mev

  • Latihan Soal

    Latihan soal

    Hitunglah energi kinetik partikel alfa yang

    dipancarkan dalam peluruhan alfa dari 226Ra!

    Jawab

    Q = m Ra m Rn m

    Q = (226,025406 222,017574 4,002604) u

    = 0,005226 X 931,5 Mev

    = 4,87 Mev

    K = (A-4)Q/A (226-4) 4,87/226 = 4,783 Mev

  • Batas perkuliahan

    S1 Pemrminyakan of A jumat 23 nov 2012

    TM . Tidak ada.

    S1 Pemrminyakan of A jumat 23 nov 2012

  • Peluruhan Beta

    Untuk peluruhan betta moner massa tetap Energi

    yang terbebaskan n p +e + v

    Peluruhan dapat terjadi dalam inti atom Z dan N

    meluruh ke inti atom lain Z + 1 dan N-1

    Sehingga Q = ( m AX) - m AX) c2

  • Latihan Soal

    Latihan soal

    Inti 23Ne meluruh ke inti 23Na dengan

    memancarkan beta negatif. Hitunglah energi

    kinetik maksimum elektron yang dipancarkan?

    Jawab

    Q = m Ne m Na

    Q = (22,994466 22,989770) 931,5 Mev

    = 4, 374 Mev

  • Peluruhan Gamma

    E = E awal- Eakhir 100 keV MeV

    Usia paruh eksitasi inti 10-9 sampai 10-12 sekon.

  • Latihan Soal

    Latihan soalInti 12N meluruh beta ke suatu keadaan eksitasi dari 12C

    yang sudah itu meluruh ke keadaan dasarnya dengan

    memancarkan sinar gamma 4,43 Mev . Hitunglah energi

    kinetik maksimum partikel beta yang dipancarkan?

    Jawab

    Massa C dalam keadaan tereksitasi

    m C = (12,00000 + 4,43/931,5 ) = 12,004756 u

    Q = (m N - m C 2me ) 931,5 Mev

    Q = (12,08613 12,004756 2 X 0,000549 ) 931,5 Mev

    = 74,77 Mev

  • Rarioaktifitas Alam

    Sebagian besar unsur radioaktif alam memiliki waktu paruh

    dalam orde hari atau tahun

  • Sinar X

    Panjang gelombang sinar X +- 0,01 s/d 10 nm.

    Energinnya +- 100 eV s/d 100 keV dan reaksi

    terhadap materi dan inti atom

  • Tugas mandiri Sinar X

    Off A Reguler tanggal 7 Desember 2012

    Off B Reguler tanggal 30 November2012

    Tugas mandiri berpasangan dalam copi file

    1. Sifat sinar X

    2. Proses pembentukan sinar X

    3. Manfaat sinar X

    4. Bahaya sinar X

  • Sinar X

    Pembuatan sinar X

    Tabung hampa udara ( vakum ) ada filamen panas, katode, dan

    anode ( logam target ). Elektron dari filamen panas secara emisi

    termionik, dipercepat ke anode ( target ) V oltase tinggi (kV.)

    Elektron berenergi tinggi menumbuk target logam, sinar x akan

    dipancarkan oleh target.

  • Sinar X

    1. Jika potensial antara anode dengan katode

    dinaikkan daya tembus sinar x lebih besar dan

    panjang gelombang lebih kecil. energi kinetik

    elektron meningkat.

    2. Jika filamen panas diperbesar maka katode

    dibuat lebih panas elektron yang dikeluarkan

    lebih banyak sinar x mempunyai intensitas

    lebih tinggi..

  • Sinar X

    Sifat-sifat sinar x1. Sinar x merambat menurut garis lurus

    2. Sinar x dapat menghitamkan pelat pemotret

    3. Daya tembus sinar x bergantung jenis bahan kayu

    beberapa cm, pelat aluminium setebal 1 cm, besi,

    tembaga, dan khususnya timah hitam setebal beberapa

    mm bahkan tidak ditembus sama sekali

    4. Sinar x tidak dapat terlihat oleh mata manusia .

    5. Sinar x dapat dipancarkan ketika sinar katode

    menumbuk zat padat.

  • Sinar X

    kegunaan sinar x

    a. Dalam bidang kedokteran, sinar x digunakan untuk

    membantu dokter diagnosis suatu penyakit atau

    kelainan dari bagian dalam tubuh

    b. Dalam bidang industri, sinar x digunakan untuk

    menemukan cacat pada las atau keretakan logam

    c. Dalam bidang pengetahuan, misalnya fisika seperti

    mempelajari pola-pola difraksi pada kristal zat padat

  • Sinar X

    Bahaya sinar x

    Energi yang dimiliki sangat tinggi, sehingga sinar x

    memiliki efek yang besar pada jaringan hidup sinar x

    dosis tinggi dapat menyebabkan kanker dan cacat lahir