Defek Masa

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 1/20

mexsi sasy

Jumat, 06 Januari 2012

makalah defek massa dan energi ikat inti

BAB IIPEMBAHA A!

A" #E$E% MA A #A! E!E&'I PE!'I%A( I!(IHasil pengukuran menunjukkan bahwa massa atom tertentu selalu lebih kecil

dibandingkan dengan massa total dari netron, proton, dan elektron yang menyusunatom.Perbedaan antara massa atom dan penjumlahan total dari massa penyusun atom disebutmassa defek.

Massa defek (∆m)dapat dihitung menggunakan Persamaan dibawah ini(!.!)

"engan m p adalah massa satu proton, m n adalah massa satu neutron, m e massa satu elektron,

matom adalah massa atom, # nomor atom, dan $ nomor massa. "alam kasus inti juga

sama.Massa inti tertentu juga selalu lebih kecil dibanding dengan massa total dari partikel% partikel penyusunnya. Perbedaan massa untuk inti dirumuskan

(!.&)

'ebagai contoh inti deuterium atau d, yang tersusun dari satu proton dan satu netron,massanya lebih kecil dibanding partikel%partikel penyusunnya. ernyata massa yang hilangtersebut dikon ersi menjadi energi ikat ( Binding Energy , *), yang mengikat agar partikel%

partikel penyusun inti tidak beraturan. +on ersi massa%energi dapat dihitung dengan perumusan instein

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 2/20

dengan c adalah kecepatan cahaya &,-- / !0 m1s. "engan demikian maka energi ikatdeuterium yang tersusun dari satu proton dan satu netron dituliskan

(!.2)

md adalah massa inti deuterium, bukan massa atom deuterium. Perlu diingat bahwamassa inti atom berbeda dengan massa atom. Hubungan massa ataom dan inti, dinyatakan

(!.3)* e adalah energi ikat elektron total. "alam kenyataan, energi massa inti berorde !0 -

hingga !0 !! e4, sementara massa elektron total berorde ! hingga !0 2e4. 5adi, suku terakhir persamaan diatas yaitu (* e) kecil sekali dibandingkan dengan suku%suku didepannya. "alam batas ketelitian tertentu, suku terakhir terkadang bisa dihilangkan. 'ehingga dinyatakan,misalnya, bahwa massa inti atom hidrogen ( proton atau hidrogen) adalah massa atomhiddrogen dikurangi massa satu elektron. "engan menyisipkanpernyataan ini kedalam

persamaan (!.2), didapatkan

(!.6)

"ari persamaan (!.6), dapat dilihat bahwa massa elektron saling menghilangkan. 7lehkarena itu, persamaan (!.6) dapat diperluas untuk menentukan energi ikat total sembarang intiatom

(!.8)dengan adalah massa atom 9. 5ika m dalam satuan massa atom (u), maka akan lebih

mudah jika c&

ditulis tulis -:!,3 Me41u.)*nt*hHitunglah energi ikat

5awab*;(3&/!,008 &3u<8/!,00 63u%!&3,-0::&&u)/-:!,3 Me 1u ; !,066/!0 : Me4Energi Ikat Per nukle*n

=ntuk mengetahui besarnya energi ikat yang dirasakan setiap partikel inti (nukleon),tinggal membagi energi ikat total dengan jumlah seluruh nukleon (nomor massa, $). 5ikaenergi ikat per nekluon (*1$) untuk tiap unsur dihitung, lalu ditampilkan dalam grafik, makaakan tampak seperti gambar dibawah

>ambar tersebut memberikan ilustrasi salah satu aspek penting dalam fisika inti. nergiikat per nukleon (*1$) bermula dengan nilai yang rendah, kemudian naik menuju titikmaksimum yaitu sekitar ,8- Me4 bagi 36?e , dan selanjutnya turun lagi pada inti%inti berat.

>ambar tersebut memberi indikasi bahwa energi inti dapat dibebaskan dengan dua cara berbeda. 5ika jika inti berat (seperti &: = ) dipecah menjadi dua inti yang lebih ringan, makaakan dilepaskan energi. 'ebab, energi ikat per nukleon (*1$) lebih besar bagi kedua

pecahannya, dibandingkan inti semula. 5ika energi ikat pernukleon (*1$) lebih besar berarti

massanya lebih kecil. $rtinya ada massa yang hilang yang akan diko ersi menjadi energi.Proses ini dikenal dengan fisi inti.

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 3/20

'elain itu, jika dua inti ringan (seperti & H ) digabungkan menjadi suatu inti yang lebih berat, juga akan dibebaskan energi. 'ebab, energi ikat per nukleon (*1$) juga lebih besar bagi inti abungan dibandingkan inti semula. Proses ini dikenal dengan fusi inti.

ifat 'aya Inti

5ika proton dan proton didekatkan, keduanya pasti akan saling menolak, karena adanyagaya @oulomb. Padahal di dalam inti, terutama inti berat, terdapat banyak proton. 'eharusnyainti atom berantakan karena proton%proton saling menolak. etapi, hal ini tidak terjadi, karenadi inti ada gaya lain yang sangat besar yang mengikat inti untuk bersatu dan jauh lebih besar dibanding gaya tolak elektrostatik. >aya tersebut dinamakan gaya inti. >aya ini merupakangaya paling kuat dari semua gaya yang diketahui. +arena itu, gaya ini sering disebut gayakuat ( strong force ). Aamun gaya ini jangkauannya sangat pendek, yaitu hanya sejauh ukuran

inti (sekitar !0 %!3 m). Pada jarak lebih dari ! fm gaya ini akan melemah dan akhirnyamenjadi nol. 'ehingga ketika kedua proton terpisah agak jauh, yang ada hanya gaya tolakan

elektrostatic @oulomb, sementara gaya nuklirnya bernilai nol$da dua bukti mengenai jangkauan pendek dari gaya inti ini.!. "ari kajian kerapatan Bat inti. Penambahan nukleon pada inti tidak mengubah kerapatan inti.

Cni menunjukkan bahwa bahwa tiap nukleon yang ditambahkan hanya merasakan gaya daritetangga terdekatnya, dan tidak dari nukleon yang lain.

&. "ari energi ikat per nukleon. +arena energi ikat per nukleon kurang lebih tetap, maka energiikat inti total kurang lebih sebanding dengan $. 'uatu gaya berjangkauan panjang (seperti

gaya @oulomb dan gaya gra itasi) memiliki energi yang sebanding dengan $ &. 'ebagaicontoh, tolakan elektrostatik total antara proton dalam inti sebanding dengan # (#%!) atau

sekitar # &. hal ini karena setiap # proton, merasakan tolakan dari (#%!) proton lainnya.M*del 'aya Inti

Model yang berhasil menjelaskan asal usul gaya berjangkaun pendek ini adalah modelgaya tukar ( exchange force ), yang diusulkan oleh Dukawa. "iandaikan ada sebuah proton dannetron di dalam inti. Menurut model ini, netron memancarkan sebuah partikel dan sekaligusmenariknya dengan gaya yang sangat kuat. 5ika partikel tadi menghampiri proton, ia akantertarik pola oleh proton dengan suatu gaya tarik yang sangat kuat. Proton kemudianmemancarkan sebuah partikel yang dapat diserap oleh netron. +arena proton dan netronmasing%masing menarik partikel yang dipertukarkan tersebut dengan gaya tarik yang kuat,

maka mereka seakan saling menarik.Ealu, bagaimana mungkin sebuah netron dengan massa diam m 0mc & emancarkan

partikel dengan massa diam mc & dan tetap sebagai netron, tanpa melanggar hukum kekekalanenergi.

5awabannya diberikan oleh asas ketidakpastian Heisenberg(!. )

nergi adalah kekal, jika energi itu dapat diukur secara pasti. +enyataannya, menurutketidakpastian Heisenberg, energi F memiliki ketidakpastian dalam selang waktu Ft. 7lehkarena itu, hukum kekekalan energi dapat GdilanggarG sebesar F dalam selang waktu yangcukup singkat.

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 4/20

5umlah energi yang melanggar hukum kekekalan energi dalam model gaya tukar netron%proton ini adalah mc &, yaitu energi diam partikel yang dipertukarkan.

"engan demikian, partikel ini hanya dapat hadir dalam selang (dalam kerangkalaboratorium)

(!.-)5arak terjauh yang dapat dicapai partikel ini dalam selang waktu adalah /;c

. "engan c adalah kecepatan cahaya. Aamun, kecepatan yang sesuangguhnya partikeltersebut di bawah kecepatan cahaya. Persamaan tersebut dapat diubah

(!.!0)$tau

(!.!!)

+arena telah diketahui jangkaun gaya inti hanya sekitar !0 %!3 m, maka energi diam partikel tersebut dapat ditaksir, yaitu sekitar

Partikel yang dipertukarkan ini berupa sebuah partikel G irtualG. 5ika inti atom GdilihatGlebih seksama, gaya tarik menarik antara proton dan netron dapat GterlihatG, tetapi partikel

irtual ini tidak terlihat.5ika inti atom ditembaki dengan proyektil (partikel berenergi tinggi), proyektil tersebut

akan menumbuk proton dan netron sedemikian kuatnya, sehingga memasok momentum pental yang memperkenankan partikel irtual itu menjadi partikel nyata dan muncul dalamlaboratorium. Partikel itu dinamakan dengan meson.

B" (E+&I ME +! 'A A !-%.I&"alam ikatan kimia terlihat bahwa sebuah molekul saling mengikat dengan pertukaran

elektron antara atom komponennya. Pada tahun !-:& oleh Heisenberg yang mengusulkan pendekatan bahwa elektron dan positron bolak%balik antar nukleon. 'ebuah netronmemancarkan elektron dan menjadi proton, sedangkan sebuah proton dapat menyerapelektron menjadi sebuah neutron. Pendekatan ini tidak tepat karena ternyata gaya yangdihasilkan dalam pertukaran elektron dan positron terlalu kecil untuk berperan dalam struktur nuklir. Perhitungan berdasarkan data peluruhan beta menunjukkan bahwa gaya yang timbuldari pertukaran elektron dan positron oleh nukleon terlalu kecil dengan faktor !0!2 supaya

berperan dalam struktur nuklir.'eorang fisikawan 5epang Hideki Dukawa lebih berhasil dengan mengusulkan tahun

!-:3 menyatakan bahwa terdapat partikel dengan besar massa antara elektron dan nukleonyang bertanggung jawab atas adanya gaya nuklir. 'ekarang partikel ini disebut pion. Piondapat bermuatan ( <, %) atau netral ( 0), dan merupakan anggota kelas partikel elementer yangsecara kolektif disebut mesonI kata pion ialah singkatan dari nama asalnya meson. Menurutteori meson semua nukleon mengandung inti%inti identik dikelilingi oleh awan yangmengandung satu atau lebih meson. Meson%meson mungkin bermuatan netral atau muatan

positif atau negatif.Menurut teori Dukawa, setiap nukleon selalu memancarkan dan menyerap pion. 5ika

terdapat nukleon lain di dekatnya, pion yang dipancarkan dapat menyeberang kemudiankembali ke nukleon induknyaI transfer momentum yang menyertainya setara dengan aksigaya. >aya nuklir saling tolak%menolak pada jarak sangat pendek dan saling tarik%menarik ketika jarak nukleon%nukleon agak jauh, jika tidak demikian maka nukleon dalam inti akanmenyatu dan salah satu kekuatan teori meson untuk gaya tersebut ialah kedua aspek itu

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 5/20

terpenuhi. idak ada cara sederhana untuk menunjukkan yang pertama secara tepat, tetapianalogi yang berbeda dapat mengurangi konsep tersebut. >aya tarik dan tolak%menolak antarakeduanya dapat timbul dari pertukaran partikel.Marilah kita bayangkan dua orang anak yangsaling menukar bola basket.

5ika mereka saling melempar bola itu, anak itu bergerak mundur, dan ketika mereka

menangkap bola yang dilemparkan kepadanya, momentum mundurnya bertambah. 5adimetode pertukaran bola basket ini menghasilkan efek yang sama sebagai gaya tolak antaraanak%anak itu. 5ika anak%anak itu saling mengambil bola basket dari tangan anak lainnya,hasilnya ialah gaya tarik timbul di antara mereka. 'uatu persoalan pokok timbul di sini, jikanukleon berkesinambungan memancarkan dan menyerap pion, neutron dan proton tidak

pernah mempunyai massa yang lain dari massa biasanya hal ini terletak pada prinsipketaktentuan. Hukum fisika hanya mengacu pada kuantitas terukur, dan prinsip ketaktentuanmembatasi ketepatan suatu kombinasi pengukuran yang dapat dilakukan. Pemancaran sebuah

pion oleh sebuah nukleon denagn massa tetap melanggar hukum kekekalan energi terjadi jikanukleon itu menyerap kembali pion lain yang dipancarkan oleh nukleon tetangga, sehinggasecara prinsip tidak bisa ditentukan apakah sebenarnya terjadi perubahan massa dari prinsipketaktentuan dalam bentuk.

'uatu kejadian dimana sejumlah energi tak kekal tidak dilarang, apabila selang waktukejadian itu tidak melebihi persyaratan ini dapat dipakai untuk memperkirakan massa pion.+ita anggap sebuah pion bergerak di antara nukleon%nukleon dengan kelajuan 4 c ini berarti

pemancaran pion bermassa m menyatakan penyimpanan energi sementara sebesar (energikinetik pion diabaikanI dan gaya inti memiliki jangkauan maksimum r sekitar !,8 fm danwaktu yang diperlukan untuk menempuh jarak sejauh itu m . *esaran itu kira%kira &:0 kalimassa%diam elektron . *eberapa tahun setelah usul Dukawa, partikel yang sifatnya

telah diramalkannya betul%betul ditemukan. Massa diam pion bermuatan adalah &8: dan pionneutral ialah &62 tidak jauh dari perkiraan di atas.

erdapat dua faktor yang menyebabkan ditemukannya pion bebas agak terlambat. Pertama,harus terdapat energi yang cukup untuk diberikan pada nukleon, sehingga pemancaran sebuah

pion memenuhi hukum kekekalan energi. 5adi sekurang%kurangnya sekitar !20 Me4 yangdiperlukan. =ntuk menyediakan energi sebesar itu saat nukleon dalam suatu tumbukan,

partikel yang datang harus berenergi kinetik jauh lebih besar supaya momentum danenerginya kekal. Partikel dengan energi kinetik beberapa ratus Me4 diperlukan untuk menghasilkan pion bebas, dan partikel seperti itu terdapat dalam alam hanya dalam arusdifusi radiasi kosmik yang datang ke bumi. 5adi penemuan pion harus menunggu

perkembangan metode yang cukup peka dan tepat dalam penelitian interaksi sinar%kosmik.*aru%baru ini pemercepat (akselerator) mulai bekerjaI alat itu dapat menghasilkan

energi partikel yang diperlukan, dan pion yang terjadi dengan pertolongan alat itu dapatdipelajari langsung.Penyebab kedua tertundanya penemuan eksperimental dari pion ialah ketakmantapanI umur rata%rata pion bermuatan ialah &,6 / s dan pada pion netral ialah ,2 / s. +arena pendeknyasehingga keberadaannya baru didapatkan secara meyakinkan dalam tahun !-30. Jalaupunteori meson gaya nuklir masih jauh dari keterangan lengkap mengenai sifat nuklir sepertiteori kuantum dari atom dapat menerangkan sifat atomik, tetapi teori itu telah berhasilmenerangkan beberapa hasil pengamatan yang cukup membingungkan.

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 6/20

BAB IIIPE!-(-P

!. +esimpulan• Aukleon%nukleon tetap bersatu dalam inti atom karena ada gaya inti yang lebih besar dari

gaya elektrostatik• 'elisih massa ini berubah menjadi energi yang terdapat dalam inti atom (kesetaraan massa

K energi)• >aya inti adalah gaya tarik%menarik antar nucleon, gaya terkuat dibandingkan dengan gaya

gra itasi dan gaya elektrostatik• >aya inti memiliki jangkauan terbatas dan tidak memenuhi hukum kuadrat kebalikan serta

tidak bergantung dari jenis muatan nukleon• 'elisih massa nukleon dengan massa inti atom disebut defek massa "effek massa ; massa

nukleon K massa inti• nergi yang terjadi dalam inti atom disebut energi ikat inti (binding energy)

• =nsur yang energi ikatnya lebih kuat artinya nukleonnya terikat lebih kuat satu sama lain.'emakin besar energi ikat pernukleon suatu unsur semakin stabil unsur tersebut

• Cnti atom yang kecil kurang stabil karena daya tarik antara nukleonnya relatif kecil, energiikat per nukleon maksimum sekitar , Me4 dengan massa atom sekitar 36 (?e), penurunangrafik setelah titik maksimum (?e) karena adanya pertambahan gaya tolak%menolak antara

proton• Pada inti yang lebih kecil dari ?e pertambahan energi ikat antar nukleon L pertambahan gaya

tolak antar proton dan pada inti yang lebih besar dari ?e pertambahan gaya tolak antar protonL pertambahan energi ikat antar nukleon .

&. 'aran

+ami menyadari bahwa makalah ini jauh dari sempurna, maka diharapkan pembacamemberikan saran yang membangun.#A$(A& P- (A%A

@hang, aymond.&002.+imia "asar +onsep%+onsep Cnti disi +etiga 5ilid!.5akarta rlangga

'yukri, '.!---.+imia "asar :.*andung C **undjali,*unbun.&00&.+imia Cnti.*andung C *+rane, +enneth.&006.?isika Modern.5akarta =ni ersitas Cndonesiahttp 11+omik ?isika1 eori%Meson%>aya%Auklir.html

"iposkan oleh me/si sasy di &!.32

+irimkan Cni lewat mail *log hisN *erbagi ke witter *erbagi ke ?acebook *agikan kePinterest

1 k*mentar/

!.

ebook-saya.com 7ktober &0!& !6.0-

makalah nihO

*alas

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 7/20

Muat yang lain...Posting Eebih *aru Posting Eama *eranda Eangganan Poskan +omentar ($tom)

Pengikut

Arsi Bl*g

• &0!&(2:)

o 5anuari (2:)

AewtonQs 'econd Eaw

AewtonQs hird Eaw

polariBation

AewtonQs Eaw

application of optics

...

circular motion

PlanckRs oute to the *lack *ody adiation ?ormula...

*ohrQs $tom to lectron Ja es

he *orn $tom

spectra

rays and particles

collision

work, energy ,and power

lorentB transformation

simple harmonik oscillator

relati ity

modern physics

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 8/20

Eight "edendent esistor

E"

penerapan ' M dalam meningkatkan life skill

computation

definition of nuclear fussion

gamma radiation

application of physics

phylosophy of Physics

physics

he ?ussion eaction

@" 'canner

$tomic, molecular, and optical physics

Partikel *eta

isotope

makalah defek massa dan energi ikat inti

physics erm % electromagnetic and magnetic

physics erm % optic and wa e

physics erm%thermodinamic

physics erm%mechanic

physics erm % modern physic

physics erm

Auclear Physics

alpha decay

sample of worksheet

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 9/20

SN%%Tif NmsoUL V W Xbeha ior url(YdefaultY4ME)IZo...

Mengenai aya

me/si sasyEihat profil lengkapku

emplate Jatermark. "iberdayakan oleh *logger .

#efek Massa dan Energi Ikat Inti

&!.2! ?isika Cnti : comments

Massa At*m

Massa at*m suatu unsur esarnya tertentu dan dinyatakan dalam satuan massa at*msma3" atu satuan massa at*m 1 sma3 didefinisika se agai massa yang esarnya

1412 kali massa is*t* kar *n )512" 1 sma 1,66076 x 10 528 kg "atuan massa at*m sma3 9uga sering disetarakan dengan satuan energi, yakni/ 1 sma

ekui:alen dengan energi se esar ;<1, => Me? mega elektr*n :*lt3"

#efek Massa @m3

+leh karena inti at*m tersusun *leh r*t*n dan neutr*n, massa inti harusnya te atsama dengan 9umlah massa r*t*n dan massa neutr*n massa nukel*n3" Akan teta i,kenyataannya tidaklah demikian" Massa inti selalu le ih ke il dari ada massa nukel*n"

elisih antara massa nukle*n dan massa inti dise ut defek massa @m3 " #efek massa@m3 ada em entukan nuklida adalah se agai erikut/

@m Cm D A C3 mn 5 m

#engan, m / massa r*t*n m n / massa neutr*n m / massa inti at*m#efek massa se uah at*m tidak hilang egitu sa9a, melainkan digunakan se agai energiuntuk mengikat nukle*n5nukle*n dalam inti yang dise ut energi ikat inti"

Energi Ikat Inti E3

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 10/20

%*n:ersi se agian massa inti men9adi energi ikat E meru akan ilustrasi dari te*riEinstein 1;073 dalam entuk ersamaan se agai erikut/E @m 2

#engan @m dalam kg, < x 10>

m4s, dan E dalam 9*ule J3" Jika @m dinyatakan dalamsatuan sma, energi ikat inti memenuhi ersamaan erikut"

E @m ;<1,7 Me?Energi ikat inti binding energy 3 erkaitan dengan energi yang harus di erikan untuk memisahkan inti men9adi nukle*n em entuknya"

Energi ikat inti elum menggam arkan kesta ilan suatu nuklida" Perkiraan tentangkesta ilan inti da at dilakukan dengan mem erhatikan energi ikat rata5rata ernukle*n E a:e yang esarnya da at dihitung melalui ersamaan di sam ing"

Grafik Energi Ikat Rerata per Nukleon terhadap nomor massa A

#ari grafik energi ikat rerata er nukle*n terhada n*m*r massa A di atas, da atdiketahui ahFa/

• -ntuk A ke il, energi ikat rerata er nukle*n rendah dan mengalami kenaikandengan e at"

• -ntuk A disekitar 70, terda at harga maksimum energi ikat rerata er nukle*nyang datar dan turun ketika A 1=0"

• -ntuk A diatas 1=0, energi ikat rerata er nukle*n mengalami enurunan"

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 11/20

Berikut adalah :ide* tut*rial tentang defek massa dan energi ikat inti"

Gse elumnya Gselan9utnya+irimkan Cni lewat mail *log hisN *erbagi ke witter *erbagi ke ?acebook *agikan kePinterest

eaksiPosting Eebih *aru Posting Eama *eranda

< k*mentar/

!.

Teguh Farica !& ?ebruari &0!2 &0.:3

nergi Pernukleon ga ada ya OOO

*alas

&.

Sukses Privat !8 5uli &0!2 06.08

+omentar ini telah dihapus oleh pengarang.

*alas

:.

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 12/20

institutefisika &8 5uli &0!2 0 .:

sekedar berbagi http 11institutefisika.wordpress.com1&0!!1!01! 1rangkuman1

*alas

Muat yang lain...Eangganan Poskan +omentar ($tom)

* ial Pr*files

• Popular

• ags

• *log $rchi es

(ranslate

Pilih *ahasa

JadFal h*lat

[

"apatkan Jidget 5adwal 'holatN

Search

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 13/20

powered by

+ur )hat

•

5 AC'%5 AC' =M*=+$A

>ambar !:. @ontoh peristiwa tumbukan 5enis%jenis umbukan +ata t umbukandigunakan untuk melambangkan kejadian dim...

•

H=+=M + + +$E$A M7M A =M

>ambar 8. 'eorang pemana h yang akan melepaskan anak panah Hukum+ekekalan Momentum 'eorang pemanah yang bermassa 60 kg be...

•

@ontoh 'oal Hukum >ra itasi =ni ersal Aewton

Hukum >ra itasi =ni ersal Aewton @ontoh ! 'ebuah satelit mengorbit padaketinggian h dari permukaan bumi yang berja...

•

@ontoh 'oal Q?isika Cnti dan adioakti itasQ

"efek Massa, nergi Ckat Cnti $kti itas Cnti Jaktu Paruh "osis 'erap nergi eaksiCnti ...

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 14/20

•

Jaktu Paruh dan $kti itas adioaktif

Hukum Peluruhan 5umlah inti atom untuk meluruh setiap saat A bergantung pada jumlah inti induk A o untuk selang waktu peluruhan t, meme...

•

"efek Massa dan nergi Ckat Cnti

Massa $tom Massa atom suatu unsur besarnya tertentu dan dinyatakan dalam satuanmassa atom (sma). 'atu satuan massa atom (! sma) didefin...

•

+$P$'C 7

6. +apasitor a. +apasitas +apasitor +apasitor atau yang disebut jugakondensator adalah komponen yang digunakan untuk me...

(entang aya

?isika Eo erDogyakarta, "CD, Cndonesia

Eihat profil lengkapku "iberdayakan oleh *logger .

%E (ABI.A! I!(I A(+M

Inti Atom

Cstilah atom berasal dari *ahasa Dunani

(ἄ \] ]̂_1`tomos), yang berarti tidak dapat dipotong

ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi%bagi lagi.

+onsep ini pertama kali diajukan oleh para filsuf Cndia

dan Dunani. 'elama akhir abad ke%!- dan awal abad ke%&0, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 15/20

komponen%komponen subatom di dalam atom, hal ini membuktikan bahwa atom tidaklah tak

dapat dibagi%bagi lagi.

$tom adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron

bermuatan negatif yang mengelilinginya. Cnti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen%! yang tidak

memiliki neutron). lektron%elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya

elektromagnetik.

Partikel%partikel pembentuk inti atom adalah proton ( ! P! ) dan netron ( 0n! ). +edua

partikel pembentuk inti atom ini disebut juga nukleon. 'edangkan nuklida adalah suatu inti

atom yang ditandai dengan jumlah proton (p) dan neutron (n) tertentu, dituliskan

9 ; lambang unsur

# ; nomor atom ; jumlah proton (; p)

$ ; bilangan massa ; jumlah proton dan neutron ( p < n)

Energi Ikat Inti

+estebilan inti merupakan persoalan energi. nergi yang terkait dengan masalahtersebut adalah energi pengikat inti. nergi pengikat inti adalah energi yang dilepas saat

nukleon bebas membentuk inti. nergi pengikat inti dibagi jumlah jumlah nukleon disebut

energi pengikat rata%rata pernukleon. nergi pengikat dan energi pengikat inti rata%rata

pernukleon dapat menjelaskan kstabilan relatif nuklida. Auklida kurang stabil dapat meluruh

menjadi nuklida lain, yang energi pengikat rata%rata pernukleonnya lebih kecil. "i samping

itu energi pengikat inti dan energi pengikat rata%rata pernukleon dapat memperkirakan

besarnya energi yang terlibat dalam reaksi spontan inti (peluruhan), reaksi fisi, reaksi fusi,

dan reaksi penembakan inti.

Auklida tidak stabil karena nuklida tersebut mempunyai kelebihan energi di dalam

intinya dibanding nuklida stabilnya. 7leh karena energi sebanding dengan massa ( ; mc &),

maka kelebihan energi di dalam inti suatu nuklida dapat ditentukan dan ini merupakan energi

pengikat inti nuklida tersebut.

Massa sebuah inti stabil selalu lebih kecil daripada massa gaungan nukleon%nukleon

pembentuknya. 'elisih massa antara gabungan massa nukleon%nukleon pembentuk inti

dengan massa inti stabilnya disebut defek massa (mass defect).

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 16/20

nergi yang diperlukan untuk memutuskan inti menjadi proton%proton dan neutron%

neutron pembentuknya disebut negi ikat inti (binding energy).

Energi ikat dan defek massa :

E m2

"engan ! u;-:!Me41c &

'ehingga jika dan m dinyatakan dalam Me4 dan u, maka menjadi ∆ ;∆m / (-:! Me41u)

umus menghitung energi ikat :

nergi ikat inti

∆ ; T#m p < ($%#)m n < m U / -:! Me41u

"engan

∆ ;energi ikat inti atom

(dalam Me4)

#, $; nomor atom dan nomor massa atom 9

M p; massa proton(dalam u),

Mn; massa neutron(dalam u),

Me; massa electron(dalam u),

; massa atom netral 9 dari hasil pengukuran.

Kestabilan Inti Atom

"i alam ini ada inti%inti atom yang stabil dan ada pula yang tidak stabil. Cnti%inti atom

yang tidak stabil adalah inti atom yang dapat meluruh dengan sendirinya, dan inti yang

mempunyai sifat seperti ini disebut inti radioaktif. +estabilan suatu inti pada dasarnya

ditentukan oleh perbandingan antara banyaknya netron (A) dengan banyaknya proton (#)

yang terdapat dalam inti atom. Pada umumnya kalau A1# ; !, maka unsur tersebut stabil.

*erdasarkan banyaknya jumlah A dan # dalam suatu inti atom, maka dapat digolongkan

menjadi 2 kelompok, yaitu

(!) Cnti atom yang terdiri dari A genap # genap,

(&) Cnti atom yang terdiri dari A genap # ganjil,

(:) inti atom yang terdiri dari A ganjil # genap,

(2) Cnti atom yang terdiri dari A ganjil # ganjil.

"ari pengelompokan seperti tersebut di atas, maka urutan banyaknya tipe nuklida berdasarkan jumlahnya adalah

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 17/20

(!) 'enap1genap sebanyak !38,

(&) >enap1ganjil sebanyak 3:,

(:) >anjil1genap sebanyak 3!,

(2) >anjil1ganjil sebanyak 3.

+omposisi jumlah proton dan neutron di dalam inti atom sangat mempengaruhi

kestabilan inti atom tersebut. Cnti atom dikatakan stabil bila komposisi jumlah proton dan

neutronnya sudah GseimbangG serta tingkat energinya sudah berada pada keadaan dasar.

5umlah proton dan neutron maupun tingkat energi dari inti%inti yang stabil tidak akan

mengalami perubahan selama tidak ada gangguan dari luar. 'ebaliknya, inti atom dikatakan

tidak stabil bila komposisi jumlah proton dan neutronnya tidak seimbangG atau tingkat

energinya tidak berada pada keadaan dasar. Perlu dicatat bahwa komposisi proton dan

neutron yang seimbangG atau tidak seimbangG di atas tidak berarti mempunyai jumlah yang

sama ataupun tidak sama. 'etiap inti atom mempunyai kesetimbanganG yang berbeda.

'ecara umum, kestabilan inti%inti ringan terjadi bila jumlah protonnya sama dengan

jumlah neutronnya. 'edangkan kestabilan inti%inti berat terjadi bila jumlah neutron

maksimum !,3 kali jumlah protonnya.

Cnti%inti atom yang tidak stabil, baik karena komposisi jumlah proton dan neutronnya

yang tidak seimbang ataupun karena tingkat energinya yang tidak berada pada keadaan

dasarnya, cenderung untuk berubah menjadi stabil. *ila ketidakstabilan inti disebabkan

karena komposisi jumlah proton dan neutronnya yang tidak seimbang, maka inti tersebut

akan berubah dengan memancarkan radiasi alpha ( ) atau radiasi beta ( ). +alau

ketidakstabilannya disebabkan karena tingkat energinya yang berada pada keadaan tereksitasi

maka akan berubah dengan memancarkan radiasi gamma. Proses perubahan atau transformasi

inti atom yang tidak stabil menjadi atom yang lebih stabil tersebut dinamakan peluruhanradioaktif.

Proses peluruhan radioaktif seringkali harus melalui beberapa intermediate (antara)

sebelum menjadi inti atom yang stabil. 5adi seringkali suatu radionuklida tidak berubah

langsung menjadi nuklida yang stabil, melainkan mengalami beberapa perubahan lebih dulu

menjadi radionuklida yang lain sebelum akhirnya menjadi nuklida yang stabil. Misalnya dari

nuklida 9 yang tidak stabil berubah menjadi nuklida D yang juga masih tidak stabil kemudian

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 18/20

berubah lagi menjadi nuklida # yang stabil. Peluruhan seperti ini dinamakan peluruhan

berantai.

*erdasarkan hukum @oulomb inti atom akan !ecah karena adanya daya tolak menolak

antara dua proton, akan tetapi ternyata di dalam inti atom terdapat gaya lain yang dapatmengimbangi gaya @oulomb yaitu gaya nuklir. +ekuatan gaya nuklir ini sangat ditentukan

oleh jumlah partikel nukleonik (proton dan neutron) di dalam inti atom. 7leh karena itu,

keseimbangan antara kekuatan gaya @oulomb dan gaya nuklir di dalam inti atom tersebut

sangat dipengaruhi oleh komposisi jumlah proton dan jumlah neutronnya.

Posisi inti atom yang stabil sudah dipetakan dengan sistem koordinat jumlah proton

(sumbu%9) dan jumlah neutron (sumbu%D) didalam kur a kestabilan inti.

itik%titik hitam pada kur a tersebut menunjukkan koordinat (jumlah proton dan jumlah

neutron) inti atom yang stabil. erlihat bahwa pada jumlah proton tertentu terdapat beberapa

titik hitam dengan jumlah neutron yang berbeda, berarti terdapat kemungkinan bahwa sebuah

unsur memiliki beberapa isotop yang stabil.

*entuk grafik gambar terutama ditentukan oleh : faktor!. Eengkungan yang hampir lurus, terbentuk karena nukleonKnukleon berinteraksi hanya

dengan tetanggaKtetangga terdekatnya, artinya enegi ikat per nukleon tak tergantung pada

jumlah nukleon dalam ikat (nomor massa $).

&. Eengkungan yang berkurang tajam untuk inti ringan, terbentuk karena inti ringan secara

relatif memiliki nukleonKnukleon yang lebih datar dan karena itu hanya memiliki tetanggaK

tetangga terdekat yang lebih sedikit dari pada inti berat.

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 19/20

:. Eengkungan yang berkurang secara berangsur untuk inti berat adalah berhuungan dengan

gaya tolak menolak coulomb antara protonK proton, yang makin besar untuk jumlah proton

yang lebih banyak.

5ika kita memisah suatu inti yang berat menjadi dua inti yang lebih ringan, energi

akan dibebaskan, kerena energi ikat pernukleon lebih besar untuk dua inti yang lebih ringan

daripada untuk inti induk yang berat. Proses ini dikenal dengan reaksi fisi. +ita juga dapat

meggabungkan dua inti yang ringan menjadi sebuah inti yang berat, proses ini disebut reaksi

fusi.

abel periodik merupakan suatu tabel yang mencantumkan semua kemungkinan posisi

nuklida baik yang stabil maupun yang tidak stabil. Auklida%nuklida yang tidak stabil disebut

sebagai radionuklida.

+ur a kestabilan di atas dijabarkan lebih rinci pada suatu tabel yang disebut sebagai

tabel nuklida. 5enis%jenis inti atom (nuklida), baik yang stabil maupun yang tidak stabil, dapat

dilihat pada tabel nuklida (nuclide chart). Cnti atom yang stabil ditandai dengan warna hitam

sedangkan warna lain menunjukkan inti atom (nuklida) yang tidak stabil.

'ebagai contoh, terlihat pada tabel nuklida disamping bahwa unsur besi (?e) mempunyai

tiga isotop yang stabil yaitu ?e 36, ?e 38, dan ?e 3 serta beberapa inti atom atau isotop yang

tidak stabil, yang sering disebut sebagai radioisotop atau inti radioaktif. "emikian pula cara

untuk mengidentifikasi kestabilan inti atom pada unsur%unsur yang lain.

Radioktivitas

7/21/2019 Defek Masa

http://slidepdf.com/reader/full/defek-masa 20/20

adioakti itas adalah kemampuan inti atom yang tak%stabil untuk memancarkan radiasi

menjadi inti yang stabil. Materi yang mengandung inti tak%stabil memancarkan radiasi,

disebut Bat radioktif.

*erdasarkan sifat keradioktifannya, nuklida dapat diklasifikasikan sebagai berikut