Fisika SMA Kelas XII
142
Gambar 10.1
Inti atom
2
He
4
memiliki dua proton dan dua elektron.
A. Gaya Ikat Inti, Energi Ikat Inti dan Defek Massa
Pada bab 4 kalian telah belajar tentang gaya elektrostatis. Dua muatan sejenis yang berdekatan
akan mendapat gaya tolak listrik gaya elektrostatis. Bagaimana halnya dengan inti atom? Walaupun antara
proton dan netron ada gaya tarik gravitasi tetapi gaya ini cukup kecil dibanding gaya tolak elektrostatis. Jika tidak
ada gaya lain pastilah inti atom akan bercerai-berai. Gaya lain inilah yang kemudian dikenal dengan nama gaya ikat
inti dan menimbulkan energi ikat inti.
Energi ikat inti ini bersal dari massa yang hilang. Adanya gaya ikat inti dan energi ikat inti ini dibuktikan
pada kenyataan bahwa massa inti atom tidaklah sama den- gan massa penyusunnya. Sejumlah proton dan sejumlah
neutron yang bermassa M akan mengalami pengurangan massa saat proton dan neutron tersebut membentuk inti massa
inti M. Pengurangan massa inti ini dinamakan defek massa
. Kemanakah massa yang hilang pada inti itu? Ke-
nyataan ini dapat dijelaskan dengan fisika modern dengan baik. Masih ingat relativitas Einstein? Pada relativitas
Einstein dijelaskan tentang kesetaraan massa dan energi dengan energi relativistik E = m c
2
. Dengan konsep ini dapat dijelaskan bahwa defek massa inti atom membentuk
energi ikat inti dan medan gaya inti. Berarti energi ikat inti atom dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
E = Δm c
2
......................................10.1 dengan E = energi ikat inti joule
Δm = defek massa kg c = 3.10
8
ms Jika
Δm dalam satuan sma, maka persamaan 10.1 dapat diubah menjadi berikut:
E = Δm . 931,5 MeV ........................10.2
Sedangkan defek massa Δm dari suatu inti atom
z
X
A
akan memenuhi hubungan berikut.
m = 2m
p
+ A − Zm
n
− m
X
.................10.3 dengan m
p
= massa proton
m
n
= massa neutron
m
x
= massa inti
Fisika Inti
143
Untuk lebih telitinya massa elektron dapat itu di- perhitungkan sebagai massa penyusun inti, tetapi karena
kecil biasanya dapat diabaikan.
CONTOH 10.1
Massa proton dan neutron dapat digunakan pendekatan masing-masing sebesar 1,0078 sma dan 1,0087 sma.
Jika proton dan neutron membentuk inti
3
Li
7
ternyata massa inti Litium tersebut sebesar 7,018 sma, maka
tentukan : a. defek massa inti Litium
b. energi ikat inti Litium dan
Penyelesaian m
p
= 1,0078 sma m
n
= 1,0087 sma m
x
= 7,018 sma Inti Litium dilambangkan
3
Li
7
berarti : Z = 3 berarti
jumlah proton : 3 A = 7 berarti
jumlah netron : 7 − 3 = 4
a. Defek massa inti Li dapat dihitung sebagai beri- kut:
Penyusun : 3 m
p
= 3.1,0078 = 3,0234 sma 4
m
n
= 4.1,0087 = 4,0348 sma 7,0582 sma
massa inti Li : 7,0180 sma
Defek massa Δm = 0,0402 sma
b. Energi ikat inti Litium sesuai persamaan 12.5 sehingga diperoleh sebagai berikut.
E =
Δm . 931,5 MeV = 0,0402 . 931,5
= 37,4463 MeV
Massa inti karbon
6
C
12
adalah 12 sma. Jika setiap proton dan netron massanya sebesar 1,0078 sma
dan 1,0087 sma dan 1 sma setara dengan 931 MeV maka tentukan :
a. defek massa inti karbon, b. energi ikat inti karbon, dan
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal berikut.
Fisika SMA Kelas XII
144
Gambar 10.2
a Percobaan Ernest Rutherford dan b kaidah tangan kanan
pada partikel α.
b kotak hitam
Radium B
Induksi magnet
keluar Plat foto
a α
β γ
B. Radioaktivitas
Kategori