LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA LANJUTAN
“
Efek Compton ”
Tanggal Pengumpulan
: Selasa, 13 Juni 2017
Tanggal Praktikum
: Kamis, 25 Mei 2017
Waktu Praktikum
: 08.00 – 10.00 10.00 WIB
Nama
: Winna Normala
Nim
: 11150163000011
Kelompok
: 5 (Lima)
Nama Anggota
:
1. Intan Permata Sari (11150163000012) 2. Rizki Fajar Bagaskara (11150163000016) 3. Qori Aulia Ramadani (11150163000019) 4. Syekhah Nabila Humairoh (11150163000041) Kelas
: Pendidikan Fisika 4A
LABORATORIUM FISIKA LANJUTAN PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2017
A. Efek Compton B. Tujuan Praktikum 1. Mengukur garis spectrum energi 662 kev pada preparat CS-137 untuk kalibrasi energi pencacahan sintilasi
2. Mengukur kuanta yang dihamburkan oleh alumunium dengan variasi sudut antara sumber dan detector
3. Menentukan energi E kuanta yang dihamburkan 4. Mengetahui efek compton C. Dasar Teori Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi elektromagnetik. Arthur H. Compton (1892-1962) melalui eksperimen hamburan sinar x oleh materi, Compton mengamati bahwa panjang gelombang sinar x yang terhambur berbeda dengan panjang gelombang sebelum terhambur. Perubahan tersebut tergantung pada sudut hamburan (Anonim, 2014: File.upi.edu). Penelitiannya dengan hamburan sinar x membuktikan keberadaan teori foton Einsten. Cara lain berinteraksinya radiasi dengan atom adalah melalui efek Compton yang radiasinya dihamburkan oleh electron hampir bebas yang terikat lemah pada atomnya. Sebagian energi radiasi diberikan kepada electron, sehingga terlepas dari atom. Energi yang tersisa diradiasikan kembali sebagai radiasi electromagnet. Menurut gambaran gelombang, energi radiasi yang dipancarkan itu lebih kecil daripada energi radiasi yang datang (selisihnya menjadi energi kinetic electron). Namun panjang gelombangnya tetap sama (Kenneth Krane. 1992: 104). Compton menyimpulkan bahwa efek demikian dapat dipahami sebagai benturan antar foton dan electron, dengan foton berperilaku sebagai partikel. Dari pembahasan gelombang serta dari asas relativitas, hubungan antara energi dan momentum cahaya adalah
Foton dihamburkan oleh electron yang dalam keadaan diam pada efek Compton.
Pada peristiwa benturan tersebut berlaku kekekalan momentum dan energi (Kusminarto. 2011: 38-39). Eksperimen pertama dari jenis hamburan dilakukan oleh Arthur Compton pada tahun 1923. Pada eksperimennya sinar x dijatuhkan pada suatu sasaran hamburan, yang
oleh Compton dipilih unsur karbon. Meskipun tidak ada sasaran hamburan yang mengandung electron yang benar-benar bebas. Electron keluar terikat sangat lemah pada atomnya sehingga berperilaku seperti electron hampir bebas. Energi kinetic electron yang diperoleh dalam atom sangat kecil dibandingkan terhadap energi kinetic yang diperoleh electron dalam proses penghamburan ini. Energi dari sinar x yang terhambur diukur
dengan sebuah detector yang dapat berputar pada berbagai sudut (Beiser. A. 1992). Pada tahun 1926, istilah foton pertama kali diperkenalkan oleh Gilbert N. Lewis, secara umum foton dikenal sebagai paket energi diskrit (kuantum) gelombang elektromagnetik yang mempunyai sifat-sifat: 1. Tidak memiliki massa diam, sehingga bisa bergerak dnegan laju cahaya c 2. Foton memiliki hubungan
ℎ., , .
. Meskipun tidak
memiliki massa diam, foton memiliki energi dan momentum. Sehingga dapat bertumbukan dengan partikel lain, contohnya seperti electron 3. Dapat dipengaruhi oleh gravitasi 4. Memperantai gaya elektromagnetik antara dua atau lebih partikel yang bermuatan (Kenneth Krane. 1992: 114). D. Alat dan Bahan No.
1
Gambar
Nama Alat dan Bahan
Detector Output Stage
Am-241 Praparation dan Sr-90 2
Am-241 CS-137 Praparation
3
CS-137 Preparation
4
High Voltage Power Supply 1,5 kV
5
DC with windows 95
6
Sensor Cassy
7
Apparatus Set Compton
E. Langkah Kerja No.
Gambar
Langkah Kerja Persiapkan alat dan bahan. Menyambungkan voltage power
1
supply dan sensor cassy, sensor cassy dan DC with windows 95. Lalu menyalakan voltage power supply dan mengatur tegangan 0,71 kV Menghidupkan output RS-232 pada
2
cassy dengan computer kemudian menyalakan computer (DC with windows 95)
Melakukan percobaan pertama yaitu 3
pengkalibrasian dengan meletakan Sr90 Am-241 CS-137 preparation pada apparatus Meletakan Sr-90 Am-241 CS-137
4
preparation berhadapan dengan detector output stage Menjalankan program cassy lab di PC. Memilih display measuring parameter kemudian memilih multichannel
5
measurement. Number of channel 256 channel. Measuring time 200 s lalu negative pulse on, gain box -2 dan memilih F9 start Maka akan muncul nilai dan grafik pada layar. Lakukan juga
6
pengkalibrasian pada Am-241 preparation dengan new spectrum. Lakukan percobaan sampai waktu 0 s Mengamati preparat dengan CS-137 dan melakukan percobaan tanpa
7
0° 200 , 30° 200 , 60° 300 , 90° 400 , 120° 500 ) penghambur dengan (
Dengan preparat CS-137 melakukan percobaan juga dengan penghambur 8
0° 200 , 30° 200 , 60° 300 , 90° 400 , 120° 500 ) . Setiap
pergantian sudut, maka atur waktu
yang digunakan pada layar monitor “measuring time” dan new spektrum F. Data percobaan 1. Kalibrasi pencacahan sintilasi Preparat
: Sr-90, Am-241, CS-137 Preparation Am-241 Preparation
Number of Channel
: 256 channels
Measuring Time
: 200 s
Voltase
: 0,71 kV
Gain box
: -2
2. Pencatatan spectrum (preparat CS-137 Preparation) Sudut
Measuring Time (s)
Penghambur
200
Tidak
200
Tidak
200
Ada
300
Tidak
300
Ada
400
Tidak
400
Ada
120
500
Tidak
120
500
Ada
°
0
30 30 60 60 90 90
° ° ° ° ° °
° ° Spektrum
°
°
Letak Intensitas
Sudut
°
90
°
30
Dengan penghambur (SH)
0
57
82
113
180
Tanpa penghambur (SL)
1058
61
89
104
159
1058
4
7
9
21
273
254
436
544
683
| −|
60
°
0
120
G. Pengolahan data
°
Sudut 0
= 1− (1 −) 273 2731 273 1− 27354 273(1−0°) 1 −0,27353(1−1) 1−0 ° = 1− (1 −) 254 254 1 1−0,25443 0,25457 445,61 1− 254511 (1−30°) 1−0,49(1− 2 √ 3) ° = 1− (1 −) 436 436436 1 1−0,43643 0,43657 764,91 1 − 436511 (1−60°) 1 − 511 (1− 2) ° = 1− (1 −) 1 − 544 (1544− 90°) 1 −1,05446(1− 0) 1 −1,54406 −0,54406 −9066,67 511 ° = 1− (1 −)
Sudut 30
Sudut 60
Sudut 90
Sudut 120
*Keterangan:
683 683 1 1 − 683511 (1−120°) 1−1,34(1−− 2) 1 −2,68301 −1,68301 −676,24 = energi dalam electron = 511 keV
Tabel Hasil Pengamatan
° ° ° ° °
No.
1
0
273
273
2
30
254
445,61
3
60
436
764,91
4
90
544
-9066,67
5
120
683
-676,24
Standar deviasi = energi yang dihamburkan pada sudut
∑( − ) ( −1) 0 + (−191, 6 1) + (−328, 9 1) + (9610, 6 7) + (1359, 2 4) 5(5−1) +92364977,8+1847533,4 0+36714,4+108181,85(4) 4 94357407, 20 4717870,37 2172,06 H. Pembahasan I.
Kesimpulan 1. Panjang gelombang terhambur berbeda dengan panjang gelombang sebelum terhambur
2. Jika
>
maka hal ini menunjukkan bahwa adanya energi foton yang diserap
oleh electron dan jika
maka hal ini menunjukkan bahwa tidak ada energi
foton yang diserap oleh electron 3. Pada efek Compton jika suatu sinar jatuh pada permukaan suatu materi sebagian daripada energinya akan diberikan kepada energi tersebut dan sebagian dari sinarnya akan disebarkan J. Komentar 1. Praktikan harus lebih berhati-hati dengan alat dan bahan yang digunakan pada praktikum efek Compton karena alat dan bahannya rentan akan kerusakan 2. Praktikan harus membaca teori dari efek Compton sehingga dapat mengambil data dengan teliti dan sesuai dengan teori yang sudah ada K. Daftar pustaka Beiser, A. 1992. Konsep Fisika Modern Edisi Keempa t. Jakarta: Erlangga Krane, S. Kenneth. 1992. Fisika Modern. Jakarta: UI-Press Kusminarto. 2011. Esensi Fisika Modern. Yogyakarta: CV Andi Offset Anonim. 2014. Efek Compton. http://.file.upi.edu>JUR._PEND._FISIKA>04. Diakses pada tanggal 1 Juni 2017 pukul 17.00 WIB