Sabtu, 07 Januari 2012

Fisika Atom



VIII.    Fisika Atom
ü Struktur Inti Atom
Partikel-partikel pembentuk inti atom adalah proton (1P1) dan netron ( 0n1). Kedua partikel pembentuk inti atom ini disebut dengan nukleon.
Simbol nuklida : ZXA atau ZAX dengan
A = nomor massa
Z = jumlah proton dalam inti = jumlah elektron di kulit terluar
N = A - Z = jumlah netron di dalam inti atom
ü Jenis Nuklida
Isotop : Atom-atom unsur tertentu ( Z sama) dengan nomor massa berbeda.
Isoton: kelompok nuklida dengan jumlah netron sama tetapi Z berbeda.
Isobar: kelompok nuklida dengan A sama tetapi Z berbeda.
ü
Ket:
= massa isotop
= muatan isotop
= jari – jari lintasan
= induksi magnetik
= kuat medan listrik
= kecepatan partikel
 
Text Box:  

 

 
Pengukuran Massa Inti



Massa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah massa nukleon-nukleon pembentuknya. Mengakibatkan adanya energi ikat inti.
Text Box: Energi Ikat  

 
Misal: massa inti He <


Dalam fisika inti satuan massa biasa ditulis 1 sma (1 amu) = 1.66 x 10-27 kg = 931 MeV/C2
satuan Dm :
kg  E = Dm . c2 (joule)
sma  E = Dm . 931 (MeV)

ü Gaya Inti
Adanya sejumlah proton dalam initi akan menimbulkan gaya Coulomb yang saling menolak. Oleh karena itu diperlukan gaya yang dapat mengatasi gaya Coulomb tersebut dan mengikat neutron dan proton yang disebut gaya inti.
ü Stabilitas inti
Suatu nuklida dikatakan stabil bila terletak dalam daerah kestabilan pada diagram N - Z.
Untuk nuklida ringan (A < 20) terjadi kestabilan bila Z = N (N/Z = 1), sedangkan untuk nuklida dengan Z > 83 adalah tidak stabil.
ü Radioaktivitas
Radioaktivitas adalah peristiwa pemancaran sinar-sinar a, b, g yang menyertai proses peluruhan inti.
Sinar :
- identik dengan inti atom helium (2He4)
- daya tembusnya kecil tapi daya ionisasinya besar.
Sinar :
- identik dengan elektron ( le.)
- daya tembus cukup besar tapi daya ionisasinya agak kecil
Sinar :
- tidak bermuatan (gelombang elektromagnetik).
- daya tembus paling besar tapi daya ionisasinya kecil   (interaksi berupa foto listrik, Compton den produksi   pasangan).
Text Box:  Kuat radiasi suatu bahan radioaktif adalah jumlah partikel  yang dipancarkan tiap satuan waktu.

R =       kuat radiasi satuan Curie
            1 Curie (Ci) = 3,7 x 1010 peluruhan per detik.
l =        konstanta pelurahan, tergantung pada jenis isotop dan jenis      pancaran radioaktif,            yangmenyatakan kecepatan peluruhan inti.
N =       jumlah atom.

 
 


Ket:       
 
Text Box:  Text Box:  Waktu paruh (T ½) adalah waktu yang diperlukan oleh ½ unsur radioaktif berubah menjadi unsur lain.
                                                           
                       
Jadi setelah waktu simpan t = T½ massa unsur mula-mula tinggal separuhnya, N = ½ No atau setelah waktu simpan nT½ Þ zat radioaktif tinggal (½)n
Ket:
=intensitas sinar radioaktif sebelum melewati keping
=intensitar sinar radioaktif sesudah melewati keping
=tebal keping
=bilangan natural (2,71828)
=koef pelemahan oleh bahan keping
 
Text Box:  Sinar radioaktif yang melewati suatu materi akan mengalami pelemahan intensitas dengan rumus:


Bila I = ½ Io maka x = 0,693/m Þ disebut HVL (lapisan harga paruh) yaitu tebal keping yang menghasilkan setengah intensitas mula
ü Jenis detektor radioaktif
  1. Pencacah Geiger(G1M)
    untuk menentukan/mencacah banyaknya radiasi sinar radioaktif
  2. Kamar Kabut Wilson
    untuk mengamati jejak partikel radioaktif
  3. Emulsi Film
    untuk mengamati jejak, jenis dan mengetahui intensitas partikel radioaktif
  4. Pencacah Sintilad
    untuk mencacah dan mengetahui intensitas partikel radioaktif.
ü Reaksi Inti
Ket:
= inti sasaran
= partikel penembak
= inti baru yang dihasilkan
= partikel yang dipancarkan
= energi reaksi
 
Text Box:   atau  Tumbukan antara partikel - partikel yang berenergi tinggi dengan inti atom akan mengubah susunan inti  tersebut sehingga terbentuklah inti baru yang berbeda dengan inti semula (inti sasaran) disebut dengan reaksi inti


  1. Fisi
    Peristiwa pembelahan inti atom dengan partikel penembak, sehingga menghasilkan dua inti baru dengan nomor massa yang hampir sama.
    Contoh: Dalam reaktor atom: U235 + n Þ Xe140 + Sr94 + 2n + E
  2. Fusi
    Peristiwa penggabungan dua inti atom ringan, menghasilkan inti atom baru yang lebih berat.

    Contoh: reaksi di matahari: 1H2 + 1H2 ® 2He3 + on1
ü Piranti Eksperimen Fisika Inti
  1. Reaktor Atom
    Tempat berlangsungnya reaksi fisi, yaitu penembakan Uranium (U) dengan netron (n), menghasilkan banyak n yang dapat dikendalikan. Bila tidak dikendalikan terjadi bom atom.
    Komponen reaktor :
    - batang kendali
    - moderator
    - perisai
    - bahan bakar
  2. Siklotron
    Tempat pemercepat partikel (proton atau netron). Energi hingga 100 MeV.
  3. Betatron
    Tempat pemercepat elektron. Energi hingga 300 MeV.
  4. Sinkrotron
    Tempat pemercepat proton. Energi yang dicapai hingga 500 GeV.
  5. Akselerator
    Tempat pemercepat proton atau elektron.
    Energi hingga 10 GeV.
Semua piranti di atas digunakan untuk melakukan transmutasi inti.
ü Radiosotop
Radioisotop adalah isiotop dari zat radioaktif, dibuat dengan menggunakan reaksi inti dengan netron.

misalnya 92 U 238 + 0 n 1 ® 29 U 239 + g
Penggunaan radioisotop:
- Bidang hidrologi
- biologi
- industri
ü Pita Energi
Teori pita energi dapat menerangkan sifat konduksi listrik suatu bahan.
Pita energi terdiri atas dua jenis yaitu:
  1. Pita valensi (terisi penuh oleh 2N elektron di mana N adalah jumlah atom suatu bahan)
  2. Pita konduksi (terisi sebagian elektron atau kosong)
Di antara pita valensi dan pita konduksi terdapat celah energi yang layak tidak boleh terisi elektron.
ü  Semikonduktor
Hambatan jenis (kebalikan dari konduktivitas listrik) suatu bahan dapat dikelompokkan menjadi:
  1. Konduktor ( < 10-6 Wm)
  2. Semikonduktor (10-6 Wm - 104 Wm)
  3. Isolator ( > 104 Wm)
ü  Hubungan hambatan jenis (o) terhadap suhu
Pada bahan semikonduktor, hole (kekosongan) den elektron berfungsi sebagai pembawa muatan listrik (pengantar arus).
Semikonduktor intrinsik adalah semikonduktor yang belum disisipkan atom-atom lain (atom pengotor).
Semikonduktor ekstrinsik adalah semikonduktor yang sudah dimasukkan sedikit ketidakmurnian (doping). Akibat doping ini maka hambatan jenis semikonduktor mengalami penurunan. Semikonduktor jenis ini terdiri dari dua macam, yaitu semikonduktor tipe-P (pembawa muatan hole) dan tipe-N (pembawa muatan elektron).
Komponen semikonduktor:
  1. Dioda, dapat berfungsi sebagai penyearah arus, stabilisasi tegangan dan detektor.
  2. Transistor, dapat berfungsi sebagai penguat arus/tegangan dan saklar.Transistor terdiri dari dua jenis yaitu PNP dan NPN.

0 komentar:

Poskan Komentar

lakukan yang terbaik

Artikel saya

You can replace this text by going to "Layout" and then "Page Elements" section. Edit " About "

Tambah Sesuai Hati kamu

Daily Calendar