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.


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



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




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.



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.




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.



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.




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


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



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




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



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




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


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


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



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




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

teori atom dan radioaktivitastemanbelajar.id/assets/collections/content/fisika_12_10... ·...

Documents