Penerobosan potensial perintang persegi inti atom oleh partikel alfa - Widya Mandala Catholic University Surabaya Repository

PENEROBOSAN POTENSIAL PERINTANG PERSEGI

INTI ATOM OLEH PARTIKEL ALFA

SKRIPSI

OLEH

Lyna

1113095003

JURUSAN FISIKA

I 1-;~_1'-1' \ .. ~ ,cl-.

f~

___

i

~I,-\:'-;t ' _ _ _ _

I I

--: fe., [CK'J I ff"'tU

I

i

I

Ljl'1

\ _____ ... ! ___

.V~-I

_

_ _ i I ~: P K': ! \ UATU)

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDlKAN

UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA

StJRABAYA

PENEROBOSAN POTENSIAL PERINTANG PERSEGI

INTI ATOM OLEH PARTIKEL ALFA

SKRIPSI

Ini diajukan kepada

FAKULTAS KEGURUAN DAN · ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA untuk memanuhisebagian persyaratan

memperofeh gelar SarjanaPendidikan Bidang Stuoi Fisika

OLEO

Lyna

1113095003

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA

SURABAYA

LEMRAR

PI~RSETUJUAN

Naskah skripsi beIjudul Penerobos:m Potensial Pcrintang PersegiJnti Atom oleh

Partikel.~Jfa yang ditulis oleh Lyna telah disetujui dan diterima untuk diajukan ke

Tim PCllgl}ji.

Pembimbing I:

\ \'\- \

~ <---

.

j \,

-(p;rnrs. Abdulbasir. _{. \ .} M .Sc)

v

Pcmbimbing II:

·,1/

~

LEMBAR PENGESAHAN

Skripsi yang ditulis oleh: ...

h

1J!1.~

... , ... , ...

NRP . ... !!!

}~.s?'~J

... .. , .... .

lab dis .. pada .G~~~GI 3

r .

/1Iu 199"9 dan din <-'---LULU 1 h

te etU]Ul ~ ... ; \ ~... ... yal<l1UlU So e

Ketua Tim Penguji:

AnggotA:

--(Drs.G.Budijanto Un1ung, MSi)

KATA PENGANTAR

Puji syukur

ke

badirat Tuhan Yang Maha Esa aias herkat dan karunia-Nya

sehingga penulisan skripsi yang berjudul "Penerobosan Potensial Perintang Persegi Inti Atom oleh Partikel Alfa" dapat teIBelesaikan .

Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat memperoleh geJar SaIjana

Peodidikan, Program Studi peodjdoo.n Fisika jurusan Matematika dan TImu

Pengeiahuan A1am Fakultas Keguroan

dan

Dmu Pendidikan Universitas Katolik

Widya Mandala Surabaya.

Tidak berlebihan kiIanya

peouIis

meogucapkan terima kasih yang

sebesar-besamya kepada:

1. Bapak: Prof. Drs. Abdulbasir, MSc. selalru dosen pembimbing I yang dengan

penuh kesabaran telah banyak memberi bimbiogan dan dorongan moril

sebingga berbagai kesu1itan

dan

penxva.elaban dalam penyusunan skripsi ini

dapat teratasi.

2. Bapak Drs. Tjondro Indrasutanto, MSi selaku dosen pembimbing II yang

dengan penuh ketu1usan telah memberi bimbingan secara rutin selama

penyusunan skripsi ini.

3. Bapak: Drs. J.V. Djoko Wirjawan,

Ph.D.

yang telah

banyak:

melu8ngkan waktu

untuk memberi banh 18D dan

dukuowm

dalam

penyusunan skripsi ini.

4. Seluruh staf dosen dan asisten yang

te1ah

memberi bekal ilmu pengetahuan

selama penulis menuotut ilmu

eli

Fakultas ICeguruan dan TImu Pendidikan

Universitas Katolik Widya M"'ldaJa Surabe.ya.

5. Rekan-rekan

mabasiswa

YI1D8

turut membantu

kelancaran

penyusunan

skripsi

lDl.

Menyadari adanya kekuraogan dan kelemabaD _{dalam skripsi ini, penulis}

dengaD bati terbuka meoerima

k:ritik

dan saran untuk bahan perbeikan pacla masa

mendatang.

Akhir kata, semoga 111lisa,n

sedeIbana

ini bermanfaat bagi pembaca.

ii

Surabaya, 2 Februari 1999

DAFTARISI

HaJSID8D

Kata Pengantar ... .. ... , ... , ... , ... ' " ... ... '" .,. '" ...

i

Daftar

lsi ... ... ... ' " .. . .... . , ... , ... . , .. . '" ... . ... , .. ' .... ... iii

Daftar rabel. ... , ... . .. .. ... .. .... . v

Daftar

Ilustrasi ... '" ... .. .... '" .... , ... , ... .. ... .. .. vi

Konstanta Fisis dan Falctor Konversi ... ' " ... , .. . .... , . .. ... .. '" ... .. .. vii

Abstrak ... ... ... ... .. ... ... ... ... .... .. . ... ... .. , ... ... ... . ..

viii

BAR 1. PENDAHULUAN ... ... .. .... .. .... 1

1.1 Judul Penelitian ... '" ... . . " ... '" .. , ... 1

1.2 Latar Belsbng Ma'81ab Peoelitian ... . , .... . ... .. ... ' " . " ... . 1

l.3 Rumusan Ma8111ab Peoelitian. ... . ... .. . ... ... . .... 2

1.4 Tujuan Penelitian. .. '" ... .. , ... , ... '" .. . ... " ... 2

1.5 1.6 Metode Penelitian. ... . ... ... . " ... .. ... .. . .. ... . ... ... .. . ... .. . .. . 2

BAH II POTENSIAL PERINTANG PERSEOI SEDERHANA. .... ... .. ... ... 3

2.1 Bebempa Potensial Perintang Persegi Sederhana ... ... ... ... .. .3

2.2 Efek: Terobosan. ... ... ... ... ... ... ... .. .. 11

BAH

m

PENEROBOSAN POTENSIAL PERINTANG OLEH PARTIKEL ALFA ... ....

15

3.1 Peluruhan Partikel Alfa ... , ... 15

3.2 Perlciman Umur Nuklida ... , ... , ... '" ... ... . ... 16

3.3 Hubungan Antara Umur

('t)

Nuldida dan Waktu Paruh (t.0

NuIdida ... 22

BAB IV ANALISIS DAN DISKUSI ... ,. '" .... ... ... , ... ... 24

4.1 Analisis ... , ... .. .. ... . '" ... ... .. ... . . 24

4.1.1 Fakta Ebperimental ... '" ... . , '" ... .. ... . .... " ... '" .24

4 .1.2 Asumsi I Pcndekatan ... . .. .. ... . , ... , ... .... . , .. . 24

4.1.3 Perhihmgan Waktu Paruh ... .... ... . ... . .. .. , .. .... . 25

4.2 Diskusi ... , ... . ... '" .27

BAB V KESn..1PllLAN ... .. , . ... . ' ... .. 29

DAFTAR PUSTAKA ... . ... '" .. . ... 31

Lampiran

DAFTAR TABEL

Tabel

3.1 Jangkauan rata-rata, eoergi peluruhan

alfa.

dan

waktu pa.ruh beberapa

nuklida

Sumber: Beiser, Arthur.

Kmlsep Fisiko Modern.

Kaplan, Irving. Nuckar

Physics.

4.1 Jari-jari dan energi beberapa mdcHda Berta perbandingan harga

waktu paruh

inti

radioaJdifmenurut eksperimen (Kaplan)

Sumbcr: Beiser, Arthur.

Konsep Fisika Modem.

Kaplan, Irving. Nuckar

Physics.

HaJaman

15

DAFTARn.USTRASI

llustrasi HaJaroan

1.1 Partikel

menumbuk

pot.ensial

perintang

persegi ... ... , ... , ... , ... , ..

1

2.1 PotenBial perintang dengan E < Yo ... . '" ... '" ... '" ... 3

2.2 PotenBial perintang

persegi

dengan

E

< Yo ... '" ... 4

2.3

Gelombang datang,

ge1rcnbans paDfnl,

dan

gelombang

transmisi pada potensial perintaus

pcnesi

dengan E < Vo .. . ... , 6

2.4 Gelombe.ng datang

dan

geJombanS

pantu1

pada poteosial

. . den . . ':..J_l_ h..ri.;~~~o 7

penntang persegIgan tiDsgi UUiIA. "".~ ' " ... '" .. . ... .

2.5 Potensial perintang

persegi

dengw E > Yo ... . ... .. .. . .... 7

2.6 Partikel menumbuk potensjal

perintang

setinggi Vo dan

setebal2a denganE < Yo ... 11

2.7 Probabilitas partikel sebelum dan

sesudah

menerobos perintang

deuganE< Vo ... 14

KONSTANTA FISlSDAN FAKTOR KONVERSI

Muatan

elektron

e

1,602 X 10-19 C

Massa partikel alia m", 4,002603 sma

6,646 X 10-27 kg

Elektron-volt

eV 1602 X 10-

,

19 J

Joule J 6,242 X 1018 eV

Satuan massa atom

sma

1,6604 X 10-27 kg

931,5 MeV / c2

Pennitivitas

ruang

bampa

&., 8,854 X 10-12 C2/ (N m2)

Konstanta Planck

h

6,626 X 10-34 J S

4,136 X 10-16 eV s

A=h/(2nj

1,055 X 10-34 J s

Lyna: "Penerobosan Potensial Perintang Penegi Inti Atom 0100 Partikel Alfa" Menurut mekanika klasik,

apabi1a

aeberbs

partikel dengan energi E

menumbuk dinding yang mempunyai poteoBial

V

dan

E

< V; maka seIuruh partikel akan dipanhllkan Hal ini kunmg sesuai deogan pandangan mekanika kuantum

yang

menyatakan bahwa ada pcluang yang meskipun kedl namun

tidak:

nol bagi partilce1 tersebut

untuk

me:ntrobos poteosia1 perintang.

Bertitik

tolak

dari

latar

be1a1cang

ma!l81ab di

atas,

maka pennasalaban

yang

dikem

llkakao sebagai sumber pene1jtian adaJab "Bagsi1D8na kansep mekanika

kuantum

dapat menjelaslam peristiwa

penerobosan

potensial perintang persegi

inti

atom oleh partikel alfa"

Tujuan penelitian ini adalab untuk menje1askan peristiwa penerobosan potensial perintang persegi inti atcm oleh partikel alfa dengan konsep meka.ni1ca

kuantum.

Beberapa asumsi yang diS'makan

dalam

penelitian ini adalah sebagai berikut. • Inti radioalctif dapat dianggap terdiri

dari

sebuah part:ilcel alfa dan sisa proton

serta. neutron.

• Partikel

aIm

texperangbp

da1am

sumur

potensial

yang disebabkan

oleh

SJBa

proton dan neutron

tersebut.

• Potensial yang m.emerangkap

partike1

alfa secara efektif dapat dianggap sebagai potensial persegi yang ketebalannya ditmrtnkan oleh ukuran inti radioaktif basil eksperimen.

• Energi partikel

aIm

dalam

inti

dianggap sama depgan energi partikel alfa yang dipancarkan oleh

inti tersebut. Besar

energi ini dapat diperoleh dari hasil eksperimeo.

Dengan

bersumber

dari beberapa

pustaJca,

akhirnya

dapat

disimpulkan bahwa

1. Partikel alfa

mempunyai

probabilitas

untuk

menerobos

potensial

perintang persegi

inti

atom

meskipun

energi partikel alfa lebih kecil daripada potensial

periotang

persegi

inti

atom.

2 . Besar kecilnya probabiliw penerobosan potensial perin1ang dipengaruhi oleh tinggi potensial perintang, lebar dinding potensial, dan energi partikel alfa.

Basil ini dapat dipergunak.an untuk memperlcira1can waktu paruh nuklida