Fisika Zat Padat

Tugas Fisika Zat Padat 1 Frischa Marcheliana Wachid / 1109100002 1 Atom besi (Fe mengkristal mengkristal dengan struktur !"" dengan konstanta konstanta kisi 2#$% angstrom& 'ika massa atom besi 2%#9$ gram/mol# hitunglah raat massa besi d alam satuan gram/cm)& Diketahui

* Atom Fe memiliki +truktur !"" a , 2#$% A , 2#$% 10-10 Ar , 2%#9$ gr/mol

Ditanya

* raat massa besi dalam satuan gram/ cm) *

Jawab

.engan menggunakan ersamaan di baah ini* # dimana * n = jumlah atom yang menempati 1 unit sel satuan

Ar = Massa atom Fe Na =bilangan avogadro ( V sel = Volumesel satuan .imana# c

, a) , (2#$% 10-10 ) , 2)# 10)0

n !"" !"" , 2 maka# didaatkan *

)

Tugas Fisika Zat Padat 1 Frischa Marcheliana Wachid / 1109100002 gram/ m)

2&

a& Aa erbedaan antara sistem kristal dan struktur kristal  b& +ebutkan salah satu elemen simetri kisi dan lukiskan/3elaskan contohn4a& c& 5ambarkan sel satuan kristal F""# kemudian buatlah sel satuan rimiti6n4a& +ebutkan aa bentuk sel satuan rimiti6 itu 

Jawab: a .asar enggolongan sistem kristal terdaat ) hal 4aitu 3umlah sumbu kristal# letak sumbu kristal 4ang satu dengan 4ang lain# arameter 4ang digunakan untuk masing-masing sumbu kristal& Terdaat 7 macam sistem kristal diantaran4a

1& 2& )& & :& %& 7&

+istem kubik +istem 8eagonal +istem Trigonal +istem Tetragonal +istem ;rthorombik +istem monoklin +istem Triklin

Tugas Fisika Zat Padat 1 Frischa Marcheliana Wachid / 1109100002

5ambar 1& Tu3uah sistem kristal dan 1 kisi !ra

5ambar 2& +truktur =ristal b , simetri utar , )%0o , 1$0o ,

,120o,

, 90o ,

, %0o ,

Tugas Fisika Zat Padat 1 Frischa Marcheliana Wachid / 1109100002 >otasi meruakan erutaran ada sumbu tertentu dengan sudut sebesar (2?/n simbul n , 1#2#)## dan % !ila kristal memiliki simetri rotasi# artin4a kisi kristal tersebut daat diutar terhada sumbu tertentu dengan sudut (2?/n dan n , 1# 2# )#  @@@ Akan tetai# tidak semua oerasi rotasi daat dilakukan terutama bila dikaitkan dengan si6at simetri translasin4a& .engan s4arat ini maka untuk kisi dua-dimensi rotasi 4ang mungkin han4alah untuk n , )#  dan % sa3a c

5ambar )& Penamang =ristal Atom F"" Tiga .imensi

5ambar & Penamang =ristal Atom F"" .ua .imensi

+el rimiti6 adalah sel satuan 4ang han4a memiliki satu titik kisi er sel& +el rimiti
+ebuah sel 4ang memun4ai luas atau
"ara untuk memilih sel rimiti6 daat menggunakan metode Wigner +eit& 1& Ambillah salah satu titik kisi sebagai acuan (biasan4a ditengah& 2& Titik kisi 4ang anda ambil sebagai acuan dihubungkan dengan titik kisi terdekat disekitarn4a& )& .i tengah-tengah garis enghubung# buatlah garis 4ang tegak lurus terhada garis enghubung&

Tugas Fisika Zat Padat 1 Frischa Marcheliana Wachid / 1109100002 &

Buas terkecil (2 dimensi atau
Cntuk setia struktur kristal ada sel unit kon
5mbar :& +alah satu selrimiti6 4ang terbentuk ada F"" )& Pandang sel satuan kristal ionik "s"l di saming ini dengan sistem kristal kubus 4ang tetaan kisin4a a&

a&

!uatlah tabel ion-ion tetangga dan 3arakn4a bagi ion "l- (di tengah samai tetangga ketiga& b& Tuliskan ungkaan otensial "oulomb antara ion "l- (di tengah dengan ion-ion lainn4a samai tetangga ketiga& c& .aatkan tetaan Madelung dari 3aaban soal (b


&

"l- ttg 2 se3a3ar on Tin3auan "l- diagonal 5ambar %& Tabel ion-ion tetangga hingga ) tetangga .imana merah , "lAbu-abu , "sG .alam 1 sel satuan (1 kotak kecil# ion "l- memun4ai tetangga terdekat 4aitu "sG seban4ak $ ion& 'arak keduan4a dide6inisikan >o& =emudian tetangga terdekat kedua adalan ion "l- 4ang se3a3ar dengan ion tin3auan& Terdaat 2 ion merah 4ang se3a3ar antar sel satuan (% ion dan ada 4ang diagonal antar sel satuan (12 ion& =arena 3arak "l- dan "sG adalah >o# maka 3arak "l- tin3auan dengan "l- tetangga 2 adalah

>o

(daat dihitung dengan cara* 'arak cl- dgn csG >o adahal osisin4a H diagonal ruang& 'adi asumsikan H diagonal ruang kubus 4g 3ika diikiran kita nilaian4a adalah akar)/2 >o# kini 3adi >o& Maka# 3arak cl- tin3au dgn cl- se3a3ar# 4g di ikiran kita harusn4a >o (1/2>o G H >o# akan men3adi 2/akar) >o atau 2akar)/) >o& =emudian 3arak cl- tin3auan dgn cl- diagonal# adalah dgn metode h4tagoras > 2 , 2(3arak cl- dgn cl- se3a3ar2 , 2(

Maka > , (

>o21/2 ,

>o&

& >o2 ,

>o2 ,

>o2&


Tetangga ke

'enis on

'umlah

1 2

"sG "l-

$ %

'arak dari on tin3auan >o >o

"l-

)

12 >o

I coulumb

, -(e2/ ?Jo K$/>oL  %/

, - (e2/ ?JoK$-%/

>o - 12/

- 12/

>o -@L

L

,- (-#::2 (e2/ ?Jo Maka N , #::2 +eharusn4a nilai N , 1#7)%(3ika dihitung hingga tetangga 27 namun karena ini han4a samai deret ke tiga maka didaatkan N , #::2

& a& !erilah en3elasan# aa 4ang dimaksud dengan kisi balik  b& Bukiskan sel satuan kubus sederhana# kemudian lukiskan kisi balikn4a& Aa bentuk sel satuan kisi balikn4a  a&

=isi balik adalah sel satuan kristal 4ang di bangun oleh
,

,

. 'ika di sa3ikan dalam erumusan maka*


dengan  adalah olume sel satuan 4ang dirumuskan sebagai berikut * , a&(bc

b. 5ambar kubus sederhana dengan kisi balikn4a

b

a*

Kubus balik Kubus sederhana

cO

c

a

bO

5ambar =ubus sederhana dan kubus balikn4a .idaatkan !entuk sel kisi balikn4a adalah tetragonal # +isi kubus sederhana adalah a namun sisi kubus sederhana dengan kisi balik adalah

sehingga didaatkan
ula antara kubus sededrhana dan kubus balikn4a

:&

+eberkas sinar- dengan an3ang gelombang 1#: angstrom diantulkan oleh bidang (111 dari kristal aluminium (6cc dengan sudut !ragg 19#2o& a& 8itunglah tetaan kisi (a kristal aluminium& b& Tentukan besarn4a
Tugas Fisika Zat Padat 1 Frischa Marcheliana Wachid / 1109100002 ,1#:10-10

Diketahui :

struktur kristal alumunium adalah F"" bidang kristal alumunium adalah (111 sudut !ragg# Q,19#20 Ditanya :

a& Tetaan kisi# a b&

dari bidang (111

Jawaban : a. 2dsinQ,n # dimana

d,3arak antar bidang& Q,sudut !ragg n,bilangan bulat sebagai 4ang men4atakan keliatan an3ang lintasan# dalam hal ini bernilai 1 ,an3ang gelombang sinar-R

.ari ersamaan di atas dieroleh* 2dsinQ,n 2&d&sin(19&2

,1&1#:10-10

2&d&0#)2$

,1& :10-10

d

,

d

, 2#): 10-10 meter&

Dilai d 4ang meruakan 3arak antar atom dalam sel satuan daat ula diartikan konstanta kisi& Maka didaatkan konstanta kisi sebesar 2#): 10-10 meter& b. !idang kristal (111 diartikan a,1# b,1 dan c,1&  , a&(bc , 1&(11 , 1#

, h((

(bc G k((

, h((

(1 G k((

(ca G l(( (1 G l((

(1

(ab

Tugas Fisika Zat Padat 1 Frischa Marcheliana Wachid / 1109100002 , 2? h G2? k G 2? l# , , d hkl

,2

?

, 2?/ , 2?/2

?

, ,

, ,

, s

, S(

, S(

hG

kG

l#



& :10-10 (2? h G2? k G 2? l

, 0#2$?  10-10 h G 0#2$?  10-10 k G 0#2$?  10-10 l& !esarn4a

Fisika Zat Padat

Recommend Documents