Teori Atom dan Radioaktivitastemanbelajar.id/assets/collections/content/Fisika_12_10... ·...
Transcript of Teori Atom dan Radioaktivitastemanbelajar.id/assets/collections/content/Fisika_12_10... ·...
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
E-book ini hanya untuk kalangan sendiri tidak untuk dijualbelikan
1
Memahami karakteristik inti atom,
radioaktivitas, dan pemanfaatannya dalam
teknologi
Memahami, menerapkan, menganalisis, dan
mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa
ingin tahunya tenatang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan
wawasan kemanusian, kebangsaan, kenegaraan,
dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta mnerapkan pengetahuan
prosedural pada bidang kajian yang spesifik
sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah.
A. Model Atom Dalton
1. Model Atom Dalton
Atom merupakan partikel terkecil yang tidak
dapat dibagi lagi menjadi bagian yang lebih
kecil.
Atom-atom dari unsur yang sama
mempunyai sifat yang sama dan atom-atom
dari unsur yang berbeda mempunyai sifat
berbeda.
Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi
atom unsur lain.
Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur
berbeda dapat bergabung membentuk
molekul.
Kelemahan model atom Dalton, di antaranya
atom ternyata dapat dibagi lagi, atom suatu
unsur dapat diubah menjadi atom unsur lain,
dan dapat menjelaskan tentang kelistrikan.
2. Model Atom Thomson
Atom merupakan materi yang bermuatan
positif.
Muatan positif ini dinetralkan oleh elektron-
elektron yang tersebar di dalam atom seperti
kismis pada roti kismis.
Teori ini tidak dapat dikembangkan karena
menyimpang dari percobaan yang dilakukan
Rutherford, Geiger, dan Marsden.
3. Model Atom Rutherford
Inti atom bermuatan listrik positif dan
sebagian besar massa atom terkumpul pada
inti atom.
Elektron-elektron bergerak mengelilingi inti
atom dan lintasannya seperti planet-planet
yang bergerak dalam tata surya.
Jumlah muatan iti atom sama dengan jumlah
muatan elektron-elektron yang
mengelilinginya sehingga atom bersifat
netral.
Sebagian besar atom merupakan ruang
hampa.
Gaya sentripetal elektron selama
mengelilingi inti atom disebabkan oleh gaya
elektrostatik antara muatan inti dengan
elektron.
Dalam percobaannya, Rutherford
menggunakan atom hidrogen karena mempunyai
satu elektron dan satu muatan positif dalam inti.
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
2 E-book ini hanya untuk kalangan sendiri
tidak untuk dijualbelikan
CS FF
2
212
r
qqk
r
mv
2
22
r
kq
r
mv
mr
kqv
22
a. Energi total elektron saat mengelilingi inti
22
total2
1mv
r
kqEKEPE
r
kq
r
kqE
22
total2
1
r
kqE
2
2
total tanda negatif menyatakan
elektron
dengan
SF gaya sentripetal elektron (N),
CF gaya elektrostatik (N),
v kecepatan elektron (m/s),
r jari-jari lintasan elektron (m),
q muatan elektron ),C106,1( 19
k konstanta Coulomb
dan,/CmN1091 229
0
totalE energi total elektron (J).
Agar elektron H tidak terikat oleh inti
atom, diperlukan energi sebesar 13,6 eV.
Satu elektron volt merupakan besar energi
yang dibebaskan oleh elektron yang keluar
dari katode jika beda potensial antara anode
dan katode 1 volt.
J101,6eV1 19
b. Kelemahan model atom Rutherford
1) Elektrron yang mengelilingi inti atom
terus memancarkan energi berupa
gelombang elektromagnetik sehingga
lintasannya berbentuk spirak dan suatu
saat elektron jatuh ke dalam inti atom,
yang artinya lintasannya tidak stasioner.
2) Frekuensi yang dipancarkan berubah-
ubah sehingga menghasilkan spektrum
kontinu, bukan spektrum garis.
4. Model Atom Bohr
Pada dasarnya model atom Bohr merupakan
model atom Rutherford yang ditambah teori
kuantum untuk menyempurnakan kelemahan
model atom Rutherford dengan penambahan dua
postulat sebagai berikut.
a. Postulat 1
Elektron yang mengelilingi inti atom
mempunyai lintasan tertentu dan tidak
memancarkan energi yang disebut lintasan
stasioner sehingga mempunyai momentum
anguler yang dinyatakan dengan persamaan
berikut.
2
nhmvr
dengan
m massa elektron (kg),
v kecepatan elektron (m/s),
r jari-jari lintasan elektron (m),
n bilangan kuantum (1, 2, 3, . . .) , dan
h tetapan Planck ).sJ1063,6 34
Berdasarkan postulat 1 Bohr ini, dapat
dirumuskan jari-jari lintasan elektron dan
membuktikan bahwa elektron tidak jatuh ke inti.
m103,5 111
12
r
rnrn
dengan
1r jari-jari lintasan elektron pada tingkat dasar
)1( n (m),
n bilangan kuantum (1, 2, 3, . . .) , dan
nr jari-jari lintasan elektron pada bilangan
kuantum n (m).
b. Postulat 2
Pada setiap lintasannya, elektron mempunyai
tingkat-tingkat energi tertentu. Berdasarkan
postulat 2 Bohr, dapat ditentukan tingkat energi
elektron seperti berikut.
12
2
n2 rn
kqE
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
E-book ini hanya untuk kalangan sendiri tidak untuk dijualbelikan
3
Untuk n = 1, maka:
eV6,131 E
2
1n
n
EE
dengan
k konstanta Coulomb ),/cmN109( 229
q muatan elektron ),C106,1( 19
1r jari-jari lintasan elektron pada tingkat dasar
),m103,5( 11
nE tingkat energi (J atau eV),
n bilangan kuantum (1, 2, 3, . . .), dan
1E energi tingkat dasar atom hidrogen
).eV6,13(
Sebuah elektron dapat berpindah dari kulit
dalam ke luar jika menyerap energi dan akan
memancarkan energi jika pindah dari kulit luar ke
dalam. Energi yang dipancarkan berupa foton
atau gelombang elektromagnetik. Misalkan
elektron pindah dari kulit B ke A pada atom H,
maka akan terjadi pencaran energi berupa foton
dan akan dihasilkan spektrum garis yang terdiri
atas deret garis-garis yang terpisah-pisah menurut
aturan tertentu.
AB EEhf
2B
2A1
2 11
nnr
kehc
2B
2A
7 1110097,1
1
nn
2B
2A
111
nnR
dengan
AE tingkat energi pada kulit A (J),
BE tingkat energi pada kulit B (J),
An bilangan kuantum pada kulit A,
Bn bilangan kuantum pada kulit B,
panjang gelombang foton (m), dan
R tetapan Rydberg ).m10097,1( 17
Garis-garis spektrum yang dipancarkan atom
hidrogen adalah sebagai berikut.
1. Deret Lyman (ultraviolet)
...,4,3,2,1 BA nn
2. Deret Balmer (cahaya tampak)
...,5,4,3,2 BA nn
3. Deret Paschen (inframerah tingkat I)
...,6,5,4,3 BA nn
4. Deret Brackett (inframerah tingkat II)
...,5,4,4 BA nn
5. Deret Pfund (inframerah tingkat III)
...,7,6,5 BA nn
Panjang gelombang foton yang dipancarkan
akan maksimum jika memenuhi syarat berikut.
1AB nn
Panjang gelombang foton yang
dipancarkan akan minimum jika memenuhi
syarat berikut.
Bn
B. Struktur Inti Atom
Inti atom terdiri atas partikel berikut.
1. Proton p11 : partikel bermuatan listrik positif,
memiliki besar muatan sama dengan elektron,
dan memiliki massa 271067,1 kg,
2. Neutron p10 : partikel yang tidak bermuatan
listrik (netral) dan mempunyai massa 1833
massa elektron.
Lambang suatu atom adalah sebagai berikut
XAZ
dengan
X lambang atom
Z nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron,
A nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron,
ZAn jumlah neutron.
Satuan massa inti atom adalah sma atau amu
(atomic mass unit).
1 sma 12atom1massa12
1 C
1 sma kg1066,1 27
1 sma MeV931
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
4 E-book ini hanya untuk kalangan sendiri
tidak untuk dijualbelikan
Inti atom yang mempunyai nomor atom (Z),
nomor massa (A), dan waktu pero tertentu disebut
nuklida yang terbagi menjadi sebagai berikut.
1. Isotop : unsur-unsur yang mempunyai nilai atom
sama, tetapi nomor massa berbeda
.danHH, 31
21
11
2. Isobar : unsur-unsur yang mempunyai nomor
massa sama, tetapi nomor atomnya berbeda
.CaAr,danHeH, 4020
4018
32
31
3. Isoton : unsur-unsur yang mempunyai atom
berbeda, tetapi jumlah neutron sama
.SdanP 4020
3115
Berikut beberapa partikel dasar yang dapat
dipancarkan oleh unsur radioaktif beserta simbolnya.
1. Proton = inti hidrogen =
sma1,007825H p11 m
2. Neutron = netral = sma008665,1n10 mn
3. Positron = e01
4. Elektron = partikel e01
5. Deutron = sma014102,2H D21 m
6. Tritium = triton =
sma016049,3H T31 m
7. Helium-3 = sma016030,3He 3He32 m
8. Partikel = inti helium =
sma002604,4He42 m
9. Sinar Y = foton Y00
a. Stabilitas inti
Stabilitas unsur bergantung pada keseimbangan
antara jumlah proton dan neutron yang terdapat
dalam inti. Suatu unsur dikatakan stabil jika
memenuhi syarat berikut.
5,11 p
n
dengan
n jumlah neutron dan
p jumlah proton.
Unsur-unsur yang tidak stabil mempunyai jumlah
neutron lebih besar dari jumlah poton ( n > p).
b. Defek Massa dan Energi Ikat
Massa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah
massa proton dan massa neutron yang
membentuknya. Selisih massa penyusun inti
atom dengan massa inti atom disebut defek
massa.
intinp )( mmZAZmm
dengan
m defek massa (sma),
Z jumlah proton (sma),
pm massa proton (sma),
ZAn jumlah neutron (sma), dan
nm massa neutron (sma), dan
intim massa inti atom (sma).
Berdasarkan teori Einstein, defek massa
dapat menimbulkan energi yang disebut energi
ikat. Terjadinya energi ikat dalam inti atom akibat
adanya penyusutan massa yang dinyatakan
dengan persamaan berikut.
JE
MeV931
2mc
mE
dengan
pm defek massa (sma),
danm/s,103 8c
E energi ikat (MeV).
C. Reaksi Inti Atom
reaksi inti adalah proses yang terjadi di
dalam inti atom.
qypx
dengan
x inti mula-mula,
y inti akhir,
p partikel yang ditembakkan, dan
q partikel yang dipancarkan.
Pada reaksi inti, berlaku ketentuan berikut.
Hukum kekelan muatan )tetap( Z
Hukum kekelan nomor massa )tetap( A
Hukum kekelan momentum
tetapdan mvIw
Hukum kekelan massa dan energi
Macam-macam reaksi inti adalah sebagai
berikut.
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
E-book ini hanya untuk kalangan sendiri tidak untuk dijualbelikan
5
1. Radioaktivitas Alam
Radioaktivitas alam adalah peristiwa
pecahnya inti atom secara spontan sambil
memancarkan sinar-sinar radioaktivitas alam,
seperti sinar .dan,, Y Karakteristik
dijelaskan sebagai berikut.
a. Sinar
Merupakan inti helium He).(42
Bermuatan listrik positif.
Dibelokkan oleh medan magnet dan
medan listrik.
Jika atom memancarkan sinar , nomor
atom berkurang dua dan nomor massa
berkurang 4.
YX AAZ
422
42 He
b. Sinar
Merupakan elektron )(01e yang berasal
dari inti.
Bermuatan listrik negatif.
Dibelokkan oleh medan magnet dan
medan listrik.
Daya tembus dan daya ionisasi sedang.
Jika suatu atom memancarkan sinar ,
nomor atom bertambah satu dan nomor
massa tetap.
YeXAZ
A1
01
c. Sinar Y
Berupa gelombang elektromagnetik.
Tidak dibelokkan oleh magnet maupun
medan listrik karena tidak bermuatan
listrik.
Daya ionisasi kecil dan daya tembus
besar.
Jika atom memancarkan sinar Y, nomor
massa dan nomor atom tetap.
YYX Az
AZ
2. Penembakan Inti atom
Penembakan inti atom menyebabkan
terjadinya perubahan pada susunan inti.
Prosesnya dapat dijelaskan sebagai berikut.
a. Transmutasi Inti
Peristiwa berubahnya inti atom menjadi
inti baru yang stabil
HOHeN 11
178
42
147
b. Radioaktivitas Buatan
Peristiwa berubahnya suatu inti atom
menjadi inti baru yang tidak stabil (bersifat
radioaktif).
BeHLi 84
11
73
c. Reaksi Fisi
Peristiwa pembelahan inti berat
menjadi dua bagian yang lebih ringan sambil
melepaskan energi yang sangat besar.
energi3KrBaU 10
8936
14456
10
23592 nn
d. Reaksi Berantai
Dalam reaksi fisi selalu dihasilkan jumlah
neutron yang lebih besar dari neutron
penembaknya sehingga akan terjadi reaksi
fisi berantai.
3. Reaksi Fusi
Reaksi fusi merupakan peristiwa
penggabungan beberapa inti ringan menjadi inti
berat sambil melepaskan energi yang sangat
besar. Reaksi fusi merupakan sumber energi
bintang dan matahari. Reaksi fusi juga terjadi
pada ledakan bom hidrogen. Reaksi fusi belum
dapat dikendalikan. Persamaan reaksi fusi adalah
sebagai berikut.
energiHeHH 10
42
31
21 n
D. Radioaktivitas
Radioaktivitas adalah kemampuan inti yang
tidak stabil memancarkan radiasi untuk menjadi
inti yang stabil.
1. Intensitas Sinar Radioaktif
Jika seberkas sinar radioaktif dilewatkan
pada sebuah keping logam, intensitasnya akan
berkurang.
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
6 E-book ini hanya untuk kalangan sendiri
tidak untuk dijualbelikan
693,0
0
x
eII x
atau HVL
x
II
3
10
dengan
HVL= half value layer (m),
0I intensitas mula-mula (W/m2),
I intensitas setelah melewati keping (W/m2),
x tebal keping (m), dan
koefisien pelemahan ).m( 1
2. Alat-alat Deteksi Sinar Radioaktif
Pemecah Geiger Muller
Kamar kabut Wilson
Emulsi film
Detektor sintilasi
3. Peluruhan Zat Radioaktif
Peluruh adalah peristiwa pecahan inti atom
secara spontan sambil memancarkan sinar-sinar
radioaktif.
teNN 0
dengan
0N jumlah inti mula-mula,
N jumlah inti yang belum meluruh pada waktu
t,
t lamanya peluruh (s), dan
tetapan peluruh )( 1s
4. Waktu Paro
Waktu paro adalah waktu yang diperlukan
agar banyaknya inti radioaktif meluruh tinggal
setengah dari semula.
2
10
2
1
2
1
693,0
TNN
T
dengan
t lamanya peluruh (s),
2
1T waktu paro (s),
tetapan peluruhan )( 1s ,
0N jumlah inti mula-mula, dan
N jumlah inti yang belum meluruh pada waktu
t.
5. Aktivitas Radioaktif
Aktivitas radioaktif adalah banyaknya
peluruh tiap sekon.
0 1
2
1atau
2R N R R T
dengan
N banyaknya inti radioaktif,
tetapan peluruh )( 1s , dan
R aktivitas radioaktif
Keterangan:
Satuan R adalah desintegrasi/s = d/s; rutherford
(Rd) = 106 d/s; curie (Ci) 10107,3 d/s.
6. Dosis Serap
Dosis derap adalah banyaknya energi radiasi
pengion yang diserap materi setiap elemen
volume dengan massa tertentu.
m
ED
R
dengan
RE energi radiasi pengion (J),
m massa yang menyerap energi radiasi (kg),
D dosis serap (rad atau gray atau J/kg).
1 gray = 100 rad = 1 J/kg
7. Deret Radioaktif
Deret uranium )24( n :
Pb . . .U 20682
23892
Deret aktinum )34( n :
Pb . . .Ac 20782
22789
Derert thorium )4( n :
Pb . . .Th 20882
29290
Deret neptunium )14( n :
Bi . . .Np 20989
23793
Deret Neptunium merupakan deret buatan.
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
E-book ini hanya untuk kalangan sendiri tidak untuk dijualbelikan
7
E. Teknologi Nuklir
1. Reaktor Atom
Reaktor atom merupakan tempat terjadinya
reaksi fisi berantai yang terkendali sehingga tidak
terjadi ledakan bom atom. Reaktor atom terdiri
atas beberapa bagian, yaitu sebagai berikut.
Moderator berfungsi untuk menurunkan
energi neutron atau memperlambat gerakan
neutron. Contoh: grafit (C), air (H2O), dan air
berat (D2O).
Control Rod (batang kendali) berfungsi
untuk mengendalikan jumlah neutron yang
terdapat dalam reaktor. Control Rod berupa
batang baja yang mengandung kadmium
(Cd) atau baron.
Shielding berfungsi untuk melindungi
pekerja dari radiasi.
Bahan bakar berupa uranium atau
plutonium.
Jenis-jenis atom adalah sebagai berikut.
Reaktor tenaga (Power Reactor) berfungsi
untuk mengubah tenaga nuklir menjadi
tenaga listrik. Reaktor ini sering disebut
PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir)
dan sebagai moderatornya adalah air.
Reaktor penelitian (Research Reactor)
berfungsi untuk membuat zat-zat radioaktif.
Energi neutron yang dihasilkan pada reaktor
ini digunakan untuk membuat radioisotop.
Misalkan Co6027 merupakan sumber sinar Y
dan sinar . Sinar Y memiliki manfaat karet.
Mensterilkan makanan dan sinar untuk
memvulkanisasi karet.
Reaktor pengubah (Converter Reactor)
berfungsi untuk mengubah unsur yang
terdapat di alam menjadi unsur pembangkit
bagi reaktor-reaktor lain.
2. Radiosotop
Radiosotop merupakan isotop-isotop yang
bersifat radioaktif. Kegunaan radiosotop :
a. Sumber radiasi
Dalam bidang kesehatan digunakan
untuk mengobati kanker dan sebagai
gamma terapi.
Dalam bidang teknologi digunakan
untuk pengawetan dan mengetahui baik
tidaknya sambungan suatu logam.
b. Penentuan umur suatu benda
Menentukan umur fosil dengan
menghitung kadar .C146
Menentukan umur suatu lapisan tanah
dengan menghitung persentase massa
uranium.
c. Perunut (Tracer)
Dalam bidang teknologi digunakan
untuk mengetahui kebocoran suatu
bendungan.
Dalam bidang pengairan digunakan
untuk menentukan debit arus sungai.
Manfaat radiosotop yang dihasilkan dari
unsur-unsur radioaktif adalah sebagai berikut.
a. Sinar beta
Menentukan letak kebocoran pipa
saluran kilang minyak.
Mengukur ketebalan kertas.
b. Sinar gamma (y)
Gamma terapi (untuk membunuh sel
kanker).
Sterilisasi alat-alat kedokteran dan
makanan.
Pengawetan makanan.
Mengukur ketebalan baja.
Membuat varietas tanaman baru yang
tahan penyakit.
c. Iodium (1-131)
Menentukan kedidaknormalan kelenjar
tiroid.
Dalam hidrologi digunakan untuk
mengetahui debit air.
d. Galium (Ga-67)
Untuk scaning getah bening.
e. Natrium (Na-24)
Mendeteksi penyempitan pembuluh
darah dan peredaran darah.
Mendeteksi kebocoran air di bawah
tanah dan mengetahui debit air sungai.
3. Alat-alat Pemercepat Partikel
a. Siklotron adalah alat untuk mempercepat
ion-ion bermuatan positif dan inti helium
(partikel ).
b. Betaron adalah alat untuk mempercepat
elektron sampai energinya mencapai 300
MeV.
c. Sinkroton adalat alat untuk mempercepat
implus (dorongan) proton atau elektron pada
energi tinggi.
d. Akseletor linear adalah alat untuk
mempercepat proton atau elektron dengan
lintasan lurus.
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
8 E-book ini hanya untuk kalangan sendiri
tidak untuk dijualbelikan
1. Pernyataan tentang atom berikut yang tidak dapat
dijelaskan oleh teori atom Rutherford adalah . . .
A. elektron berotasi mengelilingi inti atom
sambil memancarkan energi
B. atom terdiri atas inti atom dan elektron
C. elektron memiliki energi tertentu pada tiap
lintasannya
D. energi elektron pada lintasannya terdiri atas
energi kinetik dan potensial
E. gaya tarik antara inti-inti dan elektron adalah
gaya sentripetal
2. Jika model atom Rutherford benar, spektrum
yang dipancarkan atom hidrogen adalah spektrum
. . .
A. garis
B. kontinu
C. pita
D. diskontinu
E. warna
3. Menurut model atom Bohr, elektron bergerak
mengelilingi inti hanya pada lintasan tertentu
sehingga besar momentum anguler pada lintasan
itu berbanding . . .
A. terbalik dengan tetapan Planck
B. lurus dengan tetapan Planck
C. lurus dengan tetapan Rydberg
D. terbalik dengan tetapan Rydberg
E. terbalik dengan momentum linear
4. Pernyataan berikut yang merupakan kelemahan
model atom Bohr adalah . . .
A. tidak dapat menjelaskan efek Zeeman
B. bertentangan dengan teori Dalton
C. tidak dapat menjelaskan gaya sentripetal
elektron
D. bertentangan dengan hukum fisika klasik
E. tidak dapat menentukan energi transisi
5. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.
1) Elektron dapat berpindah dari lintasan yang
satu ke lintasan lain dengan melepas atau
menyerap energi.
2) Atom terdiri atas elektron yang bermuatan
negatif dan inti atom yang bermuatan positif.
3) Elektron bertransisi ke orbit lain sambil
memancarkan energi.
4) Elektron mengelilingi inti atom.
Karakteristik model atom Bohr dan Rutherford
ditunjukkan oleh pernyataan nomor . . .
Model
atom Bohr
Model atom
Rutherford
A. 1 2
B. 1 3
C. 2 3
D. 2 4
E. 3 4
6. Salah satu perbedaan model atom Rutherford dan
Bohr adalah . . .
A. elektron berputar mengelilingi inti dengan
membebaskan sejumlah energi
B. elektron merupakan bagian atom yang
bermuatan negatif
C. atom berbentuk bola kosong dengan inti
atom berada di tengah
D. atom bersifat netral secara keseluruhan
E. massa atom terpusat pada inti atom
7. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.
1. Atom terdiri atas elektron yang bermuatan
negatif dan inti atom yang bermuatan positif.
2. Elektron mengelilingi inti atom seperti planet
mengelilingi matahari.
3. Elektron mengelilingi inti atom pada lintasan
yang stasioner tanpa memancarkan energi.
Perbedaan model atom Rutherford dengan model
atom Thomson ditunjukkan oleh pernyataan
nomor . . .
A. 1
B. 2
C. 3
D. 1 dan 3
E. 1, 2, dan 3
8. Jika persamaan energi lintasan elektron tunggal
dari sebuah atom hidrogen adalah eV,6,13
2nn
E
sebuah elektron yang tereksitasi dari lintasan n =
1 ke n = 4 mengalami perubahan energi elektron
sebesar . . .
A. 12,75 eV
B. 10,20 eV
C. 7,20 eV
D. 6,85 eV
E. 3,40 eV
9. Untuk memindahkan elektron dalam sebuah atom
hidrogen yang bergerak pada lintasan kelima.
Diperlukan energi sebesar . . .
A. 0,38 eV
B. 0,45 eV
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
E-book ini hanya untuk kalangan sendiri tidak untuk dijualbelikan
9
C. 0,55 eV
D. 0,85 eV
E. 1,51 eV
10. Panjang gelombang ke Broglie dari elektron yang
bergerak pada lintasan kedua di dalam sebuah
atom hidrogen adalah . . .
A. 8,8 A
B. 6,6 A
C. 4,4 A
D. 3,3 A
E. 2,2 A
11. Panjang gelombang deret Paschen kedua di
daerah inframerah pada lintasan kedua di dalam
sebuah atom hidrogen adalah . . .
A. 12.810 A
B. 12,815 A
C. 12.819 A
D. 12.845 A
E. 12.855 A
12. Transisi di dalam sebuah atom hidrogen yang
memancarkan foton dengan frekuensi terendah
adalah dari . . .
A. n = 1 ke n = 2
B. n = 2 ke n = 1
C. n = 2 ke n = 6
D. n = 3 ke n = 2
E. n = 6 ke n = 2
13. Menurut teori atom Bohr, suatu foton
dipancarkan apabila sebuah elektron melompat
daru suatu lintasan ke lintasan dengan tingkat
energi lebih rendah.
Berdasarkan diagram tersebut, yang
memancarkan foton dengan panjang gelombang
terbesar adalah pada lompatan ke . . .
A. 5
B. 4
C. 3
D. 2
E. 1
14. Pada model atom Bohr, energi elektron atom
hidrogen pada keadaan dasar eV.6,13 Jika
elektron mengalami eksitasi dari kulit M ke kulit
L. Besar perubahan energi elektron adalah . . .
A. 13,6 eV
B. 6,80 eV
C. 3,40 eV
D. 2,27 eV
E. 1,89 eV
15. Jika energi tingkat dasar atom hidrogen
eV.6,13 Besar energi ionisasi pada atom H
yang berasal dari lintasan n = 4 adalah . . .
A. 6,80 eV
B. 3,40 eV
C. 1,51 eV
D. 0,85 eV
E. 0,55 eV
16. Panjang gelombang terbesar dari deret Lyman
adalah . . . )m10097,1( 17 R
A. 1.097 A
B. 1.215 A
C. 2.115 A
D. 6.541 A
E. 8.227 A
17. Elektron sebuah atom hidrogen pada kulit N
mempunyai momentum anguler sebesar . . .
A.
h4
B.
h2
C. 2
3h
D.
h
E. 2
h
18. Perbandingan panjang gelombang maksimum
antara deret Lyman dengan deret Balmer sebesar
. . .
A. 27
4
B. 3
1
C. 15
9
D. 9
15
E. 5
27
19. Deret spektrum atom hidrogen yang dapat dilihat
oleh mata manusia adalah deret . . .
A. Lyman
B. Balmer
C. Paschen
D. Pfund
E. Brackett
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
10 E-book ini hanya untuk kalangan sendiri
tidak untuk dijualbelikan
20. Frekuensi tertinggi yang dipancarkan oleh atom
hidrogen terjadi jika elektron berpindah lintasan
dari . . .
A. n =1 ke n =
B. n =1 ke n =2
C. n =2 ke n =1
D. n =2 ke n =3
E. n =3 ke n =2
21. Energi ionisasi atom hidrogen dari lintasan ketiga
adalah . . .
A. 1,51 eV
B. 4,53 eV
C. 10,6 eV
D. 16,3 eV
E. 40,8 eV
22. Jika diketahui massa inti sma,14,0075N147
massa proton = 1,0080 sma, dan massa neutron =
1,0090 sma, besar defek massanya adalah . . .
A. 0,0080 sma
B. 0,0090 sma
C. 0,0175 sma
D. 0,1150 sma
E. 0,1750 sma
23. Jika massa proton, neutron, dan partikel
masing-masing 1,007 sma, 1,008 sma, dan 4,002
sma (1 sma = 931 MeV), energi ikat yang
dihasilkan oleh partikel adalah . . .
A. 24,068 MeV
B. 25,067 MeV
C. 26,068 MeV
D. 27,068 MeV
E. 27,068 MeV
24. Pada tanggal 1 April 2015, terdapat 2 g zat
radioaktif yang mempunyai waktu paro 1
minggu. Zat tersebut akan tersisa 16
1nya pada
tanggal . . .
A. 4 april 2015
B. 8 april 2015
C. 15 april 2015
D. 28 april 2015
E. 29 april 2015
25. Gambar berikut menunjukkan daya tembus
radiasi sinar-sinar radioaktif.
Urutan sinar , , dan Y adalah . . .
A. 1 – 2 – 3
B. 1 – 3 – 2
C. 2 – 1 – 3
D. 3 – 1 – 2
E. 3 – 2 – 1
26. Proses sebuah inti atom berat terpecah menjadi
dua atom yang lebih ringan disebut . . .
A. reaksi fusi
B. reaksi fisi
C. reaksi berantai
D. reaksi kimia
E. peluruhan
27. Perhatikan reaksi berikut.
EX HN 11
147
Pada persamaan reaksi tersebut, X adalah . . .
A. O168
B. Fe169
C. N166
D. O178
E. O188
28. Jika elektron berpindah dari kulit N ke kulit K
pada atom hidrogen dan R merupakan tetapan
Rydbreg, panjang gelombang yang terjadi adalah
. . .
A. R17
9
B. R9
9
C. R16
15
D. R15
16
E. R8
9
29. Menurut model atom Bohr, suatu atom
mempunyai 3 lintasan stabil, yaitu 321 dan,, nnn
dengan tingkat energi relatif berturut-turut adalah
191,36 10 J, 194,00 10 J, dan
199,28 10 J . Sebuah elektron meloncat dari
lintasan satu ke lintasan lain dan memancarkan
foton dengan frekuensi
s,J106,63JikaHz.108 3414 h loncatan
tersebut terjadi dari lintasan . . .
A. 13 ke nn
B. 23 ke nn
C. 12 ke nn
D. 32 ke nn
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
E-book ini hanya untuk kalangan sendiri tidak untuk dijualbelikan
11
E. 21 ke nn
30. Massa inti atom sma,9,0121Be94 sedangkan
massa proton dan neutron masing-masing 1,0078
sma dan 1,0086 sma. Jika 1 sma = 931 MeV,
besar energi ikatnya adalah . . .
A. 51,39 MeV
B. 57,82 MeV
C. 62,10 MeV
D. 90,12 MeV
E. 90,74 MeV
31. Jika suatu zat radioaktif memancarkan partikel
, berarti intinya kehilangan . . .
A. 2 proton dan 2 neutron
B. 2 proton dan 2 elektron
C. 2 proton dan 4 neutron
D. 2 proton dan 4 elektron
E. 4 elektron dan 4 neutron
32. Jika waktu paro unsur radioaktif besrnya T, unsur
radioaktif yang tinggal setelah 3T adalah . . .
A. bagian2
1
B. bagian4
1
C. bagian8
1
D. bagian16
1
E. bagian32
1
33. Perhatikan reaksi inti berikut.
14,7MeVHeHH 32
21
11 X
Konstanta X adalah . . .
A. partikel
B. proton
C. patikel
D. neutron
E. foton
34. Siatu isotop Pb21082 yang memiliki waktu paro 22
tahun dibeli 44 tahun yang lalu. Isotop ini akan
beruabah menjadi Pb21083 . Sisa Pb210
82 saat ini
adalah . . .
A. 85%
B. 65%
C. 50%
D. 25%
E. 12,5%
35. Akivitas suatu zat radioaktif berkurang dari 0,01
curie menjadi 0,003 curie dalam waktu 60 hari.
Waktu paro zat tersebut adalah . . .
A. 34,5 hari
B. 45,3 hari
C. 43,5 hari
D. 53,4 hari
E. 54,3 hari
36. Pada tanggal 1 Desember terdapat 2,5 g zat
radioaktif dengan waktu paro 1 minggu. Pada
tanggal yang sama, zat tersebut tersisa 0,3125 g
pada tanggal . . .
A. 9 november
B. 21 Desember
C. 10 November
D. 22 Desember
E. 25 Desember
37. Urutan daya tembus sinar-sinar radioaktif daru
yang paling kuat adalah . . .
A. , , dan y
B. , ,y dan
C. , , dan y
D. ,y , dan
E. ,y , dan
38. Berikut ini yang bukan merupakan hukum-
hukum kekelan dalam reaksi inti adalah hukum
kekelan . . .
A. momentum
B. energi
C. nomor massa
D. neutron
E. nomor atom
39. Partikel ditembakkan pada keping berelium
sehingga terjadi reaksi dengan berikut.
x CBe 126
94
Partikel x yang dipancarkan adalah . . .
A. H11
B. H21
C. e01-
D. H01
E. n10
40. Diketahui 2
1 H 2,009 sma, 3
1 H 3,016 sma,
4
2 He 4,003 sma, 1
0 1,009 sma,n dan
1 sma 931 MeV, maka besar energi yang
dibebaskan pada reaksi:
n10
42
31
21 HeHH
Adalah . . .
A. 12,103 MeV
B. 15,250 MeV
C. 15,780 MeV
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
12 E-book ini hanya untuk kalangan sendiri
tidak untuk dijualbelikan
D. 16,122 MeV
E. 16,761 MeV
41. Batang kendali merupakan salah satu komponen
reaktor nuklir yang berfungsi untuk . . .
A. menahan radiasi yang dihasilkan oleh inti
B. mendinginkan alt-alat reaktor
C. memperlambat gerak neutron agar lebih
mudah ditangkap
D. menghasilkan uap yang dapat memutar
turbin
E. mengendalikan jumlah populasi neutron
42. Jika neutron dalam suatu inti berubah menjadi
proton, inti itu memancarkan . . .
A. patikel
B. patikel
C. proton
D. sinar Y
E. deutron
43. U23892 berubah menjadi Pb206
28 dengan
memancarkan . . .
A. 2 dan 2
B. 2 dan 3 Y
C. 3 dan 4Y
D. 6 dan 4Y
E. 8 dan 6
44. Suatu inti atom terbentuk memenuhi reaksi fusi
berikut.
Ee 10
21
11
11 HHH Jika diketahui
1
1
2
1
0
1
massa H 1,0078 sma,
massa H 2,01410 sma,
massa 0,00055 sma,
1 sma 931 MeV,
e
nilai energi yang dihasilkan pada reaksi fusi
tersebut adalah . . .
A. 0,44 MeV
B. 0,88 MeV
C. 0,98 MeV
D. 1,02 MeV
E. 1,47 MeV
45. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.
1. Mengukur kandungan air tanah.
2. Memeriksa material tanpa merusak.H
3. Mengukur endapan lumpur di pelabuhan.
4. Mengukur tebal lapisan logam.
Kegunaan radiosotop ditunjukkan oleh nomor . .
.
A. 1, 2, 3, dan 4
B. 1, 2, dan 3
C. 2, 3, dan 4
D. 1 dan 3
E. 2 dan 4
46. Natrium-24 dapat digunakan untuk . . .
A. mengukur laju pembentukan sel darah merah
B. mempelajari peredaran darah
C. mempelajari cara pemupukan tanaman
D. mempelajari mekanisme fotosintesis
E. mempelajari struktur dan daya kerja hormon
47. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.
1. Sinar Y digunakan untuk membunuh sel
kanker.
2. Sinar Y digunakan untuk mensterilkan alat-
alat kedokteran.
3. Sinar digunakan untuk mendeteksi
kebocoran pipa.
4. Sinar X untuk analisis susunan kristal.
Manfaat sinar radioaktif yang dihasilkan
radiosotop ditunjukkan oleh pernyataan nomor . .
.
A. 1, 2, 3, dan 4
B. 1, 2, dan 3
C. 1, 2, dan 4
D. 1, 3, dan 4
E. 1 dan 4
48. Radiasi dari radiosotop Co-60 dimanfaatkan
untuk . . .
A. penghancuran batu ginjal
B. detektor asap
C. menentukan umur fosil
D. terapi pada gelenjar gondok
E. membunuh sel kanker
49. Zat radiosotop C-14 dapat digunakan untuk . . .
A. mendeteksi fungsi kelenjar gondok
B. membunuh sel kanker
C. mengetahui efektifitas kerja jantung
D. mendeteksi pemalsuan keramik
E. menentukan umur fosil
50. Massa unsur radioaktif P mula-mula x gram
dengan waktu paro 2 hari. Setelah 8 hari, unsur
yang tersisa y gram. Perbandingan antara x : y
adalah . . .
A. 1 : 8
B. 1 : 16
C. 4 : 1
D. 8 : 1
E. 16 : 1
51. Suatu inti nitrogen ditembak dengan partikel ,
menghasilkan sebuah inti oksigen dan sebuah
proton seperti reaksi ini berikut.
HONHe 11
178
147
42
Jika diketahui
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
E-book ini hanya untuk kalangan sendiri tidak untuk dijualbelikan
13
He
N
H
O
4,00260 sma,
14,00307 sma,
1,00783 sma,
16,99913 sma,
1 sma 931 MeV,
m
m
m
m
pada reaksi tersebut . . .
A. dihasilkan energi 1,20099 MeV
B. diperlukan energi 1,20099 MeV
C. dihasilkan energi 1,1000 MeV
D. diperlukan energi 1,1000 MeV
E. diperlukan energi 1,00783 MeV
52. Diketahui massa inti berikut.
sma 13,0033C136
sma 0078,1H16
sma 0141,2H21
sma 14,0030C146
Jika massa 1 sma setara dengan 931 MeV, energi
yang terjadi pada reaksi inti :
E HCHC 11
146
21
131
Adalah . . .
A. 5,5860 MeV
B. 6,1446 MeV
C. 6,1492 MeV
D. 6,2320 MeV
E. 6,2377 MeV
53. Diketahui massa inti berikut.
sma 3,0169He36
sma 4,0039He42
sma 3,0169H36
MeV931sma 1
Besar energi yang dilepaskan pada reaksi fusi:
energiH2HeHeHe 11
42
32
32 adalah . . .
A. 10,86 MeV
B. 12,75 MeV
C. 13,28 MeV
D. 15,64 MeV
E. 18,76 MeV
54. Unsur radiaoaktif yang digunakan untuk
mendeteksi ketidaknormalan diabetes dan anemia
adalah . . .
A. karbon-14
B. kromium-51
C. selenium-75
D. iodium-31
E. galium-67
55. Alat untuk mempercepat proton adalah . . .
A. betatron
B. akselerator linear
C. siklotron
D. sinkrotron
E. pencacah Geiger Muller
56. Salah satu komponen dalam reaktor atom adalah
moderaor yang digunakan untuk . . .
A. mempercepat gerak neutron
B. memperlambat gerak neutron
C. menghasilkan isotop-isotop
D. mempercepat gerak elektron
E. memperlambat gerak elektron
57. Prinsip kerja reaktor atom adalah reaksi . . .
A. kimia
B. fisi
C. fusi
D. peluruhan
E. atom
58. Partikel-partikel berikut yang tidak dibolehkan
oleh medan magnet adalah . . .
A. elektron
B. proton
C. neutron
D. alfa
E. positron
59. Setiap reaksi fisi inti U,23592 membebaskan energi
200 MeV. Untuk menghasilkan tenaga 1 kW,
banyaknya fisi yang harus terjadi tiap sekon
adalah . . .
A. 13101,235
B. 13102,135
C. 13103,125
D. 13105,123
E. 13102,351
60. Waktu paro Ra22488 adalah 3,64 hari. Zat ini akan
tinggal 32
1bagian dari keadaan semula setelah . .
.
A. 12,8 hari
B. 18,2 hari
C. 21,8 hari
D. 28,1 hari
E. 81,2 hari
61. Atom-atom dengan nomor atom yang sama tetapi
nomor massa berbeda disebut . . .
A. isobar
B. isotop
C. isoton
D. positron
E. isomer nuklir
MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 12
14 E-book ini hanya untuk kalangan sendiri
tidak untuk dijualbelikan
62. Sesudah 2 jam, 16
1dari unsur mula-mula suatu
unsur radioaktif tetap tinggal sehingga waktu
paronya adalah . . .
A. 15 menit
B. 45 menit
C. 30 menit
D. 60 menit
E. 120 menit
63. Perhatikan hal-hal berikut.
1. Transmutasi inti
2. Reaksi fisi
3. Radioaktivitas buatan
4. Reaksi fusi
Akibat dari penembakan inti ditunjukkan oleh
nomor . . .
A. 1, 2, 3, dan 4
B. 1, 2, dan 3
C. 1, 3 dan 4
D. 1 dan 3
E. 2 dan 4
64. Grafik berikut menunjukkan hubungan jumlah
zat (N) dengan waktu ( t ).
Berdasarkan diagram tersebut, dapat disimpulkan
bahwa waktu paro zat radioaktif tersebut adalah .
. .
A. 2 hari
B. 4 hari
C. 6 hari
D. 8 hari
E. 10 hari
65. Setelah 9 s, aktivitas zat radioaktif berkurang dari
1,6 curie menjadi 0,2. Tetapan peluruhan zat
radioaktif tersebut adalah . . .
A. 0,1151S
B. 0,2311S
C. 0,2541S
D. 0,346 1S
E. 0,693 1S