Hamburan Compton
Hamburan Compton adalah suatu efek yang merupakan bagian interaksi sebuah penyinaran terhadap suatu materi. Efek Compton adalah salah satu dari 3 proses yang melemahkan energi suatu sinar ionisasi. Bila suatu sinar jatuh pada permukaan suatu materi sebagian daripada energinya energinya akan diberikan diberikan kepada materi materi tersebut, tersebut, sedangkan sinar itu sendiri akan di sebarkan. sebarkan. Sebagai contoh : Element dalam sistem periodik dengan nomer atom yang besar seperti timbal akan meyerap energi energi sinar ionisasi efek fotoelektrik , sedangkan element yang bernomer atom kecil akan menyebarkan menyebarkan sinar ionisasi ionisasi tersebut. enyebaran enyebaran sinar !ontgen pada dasarnya dasarnya lebih kuat kuat dari dari sinar sinar cahaya yang yang dapat dilih dilihat at polychromatik. polychromatik. Bahkan sinar rontgen normal pada perjalanannya di udara mengalami penyebaran, ini juga yang menjadi sumber bahaya yang serius didalam penggunaan sinar rontgen di kedokteran tanpa pakaian khusus. ada penyebaran secara normal energi sinar rontgen tidak berubah, yang berubah adalah arah begeraknya.
Efek Compton "enurut teori kuantum cahaya, foton berlaku sebagai partikel, hanya saja foton tidak mempunyai massa diam. jika hal ini benar kita harus bisa menganalisis tumbukan tumbukan antara foton dengan elektron, misalnya, dengan cara yang sama seperti tumbukan bola bilyard dianalisis dengan mekanika pendahuluan. gambar diba#ah ini menunjukan bagaimana tumbukan serupa itu digambarkan, dengan foton itu digambarkan, dengan foton sinar$% menumbuk elektron &yang mula$mula dalam keadaan diam terhadap sistem koordinat laboratorium' dan kemudian mengalami hamburan dari arahnya semula sedangkan elektronnya menerima impulse dan mulai bergerak. dalam tumbukan ini foton dapat dipandang sebagai partikel yang kehilangan sejumlah energi yang besarnya sama dengan energi kinetik ( yang diterima oleh elektron, #alaupun sebenarnya kita mengamati dua foton yang berbeda. jika foton semula mempunyai frekuensi v, maka foton hambur mempunyai frekuensi yang lebih rendah v’ , sehingga:
(ehilangan energi foton ) Energi yang diterima elektron hv - hv’ ) (
&*'
karena momentum partikel tak bermassa berkaitan deng an energi menurut rumus E = pc dan karena energi foton adalah hv, momentumnya adalah p = E/c = hv/c &+'
gambar fek compton "omentum, tidak seperti energi, merupakan kuantitas ektor yang mempunyai arah dan besar, dan dalam tumbukan momentum harus kekal dalam masing$masing sumbu dari kedua sumbu yang saling tegak$lurus. &bila lebih dari dua benda yang bertumbuka, tentu saja momentum harus kekal pada masing$masing sumbu dari ketiga sumbu yang saling tegak$lurus'. arah yang dipilih disini adalah arah foton semula dan satu lagi tegak$lurus pada bidang yang mengandung elektron dan foton hambur &lihat gambar diatas'. momentum semula adalah hv/c, momentum foton hambur adalah hv’/c, dan momentum elektron mula serta akhir adalah, berurutan, - dan p, dalam arah foton semula "omentum mula ) "omentum akhir
&3' dan tegak lurus pada arah ini "omentum mula ) "omentum akhir
&' Sudut
Kuliah 5. Efek Compton
Dalam teori kuantum cahaya dianggap bahwa foton dalam perjalannya dalam ruang dengan kecepatan c tidak menyebar sebagaimana gelombang, tetapi tetap terkonsentrasi dalam ruang yang sangat kecil. Hal ini sangat mirip dengan zarah. Pertanyaan berikutnya adalah : “ Apalah kesejajaran ini lebih luas lagi, artinya apakah foton juga memiliki sifat-sifat lain dari zarah?”
ada tahun */+3, Compton memberikan kesimpulannya mengenai hamburan sinar % oleh materi. 0alam naskah ilmiahnya 12 uatum 4heory of Scattering of 5$!ays by 6ight7, Compton menerangkan percobaannya tentang hamburan sinar % oleh materi. 0iamatinya bah#a panjang gelombang sinar % yang terhambur berbeda dengan panjang gelombang sinar % sebelum terhambur. erubahan panjang gelombang tersebut ternyata juga bergantung dari sudut hamburan. (esimpulan yang dicantumkan dalam naskah Campton tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut : •
eori !ampton saat ini bertopang pada pengandaian bahwa setiap elektron yang berperan dalam proses ini menghambur suatu kuantum cahaya yang utuh "foton#.
•
eori ini berlandaskan pada hipotesa bahwa kuantum$kuantum cahaya datang dari berbagai arah tertentu dan dihamburkan pula dalam arah$arah tertentu "tidak acak#.
•
Hasil eksperimen yang dilakukan untuk menyelidiki teori tersebut dengan sangat menyakinkan telah menunjukkan bahwa gumpalan radiasi "kuantum radiasi, foton#, kecuali membawa energi juga memiliki momentum linear.
Hal di atas adalah suatu kesimpulan yang memiliki dampak yang mendasar, karna foton juga ditandai dengan suatu besaran %sik lain yaitu momentum linear. &ntuk dapat memahami kesimpulan$kesimpulan tersebut berikut ini akan dibahas tentang percobaan !ompton. •
'inar ( yang dipancarkan oleh sumbernya dijadikan sinar monokhromatis lebih dahulu, kemudian dijatuhkan pada suatu zat penghamburan '.
Kuliah 5. Efek Compton
Dalam teori kuantum cahaya dianggap bahwa foton dalam perjalannya dalam ruang dengan kecepatan c tidak menyebar sebagaimana gelombang, tetapi tetap terkonsentrasi dalam ruang yang sangat kecil. Hal ini sangat mirip dengan zarah. Pertanyaan berikutnya adalah : “ Apalah kesejajaran ini lebih luas lagi, artinya apakah foton juga memiliki sifat-sifat lain dari zarah?”
ada tahun */+3, Compton memberikan kesimpulannya mengenai hamburan sinar % oleh materi. 0alam naskah ilmiahnya 12 uatum 4heory of Scattering of 5$!ays by 6ight7, Compton menerangkan percobaannya tentang hamburan sinar % oleh materi. 0iamatinya bah#a panjang gelombang sinar % yang terhambur berbeda dengan panjang gelombang sinar % sebelum terhambur. erubahan panjang gelombang tersebut ternyata juga bergantung dari sudut hamburan. (esimpulan yang dicantumkan dalam naskah Campton tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut : •
eori !ampton saat ini bertopang pada pengandaian bahwa setiap elektron yang berperan dalam proses ini menghambur suatu kuantum cahaya yang utuh "foton#.
•
eori ini berlandaskan pada hipotesa bahwa kuantum$kuantum cahaya datang dari berbagai arah tertentu dan dihamburkan pula dalam arah$arah tertentu "tidak acak#.
•
Hasil eksperimen yang dilakukan untuk menyelidiki teori tersebut dengan sangat menyakinkan telah menunjukkan bahwa gumpalan radiasi "kuantum radiasi, foton#, kecuali membawa energi juga memiliki momentum linear. Hal di atas adalah suatu kesimpulan yang memiliki dampak yang mendasar,
karna foton juga ditandai dengan suatu besaran %sik lain yaitu momentum linear. &ntuk dapat memahami kesimpulan$kesimpulan tersebut berikut ini akan dibahas tentang percobaan !ompton. •
'inar ( yang dipancarkan oleh sumbernya dijadikan sinar monokhromatis lebih dahulu, kemudian dijatuhkan pada suatu zat penghamburan '.
