EFEK FOTOLISTRIK

Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam), bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari energi ambang (fungsi kerja) logam.

Efek fotolistrik ini ditemukan oleh Albert Einstein, yang menganggap bahwa cahaya (foton) yang mengenai logam bersifat sebagai partikel.


Efek Foto Listrik
Fisika Kelas 3 > Teori Kuantum
345

< Sebelum Sesudah >

Efek foto listrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan suatu zat (logam), bila permukaan logam tersebut disinari cahaya (foton) yang memiliki energi lebih besar dari energi ambang (fungsi kerja) logam.

Efek fotolistrik ini ditemukan oleh Albert Einstein, yang menganggap bahwa cahaya (foton) yang mengenai logam bersifat sebagai partikel.


Energi kinetik foto elektron yang terlepas:

Ek = h f - h fo

Ek maks = e Vo
h f = energi foton yang menyinari logam
h fo = Fo frekuensi ambang = fungsi kerja
= energi minimum untuk melepas elektron
e = muatan elektron = 1.6 x 10-19C
Vo = potensial penghenti


Proses kebalikan foto listrik adalah proses pembentukan sinar X yaitu proses perubahan energi kinetik elektron yang bergerak menjadi gelombang elektromagnetik (disebut juga proses Bremmsstrahlung).

Kesimpulan:

1. Agar elektron dapat lepas dari permukaan logam maka f > fo atau l < lo
2. Ek maksimum elektron yang terlepas tidak tergantung pada intensitas cahaya yang digunakan, hanya tergantung pada energi atau frekuensi cahaya. Tetapi intensitas cahaya yang datang sebanding dengan jumlah elektron yang terlepas dari logam.

EFEK COMPTON

Konsep foton dikembangkan oleh Compton, yang menunjukkan bahwa foton memiliki momentum (p) yang besarnya:

p = E/c - h f/c = h/l

Hal ini menunjukkan bahwa foton dapat berkelakuan sebagai partikel (materi), dengan massa (m):

m = p/c karena m = E/c² = hf/c² = h/c l

Pada gejala Compton,foton (sinar X) yang menumbuk elektron atom suatu zat dihamburkan dengan panjang gelombang lebih besar.

Selisih panjang gelombang foton yang dihamburkan:

l' - l = h/moc (1 - cos q)

Gbr. Efek Compton


HIPOTESIS de BROGLIE

Louis de Broglie mengemukakan hipotesis:
"Cahaya selain memiliki sifat sebagai partikel, juga memiliki sifat sebagai gelombang".

Panjang gelombang de Broglie:

ldB = h/m v = h/p

h = konstanta Planck
m = massa partikel
v = kecepatan partikel



DUALISME CAHAYA

"Cahaya dapat bersifat sebagai gelombang dan dapat juga bersifat sebagai materi (partikel)".


Prinsip Ketidakpastian Heisenberg
Fisika Kelas 3 > Teori Kuantum
347

< Sebelum Sesudah >

Prinsip ini dikemukakan oleh Heisenberg, karena adanya sifat dualisme cahaya. "Pengukuran posisi dan momentum partikel secara serentak, selalu menghasilkan ketidakpastian yang lebih besar dari konstanta Planck".

Dx . Dp = h

Dx = ketidakpastian posisi partikel
Dp = ketidakpastian momentum partikel

Contoh:

Tentukan panjang gelombang sinar elektron pada mikroskop elektron !

Jawab:

Elektron bergerak di dalam beda potensial mikroskop elektron, sehingga:

Ek = Elistrik

½ m v² = e Vo ® v = Ö(2 e Vo / m)

Panjang gelombang elektron (partikel) yang bergerak mengikuti rumusan de Broglie, yaitu:

l = h/mv = h/Ö(2 e m Vo)

Jadi panjang gelombang elektron di dalam mikroskop elektron berbanding terbalik dengan akar tegangan (Ö(Vo) yang dipakai..

Struktur Atom
Fisika Kelas 3 > Fisika Atom Dan Fisika Inti
348

< Sebelum Sesudah >

TEORI DALTON

Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi.


TEORI THOMSON

Berdasarkan penemuan perbandingan e/m (e = muatan elektron; m = massa elektron), Thomson mengemukakan teorinya"
"Atom mempunyai muatan positif yang terbagi merata ke seluruh isi atom, dan dinetralkan oleh elektron yang tersebar di antara muatan listrik positif ® (seperti roti kismis).


TEORI ERNST RUTHERFORD

Rutherford melakukan percobaannya dengan menembakkan partikel a ke arah lempeng emas, sehingga dapat menyimpulkan: Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang berputar pada lintasan-lintasan tertentu ® (seperti susunan tata surya).

Bila lintasan elektron dianggap lingkaran, maka energi total elektron:

E = Ek + Ep

E = - k e²/2r
tanda (-) menunjukkan keterikatan terhadap inti
(menunjukkan bahwa untuk mengeluarkan elektron
diperlukan energi).
r = jari-jari orbit elektron
k = 9 x 109 newton.m²/cou

Jadi jika r membesar maka E juga membesar, sehingga elektron pada kulit paling luar memiliki energi terbesar.

Kelemahan teori Rutherford:

1. elektron dapat "runtuh" ke inti atom karena dipercepat dan memancarkan energi.
2. spektrum atom hidrogen berupa spektrum kontinu (kenyataannya spektrum garis).


TEORI NEILS BOHR

Berdasarkan model atom Rutherford dan teori kuantum, Neils Bohr mengemukakan teorinya:

1. Elektron hanya dapat mengelilingi inti atom melalui lintasan-lintasan tertentu saja, tanpa membebaskan energi. Masing-masing lintasan hanya dapat dilalui elektron yang memiliki momentum anguler kelipatan bulat dari h/2p.

m . v . r = n . h/2p

2. Elektron akan mengalami eksitasi (pindah ke lintasan yang lebih tinggi) atau ionisasi jika menyerap energi, dan transisi ke lintasan yang lebih rendah jika memancarkan energi foton.

Jari-jari lintasan elektron:

rn = 5.28 x 10-11 n2 meter

n = 1, 2, 3, .............. = bilangan kuantum utama

Tingkat-tingkat energi (energi kulit ke-n):

En = - (k e2/2 r n2)= (-13.6/n2) ev

1 eV= 1.6 x 10-19 joule


SPEKTRUM ATOM HIDROGEN (SPEKTRUM GARIS)

Menurut Neils Bohr :

1/l = R [ (1/nA2) - (1/nB2) ]

DE = EB - EA = h . c/l

EB = energi pada kulit n
EA = energi pada kulit nA
R = konstanta Rydberg = 1.097 x 107 m-1
DE = energi yang diserap/dipancarkan pada saat elektron pindah



Gbr. Model Atom Neils Bohr

I.


Deret Lyman
terletak pada daerah ultra ungu
nA = 1 ; nB = 2, 3, 4, .......


II.


Deret Balmer
terletak pada daerah cahaya tampak
nA = 2 ; nB = 3, 4, 5. ... ...


III.


Deret Paschen
terletak pada daerah infra merah 1
nA=3 ; nB = 4, 5, 6,.....


IV.


Deret Bracket
terletak pada daerah infra merah 2
nA = 4 ; nB = 5, 6, 7,.......


V.


Deret Pfund
terletak pada daerah infra merah 3
nA = 5 ; nB = 6, 7, 8, ...




Kelemahan Model Atom Bohr:

1. Tidak dapat menerangkan atom berelektron banyak
2. Tidak dapat menerangkan pengaruh medan magnet terhadap spektrum atom (kelemahan ini dapat diperbaiki oleh Zeeman, yaitu setiap garis pada spektrum memiliki intensitas dan panjang gelombang yang berbeda)
3. Tidak dapat menerangkan kejadian ikatan kimia


LUCUTAN GAS

Lucutan gas adalah peristiwa mengalirnya muatan listrik di dalam tabung lucutan gas (tabung Crookes) pada tekanan gas sangat kecil ® menghasilkan berkas sinar katoda

PERBANDINGAN MASSA DAN MUATAN ELEKTRON (e/m)

1. Dihitung oleh JJ Thomson:
e/m= 1,7588 x 1011 coul/kg

2. R.A. Milikan menghitung besarnya muatan elektron:
e = 1,6021 x 10-19 coulomb

3. Sehingga massa elektron dapat ditentukan:
me = 9,1091 x 10-31


Laser
Fisika Kelas 3 > Fisika Atom Dan Fisika Inti
349

< Sebelum Sesudah >

PRINSIP TERJADINYA LASER
(a) sistem tak tereksitasi

(b) sistem tereksitasi

(c) sistem metastabil

(d) pancaran rangsangan


Sifat laser :

koheren, monokromatik, intensitas tinggi dan pulsanya sejajar.


Jenis laser :

padat (Ruby), cair (larutan kriptosianida), gas (CO2, He-Ne) dan semi konduktor (Gas As)


Penerapan laser :

mengukur jarak, alat bedah, gambar 3 dimensi (holografi), mengasah intan, memotong baja.


Struktur Inti Atom
Fisika Kelas 3 > Fisika Atom Dan Fisika Inti
350

< Sebelum Sesudah >

Partikel-partikel pembentuk inti atom adalah proton (1P1) dan netron ( 0n1). Kedua partikel pembentuk inti atom ini disebut juga 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

Proton bermuatan positif = 1,6 x 10-19 C dan netron tidak bermuatan.

Isoton : 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.

Massa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah massa nukleon-nukleon pembentuknya. Akibatnya ada energi ikat inti.

Contoh: 2p + 2n ® 2He4 jadi Dm = m(2p + 2n) - m(2He4)

Energi ikat inti DE = Dm c2 ® Dm = (Z . mp + N . mn) - minti

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)

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.

Contoh:

1. Sumber energi matahari adalah reaksi inti 4 proton ® helium + 2e+ diketahui:
- massa proton = 1,6726 x 10-27 kg
- massa e+ = 0,0009 x 10-27 kg
- massa helium = 6,6466 x 10-27 kg

Jika dalam reaksi ini terbentuk 6,6466 gram helium, hitunglah energi yang dihasilkannya.

Jawab:

Dalam setiap reaksi yang terjadi: 4 1p1 ® 2He4 + 2e+, selalu terbentuk 1 2He4 yang massanya 6,6466 x 10-27 kg. Karena terbentuknya 6,6466 gram 2He4, maka jumlah reaksi yang terjadi (n) adalah:

n = (6,6466 gram) / (6,6466 x 10-27) = 1024 kali reaksi.

Dari rumus Defek massa:
Dm = M(Dp) - M(1 2He4 + 2e+) = 0,042 x 10-27 kg

Jadi energi total reaksi yang dihasilkan:

E = n . Dm . c2 = 1024 . 0,042 x 10-27 (3.108)2 = 0,378 x 1013 joule



< Sebelum Sesudah >

Bio

1

2

3
Fis

1

2

3
Kim

1

2

3
Mat

1

2

3
tryout gratis!!


tips umptn

katanya sih sakit gigi lebih sakit dari pada nggak diterima di perguruan tinggi negeri

selanjutnya

Download Macromedia Shockwave

supaya bisa liat


Radioaktivitas
Fisika Kelas 3 > Fisika Atom Dan Fisika Inti
351

< Sebelum Sesudah >

Radioaktivitas adalah peristiwa pemancaran sinar-sinar a, b, g yang menyertai proses peluruhan inti.
Sinar a :

- identik dengan inti atom helium (2He4)
- daya tembusnya kecil tapi daya ionisasinya besar.

Sinar b :

- identik dengan elektron ( le.)
- daya tembus cukup besar tapi daya ionisasinya agak kecil


Sinar g : - tidak bermuatan (gelombang elektromagnetik).
- daya tembus paling besar tapi daya ionisasinya kecil (interaksi berupa foto listrik, Compton den produksi pasangan).



Gbr. Radioaktivitas

Gbr. Kuat Radioaktivitas



Kuat radiasi suatu bahan radioaktif adalah jumlah partikel (a, b, g) yang dipancarkan tiap satuan waktu.

R = l N

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, yang menyatakan kecepatan peluruhan inti.
N = jumlah atom.

Waktu paruh (T ½) adalah waktu yang diperlukan oleh ½ unsur radioaktif berubah menjadi unsur lain.

T½ = ln 2/l = 0,693/l Þ N = Noe-lt = No(½)-t/T

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

Sinar radioaktif yang melewati suatu materi akan mengalami pelemahan intensitas dengan rumus:

I = Ioe-mx

Io = intensitas mula-mula (joule/s.m2)
m = koefisien serap materi (m-1 atau cm-1)
x = tebal materi/bahan (m atau cm )

Bila I = ½ Io maka x = 0,693/m Þ disebut HVL (lapisan harga paruh) yaitu tebal keping yang menghasilkan setengah intensitas mula

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.


Transmutasi Inti Dan Piranti Eksperimen Fisika Inti
Fisika Kelas 3 > Fisika Atom Dan Fisika Inti
352

< Sebelum Sesudah >

TRANSMUSI 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



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.


Radioisotop, Difraksi Sinar-X Dan Pita Energi
Fisika Kelas 3 > Fisika Atom Dan Fisika Inti
353

< Sebelum Sesudah >

RADIOISOTOP

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



DIFRAKSI SINAR-X

Jika seberkas sinar-X datang pada kristal, maka sinar-sinar yang dipantulkan akan saling memperkuat (interferensi konstruktif). Dalam hal ini berlaku Persamaan Bragg yaitu :


ml = 2d sin q

m = 1, 2, 3, ........ = orde difraksi
l = panjang gelombang sinar X
d = sudut antara sinar datang dengan permukaan kristal



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.

Socializer Widget By Blogger Yard

SOCIALIZE IT →

Tweet

FOLLOW US →

SHARE IT →