Pr fisika

1. Nama : Refi Muhammad Ridha
Kelas : XII IPA 2
Sekolah : MAN 1 MODEL Kota Bengkulu
Tugas : Sejarah Kebudayaan Islam
PR Fisika
(Kumpul Hari Senin, 27 – 12 – 2015)
1. Sebutkanpengertian,keberadaan,sifat,dankegunaansinarkatoda?
2. Sebutkan sifat,kegunaan,dansebabterjadinyasinarx ?
3. Tuliskanmodel atom,kelemahan,dankeunggulandari model atom:
a. Thompson
b. Dalton
c. Rutherford
d. Bohr
4. Sebutkanpengertiandanpersamaanspektrumatomhidrogen?
5. Sebutkansifat-sifatdari sinaralpha,beta,dan gamma?
Jawab :
1. Sinarkatoda
 PengertianSinarkatoda
Sinar katode (disebut pula pancaran elektron) adalah arus elektron yang diamati di dalam
tabung vakum, yaitu tabung kaca hampa udara yang dilengkapi oleh paling sedikit dua
elektrode logamyangdiberiteganganlistrik, katode atau elektrode negatif dan anode atau
elektrode positif. Elektron pertama ditemukan sebagai komponen penyusun sinar katode.
Pada 1897, fisikawanInggrisJosephJohnThomsonmenunjukkanbahwa sinar katode terdiri
dari partikel bermuatan negatif yang belum pernah dikenal, yang kemudian dinamai
elektron.
 Keberadaan Sinar Katoda
Elektronditemukandenganmenggunakantabungkacayangbertekanansangatrendah yang
tersusun oleh:
 Plat logam sebagai elektroda pada bagian ujung tabung
 Katoda, elektroda dengan kutub negatif dan anoda, elektrode dengan kutub positif.
Listrikbertekanantinggi yangdialirkanmelaluiplatlogammengakibatkan adanya sinar yang
mengalir dari katoda menuju anoda yang disebut sinar katoda. Tabung kaca bertekanan
rendah ini selanjutnya disebut tabung sinar katoda. Adanya sinar katoda membuat tabung
menjadi gelap.Sinar katoda tidak terlihat oleh mata akan tetapi keberadaannya terdeteksi
melalui gelas tabung yang berpendar akibat adanya benturan sinar katoda dengan gelas
tabung kaca.
 Sifat Sinar Katoda :
 Sinarkatoda dihasilkanakibatadanyaaliranlistrikbertekanantinggi yang melewati plat
logam.
 Sinar katoda berjalan lurus menuju anoda.
 Sinarkatoda menimbulkanefekfluoresens(pendar) sehinggakeberadaannya terdeteksi.

2.  Sinar katoda bermuatan negatif sehingga dapat dibelokkan oleh medan listrik dan
medan magnet.
 Sinar katoda yang dihasilkan tidak tergantung dari bahan pembuat plat logam.
 Kegunaan Sinar Katoda
Kegunaannya dalam Teknologi rangkaian TV yang lebih tua menggunakan tabung sinar
katoda. Sebuah sinar elektron disemprotkan ke tabung gambar yang dikerjakan untuk
bereaksi denganelektronuntukmenghasilkangambar.Perangkat CRT yang sama digunakan
dalam monitor komputer, kini juga diganti dengan monitor layar datar.
2. Sinar X
 Sifat Sinar X:
 Sinar-Xini mempunyaibentukyangserupadengansinarcahayabiasa,inframerahdan
gelombangradio.
 Sinar-Xmempunyai gelombangyangpendekberukuran10-7hingga10-9.
 Kegunaan Sinar X:
 Dalambidang kesehatan,
 Sinarx dapat digunakanuntukmelihatkondisitulang,gigi sertaorgantubuhyang
laintanpamelakukunpembedahanlangsungpadatubuhpasien.Biasanya,
masyarakatawam menyebutnyadengansebutan‘’FOTORONTGEN’’.
 Sinar-Xdigunakanuntukmengambil gambarfotoyang dikenal sebagairadiograf.
Sinar-Xbolehmenembusi badanmanusiatetapi diserapolehbahagianyanglebih
tumpatseperti tulang.Gambarfotosinar-Xdigunakanuntukmengesankecacatan
tulang,mengesantulangyangpatahdanmenyiasatkeadaanorgan-organdalam
badan.
 Sinar-Xdigunakanuntukmemusnahkansel-sel kanker.Hal ini dikenal sebagai
radioterapi.
 Dalambidang Perindustrian,
 Memeriksaretakandalamstrukturplastik dangetah.
 Dalambidang penelitian ilmiah,
 Sinar-Xdigunakanuntukmenyelidikstruktur hablurdanjarakpemisahanantara
atom-atomdalamsuatubahan hablur.
 Dalambidang penerbangan,
 DalampenerbangansinarXdigunakanuntukmengetahuiinstrumentpesawatyang
mengalami kerusakan.Hasil dari penggunaansinarXini memudahkantehnisi
pesawatuntukmelakukanperawatanterhadapinstrumentpesawatyang
mengalami kerusakan
 Sebab Terjadinya Sinar X
Sinar X atau X-ray adalah salah satu alat yang dapat memancarkan sinar
elektromagnet. Sinar-X ini mempunyai bentuk yang serupa dengan sinar cahaya biasa,
inframerah dan gelombang radio.

3. Yang membedakan sinar x dengan cahaya biasa adalah dari segi panjang
gelombangnya. Sinar-X mempunyai gelombang yang pendek berukuran 10-7
hingga 10-9
.
3. Model Atom, kelemahan, dan Kelebihan:
a. Model Atom Thomson
J.J. Thomsonmenelitilebihlanjuttentangsinar katode dan
dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab
dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan
anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar
katode merupakanpartikel penyusun atom (partikel subatom) yang
bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.
Atommerupakanpartikel yangbersifatnetral, oleh karena
elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang
bermuatan positif untuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut. Dari
penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan
mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang
menyatakan bahwa:
"Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan
negatif elektron"
Model atomini dapatdigambarkansebagai jambubiji yangsudahdikelupaskulitnya.
biji jambumenggambarkanelektron yang tersebar marata dalam bola daging jambu yang
pejal,yangpadamodel atomThomsondianalogikansebagaibolapositif yangpejal. Model
atom Thomson dapat digambarkan sebagai berikut:
PercobaanSinar Katode

4.  Kelebihan Model Atom Thomson
Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom
bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.
 Kelemahan Model Atom Thomson
Model Thomsonini tidakdapatmenjelaskansusunanmuatan positif dan negatif dalam
bola atom tersebut.
b. Model Atom Dalton
Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan
pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua
hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum
susunantetap(hukumprouts).Lavosiermennyatakanbahwa"Massatotal
zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil
reaksi". Sedangkan Prouts menyatakan bahwa "Perbandingan massa
unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap". Dari kedua hukum
tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:
1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi
2. Atomdigambarkansebagai bolapejal yangsangatkecil,suatuunsurmemilikiatom-atom
yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
3. Atom-atombergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan
sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
4. Reaksi kimiamerupakanpemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari
atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

5. Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak
peluru. Seperti gambar berikut ini:
Model Atom Dalton seperti bola pejal
Percobaan Lavosier
Mula-mula tinggi cairan merkuri dalam wadah yang berisi udara adalah A, tetapi
setelah beberapa hari merkuri naik ke B dan ketinggian ini tetap. Beda tinggi A dan B
menyatakanvolume udarayangdigunakanolehmerkuri dalam pembentukan bubuk merah
(merkuri oksida). Untuk menguji fakta ini, Lavoisier mengumpulkan merkuri oksida,
kemudian dipanaskan lagi. Bubuk merah ini akan terurai menjadi cairan merkuri dan
sejumlahvolumegas(oksigen) yang jumlahnya sama dengan udara yang dibutuhkan dalam
percobaan pertama
Percobaan Joseph Pruost
Pada tahun 1799 Proust menemukan bahwa senyawa tembaga karbonat baik yang
dihasilkan
melalui sintesis di laboratorium maupun yang diperoleh di alam memiliki susunan yang
tetap.
Percobaan
ke-
Sebelumpemanasan(g
Mg)
Setelahpemanasan(g
MgO)
PerbandinganMg/MgO
1 0,62 1,02 0,62/1,02 = 0,61
2 0,48 0,79 0,48/0,79 = 0,60
3 0,36 0,60 0,36/0,60 = 0,60
 Kelebihan Model Atom Dalton
Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom.
 Kelemahan Model Atom Dalton
Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus
listrik.Bagaimanamungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik? padahal listrik

6. adalahelektronyangbergerak.Berarti adapartikel lain yang dapat menghantarkan arus
listrik.
c. Model Atom 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,didapatkanfaktabahwaapabilapartikelalfaditembakkanpadalempengemasyang
sangat tipis,makasebagianbesarpartikel 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.
Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:
1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka
didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
3. Partikel tersebutmerupakanpartikelyangmenyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta
bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000
merupakanperbandingandiameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000
lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford
mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan
bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi
oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom
terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak
saling tolak menolak.
Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai beriukut:

7. Percobaan Rutherford
 Kelebihan Model Atom Rutherford
Membuathipotesabahwaatomtersusundari inti atomdan elektron yang mengelilingi
inti.
 Kelemahan Model Atom Rutherford
Tidakdapat menjelaskanmengapaelektrontidakjatuhke dalaminti atom.Berdasarkan
teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga
lama - kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan
mendekati inti danjatuhke dalaminti Ambilahseutastali dansalahsatuujungnyaAnda
ikatkansepotong kayu sedangkan ujung yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut
di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Benar. Lama kelamaan putarannya akan pelan
dan akan mengenai kepalaAnda karena putarannya lemah dan Anda pegal memegang
tali tersebut. KarenaRutherfordadalah telah dikenalkan lintasan/kedudukan elektron
yang nanti disebut dengan kulit.
d. Model Atom Bohr
Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr
memperbaikikegagalanatomRutherford melalui percobaannya tentang
spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan
gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti
atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan
antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck,
diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:
1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam
atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron
dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
2. Selamaelektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak
ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain.
Pada peralihanini,sejumlahenergi tertentuterlibat,besarnyasesuai denganpersamaan

8. planck, ΔE = hv.
4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu,
terutamasifatyang disebutmomentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan
kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.
Menurutmodel atombohr,elektron-elektronmengelilingi inti pada lintasan-lintasan
tertentuyangdisebutkulitelektronatautingkatenergi.Tingkatenergi paling rendah adalah
kulitelektronyangterletakpalingdalam, semakinkeluarsemakin besar nomor kulitnya dan
semakin tinggi tingkat energinya.
PercobaanBohr
 Kelebihan Atom Bohr
AtomBohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya
elektron.
 Kelemahan Atom Bohr
Model atom ini adalah tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack.
4. Spektrum Atom Hidrogen
 Pengertian Atom Hidrogen
Tabung sinar hidrogen adalah suatu tabung tipis yang berisi gas hidrogen pada
tekananrendahdengan elektrodapadatiap-tiapujungnya. Jika anda melewatkan tegangan
tinggi (katakanlah,5000 volt), tabung akan menghasilkan sinar berwarna merah muda yang
terang.

9. Jika sinar tersebut dilewatkan pada prisma atau kisi difraksi, sinar akan terpecah
menjadi beberapa warna. Warna yang dapat anda lihat merupakan sebagian kecil dari
spektrum emisi hidrogen. Sebagian besar spektrum tak terlihat oleh mata karena berada
pada daerah infra-merah atau ultra-violet.
Pada foto berikut, sebelah kiri menunjukkan bagian dari tabung sinar katoda, dan
sebelah kanan menunjukkan tiga garis yang paling mudah dilihat pada daerah tampak
(visible) dari spektrum. (mengabaikan "pengotor" − biasanya berada di sebelah kiri garis
merah, yang disebabkan oleh cacat pada saat foto diambil. Lihat catatan di bawah)
 Asal usul spektrum emisi hidrogen
Garis-garis pada spektrum emisi hidrogen membentuk pola yang umum dan
dapat ditunjukkan dengan persamaan yang (relatif) sederhana. Masing-masing garis
dapat dihitung dari kombinasi angka-angka sederhana.
Mengapa hidrogen mengemisikan sinar ketika tereksitasi dengan adanya
tegangan tinggi dan apa arti dari semua angka-angka itu?
Ketikatakada yang mengeksitasi,elektronhidrogen berada pada tingkat energi
pertama − tingkat yang paling dekat dengan inti. Tetapi jika anda memberikan energi
pada atom, elektron akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi − atau bahkan
dilepaskan dari atom.
Tegangan tinggi pada tabung sinar hidrogen menyediakan energi tersebut.
Molekul hidrogenawalnyapecah menjadiatom-atomhidrogen(oleh karena itu disebut
spektrum emisi atom hidrogen) dan elektron kemudian berpromosi ke tingkat energi
yang lebih tinggi.
Misalkan suatu elektron tereksitesi ke tingkat energi ketiga. Elektron akan
cenderungmelepaskanenergi lagi dengankembali ke tingkat yang lebih rendah. Hal ini
dapat dilakukan dengan dua cara yang berbeda.
Elektron dapat turun, kembali lagi ke tingkat pertama, atau turun ke tingkat
kedua − dan kemudian, pada lompatan kedua, turun ke tingkat pertama.

10.  Persamaan Atom Hidrogen
 deret Lyman
DeretLyman merupakanderetgarispadadaerahultra-violet.Perhatikanbahwa
garis makin merapat satu sama lain dengan naiknya frekuensi. Akhirnya, garis-garis
makinrapat dan tidakmungkindiamati satupersatu,terlihatseperti spektrum kontinu.
Hal itu tampak sedikit gelap pada ujung kanan tiap spektrum.
Kemudian pada titik tertentu, disebut sebagai deret limit (limit series), deret
terhenti.
Jikaanda melihatderetBalmeratauPaschen,andaakan melihat polanya sama,
tetapi deretnya menjadi makin dekat. Pada deret Balmer, perhatikan posisi tiga garis
yang tampak pada foto di bagian atas.
 Persamaan Balmer dan Rydberg
Dengan sedikit pengetahuan matematika yang mengagumkan, pada 1885
Balmer memberikan rumus sederhana untuk memperkirakan panjang gelombang dari
beberapa garis yang sekarang kita kenal dengan deret Balmer. Tiga tahun berikutnya,
Rydberg membuat rumus yang lebih umum sehingga dapat diterapkan untuk
memperkirakan panjang gelombang beberapa garis pada spektrum emisi hidrogen.
 Rydberg memberikan rumus:
RH merupakan konstanta yang disebut dengan konstanta Rydberg.
n1 dan n2 merupakan bilangan bulat (seluruh angka). n2 lebih besar daripada n1.
Dengankata lain, jika n1, katakanlah 2, maka n2 dapat berupa seluruh angka antara
3 dan tak hingga.
Berbagai kombinasi angka dapat anda masukkan ke dalam rumus, sehingga anda
dapat menghitung panjang gelombang dari suatu garis pada spektrum emisi

11. hidrogen − dan terdapat kesamaan antara panjang gelombang yang anda dapatkan
denganmenggunakanrumusini denganyangdiperoleh dari hasil analisis spektrum
aslinya.
Anda dapat juga menggunakan versi yang dimodifikasi dari persamaan Rydberg
untuk menghitung frekuensi masing-masing garis. Persamaan yang dimodifikasi
dapat anda perolehdari persamaansebelumnyadanrumuspanjanggelombang dan
frekuensi pada bagian sebelumnya.
 persamaan Rydberg
n1 dan n2 padapersamaanRydberg merupakan tingkat energi sederhana pada
setiap lompatan yang menghasilkan garis yang khas pada spektrum.
Sebagai contoh,padaderetLyman,n1 selalu1.Elektron yang turun ke tingkat 1
menghasilkangarispadaderetLyman.Untukderet Balmer, n1 selalu 2, karena elektron
turun ke tingkat-2.
n2 merupakan tingkat asal lompatan. Kita telah menyebutkan bahwa garis
merahmerupakan hasil dari turunnya elektron dari tingkat-3 ke tingkat-2. Pada contoh
ini, n2 sama dengan 3.
5. Sifat Sinar radioaktif:
a. Sinar ( α )
Sinaralfa merupakanradiasi partikelyangbermuatanpositif.Partikelsinaralfa sama
dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah partikel
terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan
kecepatansekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar, daya tembus
sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar-sinar radioaktif. Diudara hanya dapat
menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alfa dapat dihentikan
oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ketika bertabrakan
denganmolekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya
mengalami ionisasi.Akhirnyapartikelalfaakanmenangkap2elektron dan berubah menjadi
atom helium.

12. b. Sinar beta ( ß )
Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan
berkaselektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan-l e dan bermassa
1/836 sma.Karenasangat kecil,partikel betadianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan
dengannotasi . Energi sinarbetasangat bervariasi,mempunyai dayatembuslebihbesardari
sinaralfatetapi daya pengionnyalebihlemah.Sinarbetapalingenergetik dapat menempuh
sampai 300 cm dalam uadara kering dan dapat menembus kulit.
c. Sinar gama (γ )
Sinargamma adalahradiasi elektromagnetekberenergi tinggi, tidak bermuatan dan
tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi . Sinar gamma mempunyai daya
tembus. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan
sinar X dan sinar Positron. Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik.
Salah satu sifat menguntungkan dari sinar radioaktif adalah daya tembusnya yang
tinggi. Kekuatan tembus sinar-sinar radioaktif ini dipengaruhi oleh daya ionisasinya. Daya
ionisasi adalah kemampuan sinar radioaktif menarik elektron dari atom-atom yang
dilewatinya.Partikel-amempunyaidayaionisasiyangkuatkarenamuatannyapositif.Ialebih
mudah menarik elektron bebas dari atom-atom. Partikel-ß memiliki daya ionisasi yang
kurang kuat dan partikel- γ memiliki daya ionisai paling lemah. Untuk mengionisasi atom
sinar radioaktif akan menggunakan energi yang dimilikinya, sehingga semakin kuat daya
ionisasinyasemakinbanyakenerginyayanghilang.Hal ini tentusajaberpengaruh pada daya
tembusnya. Sinar- γ memiliki daya tembus paling kuat , kemudian sinar-ß dan yang paling
lemah adalah sinar- α. Di udara terbuka sinar- α akan kehilangan banyak energi karena
mengionisasi molekul-molekul udara sehingga hanya memiliki jangkauan beberapa
centimeter saja.
