PETUNJUK PRAKTIKUM
FISIKA INTI
OLEH: Yusman Wiyatmo, M.Si.
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA TAHUN 2011
Percobaan 1 Efek Variasi Ketebalan Bahan (Absorber) Terhadap Atenuasi Radiasi Sinar Gamma
Tujuan Penelitian : Menentukan koefisien atenuasi bahan terhadap radiasi sinar gamma.
Alat: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
1 unit counter seperti Geiger- Muller counter S Pengeras suara Counter berjendela-tipis Penjepit tabung-counter Panel percobaan RAD 2 buah lempengan aluminium 6 buah lempengan timah Penjepit preparasi Model preparasi Preparasi Ra-226, 3.3 kBq Pencatat waktu
Petunjuk Praktikum:
Gb.1. Rangkaian percobaan
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
panel percobaan counter berjendela tipis penjepit tabung counter 2 lempengan aluminium preparasi Ra-226 penjepit preparasi lempengan timah
Gb.2. Panel percobaan nampak dari atas
1. Set alat percobaan seperti terlihat pada Gb.1 dan Gb.2. Gunakan 2 lempengan aluminium (4) untuk menutupi radiasi alfa dan beta : letakkan sebuah lempengan aluminium di atas panel percobaan (1) dan sandarkan lempengan yang kedua pada lempengan pertama yang posisinya menghadap preparasi Ra-226. Biarkan posisi seperti ini untuk semua pengukuran di atas panel percobaan. 2. Geser tutup pelindung counter berjendela-tipis dengan hati-hati dan jangan menyentuh bagian jendela-tipisnya karena mudah pecah. 3. Penggunaan counter: Pertama-tama hentikan counter dengan menekan tombol STOP lalu RESET sehingga tertulis angka 0 pada layar display. Pengukuran: tekan tombol START pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Untuk mengakhiri pengukuran tekan tombol STOP pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan 4. Tambahkan lempengan timah diantara lempengan aluminium dengan counter (ketebalan tiap lempengan 2 mm) lalu ukurlah nilai cacah N1 untuk tiap penambahan lempengan (ukurlah selama 1 menit, catat jumlah cacahnya).
Tabel 1.
Ketebalan lapisan timah (mm)
0
2
4
6
8
12
Nilai cacah N
N1
1 min N1 N 0
1 min
5. Masukkan kembali preparasi Ra-226 ke dalam tempatnya kemudian ukur cacah natar N0. N0 = ______________.
6. Setelah pengukuran selesai letakkan kembali tutup pelindung counter berjendela-tipis.
Evaluasi
1. Carilah selisih dari N1 – N0 dan catat harganya pada baris terakhir dari tabel 1. 2. Bagaimanakah hubungan antara ketebalan timah dengan nilai cacah? ___________________________________________________________________________ 3. Pada ketebalan berapakah timah nilai cacah menjaadi berkurang ½ nya? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
02
Efek Dari Jarak Antara Sumber Radiasi Dan Counter BerjendelaTipis Terhadap Nilai Cacah
Tujuan penelitian : Menyelidiki pengaruh jarak antara sumber radiasi dan counter berjendelatipis terhadap nilai cacah radiasi sumber radioaktif.
Alat:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Counter GM Pengeras suara Counter berjendela-tipis Panel percobaan Penjepit tabung counter Bingkai aluminium 2 penjepit Penjepit preparasi
Petunjuk Praktikum:
9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
Model preparasi Lempengan timah Kaos lampu Preparasi Ra-226, 3.3 kBq Pencatat waktu Selember kertas 6x6 cm Gunting
Gb.1. Rangkaian alat percobaan
Gb.2. Rangkaian percobaan terlihat dari atas Gb.3. Rangkaian percobaan untuk langkah (1) Panel percobaan, (2) Counter berjendela-tipis, (3) Penjepit tabung counter, (4) Preparasi Ra-226, (5) Penjepit preparasi, (6) kertas, (7) Bingkai aluminium, (8) kaos lampu dlm kantong plastik, (9) Lempengan timah (10) penjepit.
1. 2.
Susun alat seperti terlihat pada Gb.1 dan Gb.2. Geser tutup pelindung counter berjendela-tipis dengan hati-hati dan jangan menyentuh bagian jendela-tipisnya karena mudah pecah.
3. Penggunaan counter:
4.
o Pertama-tama hentikan counter dengan menekan tombol STOP lalu RESET sehingga tertulis angka 0 pada layar display. o Pengukuran: tekan tombol START pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. o Untuk mengakhiri pengukuran tekan tombol STOP pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Susun counter berjendela-tipis dan preparasi Ra-226 dengan jarak yang divariasi dan ukur nilai cacahnya (N1) cacah dihitung dalam 1 menit untuk tiap jarak. Tabel 1. d/cm
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N1
1min
5.
N~
1 d
N~
1 d2
Setelah pengukuran selesai letakkan kembali tutup pelindung counter berjendela-tipis.
Evaluasi:
6. 7.
8. 9.
Hitung harga untuk fungsi N ~ 1/d dan N ~ 1/d2 (mulai dari harga pengukuran pertama) dan tuliskan di baris terakhir pada tabel 1 dan 2. Plot angka-angka tersebut ke dalam dua buah grafik sebagai fungsi titik-titik sumber radiasi (preparasi Ra-226) dan bandingkan kurva dengan perhitungan dari fungsi N ~ 1/d dan N ~ 1/d2 (lihat gambar 4 dan 5). Menurut pengamatan bagaimana hubungan antara jarak dan nilai cacah? _________________________________________________________________________ Bagaimanakah hubungan antara jarak dan nilai cacah untuk tiap-tiap titik sumber radiasi? __________________________________________________________________________
10. Bagaimanah nilai cacah menurun untuk tipe sebaran sumber radiasi ketika jarak antara sumber dan counter berjendela-tipis ditambah? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________
03
Ralat Statistik dari Pengukuran Tunggal
Tujuan Penelitian: Menghitung nilai cacah untuk pengukuran berulang yang bervariasi dan menghitung deviasi presentase sebuah pengukuran tunggal dari nilai rata-rata.
Alat:
1. 2. 3. 4. 5. 6.
1 unit counter seperti Geiger- Muller counter S Pengeras suara Counter berjendela-tipis Penjepit tabung counter Panel percobaan RAD Model preparasi
7. Penjepit 8. Lempeng timah 9. Pencatat waktu 10. Preparasi Ra-226, 3.3 kBq Penjepit preparasi
Petunjuk Praktikum:
Gb.1. Rangkaian percobaan (1) panel percobaan, (2) counter berjendela-tipis (3) penjepit tabung counter (4) preparasi Ra-226 (5) penjepit preparasi
1. Set alat seperti terlihat pada Gb. 1 dan Gb. 2. 2. Geser tutup pelindung counter berjendela-tipis dengan hati-hati dan jangan menyentuh bagian jendelatipisnya karena mudah pecah. 3. Penggunaan counter: Pertama-tama hentikan counter dengan menekan tombol STOP lalu RESET sehingga tertulis angka 0 pada layar display. Pengukuran: tekan tombol START pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Untuk mengakhiri pengukuran tekan tombol STOP pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Gb.2. Panel percobaan terlihat dari atas
4.
Untuk tiap-tiap pengukuran berulang yang diberikan pada tabel 1, ukur jumlah cacah lima kali. Tabel 1. Pengukuran No
N1 10 s 1
N2 60 s 1
N3 120 s 1
1 2 3 4 5 5.
Setelah pengukuran selesai, pindahkan preparasi Ra-226 dari rangkaian percobaan dan kembalikan ke kotaknya. Letakkan kembali tutup pelindung counter berjendela-tipis.
Evaluasi
1.
Hitung harga rata-rata N untuk tiap 3 kali pengukuran. Tabel 2. N1 10 s 1
2.
N2 60 s 1
N3 120 s 1
Dari perhitungan probabilitas, kita tahu bahwa untuk kejadian random : 68,3 % Harga-harga pengukuran beradadi dalam interval N N , 95,4 % Harga-harga pengukuran beradadi dalam interval N 2 N , dan 99,7 % Harga-harga pengukuran beradadi dalam interval N 3 N . N disebut deviasi standart. Hitung harga untuk tiga harga rata-rata dan sebutkan di
100 % . Tabel 3. interval mana? Lalu hitung deviasi standart dalam persen N
Cacah
N
N
N N
N N
100 % N
N1
10 s N2
60 s N3
120 s 3.
Bagaimanakah hubungan antara nilai cacah rata-rata dengan deviasi standart dalam persen? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________
04
Uji Statistik Radiasi Latar
Tujuan Penelitian: Mengetahui frekuensi cacah latar yang terjadi, ketika jumlah cacah dalam 10 detik diukur 100 kali.
Alat:
1. 2. 3. 4. 5. 6.
1 unit counter seperti Geiger- Muller counter S Pengeras suara Counter berjendela-tipis Penjepit tabung counter Panel percobaan RAD Pencatat waktu
Petunjuk Praktikum:
Gb.1. Rangkaian percobaan (1) panel percobaan, (2) counter berjendela tipis, (3) penjepit tabung counter
1. Set alat percobaan seperti terlihat pada Gb.1 dan Gb.2. 2. Geser tutup pelindung counter berjendela-tipis dengan hati-hati dan jangan menyentuh bagian jendelatipisnya karena mudah pecah. 3. Penggunaan counter: Pertama-tama hentikan counter dengan menekan tombol STOP lalu RESET sehingga tertulis angka 0 pada layar display. Pengukuran: tekan tombol START pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Untuk mengakhiri pengukuran tekan tombol STOP pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Gb.2. Panel percobaan terlihat dari atas
4. Ukur cacah latar 100 kali. Buatlah tanda perhitungan tiap cacah latar yang dapat dipercaya terjadi lalu hitung dan tuliskan pada tabel 1. Tabel 1. N0
10 s
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Kejadian
5. Setelah pengukuran selesai letakkan kembali tutup pelindung counter berjendela-tipis.
Evaluasi 1. Berapakah range cacah latar ? N0 = _________ s/d __________
2. Cacah latar yang mana yang sering muncul? N0 = ____________
3. Carilah nilai rata-rata untuk semua cacah latar! N 0 = ____________
4. Gambarkan grafik menggunakan pasangan harga dari tabel 1 lalu gambarkan juga dalam N0 harga rata-rata ( sumbu x : ; sumbu y : frekuensi). (lihat gambar 3). 10 s 5. Apakah harga rata-rata dan harga yang sering muncul sama? ___________________________________________________________________________ 6. Apa yang bisa kita simpulkan dari harga-harga pengukuran yang menyimpang dari nilai yang sering muncul? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
Gb.3. Distribusi frequensi cacah natar
05
Mengukur Nilai Cacah Untuk Thorium Dengan Variasi Massa
Tujuan Penelitian: Memvariasi massa material radioaktif dengan menambah jumlah kaos lampu pada kantong plastik di depan tabung counter berjendela-tipis. (1 kaos lampu mengandung 0,3 g thorium dalam bentuk thorium nitrate). Alat: 1. 2. 3. 4. 5.
1 unit counter seperti Geiger- Muller counter S Pengeras suara Counter berjendela tipis Penjepit tabung counter Panel percobaan RAD
6. 7. 8. 9.
Bingkai aluminium 2 buah penjepit 3 buah kaos lampu Pencatat waktu
Petunjuk Praktikum:
Gb.1. Rangkaian percobaan, (1) panel percobaan, (2) counter berjendela-tipis, (3) penjepit tabung counter, (4) bingkai aluminium, (5) penjepit, (6) kaos lampu didlm kantong plastik
1. Set alat seperti terlihat pada Gb. 1 dan Gb. 2. Jangan dulu meletakkan kaos lampu pada bingkai aluminium (4). 2. Geser tutup pelindung counter berjendelatipis dengan hati-hati dan jangan menyentuh bagian jendela-tipisnya karena mudah pecah. 3. Penggunaan counter: Pertama-tama hentikan counter dengan menekan tombol STOP lalu RESET sehingga tertulis angka 0 pada layar display. Pengukuran: tekan tombol START pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Untuk mengakhiri pengukuran tekan tombol STOP pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Gb.2. Panel percobaan terlihat dari atas
4. Ukurlah nilai cacah N1 pada saat tidak ada kaos lampu, menggunakan 1 kaos lampu, 2 kaos lampu, dan 3 kaos lampu (6) yang diletakkan di bingkai aluminium (4) menghadap ke counter dengan menggunakan penjepit (5). Tabel 1 Jumlah kaos lampu
0
1
2
3
N1 min
5. Letakkan hanya 1 kaos lampu yang dimasukkan ke dalam sebuah kantong plastik pada bingkai aluminium dengan menggunakan penjepit. Lalu Ukurlah nilai cacah N2. Ukurlah juga nilai cacah dengan menambahkan jumlah kantong plastik yang melapisi kaos lampu. Tabel 2. Jumlah kantong plastik yang membungkus kaos lampu N2 min
0
1
2
3
6. Setelah pengukuran selesai letakkan kembali tutup pelindung counter berjendela-tipis. Evaluasi 1. Tiap kaos lampu mengandung sekitar 0,3 sampai 0,4 g thorium murni. Bagaimanakah hubungan antara nilai cacah dengan massa thorium? ___________________________________________________________________________ 2. Bagaimanakah hubungan kuantitatif antara nilai cacah dengan massa thorium? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3. Alasan apa yang bisa kita gunakan untuk kejadian di atas? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
06
Uji Potasium Sulfat
Tujuan Penelitian: Menguji apakah potasium sulfat memancarkan radiasi terionisasi. Alat: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
1 unit counter seperti Geiger- Muller counter S Pengeras suara Counter berjendela tipis Penjepit tabung counter Panel percobaan RAD 1 botol Potasium sulfat Pencatat waktu
Petunjuk Praktikum:
Gb.1. Rangkaian percobaan (1) Panel percobaan , (2) counter berjendela tipis, (3) penjepit tabung counter, (4) potassium sulfat dalam botol.
1. Set alat seperti terlihat pada Gb.1 dan Gb.2. Letakkan botol potasium sulfat (4) berjarak 0,5 cm , putar botor sehingga label tidak berada tepat di depan counter berjendelatipis. 2. Geser tutup pelindung counter berjendelatipis dengan hati-hati dan jangan menyentuh bagian jendela-tipisnya karena mudah pecah. 3. Penggunaan counter: Pertama-tama hentikan counter dengan menekan tombol STOP lalu RESET sehingga tertulis angka 0 pada layar display. Pengukuran: tekan tombol START pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan. Untuk mengakhiri pengukuran tekan tombol STOP pada counter dan pencatat waktu secara bersamaan Gb.2. panel percobaan nampak dari samping
4. Dengan potasium sulfat berada di depan counter hitunglah nilai cacah N1 untuk waktu pengukuran 10 menit. Baca juga nilai cacah untuk waktu 2, 4 dan 6 menit. Tabel 1. N1
N1
2 menit
N1
4 menit
N1
6 menit
N1
10 menit
5. Pindahkan botol potasium sulfat dari rangkaian percobaan lalu ukurlah cacah latarnya N0. Ukur juga cacah latarnya pada saat 2, 4, dan 6 menit. Tabel 2. N0
N0
2 menit
N0 4 menit
N0 6 menit
N0 10 menit
6. Setelah pengukuran selesai letakkan kembali tutup pelindung counter berjendela-tipis. Evaluasi 1. Bandingkan cacah N1 dengan N0 setelah pengukuran 10 menit. Kesimpulan apa yang bisa kita dapat dari perbandingan ini? N1= ____________________
N0 = ____________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
