mata pelajaran : fisika - guraru2. menjelaskan tentang benda hitam. 3. memformulasikan dengan benar...

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

MATA PELAJARAN : FISIKA

KELAS / SEMESTER : XII IPA / Genap

PERTEMUAN KE : 1

ALOKASI WAKTU : 3 x 45’

STANDAR KOMPETENSI : 3. Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala

kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas

Einstein dalam paradigma fisika modern

KOMPETENSI DASAR : 3.1 Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum yang

mencakup hakikat dan sifat-sifat radiasi benda hitam

serta penerapannya

INDIKATOR :

Mendeskripsikan fenomena radiasi benda hitam

I. Tujuan Pembelajaran :

Setelah kegiatan pembelajaran selesai, siswa dapat :

1. Menjelaskan tentang perpindahan kalor.

2. Menjelaskan tentang benda hitam.

3. Memformulasikan dengan benar Hukum Stefan-Boltzman tentang energi kalor

radiasi yang dipancarkan oleh permukaan suatu benda berdasarkan literatur

yang ada.

4. Menghitung energi kalor radiasi berdasarkan formulasi hukum Stefan-

Boltzman.

5. Memformulasikan Hukum Pergeseran Wien.

6. Menghitung panjang gelombang berdasarkan formulasi Hukum pergeseran

Wien.

II. Materi Ajar :

1. Panas/kalor berpindah melalui tiga cara, yaitu :

a. Konduksi adalah penjalaran kalor/panas tanpa disertai perpindahan bagian-

bagian zat perantaranya. Penjalaran ini biasanya terjadi pada benda padat.

http://id.wikipedia.org/wiki/Kalor

Konduksi terjadi dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu

rendah. Benda suhunya tinggi akan melepaskan kalor, sedangkan zat yang

suhunya rendah akan menerima kalor, hingga tercapai kesetimbangan

termal.

Contoh : besi yang dipanaskan.

b. Konveksi adalah proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida kebagian

lain oleh pergerakan fluida itu sendiri.

Contoh : air yang dipanaskan pertama yang panas bagian bawah, lalu

bagian atasnya.

c. Radiasi adalah perpindahan kalor berupa pancaran. Frekuensi gelombang

yang dipancarkan radiasi termal bergantung hanya pada temperatur. Untuk

sebuah benda hitam sempurna distribusi ini dinyatakan oleh hukum radiasi

Planck. Hukum Wien menyatakan frekuensi paling mungkin dari radiasi

yang dipancarkan, dan hukum Stefan-Boltzmann menyatakan intensitas

panasnya.

2. Benda hitam adalah obyek yang menyerap seluruh radiasi elektromagnetik yang

jatuh kepadanya. Benda hitam merupakan penyerap radiasi yang baik sekaligus

pemancar radiasi yang buruk sedangkan benda putih mengkilap merupakan

pemancar radiasi yang baik. Benda dikatakan hitam sempurna bila seluruh

radiasi yang datangi kepadanya terserap semuanya tanpa sedikitpun yang

terpancar kembali. Kemampuan suatu bahan untuk menyerap radiasi dinamakan

sebagai emisivitas (ε). Benda hitam mempunyai emisivitas = 1 sedangkan benda

mengkilap mempunyai emisivitas = 0.

3. Hukum Stefan - Boltzmann (1898).

Josef Stefan (1835-1873) seorang ahli fisika Austria, dapat menunjukkan gejala

radiasi benda hitam melalui eksperimen. Hubungannya adalah daya total per

satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi oleh benda hitam sebanding

dengan pangkat empat suhu mutlaknya. Melalui pengukuran langsung juga

diketahui bahwa radiasi dipengaruhi oleh sifat warna benda. Penemuan Stefan

diperkuat oleh Boltzmann, kemudian dikenal sebagai hukum Stefan-Boltzmann

yang secara matematis ditulis dalam bentuk :

4. . .E

P e A Tt

http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi

http://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang

http://id.wikipedia.org/wiki/Benda_hitam

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_radiasi_Planck&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_radiasi_Planck&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Wien

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_Stefan-Boltzmann&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_elektromagnetik

http://id.wikipedia.org/wiki/Ludwig_Boltzmann

dengan σ menyatakan konstanta Stefan-Boltzman (5,67.10-8

Wm-2

K-4

) dan T

adalah suhu mutlak (K)

4. Hukum pergeseran Wien

Pada pengukuran intensitas radiasi benda

hitam ( I ) pada berbagai nilai panjang

gelombang ( λ ) dapat digambarkan grafik

seperti pada Gambar. Perubahan intensitas

diukur pada benda hitam yang memiliki

suhu tetap T, tetapi λ berbeda-beda.

Intensitas tersebut terlihat meningkat seiring

dengan peningkatan λ hingga mencapai nilai

maksimum. Kemudian intensitas menurun

kembali seiring penambahan λ. Panjang

gelombang energi radiasi pada saat

intensitasnya maksimum dinamakan panjang

gelombang maksimum (λm)

Pada pengukuran itu Wilhelm Wien menemukan adanya pergeseran panjang

gelombang maksimum saat suhu benda hitam berubah. Kenaikan suhu benda

hitam menyebabkan panjang gelombang maksimum yang dipancarkan benda

akan mengecil. Hubungan ini dapat dituliskan seperti persamaan berikut :

cTm .

Dengan c = 2,898 . 10-3

mK.

Karakteristik spektrum radiasi benda hitam

ini dicoba dijelaskan oleh Rayleigh dan

Jeans dengan menggunakan pendekatan

fisika klasik. Mereka meninjau radiasi dalam

rongga bertemperatur T yang dindingnya

merupakan pemantul sempurna sebagai

sederetan gelombang elektromagnetik. Akan

tetapi, pada suhu 2.000 K bentuk grafik hasil

eksperimen berbeda dengan bentuk grafik

yang dikemukakan Rayleigh dan Jeans,

terlihat menyimpang.

Grafik oleh Rayleigh dan Jeans menunjukkan bahwa benda hitam ideal pada

kesetimbangan termal akan memancarkan radiasi dengan daya tak terhingga.

Yang dikenal sebagai bencana ultraungu.

III. Model dan Metode Pembelajaran :

Model : kooperatif learning

Metode : diskusi informasi

IV. Langkah-langkah pembelajaran :

No. KEGIATAN PEMBELAJARAN WAKTU

1. Kegiatan Awal (Apersepsi)

1. Menuliskan materi pokok.

2. Menyebutkan tujuan pembelajaran.

3. Memberi motivasi dengan pertanyaan

Mengapa suku badui yang hitam tinggi besar dapat tahan tidur

di pelataran masjid yang dingin dimalam hari di arab ?

Mengapa pada siang hari jika memakai baju yang warnanya

putih akan terasa lebih nyaman daripada baju yang warnanya

hitam?

Mengapa (pada kompor) nyala api biru lebih baik daripada api

nyala merah ?

15 menit

2. Kegiatan Inti :

- Mendiskusikan perubahan warna pijaran yang terjadi ketika sebuah

besi dipanaskan terus menerus.

- Mendiskusikan hukum Stefan-Boltzman tentang radiasi oleh benda

hitam

- Mendiskusikan hukum Wien tentang pergeseran panjang

gelombang maksimum yang dipancarkan oleh benda yang

dipanaskan secara terus menerus.

- Mendiskusikan kegagalan teori klasik dalam menjelaskan radiasi

benda hitam

95 menit


3. Kegiatan Penutup

a. Guru membantu siswa membuat kesimpulan

b. Mengevaluasi siswa dengan memberikan kuis

25 menit

V. Alat / Bahan / Sumber Belajar / Media

Media : charta pergeseran Wien

Sumber : Buku Fisika kelas XII, BSE Diknas

VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :

Tes tertulis : post test / tes akhir

2. Bentuk instrumen :

Uraian singkat

Instrumen Evaluasi : Tes akhir

1. Sebutkan 3 cara perpindahan kalor !

2. Sebutkan pengertian benda hitam !

3. Perbandingan laju kalor yang di pancarkan oleh sebuah benda hitam bersuhu

4000 k dan 2000 k adalah…….

a. 1 : 1 b. 2 : 1 c. 4 : 1 d. 8 : 1 e. 16 : 1

4. Sebatang perunggu bersuhu 127oC meradiasikan kalor dengan laju 20 W. Jika

suhunya dinaikkan menjadi 227oC, maka laju radiasi kalor adalah……

a. 27 W b. 30 W c. 49 W d. 100 W e. 200 W

5. Jika suhu sebuah benda hitam dinaikkan dan 100 k menjadi 101 k, maka daya

radiasi kalor benda hitam mengalami kenaikan sebesar……..

a. 1 persen b. 2 persen c. 3 persen d. 4 persen e. 5 persen

Mengetahui, Palembang, Juli 2014

Kepala MAN 1 Palembang Guru Fisika

H. Kiagus Faisal, S. Ag, M. Pd. I Amalia, M. P fis

NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008




PERTEMUAN KE : 2







serta penerapannya

INDIKATOR :

Mendeskripsikan hipotesis Planck tentang kuantum cahaya



1. Menjelaskan tentang hipotesis Plank.

2. Menjelaskan tentang efek fotolistrik.

II. Materi Ajar :

1. Hipotesa Max Planck

Pada tahun 1900 Max Planck mengemukakan teorinya tentang radiasi benda

hitam yang sesuai dengan hasil eksperimen. Planck sampai pada kesimpulan

bahwa energi yang dipancarkan dan diserap tidaklah kontinu. Tetapi, energi

dipancarkan dan diserap dalam bentuk paket-paket energi diskret yang disebut

kuanta. Dengan hipotesanya, Planck berhasil menemukan suatu persamaan

matematika untuk radiasi benda hitam yang benar-benar sesuai dengan data

hasil eksperimennya yang disebut hukum radiasi benda hitam Planck. Ia

berpendapat bahwa ukuran energi kuantum sebanding dengan frekuensi

radiasinya. Rumusannya adalah:

fhnE ..

Dengan h adalah konstanta Plank (6,626 . 10-34

J.s = 4,136 . 10-15

eV.s)

2. Efek Fotolistrik

Efek fotolistrik adalah pristiwa lepasnya partikel elektron dari plat katoda

karena terkena cahaya. Efek fotolistrik tidak dapat dijelaskan oleh teori klasik.

Einstein mencoba menjelaskan kegagalan ini dengan mengadopsi teori

kuantum dari Max Planck. Menurut Einstein, cahaya mengenai plat katoda

dalam bentuk paket-paket energi yang dinamakan foton dimana tiap foton

membawa energi sebesar :

(satu elektron hanya bisa menyerap satu foton)

Oleh elektron energi ini akan dipakai untuk melepaskan diri dari atom dan

sisanya dipakai sebagai energi gerak (Ek), sehingga memenuhi persamaan :

W = Energi ambang, yaitu energi yang diperlukan oleh elektron untuk

melepaskan diri dari atom.

f.hEfoton

kfoton EWE ko Efhhf Atau









3. Memberi motivasi dengan pertanyaan :

Apakah cahaya merupakan partikel atau gelombang ?

15 menit


2. Kegiatan Inti :

- Guru menginformasikan tentang efek fotolistrik dan kegagalan

teori klasik dalam menjelaskan fenomena tersebut.

- Mendiskusikan penerapan hipotesa planck dalam menjelaskan

efek fotolistrik

- Menerapkan persamaan – persamaan pada hipotesa Plank dan

efek fotolistrik pada beberapa soal.

95 menit

3. Kegiatan Penutup



25 menit


Media : charta efek fotolistrik


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Apa isi hipotesis Plank ?

2. Apa yang dimaksud dengan efek fotolistrik ?

3. Cahaya berpanjang gelombang 5000 Å datang pada permukaan logam yang

memiliki fungsi kerja permukaan 2,28 eV. Jika h = 6,6 x 1034

Js, dan e = 1,6 x

1019

C, maka elektron yang terpancar dari logam akan memiliki energi kinetik

maksimum sebesar ... eV.

a. 0,03 b. 0,2 c. 0,6 d. 1,3 e. 2,0

KUNCI

1. Hipotesis Planck : energi yang dipancarkan dan diserap tidaklah kontinu.

Tetapi, energi dipancarkan dan diserap dalam bentuk paket-paket energi diskret

yang disebut kuanta

2. Efek fotolistrik adalah peristiwa lepasnya partikel elektron dari plat katoda

karena terkena cahaya.

3. A




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008




PERTEMUAN KE : 3







serta penerapannya

INDIKATOR :

Mendeskripsikan dualisme gelombang partikel cahaya



1. Menjelaskan tentang efek Compton.

2. Menjelaskan tentang hipotesis de Broglie

II. Materi Ajar :

1. Efek Compton

Efek Compton memperkuat hipotesis cahaya sebagai partikel. Menurut teori

klasik, gelombang elektromagnet yang menembus kaca, panjang gelombang dan

frekuensinya setelah keluar dari kaca tidak akan mengalami perubahan.

Eksperimen Compton mendapatkan hal yang berbeda. Compton mendapatkan

bahwa panjang gelombang foton sebelum dan sesudah tumbukan akan

berbeda/berubah, dimana panjang gelombang sesudah tumbukan akan lebih

besar daripada panjang gelombang sebelum tumbukan.

hamburan Compton

Panjang gelombang foton tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :

Ket :

Perubahan panjang gelombang ini hanya dapat dijelaskan dengan hukum

kekekalan momentum (foton dianggap sebagai sebuah materi).

2. Hipotesis de Broglie

de Broglie menyatakan bahwa jika pada suatu saat cahaya dapat bersifat

sebagai partikel, maka pada suatu saat pula partikel, misalnya proton dan

electron dapat bersifat sebagai gelombang.

Teori ini dibuktikan oleh Davisson & Germer melalui peristiwa difraksi.










Apakah cahaya merupakan partikel atau gelombang ?

15 menit

2. Kegiatan Inti :

- Guru menginformasikan tentang efek fotolistrik dan kegagalan

terori klasik dalam menjelaskan fenomena tersebut.


efek fotolistrik

95 menit

0

' 1 cosh

m c


- Guru menginformasikan tentang efek Compton dan kegagalan

terori klasik dalam menjelaskan fenomena tersebut.


efek Compton

- Menerapkan persamaan – persamaan pada efek fotolistrik dan

efek Compton pada beberapa contoh soal.

3. Kegiatan Penutup



25 menit


Media : charta efek fotolistrik


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Apa yang dimaksud dengan efek Compton ?

2. Apa yang dimaksud dengan hipotesis de Broglie ?

3. Jika tetapan Planck 6,6 x 1034

Js, maka besar momentum elektron yang

panjang gelombangnya 2 x 1010

m adalah … x 1024

Ns.

a. 2,2 b. 3,3 c. 4,6 d. 8,6 e. 13,2

4. Fungsi kerja suatu logam adalah 1,5 eV. Jika tetapan Planck 6,6 x 1034

Js,

muatan dan massa elektron masing-masing 1,6 x 1019

C dan 9 x 1031

kg,

maka cahaya dengan panjang gelombang 6800 Å yang menumbuk logam

tersebut akan mengeluarkan fotoelektron dengan momentum sebesar ... kg.m/s.

(A) 1,6 x 1025

(D) 4,5 x 1025

(B) 2,4 x 1025

(E) 6,6 x 1025

(C) 3,0 x 1025

KUNCI

1. Efek Compton mendapatkan bahwa panjang gelombang foton sebelum dan

sesudah tumbukan akan berbeda/berubah karena foton dianggap sebagai sebuah

materi.

2. Hipotesis de Broglie menyatakan karena gelombang dapat dianggap sebagai

partikel maka partikel juga harus bisa dianggap sebagai gelombang. Teori ini

dibuktikan oleh Davisson & Germer melalui peristiwa difraksi.

3. A

4. A




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008




PERTEMUAN KE : 4







serta penerapannya

INDIKATOR :

Menerapkan perilaku radiasi benda hitam untuk menjelaskan gejala pemanasan global

(misalnya pada efek rumah kaca)



1. Menjelaskan tentang efek rumah kaca.

II. Materi Ajar :

1. Efek rumah kaca

Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbon dioksida

(CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini

disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan

bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut

untuk menyerapnya.

Energi yang masuk ke Bumi:

25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer

25% diserap awan

45% diserap permukaan bumi

5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi

http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida

http://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_minyak

http://id.wikipedia.org/wiki/Batu_bara

Energi yang diserap dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi inframerah oleh

awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar inframerah yang dipancarkan

bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke

permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan

adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak

terlalu jauh berbeda.

Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah belerang

dioksida, nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa

senyawa organik seperti gas metana dan klorofluorokarbon (CFC). Gas-gas

tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.

Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan

iklim yang sangat ekstrim di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya

hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk

menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan

mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya

permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya

suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut

yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat

besar.

Menurut perhitungan simulasi, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-

rata bumi 1-5 °C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti

sekarang akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5 °C

sekitar tahun 2030. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer, maka

akan semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi

diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi

meningkat.




http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Klorofluorokarbon&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Iklim

http://id.wikipedia.org/wiki/Hutan

http://id.wikipedia.org/wiki/Ekosistem

http://id.wikipedia.org/wiki/Air_laut

http://id.wikipedia.org/wiki/Pulau

http://id.wikipedia.org/wiki/Pemanasan_global

http://id.wikipedia.org/wiki/Suhu







Apa yang dimaksud dengan efek rumah kaca ?

10 menit

2. Kegiatan Inti :

- Menonton film “An Inconvenient Truth” yang bertemakan

tentang efek rumah kaca

65 menit

3. Kegiatan Penutup



15 menit


Media : film “An Inconvenient Truth”


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Ceritakan bagaimana terjadinya pemanasan global !

2. Sebutkan 5 hal yang menunjukkan bahwa pemanasan global itu benar-benar

terjadi !

KUNCI

1. Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbon dioksida

(CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Energi yang diserap dipantulkan

kembali dalam bentuk radiasi inframerah oleh awan dan permukaan bumi.

Namun sebagian besar inframerah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan

dan gas CO2 dan gas lainnya, sehingga radiasi inframerah ini membuat suhu di

bumi semakin panas.

2. Yang menunjukkan bahwa pemanasan global itu benar-benar terjadi :

a. Telur unggas menetas lebih cepat dari waktunya

b. Es di kutub mencair

c. Pulau-pulau menyempit karena air laut naik tiap tahunnya




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008

http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida




PERTEMUAN KE : 5





KOMPETENSI DASAR : 3.2 Mendeskripsikan perkembangan teori atom

INDIKATOR :

Mendeskripsikan karakteristik teori atom Thomson, Rutherford, Niels Bohr, dan

mekanika kuantum.



1. Menjelaskan tentang karakteristik teori atom Dalton, Thomson, Rutherford,

Niels Bohr, dan mekanika kuantum.

II. Materi Ajar :

1. Teori atom Dalton

Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil.

a) Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dipecah lagi.

b) Atom suatu unsur sama memiliki sifat yang sama, sedangkan atom unsur

berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya.

c) Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain.

d) Reaksi kimia hanyalah reorganisasi dari atom-atom, sehingga tidak ada atom

yang berubah akibat reaksi kimia.

Gambar Model Atom Dalton

Teori atom Dalton ditunjang oleh 2 hukum alam yaitu :

1. Hukum Kekekalan Massa ( hukum Lavoisier ) : massa zat sebelum dan

sesudah reaksi adalah sama.

2. Hukum Perbandingan Tetap ( hukum Proust ) : perbandingan massa

unsur-unsur yang menyusun suatu zat adalah tetap.

Kelemahan Model Atom Dalton :

1) Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan

unsur yang lain

2) Tidak dapat menjelaskan sifat listrik dari materi

3) Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan

4) Menurut teori atom Dalton nomor 5, tidak ada atom yang berubah akibat

reaksi kimia. Kini ternyata dengan reaksi kimia nuklir, suatu atom dapat

berubah menjadi atom lain.

Contoh :

U

92

238Th

234

90He

4

2+

+ He

4

2N

7

14O

8

17H

1

1+

2. Teori atom Thomson

a) Setelah ditemukannya elektron oleh J.J Thomson, disusunlah model atom

Thomson yang merupakan penyempurnaan dari model atom Dalton.

b) Atom berbentuk bulat padat dengan muatan listrik positif tersebar merata di

seluruh bagian atom. Muatan positif ini dinetralkan oleh elektron-elektron yang

tersebar di antara muatan-muatan positif seperti roti kismis.

Gambar Model Atom Thomson

Kelemahan :

Model Atom Thomson gagal karena tidak sesuai dengan hasil percobaan

hamburan partikel α yang dilakukan oleh Rutherford.

3. Teori atom Rutherford

a) Rutherford menemukan bukti bahwa dalam atom terdapat inti atom yang

bermuatan positif, berukuran lebih kecil daripada ukuran atom tetapi massa

atom hampir seluruhnya berasal dari massa intinya.

b) Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan berada pada pusat

atom serta elektron bergerak melintasi inti (seperti planet dalam tata surya).

Gambar Model Atom

Rutherford

Gambar Model Atom Rutherford

Kelebihan :

Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang

mengelilingi inti

Kelemahan Model Atom Rutherford :

Ketidakmampuan untuk menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti

atom akibat gaya tarik elektrostatis inti terhadap elektron (Tidak dapat

menjelaskan kestabilan atom)

Menurut teori Maxwell, jika elektron sebagai partikel bermuatan mengitari

inti yang memiliki muatan yang berlawanan maka lintasannya akan berbentuk

spiral dan akan kehilangan tenaga/energi dalam bentuk radiasi sehingga

akhirnya jatuh ke inti.

Tidak dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen yang berupa spektrum

garis. Menurut teori atom rutherford bahwa spektrum atom hidrogen adalah

berupa spektrum kontinu (padahal kenyataannya spektrum garis).

4. Teori atom Niels Bohr

Niels Bohr menjelaskan hasil temuannya sbb:

1. Elektron tidak dapat berputar di sekitar inti atom melalui setiap orbit, tetapi

hanya pada orbit-orbit tertentu tanpa membebaskan energi.

2. Elektron dapat berpindah dari satu orbit ke orbit lainnya dengan

membebaskan atau menyerap energi.

3. Orbit-orbit yang diperkenankan ditem-pati oleh elektron adalah orbit-orbit

yang momentum sudutnya kelipatan bulat dari h/2π, ditulis :

2

hnmvr n

Gambar Model Atom Bohr

Kelemahan Model Atom Bohr :

1. Tidak dapat menerangkan atom berelektron banyak tetapi hanya dapat

menerangkan spektrum dari atom atau ion yang mengandung satu elektron.

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 bahwa atom dapat membentuk molekul melalui

ikatan kimia.



Metode : diskusi kelompok







Apa yang dimaksud dengan atom ?

15 menit

2. Kegiatan Inti :

- Guru meminta kelompok 1 untuk mempresentasikan tentang teori

95 menit


atom Dalton


atom Thomson


atom Rutherford


atom Bohr

3. Kegiatan Penutup



25 menit


Media : model-model atom


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Apa isi teori atom Dalton ?

2. Sebutkan kelemahan teori atom Thomson !

3. Ceritakan bagaimana percobaan Rutherford sehingga ia bisa menyatakan teori

atomnya !

4. Menurut teori atom Bohr, elektron dapat berpindah dari satu orbit ke orbit

lainnya. Jika elektron berpindah dari lintasan dalam ke luar maka disertai

dengan.....................*] energi. Jika elektron berpindah dari lintasan luar ke

dalam maka disertai dengan...............**]energi.

KUNCI

1. Teori atom Dalton :

a) Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dipecah lagi.

b) Atom suatu unsur sama memiliki sifat yang sama, sedangkan atom unsur

berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya.

c) Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain.

d) Reaksi kimia hanyalah reorganisasi dari atom-atom, sehingga tidak ada atom

yang berubah akibat reaksi kimia.

2. Kelemahan teori atom Thomson :

Model Atom Thomson gagal karena tidak sesuai dengan hasil percobaan

hamburan partikel α yang dilakukan oleh Rutherford.

3. Percobaan Rutherford

Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners

Masreden)melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ)

terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa,

yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar

sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut sebenarnya

bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul

merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan

dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa

apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka

sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°),

tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000

partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.

4. *] membutuhkan **]melepaskan




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008




PERTEMUAN KE : 6






INDIKATOR :

Menghitung perubahan energi elektron yang mengalami eksitasi

Menghitung panjang gelombang terbesar dan terkecil pada deret Lyman, Balmer,

Paschen, Bracket, dan Pfund pada spektrum atom hidrogen



1. Menghitung perubahan energi elektron yang mengalami eksitasi.

2. Menghitung panjang gelombang terbesar dan terkecil pada deret Lyman,

Balmer, Paschen, Bracket, dan Pfund pada spektrum atom hidrogen

II. Materi Ajar :

1. Elektron dikatakan mengalami eksitasi ketika elektron tersebut telah berada

pada tingkatan energi yang lebih tinggi maka akan cenderung kembali ke

tingkatan energi asal elektron tersebut.

eV

n

En2

6,13

2. Panjang gelombang pada spektrum atom Hidrogen terdiri atas beberapa deret :

a. Deret Lyman,

2

1

21

11

n

R

dengan n = 2, 3, 4, . . . .

Dengan R = konstanta Rydberg = 1,097 x 107 m

-1

b. Deret Balmer,

2

1

22

11

n

R

dengan n = 3, 4, 5, . . . .

c. Deret Paschen,

2

1

23

11

n

R

dengan n = 4, 5, 6, . . . .

d. Deret Bracket,

2

1

24

11

n

R

dengan n = 5, 6, 7, . . . .

e. Deret Pfund

2

1

25

11

n

R

dengan n = 6, 7, 8, . . . .









15 menit



Apakah elektron dapat berpindah dari satu keadaan ke

sembarang keadaan lain?

2. Kegiatan Inti :

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian

keadaan dasar dan keadaan tereksitasi.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan energi

atom hidrogen pada tingkat ke-n yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan energi atom

hidrogen pada tingkat ke-n untuk dikerjakan oleh peserta didik.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar

atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat

menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan

bimbingan.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan deret

spektrum atom hidrogen.

Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai

perbedaan deret Balmer, Lyman, Paschen, Brackett, dan Pfund.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan panjang

gelombang dan energi yang dipancarkan untuk masing-masing

deret yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan panjang

gelombang dan energi yang dipancarkan untuk masing-masing

deret untuk dikerjakan oleh peserta didik.




bimbingan.

95 menit

3. Kegiatan Penutup



25 menit


Media : PPt tentang deret-deret atom hidrogen


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Energi yang diemisikan oleh elektron yang berpindah dari orbit dengan

bilangan kuantum 3 ke 1 adalah ....

2. Diketahui konstanta Rydberg sama dengan 1,097 x 107 m

-1. Tentukan panjang

gelombang terpanjang dari deret:

a) Balmer,

b) Lyman,

c) Paschen,

d) Brackett, dan

e) Pfund




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008

RADIASI BENDA HITAM DAN TEORI ATOM

I. Pilihlah Satu Jawaban Yang Paling

Benar :

1. Benda hitam sempurna merupakan

benda yang mempunyai sifat ....

a. Hanya sebagai penyerap energi

terbaik

b. Hanya sebagai pemancar energi

terbaik

c. Sebagai penyerap maupun

pemancar energi terburuk.

d. Sebagai penyerap energi terbaik

dan pemancar energi terburuk.

e. Sebagai penyerap dan pemancar

energi terbaik.

2. Dua buah benda hitam bersuhu

masing-masing 27oC dan 227

oC.

Perbandingan energi yang

dipancarkan kedua benda itu

persatuan luas dan per detik adalah....

a. 27 : 227 d. 27 :

125

b. 3 : 5 e. 81 :

625

c. 9 : 25

3. Pancaran elektron dari permukaan

logam hanya terjadi jika cahaya

yang mengenai logam tersebut

mempunyai harga minimum tertentu

yang lebih besar dari ....

a. panjang gelombangnya

Nama :

Kelas :

Tanggal :

b. frkuensinya

c. kecepatannya

d. muatannya

e. momemtumnya

4. I = Intensitas

I1

T1

I2 T2

m2 m1 (panjang

gelombang)

Dari grafik diatas menunjukkan

hubungan antara intensitas radiasi

dengan suhu benda pijar.

Berdasarkan grafik tersebut dapat

disimpulkan bahwa ....

a. T1 T2 dan m1 m2

b. T1 T2 dan m1 m2

c. T1 = T2 dan m1 = m2

d. T1 T2 dan m1 m2

e. T1 T2 dan m1 m2

5. Energi foton yang dipancarkan dari

sinar merah, yang frekuensinya 2 x

1014

Hz., jika konstanta Planck 6,6 x

10-34

Js adalah ....

a. 1,32 x 10-21

J

b. 1,32 x 10-18

J

c. 1,32 x 10-20

J

d. 1,32 x 10-17

J

e. 1,32 x 10-19

J

6. Pada peristiwa efek foto listrik,

pernyataan yang benar adalah ....

a. hfo = hf + Ek

b. Ek= W.Vo

c. W = hfo – Ek

d. Ek= hf-hfo

e. hf = hfo – Ek

7. Pernyataan berikut ini yang tidak

menggambarkan teori kuantum

Planck adalah..

a. Semua foton merupakan

gelombang elektromagnet.

b. Efek Compton menerapkan teori

kuantum Planck

c. Kecepatan foton sama dengan

kecepatan cahaya.

d. Cahaya terdiri atas kuantum-

kuantum

e. Energi dalam satu foton adalah

E = h./c(h= tetapan Planck, c

= kecepatan Cahaya)

8. Fungsi kerja Aluminium adalah 2,3

eV cahaya dengan panjang

gelombang 660 nm akan

mengeluarkan elektron foto dengan

energi kinetik sebesar? jika h = 6,6 x

10-34

Js, c = 3x108 m/s dan

eV = 1,6x10-19

J

a. 0,5 eV

b. 1,8 eV

c. 0,6 eV

d. negatif, tidak keluar elektron

e. 2,9 eV

9. Perhatikan gambar berikut :

EK (eV)

7,6

f(Hz).

fo f

6

Grafik diatas menunjukkan

hubungan antara energi kinetik

maksimum elektron (Ekmak)

terhadap frekuensi foton (f) pada

efek foto listrik, jika h=6,6 x 10-34

Js

dan 1 eV = 1,6 x 10-19 Joule, maka

besar f (dalam satuan Hz) adalah ......

a. 1,6 x 1014

b. 3,2 x 1015

c. 1,6 x 1015

d. 3,2 x 1016

e. 3,2 x 1014

10. Jika tetapan Planck = 6,60 x 10-34

JS

dan massa elektron = 9,1 x 10-31

kg.

Maka panjang gelombang de

Broglie suatu elektron yang

bergerak dengan kelajuan 1/9,1 x

108 m/s adalah ....

a. 6,6 x 10-47

A d. 6,6 A

b. 6,6 x 10-2

A e. 66 A

c. 6,6 x 10-1

A

11. Sinar yang memiliki foton dengan

momentum terbesar dari gelombang-

gelombang elektromagnetik

dibawah ini adalah ....

a. Sinar ultraviolet d. Sinar

gamma

b. Sinar inframerah e. Sinar

c. Sinar tampak

12. Foton yang panjang gelombangnya

3000Ao, tetapan Planck (h)= 6,60 x

10-34

Js, maka momentum fotonya

adalah ....

a. 2,2 x 10-27

kgm/s

b. 22 x 10-27

kgm/s

c. 220 x 10-27

kgm/s

d. 2200 x 10-27

kgm/s

e. 22000 x 10-27

kgm/s

13. Sebuah peluru massanya 40 gram

bergerak dengan kecepatan 100 m/s,

jika tetapan Planck (h)= 6,60 x 10-34

Js, maka panjang gelombang de

Broglie adalah ....

a. 1,65 x 10-29

m d. 1,65 x

10-33

m

b. 1,65 x 10-30

m e. 1,65 x

10-34

m

c. 1,65 x 10-31

m

14. Beda potensial antara anoda dan

katoda sebesar 0,7 Volt, untuk

menghentikan aliran elektron ketika

katoda disinari dengan cahaya

dengan panjang gelombang 6 x 10-

7m, Berapa energi ambang logam

bahan katode tersebut adalah....

a. 2,2 x 10-19

Joule d. 2,2 x 10-16

Joule

b. 2,2 x 10-18

Joule e. 2,2 x 10-15

Joule

c. 2,2 x 10-17

Joule

15. Suatu logam yang disinari belum

menunjukkan peristiwa foto listrik

maka agar terjadi peristiwa foto

listrik ....

a. digunakan sinar yang panjang

gelombangnya lebih kecil

b. intensitas sinar diperbesar

c. intensitas sinar diperkecil

d. digunakan sinar yang

frekuensinya dan intensitas lebih

rendah

e. digunakan sinar yang

frekuensinya lebih rendah

16. Berkas elektron bergerak dengan

kecepatan 2,2 X 107 m/s. Jika

konstanta Planck = 6,6 x 10-34

Js,

dan massa elektron 9,0 x 10-31

kg,

maka panjang gelombang berkas

elektron tersebut adalah ....

a. 4,0 x 10-11

m d. 3,0 x

10-11

m

b. 3,6 x 10-11

m e. 2,6 x

10-11

m

c. 3,3 x 10-11

m

17. Jika tetapan Planck 6,6.10-34

Js dan

kecepatan cahaya 3.108 m/s, maka

energi yang di bawa tiap foton sinar

ungu yang panjang gelombangnya

6600 A adalah ... joule.

a. 7.10-19

d. 4.10-

19

b. 6.10-19

e. 3.10-

19

c. 5.10-19

18. Sinar yang memiliki energi foton

terkecil dari gelombang-gelombang

elektromagnetik di bawah ini

adalah ....

a. sinar merah d. Sinar

gamma

b. sinar biru e. Sinar

ungu

c. sinar ultarviolet

19. Panjang gelombang de Broglie

sebuah elektron yang bergerak

dengan kelajuan 0,3 c dengan c =

3.108 m/s dan massa elektron 9,1.10

-

31 kg adalah ....

a. 0,02 Å d. 0,08

Å

b. 0,04 Å e. 0,09

Å

c. 0,06 Å

20. Sinar ultraviolet yang di gunakan

untuk menyinari permukaan logam

memiliki panjang gelombang 2.000

Å. Elektron yang terlepas dari

permukaan logam mempunyai

energi kinetik sebesar 4,1875 eV.

Fungsi kerja dari logam tersebut

adalah ....

a. 5 eV d. 2 eV

b. 4 eV e. 1 eV

c. 3 eV

21. Dua keping logam di berikan beda

potensial V. Elektron menumbuk

anode dengan kelajuan v. Bila massa

elektron m dan muatannya e maka

kelajuan elektron dapat di

nyatakan ....

a. m

eV2 d.

m

eV

2

1

b. m

eV

2

2 e.

m

eV2

c. m

eV

22. Berdasarkan efek fotolistrik dan

efek Compton dapat di tarik

kesimpulan bahwa cahaya

mempunyai sifat sebagai ....

a. gelombang

b. materi

c. gelombang dan materi

d. bukan materi

e. bukan gelombang dan bukan

materi

23. Sebuah mikroskop elektron di pakai

untuk mengamati suatu unsur yang

satu sama lain berjarak 1 Å. Untuk

itu di gunakan berkas elektron yang

mempunyai beda potensial antara

anoda dan katodenya sebesar ....

a. 500 volt d. 150 volt

b. 300 volt e. 100 volt

c. 200 volt

24. Kelemahan model atom Bohr

adalah ....

a. Tidak dapat menjelaskan

kestabilan atom

b. Tidak dapat menjelaskan

spektrum garis atom hidrogen

c. Tidak dapat menjelaskan

kuantisasi energi total elektron

d. Tidak dapat menjelaskan

kuantisasi jari-jari orbit elektron

e. Tidak dapat menjelaskan

terpecahnya garis spektrum bila

atom berada dalam medan

magnet luar

25. Salah satu konsep atom menurut

Dalton adalah

a. Molekul terdiri dari atom-atom

b. Massa keseluruhan atom

berubah

c. Atom tidak bergabung dengan

atom lainnya

d. Atom tidak dapat membentuk

suatu molekul

e. Atom dapat dipecah-pecah lagi

26. Menurut Rutherford, sebagian besar

massa atom terpusat pada....

a. elektron d. nukleon

b. proton e. atom

c. netron

27. Model atom Plum Pudding adalah

sebutan untuk model atom ....

a. Demokritus d.

Rutherford

b. Dalton e. Bohr

c. Thomson

28. Persamaan panjang gelombang

spektrum atom hidrogen menurut

deret Lyman adalah ....

a. ,....4,3,2,1

1

1122

n

nR

b.

,....5,4,3,1

2

1122

n

nR

c. ....,6,5,4,1

3

1122

n

nR

d. ,....7,6,5,1

4

1122

n

nR

e. ,....8,7,6,1

5

1122

n

nR

29. Elektron pada lintasan dasar

memiliki energi sebesar -13,6 eV.

Saat elektron atom hidrogen

berpindah lintasan dari bilangan

kuantum n=1 ke n=3 maka yang

terjadi pada atom tersebut adalah ....

a. Menyerap energi sebesar 12,089

eV

b. Melepaskan energi sebesar

12,089 eV

c. Menyerap energi sebesar 1,889

eV

d. Melepaskan energi sebesar

1,889 eV

e. Menyerap energi sebesar 3,4 eV

30. Berdasarkan model atom Bohr,

tetapan Rydberg = 1,097 × 107 m

-1.

Jika terjadi transisi elektron dari

lintasan n = 4 ke lintasan n = 2,

maka panjang gelombang akan ....

a. Dipancarkan sebesar 4,86 × 10-7

m

b. Diserap sebesar 4,86 × 10-7

m

c. Dipancarkan sebesar 2,63 × 10-6

m

d. Diserap sebesar 2,63 × 10-6

m

e. Dipancarkan sebesar 7,46 × 10-6

m

Kunci Latihan

No. Kunci

1 B

2 C

3 C

4 B

5 C

6 E

7 D

8 C

9 C

10 C

11 C

12 C

13 B

14 B

15 D

16 C

17 A

18 B

No. Kunci

19 E

20 E

21 E

22 E

23 A

24 E

25 B

26 C

27 B

28 D

29 B

30 B

31 E

32 A

33 B

34 C

35 A

36 E

37 C

Kunci Ulangan

No. Kunci

1 D

2 E

3 E

4 D

5 C

6 E

7 E

8 E

9 C

10 C

11 D

12 A

13 E

14 A

15 A

No. Kunci

16 C

17 E

18 A

19 D

20 D

21 A

22 C

23 D

24 E

25 A

26 D

27 C

28 A

29 A

30 A

Catatan :

Untuk no.29 dan 30

28.

a. Lyman

b. Balmer

c. Paschen

d. Bracket

e. Pfund

29.

a. 1 ke 3

b. 3 ke 1

c. 2 ke 3

d. 3 ke 2

e. ...

30.

a. 4 ke 2

b. 2 ke 4

c. 6 ke 4

d. 4 ke 6

e. ...

KUNCI ULANGAN

No. Kunci Jawaban

1 D Sebagai penyerap energy terbaik dan pemancar energy terburuk

2 E 81 : 625

3 E Momentum

4 D T1 T2 dan m1 m2

5 C 1,32 x 10-19

J

6 E Ek = hf –hfo

7 E Energi dalam satu foton adalah E = h./c(h= tetapan Planck, c =

kecepatan Cahaya)

8 E Negative, tidak keluar electron

9 C 3,2 x 1014

10 C 6,6 x 10-1

A

11 D Sinar gamma

12 A 2,2 x 10-27

kgm/s

13 E 1,65 x 10-34

m

14 A 2,2 x 10-19

J

15 A Digunakan sinar yang panjang gelombangnya lebih kecil

16 C 3,3 x 10-11

m

17 E 3 x 10-19

18 A Sinar merah

19 D 0,08 A

20 D 2 eV

21 A

m

eV2

22 C Gelombang dan materi

23 D 150 Volt

24 E Tidak dapat menjelaskan terpecahnya garis spektrum bila atom berada

dalam medan magnet luar

25 A Molekul terdiri dari atom-atom

26 D Nucleon

27 C Thomson

28 A ,....4,3,2,

1

1

1122

n

nR

29 A Menyerap energi sebesar 12,089 eV

30 A Dipancarkan sebesar 4,86 × 10-7

m




PERTEMUAN KE : 7






INDIKATOR :

Mendeskripsikan mekanika kuantum



1. menyebutkan jenis-jenis bilangan kuantum (utama, orbital, magnetik, dan

spin).

2. Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan bilangan kuantum dari

sebuah elektron yang disampaikan oleh guru.

3. Guru memberikan beberapa soal menentukan bilangan kuantum dari sebuah

elektron untuk dikerjakan oleh peserta didik.

4. Guru memberikan beberapa soal tentang konfigurasi elektron

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika

masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru

dapat langsung memberikan bimbingan.

II. Materi Ajar :

Pengertian Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam

sistem dinamis. Bilangan kuantum menggambarkan sifat orbital dan elektron

dalam orbital.

Bilangan kuantum menentukan tingkat energi utama atau jarak dari inti, bentuk

orbital, orientasi orbital, dan spin elektron. Setiap sistem kuantum dapat memiliki

satu atau lebih bilangan kuantum.

Macam-Macam Bilangan Kuantum

Untuk menjelaskan elektron secara lengkap dibutuhkan empat macam bilangan

kuantum, yaitu:

1. Bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan tingkat energi.

2. Bilangan kuantum azimut (ℓ) yang menyatakan bentuk orbital.

3. Bilangan kuantum magnetik (m) yang menyakatakan orientasi orbital dalam

ruang tiga dimensi.

4. Bilangan kuantum spin (s) yang menyatakan spin elektron pada sebuah atom.

Penjelasan Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum utama

Bilangan kuantum utama (primer) digunakan untuk menyatakan tingkat energi

utama yang dimiliki oleh elektron dalam sebuah atom. Bilangan kuantum utama

tidak pernah bernilai nol. Semakin tinggi nilai n semakin tinggi pula energi

elektron.

Untuk sebuah atom, nilai bilangan kuantum utama berkisar dari 1 ke tingkat energi

yang mengandung elektron terluar. Bilangan kuantum utama mempunyai nilai

sebagai bilangan bulat positif 1, 2, 3, dst. Nilai-nilai tersebut melambangkan K, L,

M, dst.

Kulit K L M N O

Nilai n 1 2 3 4 5

Bilangan kuantum azimut

Bilangan kuantum azimut sering disebut dengan bilangan kuantum angular (sudut).

Energi sebuah elektron berhubungan dengan gerakan orbital yang digambarkan

dengan momentum sudut. Momentum sudut tersebut dikarakterisasi menggunakan

bilangan kuantum azimut. Bilangan kuantum azimut menyatakan bentuk suatu

orbital dengan simbol ℓ.

Bilangan kuantum azimut juga berhubungan dengan jumlah subkulit. Nilai ini

menggambarkan subkulit yang dimana elektron berada. Untuk subkulit s, p, d, f,

bilangan kuantum azimut berturut-turut adalah 0, 1, 2, 3.

Bilangan kuantum magnetik

Bilangan kuantum magnetik menyatakan tingkah laku elektron dalam medan

magnet. Tidak adanya medan magnet luar membuat elektron atau orbital

mempunyai nilai n dan ℓ yang sama tetapi berbeda m. Namun dengan adanya

medan magnet, nilai tersebut dapat sedikit berubah. Hal tersebut dikarenakan

timbulnya interaksi antara medan magnet sendiri dengan medan magnet luar.

Bilangan kuantum magnetik ada karena momentum sudut elektron, gerakannya

berhubungan dengan aliran arus listrik. Karena interaksi ini, elektron

menyesuaikan diri di wilayah tertentu di sekitar inti. Daerah khusus ini dikenal

sebagai orbital. Orientasi elektron di sekitar inti dapat ditentukan dengan

menggunakan bilangan kuantum magnetik m.

Kulit

(n)

Subkulit

(l)

Nama

Orbital

(nl)

Orientasi (m1) Jumlah

Orbital

Maksimum

Terisi

n = 1 l = 0 1s ml = 0 1 2 e-

n = 2 l = 0 2s ml = 1, 0-1 1 2 e

-

l = 1 2p ml = 1, 0-1 3 6 e-

n = 3

l = 0 3s ml = 0 1 2e-

l = 1 3p ml = 1, 0-1 3 6 e-

l = 2 3d ml = 2, 1, 0, -1, -2 5 10 e-

Bilangan kuantum spin

Bilangan kuantum spin menyatakan momentum sudut suatu partikel. Spin

mempunyai simbol s atau sering ditulis dengan ms (bilangan kuantum spin

magnetik). Suatu elektron dapat mempunyai bilangan kuantum spin s = +½ atau –

½.

Nilai positif atau negatif dari spin menyatakan spin atau rotasi partikel pada sumbu.

Sebagai contoh, untuk nilai s = +½ berarti berlawanan arah jarum jam (ke atas),

sedangkan s = -½ berarti searah jarum jam (ke bawah). Diambil nilai setengah

karena hanya ada dua peluang orientasi, yaitu atas dan bawah. Dengan demikian,

peluang untuk mengarah ke atas adalah 50% dan peluang untuk mengarah ke

bawah adalah 50% .










Bilangan kuantum utama menunjukkan apa ?

Bilangan kuantum utama menunjukkan kulit atom

15 menit

2. Kegiatan Inti :

Perwakilan peserta didik diminta untuk menyebutkan bilangan

kuantum.


karakteristik bilangan kuantum (utama, orbital, magnetik, dan

spin).

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan bilangan

95 menit


kuantum dari sebuah elektron yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan bilangan kuantum

dari sebuah elektron untuk dikerjakan oleh peserta didik.

Guru memberikan beberapa soal tentang konfigurasi elektron




bimbingan.

3. Kegiatan Penutup



25 menit


Media : PPt tentang bilangan kuantum


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Manakah orbital-orbital berikut yang tidak mungkin : 1p, 2s, 3f dan 4d!

2. Tuliskan notasi orbital untuk setiap pasangan bilangan kuantum:

a. n = 1, l = 0, m = 0

b. n = 2, l = 1, m = – 1

c. n = 3, l = 2, m = + 1

3. Tuliskan konfigurasi elektron atom unsur: 23V, 35Br dan 50 Sn!

4. Tuliskan konfigurasi elektron secara singkat atom unsur: 28Ni, 53I dan 56 Ba!

5. Tentukan harga keempat bilangan kunatum elektron terakhir atom unsur 23V, 35Br dan

50 Sn!

6. Tentukan harga keempat bilangan kunatum elektron terakhir ion 23V 2+

, 35Br - dan

50 Sn 4 +

!

7. Tentukan letak unsur dalam sistem periodik unsur untuk atom unsur: 28Ni, 53I dan 56

Ba!

8. Tentukan letak unsur dalam sistem periodik unsur untuk atom unsur yang berbentuk

ion: 23V 2+

, 35Br – dan 50 Sn

4 + !




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008




PERTEMUAN KE : 8





KOMPETENSI DASAR : 3.3. Memformulasikan teori relativitas khusus untuk

waktu, panjang, dan massa, serta kesetaraan massa

dengan energi yang diterapkan dalam teknologi

INDIKATOR :

Memformulasikan relativitas khusus untuk massa, panjang dan waktu



1. Menerangkan percobaan Michelson-Morley untuk membuktikan ada-tidaknya

eter.

2. Menjelaskan ketidakabsahan penggunaan transformasi Galileo dan mekanika

Newton dalam mengukur laju benda yang bergerak mendekati kecepatan

cahaya.

3. Menjelaskan postulat Einstein.

4. Menjelaskan syarat terjadinya transformasi Lorentz.

5. Menghitung kecepatan benda yang bergerak menurut transformasi Lorentz.

II. Materi Ajar :

1. Percobaan Michelson Morley

Setelah berhasil mengukur kecepatan cahaya, Michelson melangkah lagi untuk

membuktikan keberadaan eter. Michelson mempersepsikan cahaya ibarat

gelombang suara yang relatif terhadap udara, sehingga gelombang cahaya

seharusnya juga relatif terhadap eter (jika memang ada). Perangkat percobaan

Michelson ini disetting sedemikian rupa untuk menciptakan keadaan cahaya ketika

bergerak searah dengan eter, cahaya ketika bergerak berlawanan arah dengan eter.

Michelson berhipotesis bahwa seharus kecepatan cahaya ketika searah dengan eter

akan lebih besar dari pada ketika berlawanan dengan eter.

Tetapi, setelah percobaan ini dilakukan berulangkali, ternyata konsep tentang

adanya eter tidak bisa dipertahankan, kecepatan cahaya ke arah manapun dia

bergerak pada percobaan Michelson itu besarnya sama.

hasil percobaan Michelson dan Morley menunjukkan kesimpulan bahwa hipotesis

adanya eter yang terdapat di setiap tempat adalah salah, atau tegasnya eter tidak ada.

Hasil percobaan Michelson dan Morley mencakup dua hal yang penting.

1. Hipotesa tentang medium eter tidak dapat diterima sebagai teori yang benar,

sebab medium eter tidak lulus dari ujian pengamatan.

2. Kecepatan cahaya adalah sama dalam segala arah, tidak bergantung kepada gerak

bumi.

2. Transformasi Galileo

Jauh sebelum Einstein lahir, Galileo Galilei telah membuat pemikiran tentang

relativitas atau yang lebih dikenal dengan transformasi relativitas Galilean.

Untuk memahami relativitas galilean tinjaulah kerangka acuan di bawah ini :

YB

v

OB XB

ZB

YA

O XA

ZA

Ada dua macam obyek dengan kerangka acuannya masing-masing. Obyek OA

dengan kerangka XAYAZA dan obyek OB dengan kerangka XBYBZB. OA melihat OB

bergerak dengan kecepatan v ke arah sumbu XB. Jika merunut pada pemikiran

Galileo, karena sumbu YA sejajar dengan YB dan sumbu ZA sejajar pula dengan ZB,

maka bisa dikatakan YA = YB dan ZA = ZB, sehingga yang perlu diperhatikan

hanyalah sumbu XA dan XB, dengan pengamat A di OA dan pengamat B di OB.

Tinjau dua pengamat tersebut, OA dan OB yang bergerak relatif satu sama lain

dengan kecepatan tetap v. Kecepatan OB relatif terhadap OA adalah v dan

kecepatan OA relatif terhadap OB adalah v. Waktu permulaan t = 0 jadi baik OA

maupun OB bersamaan waktunya. Perhatikan diagram berikut.

Menurut Galileo, OA melihat OB bergerak sejauh :

XB = XA + vt

Sementara jika dibalik, OB melihat OA bergerak sejauh :

XA = XB vt

Perhatikan bahwa baik di OA maupun OB, waktu t senantiasa bernilai sama. Inilah

yang dikenal sebagai transformasi Galileo .

Sekarang anggaplah suatu benda ditempatkan pada titik P (lihat gambar 2). Kedua

pengamat mendapatkan persamaan kecepatan dan posisi sebagai berikut.

XB = XA + vt

YA = YB

Gambar 2. Wanita A

yang diam, laki-laki di

atas lori bergerak dengan

kecepatan v relatif

terhadap A dan buah

apel jatuh sebagai obyek

titik P

vBx = vAx + v

vAy = vBy

Dimana XA dan YA adalah koordinat titik P diukur oleh pegamat A dan XB dan YB

adalah koordinat yang diukur oleh pengamat B. Sedangkan vAx, dan vAy adalah

komponen kecepatan P yang diukur oleh A, dan vBx dan vBy adalah komponen

kecepatan yang diukur oleh B. Waktu tang diukur t dan v adalah kecepatan relatif

kedua pengamat. Persamaan posisi dan kecepatan ditulis dalam bentuk vektor

adalah sebagai berikut. Persamaan yang muncul dikenal dengan Transformasi

Relativitas Galileo

rB = rA + v t

vB = vA + v

Semua perubahan bentuk persamaan ini dapat dilihat pada diagram berikut:

Dengan demikian galileo berkonsep bahwa tidak ada ruang mutlak yang ada adalah

ruang relatif. Isaac Newton dengan mengacu pada transformasi Galileo, juga

menolak adanya ruang mutlak. Menurut Newton, sebuah obyek hanya bisa disebut

bergerak jika telah terjadi perubahan jarak dengan obyek lain (sembarang obyek)

di dunia ini. Jadi yang ada hanya ruang relatif. Namun baik Galileo

maupun Newton tetap meyakini adanya waktu mutlak. Yakni waktu bagi seluruh

obyek di alam semesta ini adalah identik, tanpa dipengaruhi kedudukan dan

kecepatan setiap obyek. Anggapan tentang waktu mutlak inilah yang direvisi oleh

Einstein dengan relativitas khususnya.

beberapa saat t

3. Postulat Einstein

Postulat I

Hukum-hukum fisik dapat dinyatakan dengan persamaan yang berbentuk sama,

dalam semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap satu terhadap

yang lain, artinya bentuk persamaan dalam fisika selalu tetap meskipun diamati dari

keadaan yang bergerak.

Postulat II

Kelajuan cahaya dalam ruang hampa sama besar untuk semua pengamat, tidak

tergantung dari gerak pengamat. Artinya laju cahaya tetap c = 3 108 m/s walaupun

diamati oleh pengamat yang diam maupun oleh pengamat yang sedang bergerak,

dan tidak ada benda yang kelajuannya = laju cahaya.

4. Transformasi Lorentz

transformasi Lorentz hanya valid untuk kondisi pengamat dan objek yang diam.










Bagaimana cahaya matahari bisa sampai ke bumi ?

Dengan radiasi.

Apakah memerlukan perantara ? Tidak

15 menit

2. Kegiatan Inti :


percobaan Michelson-Morley untuk membuktikan ada-tidaknya

eter.

Guru menjelaskan ketidakabsahan penggunaan transformasi

Galileo dalam mengukur laju benda yang bergerak mendekati

kecepatan cahaya.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan postulat

Einstein.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan

kecepatan relatif sebuah benda yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan kecepatan relatif

sebuah benda untuk dikerjakan oleh peserta didik.




bimbingan.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan syarat

terjadinya transformasi Lorentz.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan kontraksi

Lorentz yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan kontraksi Lorentz

untuk dikerjakan oleh peserta didik.

95 menit





bimbingan

3. Kegiatan Penutup



25 menit


Media : PPt tentang relativitas


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Sebuah pesawat angkasa bergerak dengan kecepatan 0,5 c terhadap pengamat

yang diam. Pesawat angkasa ke-dua bergerak dengan kecepatan 0,5 c relatif

terhadap pesawat yang pertama. Berapa kecepatan pesawat ke-dua menurut

pengamat yang diam ?

2. Seseorang yang bergerak dengan laju 0,8 c melihat orang yang memungut sebuah

jam. Menurut pengamatannya orang itu memungut jam dalam tempo 10 detik.

Berapa lama waktu itu dirasakan oleh orang yang memungut jam ?




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008




PERTEMUAN KE : 9








INDIKATOR :

Memformulasikan relativitas khusus untuk massa, panjang dan waktu

Menganalisis relativitas panjang, waktu, massa



1. Menunjukkan perubahan panjang sebuah benda yang bergerak dengan laju

mendekati kecepatan cahaya oleh seorang pengamat.

2. Menjelaskan syarat terjadinya dilatasi waktu.

3. Menjelaskan relativitas massa.

II. Materi Ajar :

1. Dilatasi waktu (Pemuaian waktu)

t =

c

v - 1

t

2

2

o

to = selang waktu yang diamati pada kerangka diam (diukur dari

kerangka bergerak)

t = selang waktu pada kerangka bergerak (diukur dari kerangka diam)

2. Kontraksi panjang

Benda yang panjangnya Lo, oleh pengamat yang bergerak sejajar dengan

panjang benda dan dengan kecepatan v, panjangnya akan teramati sebagai

L.

L = panjang benda pada kerangka bergerak

Lo = panjang benda pada kerangka diam

3. Massa dan Energi Relativistik

Massa benda yang teramati oleh pengamat yang tidak bergerak terhadap

benda, berbeda dengan massa yang teramati oleh pengamat yang bergerak

dengan kecepatan v terhadap benda.

mo = massa diam atau massa yang teramati oleh pengamat yang tidak

bergerak terhadap benda.

m = massa relativistik = massa benda dalam kerangka bergerak atau massa

yang teramati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan v terhadap

tanah.

L = Lo

c

v - 1 2

2

m =

c

v - 1

m

2

2

0

Besaran energi kinetik

Ek =

c

v- 1

cm

2

2

2o mo c

2

Ek = m c2 mo c

2

Ek = (m - mo) c²

Ek = E Eo

E = energi total = m c²

Eo = energi diam = mo c²

Ek = energi kinetik benda










Bilangan kuantum utama menunjukkan apa ?

Bilangan kuantum utama menunjukkan kulit atom

10 menit

2. Kegiatan Inti :

Dalam diskusi kelas, peserta didik mendiskusikan perubahan

panjang sebuah benda yang bergerak dengan laju mendekati

kecepatan cahaya akan terlihat lebih pendek oleh seorang

pengamat jika benda tersebut bergerak searah kerangka acuan.

Dalam diskusi kelas, peserta didik mendiskusikan dilatasi

65 menit


waktu sebuah benda yang bergerak dengan laju mendekati

kecepatan cahaya

Dalam diskusi kelas, peserta didik mendiskusikan relativitas

massa sebuah benda yang bergerak dengan laju mendekati

kecepatan cahaya akanmenjadi lebih berat.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan kontraksi

panjang massa dan waktu yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan kontraksi panjang

massa dan waktu untuk dikerjakan oleh peserta didik.




bimbingan.

3. Kegiatan Penutup



15 menit




VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Dua orang kembar A dan B berumur 25 tahun. Pada usia tersebut A berkelana

dengan pesawat antariksa ke suatu planet diluar tata surya kita. A kembali ke

bumi tepat ketika B berusia 35 tahun. Jika kecepatan pesawat antariksa 0,98 c,

berapakah umur B menurut pengamatan A ?

2. Sebuah benda dalam keadaan diam massanya 1 kg. Berapakah massa benda itu

jika bergerak dengan kecepatan 0,4 c ?

3. Benda yang panjangnya 100 m diamati oleh pengamat yang bergerak sejajar

dengan panjang kawat dan dengan laju 2.105 km/s. Berapakah panjang benda itu

menurut pengamatan orang yang bergerak ?

4. Seorang antariksawan dari dalam pesawatnya melihat pesawat lain bergerak

dengan kecepatan 0,4 c mendekati pesawatnya. Pesawat itu dilihat dari bumi

bergerak dengan kecepatan 0,5 c. Menurut Eisntein berapa kecepatan pesawat

yang dinaiki antariksawan tersebut bila diamati dari bumi.




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008




PERTEMUAN KE : 10








INDIKATOR :

Menganalisis relativitas energi, dan momentum

Mendeskripsikan penerapan kesetaraan massa dan energi pada teknologi nuklir



1. Menjelaskan relativitas momentum.

2. Menjelaskan relativitas energi.

3. Menjelaskan penerapan kesetaraan massa dan energi pada teknologi nuklir.

II. Materi Ajar :

1. Kesetaraan Massa dan Energi

Dalam mengembangkan teorinya tentang relativitas, Einstein sampai kepada satu

kesimpulan yang di kemudian hari menjadi begitu penting. Einstein menyimpulkan

bahwa terdapat kesetaraan antara massa dan energi yang dirumuskan dalam

persamaannya yang terkenal, yang sangat identik dengan dirinya

Persamaan ini menyiratkan adanya kaitan antara massa sebuah benda dan

energinya, dimana dapat dikatakan bahwa massa dapat diubah menjadi energi.

Pada mulanya, kesetaraan massa dan energi belum menjadi prinsip penting. Sampai

disadari bahwa terdapat hubungan antara gaya ikat inti dan defek massa di dalam

inti atom. Jika prinsip kesetaraan massa dan energi ini diterapkan pada inti atom,

bisa dikatakan bahwa massa yang hilang (defek massa) telah diubah menjadi energi

untuk mengikat nukleon-nukleon di dalam inti atom. Jadi, defek massa bersesuaian

dengan energi ikat inti.

Demikian halnya dengan reaksi nuklir, teramati berkurangnya sejumlah massa

dalam reaksi nuklir dimana sebuah inti atom dapat diubah menjadi inti atom lain

disertai dengan pelepasan energi yang sangat besar. Energi yang sangat besar yang

dihasilkan dari reaksi nuklir berasal dari perubahan sejumlah massa inti yang

bereaksi.










10 menit

2. Kegiatan Inti :


relativitas momentum.

Peserta didik memperhatikan penjelasan relativitas energi yang

disampaikan oleh guru.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan

momentum, dan energi relativistik dari sebuah benda yang

disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan menentukan

massa, momentum, dan energi relativistik dari sebuah benda

untuk dikerjakan oleh peserta didik.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau

belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat


bimbingan.


penerapan kesetaraan massa dan energi pada teknologi nuklir.

65 menit

3. Kegiatan Penutup



15 menit




VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 0,8c. Berapakah energi total dan energi

kinetik elektron? ( me = 9 x 10-31

kg).

2. Dalam keadaan diam massa sebuah elektron 9,11 x 10-31

kg. Dengan kecepatan

berapa massa elektron akan menjadi dua kali lipat?

3. Sebuah pesawat antariksa bergerak secara relativistik dan pada suatu saat energi

kinetiknya adalah 1/12 kali energi diamnya. Berapakah laju pesawat saat itu?

4. Setiap detik di matahari terjadi perubahan 4 x 109 kg materi menjadi energi radiasi.

Jika laju cahaya di vakum 3 x 108 m/s, hitung daya yang dipancarkan oleh matahari?




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008

Lampiran 1 :

(Rubrik penilaian untuk Presentasi dan Diskusi)

LEMBAR OBSERVASI

KEGIATAN DISKUSI (AFEKTIF)

Mata Pelajaran : Fisika Pertemuan : ……....……………

Kelas : XII Hari/Tanggal : ………………….…

Semester : 1 Materi : …………………….

Kelompok No. Nama

Item Penilaian *)

Skor Nilai

(1) (2) (3) (4)

Kelompok 1

Kelompok 2

K

Kelompok 3

Kelompok 4

Kelompok 5

K

Kelompok 6

Catatan *) Item Penilaian :

(1) Kerjasama Siswa

Skor Kriteria

4 Siswa dapat memberi dan menerima penjelasan teman dalam kelompoknya

3 Siswa dapat memberikan penjelasan kepada teman pada kelompoknya tapi tidak

selalu menyetujui penjelasan temannya

2 Siswa dapat memberikan dan menerima penjelasan teman pada kelompoknya

1 Siswa tidak dapat memberikan dan menerima penjelasan teman pada

kelompoknya

(2) Antusias siswa dalam mengajukan pertanyaan

Skor Kriteria

4 Siswa dapat mengajukan pertanyaan dengan jelas, lengkap dan ilmiah

3 Siswa dapat mengajukan pertanyaan dengan jelas, lengkap tapi tidak ilmiah

2 Siswa dapat mengajukan pertanyaan dengan jelas tapi tidak lengkap

1 Siswa tidak dapat mengajukan pertanyaan dengan jelas

(3) Presentasi

Skor Kriteria

4 Siswa dapat menyajikan hasil diskusi dengan terstruktur, ilmiah dan memuaskan

3 Siswa dapat menyajikan hasil diskusi dengan terstruktur dan ilmiah

2 Siswa dapat menyajikan hasil diskusi dengan terstruktur

1 Siswa tidak dapat menyajikan hasil diskusi dengan terstruktur

(4) Antusias siswa dalam menjawab pertanyaan

Skor Kriteria

4 Siswa berusaha menjawab pertanyaan dengan benar

3 Siswa berusaha menjawab pertanyaan dengan benar tapi masih bingung

2 Siswa berusaha menjawab pertanyaan tapi kurang tepat

1 Siswa tidak berusaha menjawab pertanyaan




PERTEMUAN KE : 11


STANDAR KOMPETENSI : 4. Menunjukkan penerapan konsep fisika inti dan

radioaktivitas dalam teknologi dan kehidupan sehari-

hari

KOMPETENSI DASAR : 4.1. Mengidentifikasi karakteristik inti atom dan

radioaktivitas

INDIKATOR :

Mendeskripsikan karakteristik inti atom

Mendeskripsikan karakteristik radioaktivitas

Mendeskripsikan prinsip kesetaraan massa dan energi pada konsep energi ikat inti

Mendeskripsikan karakteristik radioisotop



1. Menjelaskan pengertian nukleon.

2. Menjelaskan konsep partikel penyusun atom.

3. Membedakan nomor atom dan nomor massa atom.

4. Menghitung jumlah proton, elektron, dan neutron suatu atom berdasarkan

nomor atom dan nomor massanya.

5. Menjelaskan konsep isotop, isoton, dan isobar pada atom.

6. Mengklasifikasikan unsur ke dalam isotop, isoton, dan isobar.

7. Menjelaskan pengertian defek massa.

8. Menghitung energi ikat inti.

9. Menjelaskan pengertian radioaktivitas.

10. Menganalisis peristiwa radioaktivitas yang terjadi pada inti atom yang tidak

stabil.

11. Membedakan peluruhan alfa, beta, dan gamma.

12. Menghitung laju peluruhan dan waktu paroh pada inti atom yang tidak stabil.

II. Materi Ajar :

1.

2.

3. Isotop, isoton dan isobar

a. Unsur yang mempunyai jumlah proton yang sama, tetapi jumlah netron

yang berbeda disebut ISOTOP

b. Unsur yang mempunyai jumlah netron yang sama, disebut ISOTON

c. Unsur yang mempunyai nomor massa yang sama, tetapi nomor atom

berbeda disebut ISOBAR

4. Defek massa adalah perubahan massa partikel penyusun inti menjadi energi ikat

inti sehingga menyebabkan massa inti atom menyusut.

5.

6. Partikel yang sering muncul :

MeVmmZAmZE

cmE

inp 931).(.(

. .2

0

1

0

1

0

0

0

1

4

2

1

1

1

0 ,,,,,, epn

7.










Partikel-partikel apa sajakah yang merupakan penyusun inti

atom ?

Jawab : elektron dan netron

15 menit

2. Kegiatan Inti :

- Seminggu sebelum presentasi, guru membagi peserta didik dalam 4

kelompok.

- Setiap kelompok diminta untuk menuliskan materi presentasi

dalam bentuk karya tertulis dan power point untuk presentasi.

95 menit


- Guru meminta kelompok 1 untuk mempresentasikan tentang inti

atom

- Guru meminta kelompok 2 untuk mempresentasikan tentang

radioaktivitas

- Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan

memberikan informasi tentang :

a. pengertian nukleon.

b. Nama-nama partikel penyusun inti.

c. Penentuan jumlah proton, elektron, dan neutron suatu atom

berdasarkan nomor atom dan nomor massanya.

d. pengertian isotop, isobar dan isoton.

e. contoh isotop, isoton dan isobar dari beberapa unsur.

f. pengertian defek massa.

g. rumusan energi ikat inti.

h. pengertian radioaktivitas.

i. perbedaan sinar alfa (α), sinar beta (β), dan sinar gamma (γ).

j. pengertian waktu paroh.

k. perumusan waktu paroh, konstanta peluruhan, dan aktivitas

peluruhan yang disampaikan oleh guru.

3. Kegiatan Penutup



25 menit


Media : PPt tentang radioaktivitas


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



Uraian singkat


1) Jika inti atom nitrogen ditembak

neutron maka terjadi reaksi inti sebagai

berikut 7N14

+ on1 → 5B

11 + X

X adalah...

A. foton

B. partikel γ

C. proton

D. partikel β

E. partikel α

(Sumber soal : Soal EBTANAS 1986)

2) Pada reaksi inti :

on1 + 92U

235 → 92U

236→54Ke

140 + 38Si

94 +

X

X adalah...

A. sinar alpa

B. sinar beta

C. 2 elektron

D. 2 proton

E. 2 netron


3) Unsur Plutonium (94Pu241

) berturut-

turut memancarkan : β, 2α, β, 2α, β, 4α,

2β dan α , maka unsur itu berubah

menjadi T yang bernomor atom dan

nomor massa....

A. 76 dan 210

B. 76 dan 215

C. 77 dan 205

D. 77 dan 230

E. 81 dan 205


4) Apabila 1H2 = 2,009 sma; 1H

3 = 3,018

sma; 2He4 = 4,003 sma, on

1 = 1,009 sma

dan 1 sma = 931 Mev, maka energi yang

dibebaskan pada reaksi :

1H2 + 1H

3 → 2He

4 + on

1 + energi

sebesar....

A. 12,103 Mev

B. 15,250 Mev

C. 15,780 Mev

D. 16,122 Mev

E. 16,761 Mev


5) Masa inti karbon 6C12

adalah 12 sma.

Jika setiap proton dan neutron massanya

1,0078 sma dan 1,0086 sma, dan 1 sma

setara dengan 931 MeV, maka besarnya

energi ikat inti 6C12

adalah....

A. 61,3 MeV

B. 84,9 MeV

C. 91,6 MeV

D. 93,1 MeV

E. 102,6 MeV


6) Reaksi inti di bawah ini yang

menghasilkan radioisotop dari bahan

yang di reaksikan adalah....

A. 6C12

+ 6C12

→ 10Ne20

+ 2He4

B. 4Be9 + 2He

4 → 6C

12 + on

1

C. 13Al27

+ 2He4 → 15Ca

30 + on

1

D. 7N14

+ 2He4 → 8C

12 + 1H

2

E. 11Na23

+ on1 → 11Na

24


7) Hubungan antara massa inti dengan

massa unsur-unsur penyusun inti atom

adalah....

A. massa inti = massa proton + massa

neutron

B. massa inti > massa proton + massa

neutron

C. massa inti < massa proton + massa

neutron

D. massa proton < massa inti + massa

neutron

E. massa proton = massa neutron -

massa inti


8) Massa suatu inti atom = X sma. Bila

massa seluruh proton dan neutron

penyusun inti adalah Y sma dan Z sma,

maka besar energi ikat inti atom itu

adalah....

A. {(X + Y + Z)} . 931 Mev

B. {Y – (X + Z)} . 931 Mev

C. {(Y + Z) – X} . 931 Mev

D. (X – (Y + Z)} . 931 Mev

E. {(X + Z) – Y} . 931 Mev


9) Massa inti 4Be9 = 9,0121 sma, massa

proton = 1,0078 sma dan massa neutron

1,0086 sma. Bila 1 sma setara dengan

energi sebesar 931 MeV, maka energi

ikat atom 9Be 4 adalah....

A. 51,39 MeV

B. 57,82 MeV

C. 62,10 MeV

D. 90,12 MeV

E. 90,74 MeV


10) Jika Nitrogen ditembak dengan

partikel alfa , maka dihasilkan sebuah

inti Oksigen dan sebuah proton seperti

terlihat pada reaksi inti berikut ini:

2H4 + 7N

14 → 8O

17 + 1H

1

Diketahui massa inti :

2H4 = 4,00260 sma 7N

14 = 14,00307 sma

8O17

= 16,99913 sma 1H1 = 1,00783 sma

Jika 1 sma setara dengan energi 931

Mev, maka pada reaksi diatas....

A. dihasilkan energi 1,20099 Mev

B. diperlukan energi 1,20099 Mev

C. dihasilkan energi 1,10000 Mev

D. diperlukan energi 1,10000 Mev

E. diperlukan energi 1,00783 Mev

(Sumber soal : Soal UN 2008 )




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008




PERTEMUAN KE : 12


STANDAR KOMPETENSI : 4. Menunjukkan penerapan konsep fisika inti dan

radioaktivitas dalam teknologi dan kehidupan sehari-

hari

KOMPETENSI DASAR : 4.1. Mengidentifikasi karakteristik inti atom dan

radioaktivitas

INDIKATOR :

Mendeskripsikan karakteristik radioaktif pada reaksi fisi dan fusi

Mendeskripsikan pemanfaatan dalam bidang kesehatan, industri, dan pertanian

Mendeskripsikan skema reaktor nuklir dan manfaatnya

Mendeskripsikan penghitungan umur fosil atau batuan dengan menggunakan prinsip

waktu paruh

Menjelaskan bahaya radioisotop dan cara mengurangi resikonya



1. Menjelaskan syarat terjadinya reaksi inti.

2. Menuliskan persamaan reaksi inti.

3. Menjelaskan pengertian fisi nuklir.

4. Menjelaskan proses fisi nuklir.

5. Menjelaskan proses reaksi fisi berantai.

6. Menjelaskan skema reaktor nuklir dan manfaatnya.

7. Menjelaskan pengertian fusi nuklir.

8. Menjelaskan proses fusi nuklir.

9. Menjelaskan efek yang ditimbulkan oleh radiasi.

10. Menjelaskan pemanfaatan radioaktif dalam bidang kesehatan, industri, dan

pertanian.

11. Menghitung umur fosil atau batuan dengan menggunakan prinsip waktu paruh.

12. Menjelaskan bahaya radioaktif dan cara mengurangi risikonya.

II. Materi Ajar :

1. Reaksi inti :

dibuat dengan cara menembakkan netron pada sebuah inti berat sehingga

dipancarkan energi

Contoh :

3115P +

10n --->

3215P +

00g + Energi

2. Hukum kekekalan pada reaksi inti :

a. Kekekalan Momentum

b. Kekekalan Nomor Atom

c. Kekekalan Nomor Massa

d. Kekekalan Energi

Contoh :

23892U +

10n --->

23992U +

00g + Energi

3. Penerapan proses nuklir

Energi dapat dilepaskan pada sebuah reaksi nuklir dengan cara :

Reaksi Fisi = Pembelahan inti

o Biasanya karena ditembakkan dengan netron yang menyebabkan nukleus

membelah.

o Massa dikonversi menjadi energi

o Semua reaktor nuklir sekarang ini menggunakan fisi.

o Fisi dikendalikan dengan menggunakan moderator, yaitu materi yang

menyerap netron sehingga reaksi berantai dapat dikendalikan.

Reaksi Fusi = Penggabungan inti

o Reaksi fusi menggunakan inti ringan, biasanya isotop hidrogen yang disebut

deuterium membentuk inti yang lebih berat (biasanya Helium)

o Reaksi fusi harus dilakukan pada suhu tinggi dan biasanya sulit terjadi pada

kondisi laboratorium

o Sekarang ini, tidak ada lagi reaktor fusi di bumi.

o Matahari dan bintang menghasilkan energi karena reaksi fusi

4. Diagram reaktor nuklir

5. RADIOISOTOP

Radioisotop adalah isiotop dari zat radioaktif, dibuat dengan menggunakan reaksi

inti dengan netron.

Penggunaan radioisotop:

- Bidang hidrologi

- biologi

- industri, dan lain-lain

Manfaat Radioisotop :

1. Bidang kedokteran

-24.

Iodium-131

-sel kanker dalam tubuh manusia dengan Kobalt-60.

-24.

2. Bidang pertanian

-unsur tertentu oleh tumbuhan.

karakteristik baru.

-14.

-serangga.

-60.

3. Bidang industri

atau mengukur ketebalan baja

dengan sinar

gamma yang dipancarkan Kobalt-60 atau Iridium-192.

-90 atau sinar

beta.

ikan pekerjaan mengeruk lumpur pelabuhan dan terowongan

dengan

memasukkan isotop Silikon ke dalam lumpur.

4. Bidang hidrologi

ukur kecepatan aliran atau debit fluida dalam pipa.

lumpur bergerak

dan terbentuk.

5. Dalam bidang seni dan sejarah

-14.










Partikel-partikel apa sajakah yang merupakan penyusun inti

atom ?

Jawab : elektron dan netron

15 menit

2. Kegiatan Inti :

- Seminggu sebelum presentasi, guru membagi peserta didik dalam 4

kelompok.

- Setiap kelompok diminta untuk menuliskan materi presentasi

dalam bentuk karya tertulis dan power point untuk presentasi.

- Guru meminta kelompok 3 untuk mempresentasikan tentang reaksi

inti

- Guru meminta kelompok 4 untuk mempresentasikan tentang

manfaat dan bahaya radioisotop

- Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan

95 menit


memberikan informasi tentang :

a. Persamaan reaksi inti yang disampaikan oleh guru.

b. syarat terjadinya reaksi inti.

c. persamaan reaksi inti.

d. pengertian fisi nuklir.

e. proses fisi nuklir.

f. proses reaksi fisi berantai.

g. skema reaktor nuklir dan manfaatnya.

h. pengertian fusi nuklir.

i. proses fusi nuklir.

j. efek yang ditimbulkan oleh radiasi.

k. pemanfaatan radioaktif dalam bidang kesehatan, industri, dan

pertanian.

l. Perhitungan umur fosil atau batuan dengan menggunakan

prinsip waktu paroh.

m. bahaya radioaktif dan cara mengurangi risikonya.

3. Kegiatan Penutup



25 menit


Media : PPt tentang reaksi inti dan manfaat serta bahaya

radioaktif


VI. Penilaian :

1. Jenis tagihan :



PG


(1) UN Fisika 2009 P04 No. 40

Radioisotop Carbon-14 bermanfaat

untuk.....

A. pengobatan kanker

B. mendeteksi kebocoran pipa

C. menentukan umur batuan atau fosil

D. mekanisme reaksi fotosintesis

E. uji mutu kerusakan bahan industri

(2) UN Fisika 2011 Paket 12 No. 40

Pemanfaatan radioisotop antara lain

sebagai berikut :

(1) Mengukur kandungan air tanah

(2) Memeriksa material tanpa merusak

(3) Mengukur endapan lumpur di

pelabuhan

(4) Mengukur tebal lapisan logam

Yang merupakan pemanfaatan di bidang

industri adalah…

A. (1), (2), (3), dan (4)

B. (1), (2), dan (3)

C. (2), (3), dan (4)

D. (1), dan (3) saja

E. (2), dan (4) saja

(3) Soal UN Fisika 2012 Kode A86 No.

40

Pernyataan-pernyataan berikut:

(1) terapi radiasi

(2) mengukur kandungan air tanah

(3) sebagai perunut

(4) menentukan umur fosil

Yang merupakan pemanfaatan

radioisotop di bidang kesehatan adalah...

A. (1), (2), (3), dan (4)

B. (1), (2), dan (3)

C. (1) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (4) saja

(4) UN Fisika 2009 P04 No. 39

Perhatikan persamaan reaksi fusi berikut

ini:

1H1 + 1H

1→ 1H

2 + 1e

0 + E

Jika massa atom 1H1 = 1,009 sma, 1H

2 =

2,014 sma, 1e0 = 0,006 sma dan 1 sma

setara dengan energi 931 MeV, maka

energi yang dihasilkan dari reaksi ini

adalah.....

A. 1,862 MeV

B. 1,892 MeV

C. 1,982 MeV

D. 2,289 MeV

E. 2,298 MeV

(5) UN Fisika 2009 P45 No. 40

Perhatikan reaksi fusi di bawah ini!

1 H 2 + 1 H

3 → 2 He

4 + o n

1 + Q

Jika : m H-2 = 2,01400 sma; m H-3 =

2,016000 sma; m He-4 = 4,002600 sma;

m n = 1,008665 sma. Banyaknya energi

yang dibebaskan reaksi adalah....

A. 2774,4 MeV

B. 2767,5 MeV

C. 2186,4 MeV

D. 2005,3 MeV

E. 1862,2 MeV

(6) UN Fisika 2010 P37 No. 35

Inti atom yang terbentuk memenuhi

reaksi fusi berikut di bawah ini:

1 P 1 + 1 P

1 → 1 d

2 + 1 e

0 + E

Diketahui :

Massa proton [1 P 1] = 1,0078 sma

Massa deutron [1 d 2] = 2,01410 sma

Massa elektron [1 e 0] = 0,00055 sma

Nilai E (energi yang dibebaskan) pada

reaksi fusi diatas adalah…..

A. 0,44 MeV

B. 0,68 MeV

C. 0,88 MeV

D. 1,02 MeV

E. 1,47 MeV




NIP 197202111998031006 NIP 198011152005012008

Kunci Quiz 1

No. Kunci

1 D

2 C

3 C

4 C

5 B

6 -

7 B

8 B

9 1n0

10 D

11 D

12 B

13 D

No. Kunci

14 D

15 D

16

17 A

18 A

19 D

20

21

22 C

23 C

24 E

25 C

Kunci Quiz 2

No. Kunci

1 B

2 A

3 A

4 E

5 C

6 D

7 D

8 A

9 E

10 E

11

12 A

13 E

14

15 A

16

17

18

19

20

No. Kunci

21 A

22 A

23 A

24 C

25 B

26 D

27 C

28

29 E

30 E

31

32

33 B

34 A

35 A

36 E

37 B

38

39 B

40 D




atomnya !








atomnya !








atomnya !






mata pelajaran : fisika - guraru2. menjelaskan tentang benda hitam. 3. memformulasikan dengan benar...

Documents