April 13, 2023

1

Seminar Mata Kuliah Fisika

Oleh: Nispi Hariyani(A1C410024)

Created by. N-H ^^

Dosen Pembimbing:Drs. H. M. Arifuddin Jamal, M.PdNIP. 19621001 198903 1 003

April 13, 20232

Peluruhan AlfaSebuah Tinjauan Mekanika Kuantum

Created by. N-H ^^

3

Bab 1Pendahuluan

April 13, 2023

Created by. N-H ^^

A. Latar Belakang

B. Rumusan Masalah

C. Tujuan D. Batasan

Masalah

A. Latar Belakang

• Atom (satuan dasar materi) → inti atom + elektron-elektron yang mengelilinginya

• Inti atom → proton + neutron, yang padanya bekerja gaya inti dan gaya elektrostatik

• Ketika jumlah proton lebih besar daripada jumlah neutron, pada keadaan inilah gaya elektrostatik jauh lebih besar dari gaya inti sehingga ikatan atom-atom menjadi lemah dan inti berada dalam keadaan yang tidak stabil

• Pada unsur-unsur radioaktif yang tidak stabil akan mengalami pemancaran sinar radioaktif (meluruh) secara spontan yang dilakukan oleh inti atom agar menjadi inti atom yang stabil. Created by. N-H ^^

April 13, 20234

Created by. N-H ^^

April 13, 20235

• Peluruhan Radioaktif ada 3, yaitu: peluruhan alfa, peluruhan beta dan peluruhan gamma.

• Fisikawan-fisikawan yang mencoba menghitung emisi alfa sebelum penemuan mekanika kuantum menjumpai berbagai dilema. Sebagai contoh dtemukannya pertentangan hukum hamburan partikel alfa Rutherford.

• Berdasarkan mekanika klasik, tidak dapat dipahami zarah alfa yang berenergi 4,2 MeV dapat terpancar dari inti dengan potensial Coulomb lebih dari 8,6 MeV.

• Mekanika kuantum pada perkembangannya ternyata menyediakan keterangan yang berlangsung tersebut dengan efek terobosan.

Created by. N-H ^^

6 April 13, 2023

Created by. N-H ^^

A. Latar Belakang

B. Rumusan Masalah

C. Tujuan Penulisan

D. Batasan Masalah

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana konsep reaksi peluruhan alfa.

2. Bagaimanakah konsep dan formulasi

energetika pada peluruhan alfa.

3. Bagaimana tinjauan mekanika kuantum untuk

mekanisme peluruhan alfa.

Created by. N-H ^^

Bab 1Pendahuluan

7 April 13, 2023

Created by. N-H ^^

A. Latar Belakang

B. Rumusan Masalah

C. Tujuan Penulisan

D. Batasan Masalah

C. Tujuan Penulisan

1. Menjelaskan bagaimana konsep reaksi peluruhan

alfa.

2. Menjelaskan bagaimana konsep dan formulasi

energetika pada peluruhan alfa.

3. Menjelaskan bagaimana tinjauan mekanika

kuantum untuk mekanisme peluruhan alfa.

Created by. N-H ^^

Bab 1Pendahuluan

8 April 13, 2023

Created by. N-H ^^

D. Batasan Masalah

Pada makalah ini hanya akan membahas tentang konsep reaksi peluruhan alfa secara umum, energetika peluruhan

alfa, serta mekanisme peluruhan alfa menurut teori Gamow, Gurney, dan

Condon.

A. Latar Belakang

B. Rumusan Masalah

C. Tujuan Penulisan

D. Batasan Masalah

Created by. N-H ^^

Bab 1Pendahuluan

9 April 13, 2023

Created by. N-H ^^

Bab 2Pembahasan

Contoh:

A. Proses Peluruhan Alfa

B. Energetika Peluruhan Alfa

C. Mekanisme Peluruhan Alfa Menurut Teori Gamow, Gurney, dan Condon (Tinjauan Mekanika Kuantum

A.Proses Peluruhan Alfa

Created by. N-H ^^

April 13, 202310

Pada peluruhan alfa terjadi pembebasan energi

(hal ini disebabkan karena inti anaknya

mempunyai energi ikat per nukleon yang lebih

tinggi dibandingkan yang dipunyai inti induk).

Energi yang dibebaskan (energi desintegrasi) ini

akan menjadi energi kinetik partikel alfa dan inti

anak. Besarnya energi yang dibebaskan Q dapat

dicari dengan menghitung dulu massa inti yang

hilang dari reaksi ini.

Bab 2Pembahasan

B. Energetika Peluruhan

Alfa

Created by. N-H ^^

A. Proses Peluruhan Alfa

B. Energetika Peluruhan Alfa

C. Mekanisme Peluruhan Alfa Menurut Teori Gamow, Gurney, dan Condon (Tinjauan Mekanika Kuantum

April 13, 202311

Berdasarkan hukum kekekalan energi:

Untuk peluruhan spontan harus memenuhi

Created by. N-H ^^

Jika inti atom dan inti induk dalam keadaan diam, maka menurut hukum kekekalan momentum:

Dalam satuan massa atom u, dan , maka: (1)

Persamaan terakhir di atas merupakan persamaan mekanika tak relativistik untuk menghitung energi kinetik partikel alfa.

April 13, 202312

C. Mekanisme Peluruhan Alfa Menurut Teori Gamow, Gurney, dan Condon (Tinjauan Mekanika Kuantum)

Inti berat secara prinsip, dengan spontan tereduksi melalui peluruhan alfa, pertanyaannya adalah bagaimana partikel alfa dapat meloloskan diri dari dalam inti.

Gamow, dan Gurney bersama Condon (1928), secara terpisah berhasil menjelaskan peristiwa peluruhan alfa dengan menggunakan perhitungan mekanika kuantum.

Created by. N-H ^^

April 13, 202313

Tinjauan mekanika gelombang ini

memberikan deskripsi bahwa, partikel alfa

ini terikat oleh gaya inti, akan tetapi ia

bebas bergerak di dalamnya secara

bolak-balik menumbuk dinding inti,

seolah-olah seperti partikel yang

terperangkap dalam sumur potensial yang

tinggi, yang secara klasik partikel tersebut

tidak mungkin dapat keluar dari sumur.

Satu-satunya cara untuk lolos adalah

dengan jalan menerobos dinding sumur.

Diprediksikan bahwa semakin besar

energi kinetik alfa dan semakin sering

menumbuk dinding maka semakin

besar peluang alfa untuk lolos. Hal ini

berarti bahwa peluang terjadinya peluruhan

alfa bergantung pada tenaga kinetik alfa.Created by. N-H ^^

Peluang terjadinya

peluruhan tiap satuan waktu

tak lain adalah peluang

terobosan T dikalikan banyaknya

tumbukan persatuan waktu

(frekuensi tumbukan) .

April 13, 202314

Created by. N-H ^^

April 13, 202315

dengan

dengan pergantian variabel , diperoleh Untuk batas integrasi Maka ;

Created by. N-H ^^

April 13, 202316

Jika sangat kecil, maka seperti tampak pada Gambar sebelumnya b>>R. untuk x kecil sekali.

Maka didapatkan

Dengan demikian

Created by. N-H ^^

April 13, 202317

Sebagai ilustrasi konkret, ambil peluruhan . Harga T diperoleh, dengan harga-harga: kg , no atom anak, dan MeV m, dengan yakni jumlah proton dan neutron dalam inti.

Substistusi nilai-nilai tersebut di atas, sehingga didapatkan koefisien transmisi T partikel alfa

Hal ini menunjukkan bahwa nilai koefisien transmisi T partikel alfa adalah suatu harga yang tidak nol walaupun bernilai sangat kecil.

Created by. N-H ^^

April 13, 202318

Bab 3 Penutup

Created by. N-H ^^

A. Kesimpulan

1. Secara umum reaksi peluruhan alfa adalah sebagai berikut:

2. Pada peluruhan alfa terjadi pembebasan energi. Energi yang dibebaskan (energi

desintegrasi) ini akan menjadi energi kinetik partikel alfa dan inti anak . Adapun

energi kinetik partikel alfa itu sendiri adalah:

3. Gamow, Gurney, dan Condon lewat analisis terpisah, mereka dapat menjelaskan

bagaimana mekanisme peluruhan alfa tersebut terjadi dengan mekanika

kuantum “penerobosan melewati rintangan potensial”, yang secara fisika klasik

tidak mungkin terjadi karena energinya yang terlalu kecil, tetapi dalam

mekanika kuantum peluang meluruhnya partikel alfa tersebut bukanlah nol,

meskipun bernilai sangat kecil.

April 13, 2023

Created by. N-H ^^19

Terima Kasih Atas Segala Perhatian

dan mohon maaf Jika terdapat kekhilafan

Wassalam,..