diupa0akan untuk 'enelaskan prilaku suatu siste' /an0ak partikel se/a#ian /esar ditentukan ole, #a0a-#a0a 0an# 'en#ikat nukleon se,in##a 'ereka 'enadi satu kesatuan 0an# 'en0e/a/kan teradin0a salin#
interaksi.
&e'/a,asan
tentan#
inti
ato'
di'ulai
setela,
dite'ukann0a partikel neutron pada ta,un 13 ole, 4ad5i6k seoran# sarana In##ris ketika 'en#a'ati ,asil eksperi'en tu'/ukan partikel al%a den#an kepin# Beriliu' tera'ati enis radiasi 0an# /er/eda den#an enis radiasi-radiasi 0an# lainn0a. Setela, ditelaa, tern0ata partikel terse/ut adala, neutron 0an# 'e'iliki 'assa ,a'pir sa'a den#an 'assa proton 0aitu 1*7$ 8 1!-7 k# 9 1!!$**( u 9 3* Me:;4 sedan# 'assa proton 1*7( 8 1! -7k# 9 1!!77* u 9 3$3 Me:;4. Berdasarkan ,asil pene'uan di atas diketa,ui /a,5a partikel-partikel pen0usun inti ada enis 0aitu proton dan neutron 0an# serin# dise/ut nukleon. &roton /er'uatan positi% sedan#kan neutron tidak /er'uatan.
Tero/osan
Fisika5an
Siste' &eriodik +nsur &ene'uan Sinar =) &ene'uan Radioakti:itas &ene'uan elektron @ipotesis Kuantu' Kaitan 'assa tena#a
n Mendele0e: 1$*$ Ront#en 1$( Be6>uerel 1$* ?.? T,o'son 1$7 &lan6k 1!! "instein 1!( Sodd0 111 Rut,er%ord 111 N.Bo,r 113 Rut,er%ord 11 Aston 11 De Bro#lie 1 S6,rodin#er 1* Da:isson
&ene'uan /oson :ektor C dan E
7
!
Ta,u
<.&.T,o'son S.:an de Meer 1$3
4.Ru//ia 4"RN2 1*
dll
Partie& Peny%s%sn Inti Ba#ai'anapun ke6iln0a se/ua, inti ato' ia 'e'pun0ai struktur pe'/entuk inti. Setiap nukleon 'e'iliki si'/ul ki'ia 0an# /er/eda. Be/erapa konsep 0an# perlu diketa,ui tentan# nukleon 0aitu 'assa 'uatan dan ener#in0a. Si'/ul se/ua, inti A Z
X N
Keteran#an ) 9 ?enis inti A 9 No'or 'assa E 9 No'or inti N 9 ?u'la, neutron No'or inti 'enunukan u'la, proton 0an# terdapat pada inti sedan#kan no'or 'assa 'enunukan u'la, partikel 0an# terkandun# dala' suatu inti. G2 Massa Inti Massa inti ditentukan ole, 'assa partikel pen0usunn0a.
Massa Inti = Z M H + N MN Keteran#an E 9 u'la, proton
N 9 ?u'la, neutron
M@ 9 Massa ,idro#en
MN9 Massa neutron
Telaa, %isika inti /erpusat pada dua ,al a2 Si%at-si%at #a0a 0an# 'e'/entuk inti /2 Menelaskan prilaku siste' /an0ak partikel •
•
?an#kauan #a0a inti le/i, pendek 1!-1'2 sedan#kan #a0a #ra:itasi dan listrik san#at au, ∝ )
•
8
Siat-Siat Dasar inti! 12 Me'iliki si%at /e/as 5aktu seperti 'uatan listrik 'assa ukuran 'o'entu' sudut intrinsik2 2 Me'iliki si%at #a0ut 5aktu seperti pererasan de6a02 radioakti% trans'utasi /uatan reaksi inti2 keadaan teralan tereksitasi2
Isti&ah-isti&ah da&am isia inti •
Isotop inti 0an# 'e'pun0ai si%at ki'ia 0an# identik tapi 'assa )6 )* /er/eda E sa'a den#an N /er/eda2. 4onto, C 8 , C 8
•
)6 )* Isoton Inti den#an N sa'a dan E /er/eda. 4onto, C 8 , C 9
•
)* )* Iso/ar No'or 'assa sa'a dan E /er/eda. 4onto, C 8 , C 9
•
Iso'er Inti dala' keadaan eksitasi /er/eda den#an 5aktu 0an# terukur 5aktu 0an# terukur adala, ketika /erada pada keadaan dasar
•
Meson Eara, 0an# /er'assa antara 'assa elektron dan 'assa proton. Meson 0an# terkenal 'eson π den#an 'assa le/i, kuran# 7! 'assa elektron dan 'eson µ den#an 'assa !7 'assa elektron
•
&ositron elektron /er'uatan positi% den#an 'assa sa'a den#an 'assa elektron
•
Foton Kuantu' radiasi elektro'a#netik /iasan0a 'un6ul se/a#ai 6a,a0a sinar ) atau sinar #a''a.
%ran Inti +kuran inti ditentukan ole, ari-arin0a. ?ari-ari inti R
=
): 6
Ro A
Ro 9 1 Fer'i 9 1 8 1!-1(' 9 1 Fer'i 9 1 8 1!-1(' A 9 'assa inti Inti suatu ato' tela, dian##ap /er/entuk /ola tepai tern0ata /e/erapa inti ato' 'e'pun0ai distri/usi 'uatan tidak si'etri /ola. +ntuk inti 0an#
9
seperti ini suda, tentu 'e'iliki su'/u si'etri sedikit /er/eda den#an su'/u si'etri /ola. Karena :olu'e /ola /er/andin# lurus den#an Ar -3. Ini /erarti se6ara pendekatan se'ua inti 'e'pun0ai kerapatan 0an# sa'a. Kerapan inti ρ
ρ 9
=
m V
=
m * : 6π R 6
kerapatan inti
R 9 ari-ari inti V 9 :olu'e inti #oment%m S%d%t Intrinsi Inti
Inti tersusun dari proton-proton dan neutron-neutron terdiri dari siste' /an0ak partikel2. &roton dan neutron 'e'iliki 'o'entu' sudut pusat 'assa 'o'entu' sudut spin S ; 0an# /ernilai
=
h 'π
2
Selain itu setiap proton dan neutron 'e'iliki 'o'entu' sudut ter,adap pusat 'assa 0an# dise/ut 'o'entu' sudut or/ital L 2. Mo'entu' sudut total inti 'erupakan penu'la,an 'o'entu' sudut spin den#an 'o'entu' sudut or/ital
J = L + S
? 'erupakan /ilan#an /ulat tak ne#ati% untuk A #enap ? 'erupakan /ilan#an /ulat tak ne#ati% untuk A #anil. J dan S /erinteraksi se6ara 'a#netis. Bila tidak ada 'edan 'a#net luar B 'aka ? nilain0a konstan. J dan S /erpresisi ter,adap ? . Bila ada 'edan 'a#net luar 'aka ? /erpresisi ter,adap B sedan#kan J dan S 'eneruskan presisi ter,adap ? Siat-siat Dinami Inti Seperti ato' inti dapat u#a /erada dala' keadaan tereksitasi pada aras tena#a tertentu. Ali,an antar aras tereksitasi teradi 'elalui pan6aran radiasi elektro'a#netik atau sinar #a''a 0an# analo# den#an pan6aran 6a,a0a ole, inti tereksitasi. &er/edaann0a adala, kalau keadaan ato'
<
tereksitasi terpisa, tena#an0a pada orde eV sedan#kan pe'isa,an antar aras-aras tena#a keadaan inti tereksitasi teradi sekitar 1! sa'pai 1!( eV.
Soal-soal 12 ?ari-ari inti ato' kar/on 6 x)( )7 m dan 'assan0a 12u. Tentukanla, rapat 'assan0a dan /andin#kan den#an rapat 'assa air Diketahui R 9 6 x)( )7 m ' 9 12 u −
−
=
ρ air
Ditanya
=
ρ carbon
)((( kg m6
...=
Penyelesaian : ρ
=
=
=
=
m V
m
=
* 6
6
π r
?)'u ;?),88 x)( ? *6 ;? '' ;?6 x)( 9 )>,>' x)(
−
))6,(* x)( ),< x)()9
'9 kg u )7 6
−
ρ carbon
m;
−
'9
kg
*7
m6
−
;
)9 kg
),< x)( =
)(
ρ air
m6
6 kg
=
)*
),< x)(
m6
kg m6
?adi rapat 'assa inti ato' adala, ),< x)( den#an rapat 'assa air adala, 2 Tentukan ari-ari nukleus
)8
)*
),< x)(
O
)9 kg
m6
dan per/andin#ann0a
.
dan 208 Pb
Diketahui Ao 9 1* A&/ 9 !$ Ditanya Ro 9 ...L R&/ 9 ...L Penyelesaian :
R = r ( A Ro R Pb ?adi
ari-ari
<,'> x)( −)7 m
=
)
6
=
?),*8 fm; A
?),*8 fm;?)8;
=
) 6
?),*8 fm;?'(<;
nukleus
= )
6
)
6
6,76 fm = 6,76 x)( =
)7
−
m
<,'> fm = <,'> x)(
/erturut-turut
.
>
adala,
)7
−
m
6,76 x)( −)7 m
dan
32 Tentukan keadaan 0an# 'un#kin untuk deuteron ika total 'o'entu' an#ulern0a 'e'iliki /ilan#an kuantu' ? 9 1 Jawab : Total 'o'entu' an#uler ?2 deuteron adala, u'la, ala/ar :ektor 'o'entu' an#uler or/ital untuk siste' ikatan neutron-proton J2 dan total spin intrinsik siste' neutron-proton S2.
Karena neutron dan proton 'e'iliki spin S 9 'aka total spin intrinsikn0a adala, ! keadaan sin#let2 atau 1 keadaan triplet2. ? 9 J S ? 9 1 S 9 ! 1 Maka nilai 0an# 'un#kin untuk J adala, ! 1 . Dala' notasi spektroskopik keadaan neutron 0an# 'un#kin adala, 6 S ) , 6 P ) , ) P ) !an 6 ) . Keadaan dasar deuteron adala, 6a'puran dari 6
S ) !an 6 ) '6 ))
1. @itun#la, /esarn0a kerapatan inti
Na
&en0elesaian '6 ))
Massa ato'ik
Na adala, 3 u
?ari = ari inti R9 R! A 1;3 9 1 8 1!-1( ' . 321;3 9 31 8 1!-1( Maka kerapatan inti ρ
=
ρ
=
ρ
=
ρ
=
ρ
=
m V m * : 6π R 6 '6 x?),88 x)(
−
'9
kg : u ;
* : 6.6,)*.?6,*)' x)( 6<,)< x)( )88,6 x)(
'9
kg
*7
m6
−
−
)7
−
;6
(,''> x)()< kg : m 6
. Ato' @eliu' 'e'pun0ai proton dan neutron. Massa inti ato' !!*! s'a. @itun#la, a. "ner#i ikat ato' ,eliu'. /. "ner#i ikat pernukleon
)(
&en0elesaian a2 Total 'assa partikel dala' ato' ,eliu' 'p 'n 'e 9 81!!7$2 81!!$*72 8!(((2 9 !33 s'a. De%ek 'assa 9 !33 = !!*! 9 !!3! s'a "ner#i ikat ato' ,eliu'
9 !!3! 8 31( MeV 9 $3 MeV
/2 "ner#i ikat per nukleon =
=
∆ #
* '<,6 M"V *
9 7!7( MeV.
3. Diketa,ui si'/ol Kaliu' adala,
6> )> $
. Tentukan u'la, proton elektron
neutron pada ion Kaliu' adala,... ?a5a/ No'or ato' Kaliu' adala,
6> )> $
.
?u'la, proton 9 l, elektron 9 1 ?u'la, Neutron 9 No'or 'assa = no'or ato' 9 3 = 1 9 !.
))
