determination of some nuklear properties

7/23/2019 Determination of some Nuklear properties

1/24

1

PPsUnesa

CHAPTER 8CHAPTER 8Determination of Some Nuclear

Properties

(Penentuan Beberapa Sifat Atom)

oleh

Nurul Hidayah Al Mubarokah (14!"##$%&hoirun Nisa' etno Nin) *iyas (14!"#4"%


2/24

2

PPsUnesa

TTopik

ATOM

Massa

Bil.

Kuantum

Magnetik

Spin

Spektograf

Massa

Spektometer

Massa

Aston, Bainbridge,

dan fokus ganda

MomenInti

Momen

ListrikMetode gel.

mikro

Metode

non

resonansidan

resonansi

Metode garis spektrum

atom, Efek Zeeman, dan

metode spektrum molekul

empster dan !ersi

resolusi tinggi


3/24

3

PPsUnesa

IIon optik

Gambar 2. Sifat medan magnetyang terukur.

Persamaan dasar yangmengatur pembelokan ionmassa Mo dan muatan qdalam B induksi medan

magnet.

Kekuatan medan magnet terfokus pada sinar ion yang miripdengan sinar ahaya pada sebuah lensa.


4/24

!

PPsUnesa

IIon positif

Gas dalam tabung luutan atau dari

penguapan bahan elektroda diba"ah ledakan oleh sinar katoda

atau dengan ion positif.

Sumber Produksi

Seara fotografi ataupun listrik.#eteksi fotografi melalui plat sensitifkhusus telah dikembangkan$ seperti

film di kamera.#eteksi listrik melalui kotak %araday

yang digunakan untukmengumpulkan ion yang diukur

dengan alat ukur dengan sensitifitasrendah.

Deteksi Ion


5/24

&

PPsUnesa

SSpektrometer massa Dempster

Spektrograf massa #empster tipe

setengah lingkaran dibuat di'ni(ersity of )hiago pada 1*1+.

Gambar 3. Spektrograf massa

#empster setengah lingkaran.

,on dari sumber memasuki medanmagnet melintang melalui sumber

elah S1setelah diperepat melaluitegangan -. Beberapa sinar ion

menyebar$ setelah dibelokkan 1+ooleh medan magnet dan difokuskan

pada titik S2. ,on dikumpulkan olehsebuah pelat pengumpulditun/ukkan oleh 0. Medan magnet

B berada tegak lurus terhadapbidang kertas.


6/24

PPsUnesa

SSpektro)raf massa Aston

Spektograf massa pertama kali

dibuat oleh 0ston di aboratorium)a(endish di )ambridge padatahun 1*1*.

Gambar !. Sketsa proses didalam spektrograf massa 0tom.

#ua elah yang sangat sempit S1

dan S2 berada se/a/ar. Berkas ion$se/a/ar dalam bentuk pita yangsangat tipis memiliki perbedaan

sudut yang sangat keil$ memasuki

medan listrik diantara dua platse/a/ar P1 dan P2 dan dibelokkanmelalui sudut $ yang tergantung

pada keepatan ( dari ion.


7/244

PPsUnesa

SSpektro)raf massa +rainbrid)e

Spektograf massa dibuat oleh K.5

Bainbridge bersama 6ien di '.S.0 padatahun 1*32.

Gambar &. Spektograf massaBrainbridge.

Sebelum ion dimasukan dalam medanmagnet yang tegak lurus bidang kertas$

ion harus tepat melalui filter keepatan$yang terdiri dari dua plat metal se/a/ar P1dan P2. #ispersi se/a/ar pada ion masukdi antara batas dua plat paralel menu/u

akhir. Keadaan medan listrik antara platyang tegak lurus di bidang kertas menu/uter/adinya arah ion.


8/24+

PPsUnesa

SSpektro)raf massa fokus )anda

,ni terdiri dari deteksi listrik dengan

medan magnet *o

lingkaran.Keepatan fokus ter/adi karena salahsatu /ari7/ari kelengkungan dalammedan magnet. Spektroskop inimenggunakan metode detekesi

fotografis. ebar elah utama dari$2& m dengan resolusi 1 dalam

3.

Gambar &. Spektograf fokusganda #empster.

Dempster


9/24*

PPsUnesa


Gambar . Spektograf fokusganda Brainbridge dan 8ordan.

Brainbridge dan

ordan ,ni terdiri dari deteksi listrik 9:2dengan daerah medan magnet o.

Spektroskop ini menggunakanmetode detekesi fotografis. ebar

elah utama dari $2& m denganresolusi 1 dalam 1.


10/241

PPsUnesa


!attau"# dan Her$og

,ni terdiri dari deteksi listrik ;9:!er?og.


11/2411

PPsUnesa

MMetode Doublet

Berfungsi untuk membandingkan massa atom.

Sepasang garis spektral massa mendatar karena dua/enis ion tentunya harus memiliki nilai yang sama persisdari 0:n$ dengan 0 adalah nomor massa atau /umlah darinomor massa dari setiap /enis dan n adalah muatan ion

dalam satuan muatan listrik.

8ika massa salah satu anggota dari pasangan diketahui$maka yang lain dapat dihitung dari pengetahuan tentangpemisahan ganda dan dispersi dari spektograf massa.

)ontohnya@ ion 32S2Adan 1A.

"

#

$

%

S


12/2412

PPsUnesa

SSpektrometer massa resolusi

tin))iSik%otron

Gambar +. Proses massa diemisikan padasumber medan magnet yang homogen.

,on dengan keepatan v

bergerak dalam lintasanmelingkar dengan pengaruhmedan magnet homogen B$bergerak dalam "aktu periode

5.

"

8ika tidak ada pembelokanlainnya pada medan yangbeker/a pada ion$ maka semua

akan menumbuk bagianbelakang sumber ion setelahsatu siklus.

#

S


13/2413

PPsUnesa


tin))i&megatron

Gambar *. Proses lintasan spiral ion.

,on digambarkan dengan

lintasan spiral$ merupakanminiatur dari siklotron.

"

5egangan diletakkan antaradua elektroda plat paralel.

#

Menentukan momen magnetikproton dengan mengukurfrekuensi siklotron danfrekuensi resonansi untukproton di medan magnet yangsama.

$

S


14/241!

PPsUnesa


tin))iSinkrometer

!assa

Gambar 1. Proses di dalam sinkrometermassa.

,on positif dari sumber ion

setelah munul melalui elahS1 dengan lintasan melingkardalam medan magnet yangtegak lurus dengan /ari7/ari.

"

#

Potensi modulasi terdiri daridua pulsa$ yang mengurangikeepatan dalam lintasan /ari7

/ari yang berbeda.

$

Setelah setengah siklus$ ionpositif tepat mele"ati elahdalam pulsar dengan potensimodulasi.

P


15/241&

PPsUnesa

PPen)ukuran spin melalui metode

)aris spektrum atom

Pemisahan pada tingkat energi atomuntuk interaksi spin dengan orbit yangdikenal sebagai struktur halus darigaris spektrum.

5ransisi dari pemisahan ter/adi antarastruktur halus yang dihasilkan darigaris spektrum.

"

#

Sumber energi diperoleh daripengaruh medan magnet internal.

$

)ontoh pada Catrium.%Gambar 11. Pemisahan

struktur halus.

PP


16/241

PPsUnesa


efek ,eeman

)ara lain untuk menentukan momen magnetik atom spinadalah mempela/ari garis spektrum atom dalam medan magneteksternal ;dikarenakan medan magnet internal terlalu lemah


17/2414

PPsUnesa


spektrum molekul

Pengukuran dipusatkan pada spektrum molekul diatomik$seperti >2dan 2.

%ungsi gelombang yang simetris ter/adinya adanya spinyang bertransisi.

"

#

Spin yang bertransisi akibat adanya ikatan yang bergetartanpa mengubah medan magnet di dalamnya ;medanmagnet konstan


18/241+

PPsUnesa

PPenentuan momen inti ma)net

melalui metode sinar atom (nonresonansi%Metode ini menghasilkan defleksi sinar atom bersifat

netral dalam medan magnet yang homogen."

Medan magnet yang digunakan sebesar 135 per 1 mberkas sinar atom.

#

Kelemahan metode ini sangat berpengaruh pada momenmagnetik atom.

$

0danya kelemahan tersebut dipusatkan pengukuran pada

spektrum molekul diatomik$ seperti >2dan 2.

%

PP


19/241*

PPsUnesa


melalui metode resonansima)netik abi

Metode ini menggunakan frekuensi resonansi tinggi."

Bahan yang digunakan dalam eksperimen ini adalah LiCldiuapkan melalui pompa ganda.

#

Molekul LiCllolos melalui elah dan memasuki medan

magnet yang tidak homogen ;magnet 0


20/242

PPsUnesa


melalui metode penyerapanresonansi ma)netik

Gambar 1!. Metoderesonansi magnetik atom.

Metode ini ditentukan oleh penyerapan radiasi darisebuah osilator dalam kondisi resonansi.

"

Metode ini dapat digunakan dalam memantau kuat medanmagnet inti.#

Menganalisis struktur airan$ kristal dielektrik$ logam$semikonduktor$ dan polimer.

$

PP i i


21/2421

PPsUnesa


melalui metode induksi atom

Gambar 1&. Metode induksi nuklir oleh Bloh.

Metode ini menggunakan prinsip resonansi diamatidengan mendeteksi ggl.

"

Koil berputar sesuai dengan frekuensi yang disebabkanadanya resonansi.

#

MM d k k i l b


22/2422

PPsUnesa

MMetode spektroskopi )elomban)

mikroMetode ini digunakan untuk mengukur atom berputar."

Metode ini menggunakan pengamatan pada struktur halusspektrum gelombang mikro dari atom dan molekul dalam"ilayah pan/ang gelombang $1 m sampai 2 m.

#

Pemisahan struktur halus bergantung pada massa atom$muatan atom atau spin atom sehingga dapat ditentukandengan pengukuran dari sifat tersebut.

$

MM t k li t ik d


23/2423

PPsUnesa

MMenentukan momen listrik pada

intiMomen listrik dapat diperkirakan dari pengamatan

terhadap penyimpangan perbedaan energi antara duakulit dari aturan yang sesuai.

"

Momen listrik pada inti dapat /uga diperkirakan daristruktur halus pada spektrum gelombang mikro dalam

molekul.

#


24/24

2!

PPsUnesa

T E R ! AI

kasi#

determination of some nuklear properties

Documents