Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
177
Secara matematis, dapat dirumuskan: A = Z + N
Nomor atom dan nomor massa suatu atom biasanya disertakan dalam penulisan simbol atom. Kaidah penulisan simbol atom yang
lazim digunakan adalah: X
A Z
. Misalnya inti karbon-12 disimbolkan sebagai
12 6
C , ini berarti inti
tersebut terdiri atas 6 proton dan 6 neutron. Selain menunjukkan banyaknya proton dan neutron dalam
suatu atom, nomor massa juga menunjukkan massa inti atom tersebut. Massa inti atom dinyatakan dalam satuan massa atom
sma. 1 sma didefinisikan sebagai
1 12
kali massa inti atom karbon yaitu 1,6604 . 10
-27
kg. Dengan menggunakan rumus E = m . c
2
, 1 sma akan setara dengan 9,31 . 10
8
eV atau 931 MeV. Penentuan massa inti atom dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang
disebut spektograf massa. Dengan alat ini terukur massa proton dan massa neutron masing-masing adalah:
massa proton
1 1
H
= 1,007825 sma massa neutron
1
n
= 1,008665 sma Inti atom terkonsentrasi dalam pusat atom dengan jari-jari:
R = R A
1 3
. . . 10.1
Keterangan:
R : konstanta yang besarnya 1,1 fermi 1 fermi = 1 femtometer = 10
-15
m A : nomor massa
2. Gaya Inti
Di dalam inti atom terdapat banyak proton yang bermuatan positif. Jarak antarproton dalam inti atom sangat berdekatan karena ukuran
inti atom sangat kecil. Menurut hukum Coulumb gaya tolak antarproton sangat besar dan gaya gravitasi antarproton tidak cukup kuat untuk
melawan gaya tersebut. Oleh karena itu, diperlukan suatu gaya tersendiri yang dapat mengikat inti atom. Gaya ini bekerja pada daerah
jangkauan yang sangat pendek antara 0,6 . 10
-15
– 2 . 10
-15
m. Gaya tersebut disebut
gaya inti .
Salah satu teori tentang gaya inti diusulkan oleh Hideki Yukawa seorang fisikawan Jepang pada awal tahun 1930. Teori Yukawa
dikenal dengan teori meson gaya nuklir. Menurut Yukawa setiap nukleon terus-menerus memancarkan dan menyerap pion. Jika
terdapat nukleon lain didekatnya maka pion yang dipancarkan dapat menyeberang bolak-balik kembali ke induknya disertai pertukaran
momentum yang setara dengan aksi gaya.
Gaya inti akan tolak-menolak pada jarak yang lebih pendek dari jarak tertentu, hal ini agar nukleon dalam inti tidak menyatu. Mungkin
kita dapat mengilustrasikan gaya inti ini sebagai dua buah bola yang dihubungkan dengan sebuah pegas. Pada jarak yang sangat dekat,
kedua bola akan saling menolak, tetapi pada jarak yang jauh kedua bola akan saling menarik.
Gaya Inti
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
178
gaya tolak
Gambar 10.2 Ilustrasi sederhana gaya pada inti atom
gaya tolak
gaya inti saling menarik
3. Energi Ikat Inti
Gaya inti antarpartikel inti menimbulkan energi ikat inti. Energi ikat
inti binding energy adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan
partikel-partikel penyusun inti menjadi partikel-partikel yang terpisah. Energi ini dapat dihitung dengan menggunakan selisih antara jumlah
massa partikel-partikel penyusun inti dengan massa inti. Selisih ini disebut sebagai defek massa, yang dirumuskan sebagai berikut.
m = {Z . m
p
+ A – Z . m
n
} – m
i
. . . 10.2
Keterangan: m : defek massa sma
Z : nomor atom
m
p
: massa proton sma m
n
: massa neutron sma m
i
: massa inti sma
Besarnya energi ikat inti jika m dinyatakan dalam kg adalah:
E
i
= m . c
2
. . . 10.3 Jika
m dinyatakan dalam sma, besarnya energi ikat inti adalah: E
i
= m . 931MeV
. . . 10.4 Persamaan di atas berlaku
untuk seluruh inti atom. Seperi telah kita ketahui, inti atom terdiri atas
nukleon-nukleon. Masing-masing nukleon juga memiliki energi ikat.
Besarnya energi ikat per nukleon
dinyatakan sebagai
i
E A
. Gambar 10.2 menunjukkan grafik energi
ikat per nukleon pada inti atom. Dari gambar 10.2 terlihat
bahwa untuk inti-inti dengan nomor atom besar energi ikatnya semakin
kecil. Untuk lebih jelasnya per- hatikan contoh soal berikut
Energi Ikat Inti
10 9
8 7
6 5
4 3
2 1
25 50
75 100 125 150 175 200 225 250
Gambar 10.3 Grafik energi ikat per nukleon
Energi ikat per nukleon MeV
Nomor atom
