niela Hurnitha
Headline News :

Rabu, 22 Maret 2017

Mengapa Langit Berwarna Biru pada Sore Hari dan Berwarna Merah-Jingga pada Pagi dan Sore Hari ?

Mengapa langit berwarna biru pada siang hari dan langit berwarna merah-jingga pada pagi dan sore hari?

Jawab :

Hal ini disebabkan kandungan atmosfer yang akan dikaji dalam teori hamburan cahaya (Hamburan Rayleigh dan Hamburan Mie. Nah yang menjadi pertanyaan kita apa itu atmosfer, hamburan Rayleigh dan hamburan Mie. Saya akan mengulasnya satu persatu.

Apa itu atmosfer ?
Atmosfer merupakan percampuran dari berbagai gas dan molekul yang melingkupi permukaan bumi. Komponen utamanya adalah gas nitrogen (78%) dan oksigen (21%). Selebihnya merupakan partikel koloid, atmosfer terisi oleh gas argon, air (baik dalam bentuk uap air maupun kristal es), dan berbagai partikel padat seperti debu, partikel-partikel sisa pembakaran (polutan), dan juga garam (terutama untuk daerah di atas permukaan laut).
Sinar matahari yang memasuki atmosfir tersebut bertemu dengan molekul gas dan partikel debu tadi. Warna sinar yang memiliki gelombang sinar lebih panjang seperti merah dan kuning, dapat melewati dan menembus molekul gas dan debu tadi. Tetapi warna biru yang memiliki gelombang sinar lebih pendek dipantulkan kembali ke atas atmosfir. Itulah mengapa langit terlihat berwarna biru. Prinsip yang sama berlaku juga dengan air di laut atau danau yang terlihat berwarna biru.
Sebelumnya cahaya matahari berwarna putih. Matahari memancarkan gelombang elektromagnetik dalam semua spektrum cahaya tampak (merah-jingga-kuning-hijau-biru-nila-ungu) serta non visibel semacam UV, IR dan lainnya. Setiap warna memiliki frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda-beda. Panjang gelombang dan frekuensi memiliki nilai kebalikan. Warna dengan frekuensi tinggi maka panjang gelombangnya rendah. Semakin tinggi frekuensi, maka semakin besar energinya.

Bagaimana proses hamburan cahaya matahari ?
Pada proses hamburan cahaya, cahaya putih diradiasikan dari matahari dan melewati atmosfer, maka cahaya putih tersebut akan diserap oleh berbagai molekul yang mendiami atmosfer, setelah diserap cahaya tersebut akan dilepaskan kembali ke atmosfer. Peristiwa inilah yang kita sebut sebagai hamburan cahaya. Pada peristiwa penyerapan bisa dibilang tidak ada sesuatu yang menarik. Namun pada saat cahaya dilepas dari molekul, muncul suatu fenomena yang menarik untuk dianalisis. Ternyata cahaya dengan energi yang besar (frekuensi besar) akan diradiasikan lebih banyak daripada cahaya dengan energi rendah (frekuensi rendah). Melalui analisis yang detail diperoleh hubungan bahwa jumlah energi yang diradiasikan pada peristiwa hamburan adalah sebanding dengan pangkat empat frekuensinya. Sehingga jika diketahui panjang gelombang ungu adalah 400 nm dan merah adalah 700 nm, maka perbandingan pangkat empat frekuensi kedua cahaya (Ungu : Merah) dapat diperoleh 9,4. Artinya cahaya ungu diradiasikan 9 kali lebih banyak daripada cahaya merah.

Mengapa langit berwarna biru pada siang hari ?

Ketika cahaya putih ini memasuki atmosfir ia akan dihamburkan secara elastis oleh partikel nitrogen dan oksigen yang ada di atmosfer. Elastis disini memiliki makna bahwa tidak ada perubahan panjang gelombang yang datang dengan panjang gelombang yang dihamburkan, sehingga energinya tetap. Karena diameter partikel penghambur ini jauh lebih kecil dari panjang gelombang matahari. Proses fisika yang terjadi adalah adalah hamburan Rayleigh.
Menurut teori hamburan Rayleigh intensitas hamburan berbanding terbalik dengan panjang gelombang pangkat empat penghamburnya (matahari), artinya semakin kecil panjang gelombang semakin besar intensitas hamburannya. Karena panjang gelombang biru dan ungu lebih kecil dari rentang visibel yang dihamburkan oleh atmosfer. Akan terlihat campuran yang lebih dominan yaitu banyak sekali biru-ungu dengan sedikit warna-warna lainnya yang kemudian tampak sebagai biru cerah. Hal ini disebabkan alat indra seorang pengamat cenderung menangkap warna biru. Indra penglihatan manusia terdapat 3 reseptor warna, yaitu : merah, biru, dan hijau. Karena pada siang hari banyak terhamburnya warna biru-ungu, maka mata akan melihat warna yang diserap oleh reseptor hanya warna biru saja.

Pada saat posisi matahari berada dalam jarak yang dekat dengan pengamat maka panjang gelombangnya kecil dan frekuensinya tinggi. Dalam spektrum cahaya tampak yang memiliki frekuensi tinggi adalah biru-ungu. Sehingga yang dihamburkan adalah warna biru dan warna ungu.

Warna matahari disiang hari sering terlihat kuning. Hal ini disebabkan karena kita melihat spektrum putih matahari yang sudah melewati partikel penghambur dengan banyak hamburan di warna biru dan ungu, sehingga warna matahari yang terlihat bukan putih tetapi kekuningan.
Pada jarak dekat warna matahari akan tampak lebih putih. Hal ini disebabkan karena cahaya matahari yang mengenai matahari tidak banyak melewati partikel penghambur sehingga masih banyak mengandung campuran warna-warna (putih). Pada saat kabut partikel gas/debu di udara (diameternya jauh lebih kecil dari panjang gelombangnya sehingga bukan hamburan elastis) menyerap dan memblokir warna dominan biru yang dihamburkan oleh nitrogen dan oksigen sehingga dibeberapa tempat hamburan biru tidak sampai ke mata.
Awan yang terlihat putih karena partikel uap air memiliki diameter jauh lebih besar dari panjang gelombang matahari sehingga yang terjadi adalah hamburan yang tidak bergantung pada panjang gelombang. Hal ini dikenal sebagai teori hamburan Mie. Ketika partikel awan terkena sinar putih matahari, ia akan menghamburkannya dalam warna putih sehingga akan tampak putih oleh pengamat.

Mengapa langit berwarna merah-jingga pada pagi dan sore hari ?

Pada pagi dan sore hari matahari berada di dekat horizon sehingga jarak antara matahari dengan pengamat lebih jauh. Semakin jauh jarak tempuhnya maka akan semakin besar panjang gelombang biru yang dihamburkan dan warna hijau-merah yang sebelumnya sedikit terhamburkan kini mulai terhamburkan secara signifikan. Pada sore hari matahari akan terlihat merah atau jingga. Hal ini disebabkan karena adanya cahaya matahari yang sampai ke mata sudah dikurangi panjang gelombang biru-ungu-hijau dan sedikit jingga, sehingga awan tampak merah-jingga oleh pengamat. Pada sore hari warna langit akan kuning-kemerahan karena keberadaan molekul dan partikel kecil disekitar matahari yang memantulkan cahaya matahari. Ketika cahaya ini berjalan menempuh mata, panjang gelombang pendek (biru-ungu) akan dihamburkan keluar. Sehingga yang sampai adalah panjang gelombang yang lebih panjang yaitu merah-jingga-kuning dan bercampur membentuk sunset.

Print atau anda jadikan file PDF

Senin, 20 Juni 2016

Modul Praktikum Pengaruh Suhu Terhadap Hambatan

PENGARUH SUHU TERHADAP HAMBATAN LISTRIK

A.    Tujuan Praktikum :
1.      Untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap hambatan rangkaian listrik.
2.      Menganalisis pengaruh suhu terhadap hambatan listrik.

B.     Dasar Teori
Arus listrik merupakan gerakan kelompok partikel bermuatan listrik dalam arah tertentu. Arah arus listrik yang mengalir dalam suatu konduktor adalah dari potensial tinggi ke potensial rendah. Selain dipengaruhi oleh jenis konduktornya, besar dari arus listrik jiga di pengaruhi oleh suhu pada medium penghantarnya. Hal tersebut dapat di lihat dari persamaan di bawah ini :
ΔR = R0 (1 + ɑ.ΔT)
Dimana:           ΔR = perubahan hambatan terhadap T
R0  = hambatan awal
ɑ    = koefisien suhu
ΔT = perubahan suhu
Jadi, semakin besar suhu suatu tegangan maka hambatan yang terjadi akan semakin besar,  dan jika hambatan semakin bear maka akan memepengaruhi besar arus listri yang masuk dalam rangkaian, karena :
Semakin besar hambatan (R) maka arus yang mengalir akan semakin kecil. 


Grafik hubungan hambatan (R ) dengan suhu (T) adalah sebagai berikut

Salah satu faktor luar/eksternal yang sangat berpengaruh terhadap hambatan penghantar adalah suhu atau temperatur. Semakin tinggi temperatur suatu penghantar, semakin tinggi pula getaran elektron-elektron bebas dalam penghantar tersebut. Getaran elektron-elektron bebas inilah yang akan menghambat jalannya muatan listrik (arus listrik) dalam penghantar tersebut. Adapun hambatan jenis penghantar (ρ) akan berubah seiring dengan perubahan temperatur. Semakin tinggi temperatur penghantar, hambatan jenisnya akan semakin tinggi, dan sebaliknya. Perubahan hambatan jenis ini selanjutnya akan diikuti oleh perubahan hambatan total (R) penghantar itu sendiri (Giancoli, 2001)

            Menurut Muhammad Hikam (2005 : 119) jika suatu kawat diberi beda tegangan pada ujung-ujung nyan dan di ukur arus yang melewati penghantar tersebut. Maka menurut hukum ohm akan dipenuhi :

                                  V = I × R

Dengan V merupakan benda tegangan kedua ujung kawat, I adalah arus listrik yang lewat pada penghantar. Persamaan tersebut menunjukkan bahwa hukum ohm berlaku jika hubungan tegangan dan arus adalah linier.hambatan suatu penghantar adala dipengaruhi oleh panjang penghantar (L), luas penampang (A), jenis material (ρ = hambatan jenis ) dan temperatur atau dapat di tuliskan sebagai :
                                    R= ρL/A
Disini L merupakan panjang kawat, A luas penampang dan ρ merupakan hambatan jenis.

C.    Alat dan bahan :
1.      Lilin satu buah
2.      Bohlam kecil satu buah 
3.      Baterai 1,5 V 2 buah 
4.      Korek satu buah
5.      tempat barterai  satu buah 
6.      gunting satu buah 
7.      isolatip satu buah 
8.      kabel serabut 1 meter 
9.      kabel kawat 50 cm 
10.  saklar kecil satu buah 
11.  multimeter satu buah 
12.  thermometer 
13.  statif satu buah
D.    Langkah Percobaan :
1.      Dirangkai alat percobaan sesuai dengan gambar di bawah ini;


2.      Dipasang baterai pada kotak baterai. Dipastikan semua komponen rangkaian listrik terpasang secara benar;
3.      Dipasang multimeter secara parallel dengan rangkaian.
4.      Dipasang thermometer pada rangkaian sehingga ujung thermometer menempel pada kawat yang terbuka.
5.      Disambungkan saklar untuk menghidupkan lampu;
6.      Dinyalakan lilin yang terdapat pada rangkaian untuk memanaskan kawat; 
7.      Diamati dan dicatatlah hasil yang diperoleh.

Tabel Data Pengamatan
No
Suhu Kawat
V
I
R0 kawat
R
1





2





3





4







DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, D.C. 2001. Fisika Jilid 2. Edisi Kelima. [diterjemahkan Dra. Yuhliza Hanum, M. Eng]. Jakarta: Erlangga.


Print atau anda jadikan file PDF

Peluruhan Beta

Peluruhan Beta



Mengapa neutrino harus ada dan bagaimana ditemukannya
Peluruhan beta merupakan suatu cara untuk inti dapat mengubah komposisinya supaya mencapai kemantapan yang lebih besar. Namun, peluruhan beta menimbulkan teka-teki dan jenisnya berbeda bagi fisikawan.

Analomi peluruhan beta
Kesukaran yang timbul dalam peluruhan beta adalah pemancaran elektron oleh inti. Terdapat alasan yang cukup kuat yang menentang kehadian elektron dalam inti, karena peluruhan beta hakikatnya merupakan perubahan spontan dari neutron nuklir menjadi proton dan elektron, kesukaran tersebut dapat diatasi dengan menganggap bahwa elektron mneinggalkan inti segera setelah elektron itu tercipta. Persoalan yang lebih serius menyangkut tiga prinsip kekekalan, energi, momentum linear, dan momentum sudut yang seolah-olah ketukar ketika terjadi peluruhan beta.

Seolah-olah energi tidak kekal
Energi elektron yang teramati selama peluruhan beta dari nukilde tertentu didapatkan bervariasi secara nalar (kontinu) dari 0 hingga harga maksimum Kmaks yang merupakan karakteristik nuklidenya. Spektrum energi elektron yang dipancarkan dalam peluruhan beta dari 83Bi210 disini Kmaks = 1,17 MeV. Persamaan untuk energi maksimumnya adalah
Emaks = m0c2 + Kmaks
Yang dibawa oleh elektron peluruhan sama dengan energi setara dari beda massa antara inti-induk dan inti-anak. Hanya saja sangat jarang elektron terpancar dengan energi Kmaks.
Diduga energi hilang terjadi ketika tumbukan antara elektron yang dipancarkan dan elektron atomik yang mengelilingi inti. Eksperimen pertama dilakukan dalam tahun 1927 menunjukkan bahwa hipotesis itu tidak benar. Dalam eksperimen itu sampel nuklide radioaktif beta diletakkan dalam sebuah kalorimeter, dan kalor yang keluar setelah sejmlah peluruhan diukur. Kalor yang keluar dibagi dengan banyaknya peluruhan menyatakan energi rata-rata setiap peluruhan. Dalam kasus 83Bi210 energi rata-rata yang keluar adalah 0,35 MeV yang dekat sekali dengan 0,39 MeV yang merupakan energi rata-rata dari spektrum, namun sangat jauh dari harga Kmaks, yaitu 1,17 MeV. Kesimpulannya adalah spektrum kontinu yang teramati menyatakan distribusi energi sebenarnya dari elektron yang dipancarkan oleh inti radioaktif beta.

Seolah-olah memontum linear dan momentum sudut tidak kekal
Momentum linear dan momentum sudut didapatkan tidak kekal dalam peluruhan beta. Dalam peluruhan beta nukilde tertentu arah elektron yang terpancar dan inti rekoil dapat teramati, ternyata arah tersebut tidak selalu tepat berlawanan seperti yang diramalkan oleh hukum kekekalan momentum linear. Ketidak kekekalan momentum sudut diturunkan dari spin ½ dari elektron, proton dan neutron. Peluruhan beta menyangkut perubahan neutron nuklir menjadi proton.


n   =     p + e
karena spin masing-masing partikel yang tersangkut adalah 1/2. Reaksi tersebut tidak dapat terjadi jika spin (jadi memontum sudutnya) harus kekal.

Hipotesa Neutrino
Pada tahun 1930, Pauli mengusulkan jika sebuah partikel bermuatan dengan massa kecil atau nol dan spin ½ dipancarkan bersama-sama dengan elektron ketika terjadi peluruhan beta, penyimpangan momentum sudut dan momentum linear dapat diatasi. Diduga neutrino membawa energi yang sama dengan selisih antara Kmaks dan energi kinetik elektron yang sebenarnya (inti rekoil membawa energi kinetik yang dapat diabaikan) dan ketika hal itu terjadi, partikel itu juga memiliki momentum yang mengimbangi secara tepat momentum dari elekron dan inti anak rekoil.

Neutrino dan Antineutrino
Terdapat dua jenis neutrino yang tersangkut dalam peluruhan beta, neutrino itu sendiri (berlambang v) dan antineutrino (berlambang  ). Dalam peluruhan beta yang biasa neutriolah yang dipancarkan.
n             p + e  +






Peluruhan Beta
Neutrino berinteraksi lemah dengan materi
Hipotesa neutrino ternyata berhasil. Massa neutrino diduga tidak lebih dari fraksi kecil dari massa elektron, karena Tmaks teramati sama (dalam batas kesalahan ksperimental) dengan yang dihitung dari perbedaan massa induk-anak, sekarang massa neutrino diperkirakan sama dengan nol atau paling besar stara dengan beberapa elektron-volt. Penyebab tak terdeteksinya neutrino secara eksperimental adalah interaksinya dengan materi sangat lemah. Neutrino yang tak bermuatan dan tak bermassa, dan tidak memiliki sifat elektromagnetik seperti foton, dapat melalui materi yang jumlahnyabesar tanpa terhalang. Sebuah neutrino bisa melintasi rata-rata lebih dari 100 tahun-cahaya dalam besi padat sebelum berinteraksi. Satu-satunya antara neutrino dengan materi yang dapat terjadi ialah melalui proses yang disebut kebalikan dari peluruhan beta.

Pemancaran Positron.
Elektron positif yang biasanya disebut positron ditemukan pada tahun 1932 dan dua tahun kemudian didapatkan terpancar secara spontan oleh inti tertentu. sifat positron indektik dengan sifat elektron, kecuali muatan yang dibawanya adalah +e sebagai ganti –e, pemancar positron bersesuaian dengan konversi proton nuklir menjadi neutron, positron dan neutrino.

Pemancaran Positron
Neutron diluar inti mengalami peluruhan beta negatif menjadi positron karena massanya lebih besar daripada proton yang lebih ringan tidak dapat bertransformasi menjadi neutron, kecuali dalam inti. Pemancaran positron menghasilkan inti-anak yang nomor atomiknya lebih rendah Z sedangkan nomor massanya A tak berubah.

Penangkapan Elektron
Dekat hubungannya dengan pemancaran positron ialah gejala penangkapan elektron. Dalam penangkapan elektron sebuah inti menyerap sebuah elektron orbitalnya sehingga hasilnya ialah sebuah proton nuklir menjadi sebuah neutrino terpancar. Jadi reaksi pokok dalam penangkapan elektron adalah
P + e  n           n + v
Biasanya elektron yang diserap datang dari kulit K, dan foton sinar-x terpencar, ketika elektron atomik yang lebih luar jatuh mengisi keadaan yang kosong. Panjang gelombang foton merupakan karakteristik dari unsur inti anak, bukan inti asalnya, dan proses itu dapat dikenal atas dasar itu.

Penangkapan elektron yang disukai pemancar positron yang berlebihan dalam unsur berat.
Penangkapan elektron bersaing dengan pemancaran positron, karena kedua proses itu menghasilkan transformasi nuklir yang sama. Penangkapan elektron terjadi lebih sering daripada pemancaran positron dalam unsur berat karena orbit elektron dalam unsur seperti itu memiliki jari-jari yang lebih kecil, elektron yang lebih dekat ini memungkinkan interaksi yang lebih kuat dengan intinya. Karena hampir semua inti tidak mantap dalam alam Z-nya tinggi, pemancaran positron belum ditemukan sampai beberapa puluh tahun setelah pemancaran elektron dikenal orang.

Peluruhan Beta Balik
            Peluruhan beta proton dalam inti mengikuti skema sebagai berikut:

p   =   n + e +  + v
karena penyerapan elektron oleh inti setara dengan pemancaran positron, reaksi penangkapan elektron adalah:

p + e  =     n + v 

Peluruhan Beta

Mengapa neutrino harus ada dan bagaimana ditemukannya
Peluruhan beta merupakan suatu cara untuk inti dapat mengubah komposisinya supaya mencapai kemantapan yang lebih besar. Namun, peluruhan beta menimbulkan teka-teki dan jenisnya berbeda bagi fisikawan.

Analomi peluruhan beta
Kesukaran yang timbul dalam peluruhan beta adalah pemancaran elektron oleh inti. Terdapat alasan yang cukup kuat yang menentang kehadian elektron dalam inti, karena peluruhan beta hakikatnya merupakan perubahan spontan dari neutron nuklir menjadi proton dan elektron, kesukaran tersebut dapat diatasi dengan menganggap bahwa elektron mneinggalkan inti segera setelah elektron itu tercipta. Persoalan yang lebih serius menyangkut tiga prinsip kekekalan, energi, momentum linear, dan momentum sudut yang seolah-olah ketukar ketika terjadi peluruhan beta.

Seolah-olah energi tidak kekal
Energi elektron yang teramati selama peluruhan beta dari nukilde tertentu didapatkan bervariasi secara nalar (kontinu) dari 0 hingga harga maksimum Kmaks yang merupakan karakteristik nuklidenya. Spektrum energi elektron yang dipancarkan dalam peluruhan beta dari 83Bi210 disini Kmaks = 1,17 MeV. Persamaan untuk energi maksimumnya adalah
Emaks = m0c2 + Kmaks
Yang dibawa oleh elektron peluruhan sama dengan energi setara dari beda massa antara inti-induk dan inti-anak. Hanya saja sangat jarang elektron terpancar dengan energi Kmaks.
Diduga energi hilang terjadi ketika tumbukan antara elektron yang dipancarkan dan elektron atomik yang mengelilingi inti. Eksperimen pertama dilakukan dalam tahun 1927 menunjukkan bahwa hipotesis itu tidak benar. Dalam eksperimen itu sampel nuklide radioaktif beta diletakkan dalam sebuah kalorimeter, dan kalor yang keluar setelah sejmlah peluruhan diukur. Kalor yang keluar dibagi dengan banyaknya peluruhan menyatakan energi rata-rata setiap peluruhan. Dalam kasus 83Bi210 energi rata-rata yang keluar adalah 0,35 MeV yang dekat sekali dengan 0,39 MeV yang merupakan energi rata-rata dari spektrum, namun sangat jauh dari harga Kmaks, yaitu 1,17 MeV. Kesimpulannya adalah spektrum kontinu yang teramati menyatakan distribusi energi sebenarnya dari elektron yang dipancarkan oleh inti radioaktif beta.

Seolah-olah memontum linear dan momentum sudut tidak kekal
Momentum linear dan momentum sudut didapatkan tidak kekal dalam peluruhan beta. Dalam peluruhan beta nukilde tertentu arah elektron yang terpancar dan inti rekoil dapat teramati, ternyata arah tersebut tidak selalu tepat berlawanan seperti yang diramalkan oleh hukum kekekalan momentum linear. Ketidak kekekalan momentum sudut diturunkan dari spin ½ dari elektron, proton dan neutron. Peluruhan beta menyangkut perubahan neutron nuklir menjadi proton.
n    =    p + e
karena spin masing-masing partikel yang tersangkut adalah 1/2. Reaksi tersebut tidak dapat terjadi jika spin (jadi memontum sudutnya) harus kekal.

Hipotesa Neutrino
Pada tahun 1930, Pauli mengusulkan jika sebuah partikel bermuatan dengan massa kecil atau nol dan spin ½ dipancarkan bersama-sama dengan elektron ketika terjadi peluruhan beta, penyimpangan momentum sudut dan momentum linear dapat diatasi. Diduga neutrino membawa energi yang sama dengan selisih antara Kmaks dan energi kinetik elektron yang sebenarnya (inti rekoil membawa energi kinetik yang dapat diabaikan) dan ketika hal itu terjadi, partikel itu juga memiliki momentum yang mengimbangi secara tepat momentum dari elekron dan inti anak rekoil.

Neutrino dan Antineutrino
Terdapat dua jenis neutrino yang tersangkut dalam peluruhan beta, neutrino itu sendiri (berlambang v) dan antineutrino (berlambang v  ). Dalam peluruhan beta yang biasa neutriolah yang dipancarkan.
n   =     p + e  + v






Peluruhan Beta
Neutrino berinteraksi lemah dengan materi
Hipotesa neutrino ternyata berhasil. Massa neutrino diduga tidak lebih dari fraksi kecil dari massa elektron, karena Tmaks teramati sama (dalam batas kesalahan ksperimental) dengan yang dihitung dari perbedaan massa induk-anak, sekarang massa neutrino diperkirakan sama dengan nol atau paling besar stara dengan beberapa elektron-volt. Penyebab tak terdeteksinya neutrino secara eksperimental adalah interaksinya dengan materi sangat lemah. Neutrino yang tak bermuatan dan tak bermassa, dan tidak memiliki sifat elektromagnetik seperti foton, dapat melalui materi yang jumlahnyabesar tanpa terhalang. Sebuah neutrino bisa melintasi rata-rata lebih dari 100 tahun-cahaya dalam besi padat sebelum berinteraksi. Satu-satunya antara neutrino dengan materi yang dapat terjadi ialah melalui proses yang disebut kebalikan dari peluruhan beta.

Pemancaran Positron.
Elektron positif yang biasanya disebut positron ditemukan pada tahun 1932 dan dua tahun kemudian didapatkan terpancar secara spontan oleh inti tertentu. sifat positron indektik dengan sifat elektron, kecuali muatan yang dibawanya adalah +e sebagai ganti –e, pemancar positron bersesuaian dengan konversi proton nuklir menjadi neutron, positron dan neutrino.

Pemancaran Positron
Neutron diluar inti mengalami peluruhan beta negatif menjadi positron karena massanya lebih besar daripada proton yang lebih ringan tidak dapat bertransformasi menjadi neutron, kecuali dalam inti. Pemancaran positron menghasilkan inti-anak yang nomor atomiknya lebih rendah Z sedangkan nomor massanya A tak berubah.

Penangkapan Elektron
Dekat hubungannya dengan pemancaran positron ialah gejala penangkapan elektron. Dalam penangkapan elektron sebuah inti menyerap sebuah elektron orbitalnya sehingga hasilnya ialah sebuah proton nuklir menjadi sebuah neutrino terpancar. Jadi reaksi pokok dalam penangkapan elektron adalah


P + e  =        n + v
Biasanya elektron yang diserap datang dari kulit K, dan foton sinar-x terpencar, ketika elektron atomik yang lebih luar jatuh mengisi keadaan yang kosong. Panjang gelombang foton merupakan karakteristik dari unsur inti anak, bukan inti asalnya, dan proses itu dapat dikenal atas dasar itu.

Penangkapan elektron yang disukai pemancar positron yang berlebihan dalam unsur berat.
Penangkapan elektron bersaing dengan pemancaran positron, karena kedua proses itu menghasilkan transformasi nuklir yang sama. Penangkapan elektron terjadi lebih sering daripada pemancaran positron dalam unsur berat karena orbit elektron dalam unsur seperti itu memiliki jari-jari yang lebih kecil, elektron yang lebih dekat ini memungkinkan interaksi yang lebih kuat dengan intinya. Karena hampir semua inti tidak mantap dalam alam Z-nya tinggi, pemancaran positron belum ditemukan sampai beberapa puluh tahun setelah pemancaran elektron dikenal orang.

Peluruhan Beta Balik
            Peluruhan beta proton dalam inti mengikuti skema sebagai berikut:
p     =      n + e +  + v
karena penyerapan elektron oleh inti setara dengan pemancaran positron, reaksi penangkapan elektron adalah:

p + e     =      n + v
pada pokoknya sama. Demikian juga, penyerapan antineutrino setara dengan pemancaran neutrino, sehingga reaksi
p +  v    =         n + e +
menyangkut proses fisis yang sama dengan peluruhan beta. Reaksi yang kedua ini, disebut peluruhan beta balik, menarik karena menyediakan metode  untuk membuktikan keberadaan neutrino.

“Penemuan” neutrino
            Mulai tahun 1953, sederetan eksperimen dilakukan oleh F. Reines, C. L. Cowan dan yang lainnya untuk mendeteksi fluks neutrino yang berasal dari peluruhan beta yang terjadi dalam sebuah reaktor nuklir. Tanki air yang mengandung senyawa cadmium dalam bentuk larutan merupakan sumber proton yang bisa berinteraksi dengan neutrino yang datang. Tanki itu dikelilingi dengan detektor gama. Segera setelah proton menyerap neutrino menimbulkan positron dan neutron, positronnya bertemu dengan elektron dan keduanya musnah. Detektor sinar-gama mendeteksi pasangan foton berenergi 0,51 MeV yang timbul dari peristiwa tersebut. Ketika itu neutron yang baru terbentuk menembus larutan sehingga setelah beberapa setelah mikrodetik ditangkap oleh inti cadmium. Inti cadmium baru yang lebih berat akan melepaskan energi eksitasi 8 MeV yang terbagi antara tiga atau empat buah foton yang terdeteksi oleh deteksi oleh detektor beberapa mikrodetik setelah foton yang terdeteksi dari pemusnahan positron-elektron. Jadi, pada prinsipnya kedatangan urutan foton seperti di atas pada detektor merupakan tanda yang meyakinkan bahwa reaksi persamaan di atas terjadi. Untuk menghindari ketaktentuan, eksperimen dilakukan, ketika reaktor dijalankan dan ketika reaktor berhenti, dan variasi yang diharapkan dari frekuensi terjadinya penangkapan neutrino diamati. Dengan cara ini kehadiran neutrino dapat diyakinkan.

Dua reaksi peluruhan beta balik
p + v       =        n + e +
n + v         =       p + e
mempunyai peluang yang sangat rendah, sehingga neutrino mampu menembus sejumlah besar materi. Jumlah fluks neutrino yang sangat besar dihasilkan dalam matahari dan bintang lain ketika terjadi nuklir didalamnya, dan fluks ini kelihatannya dapat bergerak bebas ke segala penjuru semesta. Beberapa persen dari energi yang dilepaskan dalam reaksi seperti itu dibawa oleh neutrino.

Bintang menghasilkan neutrino
Dalam kasus mataharidari luminositas yang diamati, orang menarik kesimpulan bahwa laju produksi neutrino ialah sekitar 2 x 1038 per detik. Ini berarti sekitar 1015 neutrino harus menembus setiap meter persegi permukaan bumi tiap detik. Untuk mendeteksi neutrino ini R. Davis memasang detektor dalam bekas pertambangan 1,5 km di bawah tanah dengan maksud untuk mencegah gangguan dari sinar kosmik. Detektor tersebut mengandung 600 ton cairan berisi klorin yaitu perkloretine (Cl­2Cl4), sehingga reaksi

v + 17Cl37        18Ar37 + e-

Persoalan neutrino yang hilang
Hanya sepertiga dari banyak interaksi neutrino yang dapat diamati sesuai dengan apa yang diharapkan berdasarkan model dari bagian dalam matahari. Kelihatannya peralatn ini memberikan hasil yang salah. Salah satu kemungkinan penyimpangan ini terletak pada temperatur pusat matahari yang dipakai pada perhitungan yang berlandaskan jumlah energi yang dipancarkan oleh matahari pada waktu itu. Akan tetapi energi yang ditimbulkan dalam reaksi nuklir pada bagian dalam yang tepat dari matahari akan memerlukan waktu yang lama untuk mencapai permukaan diperkirakan sekitar 106 tahun.namun neutrino hanya perlu waktu 2 detik untuk keluar. Jika temperatur pusat matahari lebih rendah pada saat ini daripada 106 tahun yang lalu, maka pengamatan neutrino yang relatif jarang akan terjadi.
            Kemungkinan yang lain menyatakan bahwa perilaku neutrino tidak terlalu baik dipahami walaupun eksperimen lain tidak memperlihatkan interkonsisten yang jelas dengan ramalan teoritis.

Interaksi lemah
            Interaksi nuklir kuat yang mengikat nukleon bersama untuk membentuk inti tidak bisa menerangkan peluruhan beta. Interaksi berjangkauan pendek yang lain ternyata bertanggung jawab untuk gejala itu : interaksi lemah. Sejauh struktur materi yang dipersoalkan, peranan interaksi lemah kelihatannya terbatas pada penyebab peluruhan beta di dalam inti yang rasio neutron/proton tidak memadai untuk menjaga kemantapan. Interaksi ini juga mempengaruhi partikel elementer yang merupakan bagian dari inti dan dapat menyebabkan transformasi menjadi partikel lain. Nama interaksi lemah timbul karena gaya berjangkauan pendek lain yang memperngaruhi nukleon sangat kuat seperti yang ditunjukkan oleh energi ikat yang sangat tinggi dari inti. Interaksi gravitasional lebih lemah daripada interaksi-lemah pada jarak dimana yang kedua merupakan faktor penting.

Empat interaksi pokok
Jadi ada empat interaksi pokok yang dipandang cukup untuk mengatur struktur dan perilaku seluruh alam semesta fisis, dari atom sampai galaksi bintang, gravitasional, elektromagnetik, nuklir kuat dan nuklir lemah. Studi teoritis baru-baru ini yang didukung oleh eksperimen, menunjukkan bahwa interaksi lemah dan elektromagnetik sebenarnya menyatakan aspek yang berbeda dari gejala dasar yang sama, dan ada tanda-tanda yang menunjukkan bahwa pada akhirnya kita mungkin dapat menyatukan interaksi kuat dan gravitasioanal juga dalam satu skema penyatuan tunggal – suatu prospek yang benar-benar luar biasa.

Sifat Radiasi Beta
a. Daya ionisasinya di udara 1/100 kali dari partikel a
b. Jarak jangkauannya lebih jauh daripada partikel a, di udara dapat beberapa cm.
c. Kecepatan partikel b berkisar antara 1/100 hingga 99/100 kecepatan cahaya.
d. Karena sangat ringan, maka partikel b mudah sekali dihamburkan jika melewati medium.
e. Partikel b akan dibelokkan jika melewati medan magnet atau medan listrik.
pada pokoknya sama. Demikian juga, penyerapan antineutrino setara dengan pemancaran neutrino, sehingga reaksi
p +                 n + e +
menyangkut proses fisis yang sama dengan peluruhan beta. Reaksi yang kedua ini, disebut peluruhan beta balik, menarik karena menyediakan metode  untuk membuktikan keberadaan neutrino.

“Penemuan” neutrino
            Mulai tahun 1953, sederetan eksperimen dilakukan oleh F. Reines, C. L. Cowan dan yang lainnya untuk mendeteksi fluks neutrino yang berasal dari peluruhan beta yang terjadi dalam sebuah reaktor nuklir. Tanki air yang mengandung senyawa cadmium dalam bentuk larutan merupakan sumber proton yang bisa berinteraksi dengan neutrino yang datang. Tanki itu dikelilingi dengan detektor gama. Segera setelah proton menyerap neutrino menimbulkan positron dan neutron, positronnya bertemu dengan elektron dan keduanya musnah. Detektor sinar-gama mendeteksi pasangan foton berenergi 0,51 MeV yang timbul dari peristiwa tersebut. Ketika itu neutron yang baru terbentuk menembus larutan sehingga setelah beberapa setelah mikrodetik ditangkap oleh inti cadmium. Inti cadmium baru yang lebih berat akan melepaskan energi eksitasi 8 MeV yang terbagi antara tiga atau empat buah foton yang terdeteksi oleh deteksi oleh detektor beberapa mikrodetik setelah foton yang terdeteksi dari pemusnahan positron-elektron. Jadi, pada prinsipnya kedatangan urutan foton seperti di atas pada detektor merupakan tanda yang meyakinkan bahwa reaksi persamaan di atas terjadi. Untuk menghindari ketaktentuan, eksperimen dilakukan, ketika reaktor dijalankan dan ketika reaktor berhenti, dan variasi yang diharapkan dari frekuensi terjadinya penangkapan neutrino diamati. Dengan cara ini kehadiran neutrino dapat diyakinkan.

Dua reaksi peluruhan beta balik
p +                 n + e +
n + v                p + e
mempunyai peluang yang sangat rendah, sehingga neutrino mampu menembus sejumlah besar materi. Jumlah fluks neutrino yang sangat besar dihasilkan dalam matahari dan bintang lain ketika terjadi nuklir didalamnya, dan fluks ini kelihatannya dapat bergerak bebas ke segala penjuru semesta. Beberapa persen dari energi yang dilepaskan dalam reaksi seperti itu dibawa oleh neutrino.

Bintang menghasilkan neutrino
Dalam kasus mataharidari luminositas yang diamati, orang menarik kesimpulan bahwa laju produksi neutrino ialah sekitar 2 x 1038 per detik. Ini berarti sekitar 1015 neutrino harus menembus setiap meter persegi permukaan bumi tiap detik. Untuk mendeteksi neutrino ini R. Davis memasang detektor dalam bekas pertambangan 1,5 km di bawah tanah dengan maksud untuk mencegah gangguan dari sinar kosmik. Detektor tersebut mengandung 600 ton cairan berisi klorin yaitu perkloretine (Cl­2Cl4), sehingga reaksi

v + 17Cl37        18Ar37 + e-

Persoalan neutrino yang hilang
Hanya sepertiga dari banyak interaksi neutrino yang dapat diamati sesuai dengan apa yang diharapkan berdasarkan model dari bagian dalam matahari. Kelihatannya peralatn ini memberikan hasil yang salah. Salah satu kemungkinan penyimpangan ini terletak pada temperatur pusat matahari yang dipakai pada perhitungan yang berlandaskan jumlah energi yang dipancarkan oleh matahari pada waktu itu. Akan tetapi energi yang ditimbulkan dalam reaksi nuklir pada bagian dalam yang tepat dari matahari akan memerlukan waktu yang lama untuk mencapai permukaan diperkirakan sekitar 106 tahun.namun neutrino hanya perlu waktu 2 detik untuk keluar. Jika temperatur pusat matahari lebih rendah pada saat ini daripada 106 tahun yang lalu, maka pengamatan neutrino yang relatif jarang akan terjadi.
            Kemungkinan yang lain menyatakan bahwa perilaku neutrino tidak terlalu baik dipahami walaupun eksperimen lain tidak memperlihatkan interkonsisten yang jelas dengan ramalan teoritis.

Interaksi lemah
            Interaksi nuklir kuat yang mengikat nukleon bersama untuk membentuk inti tidak bisa menerangkan peluruhan beta. Interaksi berjangkauan pendek yang lain ternyata bertanggung jawab untuk gejala itu : interaksi lemah. Sejauh struktur materi yang dipersoalkan, peranan interaksi lemah kelihatannya terbatas pada penyebab peluruhan beta di dalam inti yang rasio neutron/proton tidak memadai untuk menjaga kemantapan. Interaksi ini juga mempengaruhi partikel elementer yang merupakan bagian dari inti dan dapat menyebabkan transformasi menjadi partikel lain. Nama interaksi lemah timbul karena gaya berjangkauan pendek lain yang memperngaruhi nukleon sangat kuat seperti yang ditunjukkan oleh energi ikat yang sangat tinggi dari inti. Interaksi gravitasional lebih lemah daripada interaksi-lemah pada jarak dimana yang kedua merupakan faktor penting.

Empat interaksi pokok
Jadi ada empat interaksi pokok yang dipandang cukup untuk mengatur struktur dan perilaku seluruh alam semesta fisis, dari atom sampai galaksi bintang, gravitasional, elektromagnetik, nuklir kuat dan nuklir lemah. Studi teoritis baru-baru ini yang didukung oleh eksperimen, menunjukkan bahwa interaksi lemah dan elektromagnetik sebenarnya menyatakan aspek yang berbeda dari gejala dasar yang sama, dan ada tanda-tanda yang menunjukkan bahwa pada akhirnya kita mungkin dapat menyatukan interaksi kuat dan gravitasioanal juga dalam satu skema penyatuan tunggal – suatu prospek yang benar-benar luar biasa.

Sifat Radiasi Beta
a. Daya ionisasinya di udara 1/100 kali dari partikel a
b. Jarak jangkauannya lebih jauh daripada partikel a, di udara dapat beberapa cm.
c. Kecepatan partikel b berkisar antara 1/100 hingga 99/100 kecepatan cahaya.
d. Karena sangat ringan, maka partikel b mudah sekali dihamburkan jika melewati medium.

e. Partikel b akan dibelokkan jika melewati medan magnet atau medan listrik.
Print atau anda jadikan file PDF

Akilimeêng


widgeo.net
http://myinspirationofniela.blogspot.com/
http://myinspirationofniela.blogspot.com/

My Inspiration of Niela

 
Share