PENDAHULUAN FISIKA ZAT PADAT SUMBER SINAR-X
OLEH KELOMPOK IV DZUL AMALIA
: 20600114105
FOETRI NURHIDAYAH K
: 20600114034
NURPADILAH
: 20600114071
EVI NOPITA
: 20600114080
ROSTA
: 20600114017
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR 2016
armitacahyani97.blogspot.co.id
KATA PENGANTAR Segala puji atas kebesaran sang khalik ALLAH Subhanahu Wa Ta’ala yang telah mencitakan alam semesta dalam suatu keteraturan hingga dari lisan terpetik berjuta rasa syukur atas limpahan rahmat dan hiedayah-Nya, sehingga kami diberikan kekuatan dan kesempatan menyelesaikan makalah dari Ibu A.Jusriana,S.Si,M.Pd. “Sumber Sinar-X” yang Insya Allah terlaksana dengan baik. Salawat dan salam tercurah kepada baginda Muhammad Shallallahu ‘Alaihi Wa sallam, yang telah diutus ke permukaan bumi ini untuk menuntun manusia dari lemba kebiadaban menuju ke puncak peradaban. Kami menyadari sepenuhnya, dalam penyusunan makalah ini tidak lepas dari tantangan dan hambatan. Namun berkat izin ALLAH Subhanahu Wa ta’ala melalui kerja keras dan motivasi dari pihak langsung maupun tidak langsung yang memperlancar jalannya penyusunan makalah ini. Terima kasih kami ucapkan kepada Ibu yang telah memberikan amanahnya kepada kami, sehingga dengan amanah dari Ibu, kami mendapatkan wawasan yang lebih dalam mengenai pembahasan Pendahuan Fisika Zat Padat, dan terima kasih juga kepada para pendukung dan pemberi motivasi, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah kami. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya kami yang menyusun makalah ini dan semua yang membaca makalah ini, mudahmudahan juga dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca. Apabila dalam penyusunan makalah ini terdapat kesalahan kami selaku penyusun memohon maaf karena kami hanya manusia biasa yang tidak lupuk dari kesalahan. Untuk itu kami mohon saran dan kritikannya demi kesempurnaan pada penyusunan makalah selanjutnya. Terima kasih. 09 Mei 2016 Penyusun
armitacahyani97.blogspot.co.id
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang sinar-X merupakan pengamatan astronomi yang berkaitan dengan studi observasi X-ray dan deteksi dari objek astronomi. X-radiasi yang diserap oleh atmosfer Bumi, sehingga instrumen untuk mendeteksi sinar-X harus diambil untuk ketinggian tinggi oleh balon, roket sounding, dan satelit. Emisi sinar-X yang diharapkan dari objek astronomi yang mengandung gas sangat panas pada suhu dari sekitar satu juta kelvin (K) untuk ratusan juta kelvin (MK). Meskipun sinar-X telah diamati berasal dari Matahari sejak tahun 1940-an, penemuan pada tahun 1962 dari sumber sinar-X kosmis pertama adalah suatu kejutan. Sumber ini disebut Scorpius X-1 (Sco X-1), sumber sinar-X pertama kali ditemukan di konstelasi Scorpius. Emisi sinar-X dari Scorpius X-1 adalah 10.000 kali lebih besar dari emisi visualnya, sedangkan dari Matahari adalah sekitar satu juta kali lebih sedikit. Selain itu, output energi dalam sinar-X adalah 100.000 kali lebih besar dari total emisi Matahari di semua panjang gelombang. Berdasarkan penemuan dalam bidang baru astronomi sinar-X, dimulai dengan Scorpius X-1, Riccardo Giacconi menerima Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 2002. Sekarang diketahui bahwa seperti sumber X-ray sebagai Sco X-1 adalah bintang kompak, seperti bintang neutron atau lubang hitam. Bahan jatuh ke dalam lubang hitam dapat memancarkan sinar-X , tetapi lubang hitam itu sendiri tidak. Sumber energi untuk emisi sinar-X adalah gravitasi. Infalling gas dan debu dipanaskan oleh bidang gravitasi yang kuat dari ini dan benda-benda langit lainnya.Banyak ribuan sumber X-ray yang diketahui. Selain itu, ruang antara galaksi di kluster galaksi diisi dengan sangat panas, tapi sangat encer gas pada suhu antara 10 dan 100 megakelvins (MK). Jumlah total gas panas adalah lima sampai sepuluh kali massa total di galaksi terlihat. Sehingga melalui makalah ini kita akan lebih mengenal bagaimana sumber dari sinar X itu sendiri,bagaimana sejarah dan pemanfaatannya dalam kehidupan manusia. B. RUMUSAN MASALAH 1. 2. 3. 4.
Bagaimana sejarah dari pembentukan sinar X? Bagaimana pemanfaatan sinar X? Bagaimana proses terjadinya sinar X? Bagaimana sifat-sifat sinar X?
armitacahyani97.blogspot.co.id
BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Sinar-X Sinar-X
atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi
elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (sama dengan frekuensi dalam rentang 30 petahertz - 30 exahertz) dan memiliki energi dalam rentang 100 eV - 100 Kev. Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.
Sinar X merupakan pancaran gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangat pendek yaitu hanya 1/10.000 panjang gelombang visible light dan besar energinya yang berkisar 100 eV- 100 ekV. Panjang gelombang sinar X jika dinyatakan dalam satuan angstrom adalah 10^‐9 cm atau 0.1 Ao yang mana besar 1 angstrom= 10^(-10 m)= 1/10.000.000.000 m). Sangat pendeknya panjang gelombang sinar X, memungkinkan sinar X dapat menembus benda‐benda /bagian tubuh yang dilaluinya. B. Sejarah Sinar X Sinar X pertama kalinya ditemukan oleh fisikawan jerman yang bernama Wilhelm Roentgen Pada tahun 1895. Penemuan Sinar X diinspirasi dari hasil percobaan mengamati gerak elektron dari katoda ke anoda di dalam tabung kaca hampa udara yaitu diantaranya tabung katoda (J.J Thompson) dan foto listrik (Heinrich Hertz). Peristiwa terjadinya sinar-X diawali dari percobaan Heinrich Hertz pada tahun 1887 dengan menggunakan tabung hampa udara yang berisi katoda dan anoda yang dihubungkan dengan sumber listrik E. C. Pemanfaatan sinar X Dalam kehidupan sehari-hari, pemanfaatan Sinar-X umumnya digunakan untuk mendiagnosis gambar medikal dan Kristalografi sinar-X pada bidang medis. Sinar X lebih familiar dengan sebutan sinar rontgen. Akan tetapi perlu diwaspadai armitacahyani97.blogspot.co.id
pula bahwasanya selain bermanfaat, sinar X juga dapat menimbulkan bahaya secara biologik dari radiasi ion sinar X. Tabung sinar-X Untuk pembuatan sinar-X diperlukan sebuah tabung rontgen hampa udara dimana terdapat elektron-elektron yang diarahkan dengan kecepatan tinggi. Tabung sinar-X adalah bagian dari imaging system sinar-X yang jarang diperhatikan oleh radiografer. Struktur eksternal dari tabung sinar-X terdiri dari tiga bagian yaitu support structure, pelindung tabung, dan kaca atau metal pembungkus, sedangkan stuktur internal terdiri dari dua elektroda yang disebut anoda dan katoda, sedang menurut, komponen utama tabung sinar-X adalah anoda, katoda, rotor/stator, metal atau gelas pembungkus, rumah tabung. Untuk gambaran diagnostik, elektron dari filament dipercepat kearah ke anoda oleh kilovolt peak (kVp) dengan rentang 20.000 sampai 150.000 V (20 sampai 150 kVp).
Gambar 1. Tabung Sinar-X Keterangan gambar: 1. Copper Electrode 2. Tungsten Target (anoda) 3. Katoda 4. Evacuated Glass housing Katoda
yaitu
dari filament yang
berbentuk helical terbuat
dari
kawat tungsten yang dikelilingi olehfocusing cup. Filament circuit memberikan voltase kurang lebih 10 V kepada filament, memproduksi arus hingga 7A melewati filament.
Sudut
negatif
dari
tabung
sinar-X
yang
terdiri
dari filament dan focusing cup. Filament adalah sebuah coil dari kawat yang
armitacahyani97.blogspot.co.id
biasanya mempunyai panjang kira-kira 1 atau 2 cm dan berdiameter kira-kira 2 mm. Anoda adalah sebuah target logam electrode yang mempunyai potensial positif. Elektron-elektron membentur lapisan anoda membentuk suatu energi yang sebagian besar energi menjadi energi panas dengan sedikit mengemisikan sinar-X. Anoda merupakan bagian positif dari tabung sinar-X. terdapat dua tipe anoda, yaitu anoda stationery atau anoda diam dan anoda berputar ataurotating anode, serupa dengan yang dikumukakan, tabung sinar-X mempunyai bentuk anoda diam dan anoda berputar. Bentuk sederhana dari tabung sinar-X adalah stationary anode atau anoda diam. Anoda ini terbuat dari tungsten yang ditempelkan pada blok tebaga pada anoda. Anoda mempunyai tiga fungsi dalam tabung sinar-X: 1) Menerima pancaran elektron dari katoda, menginduksikan elektron tersebut malalui tabung yang dihubungkan kabel dan kembali pada bagian tegangan tinggi tabung dari pesawat sinar-X. 2) Anoda sebagai support mekanik dari target. 3) Anoda sebagai radiator suhu yang baik. Sudut target adalah sudut yang dibentuk oleh permukaan target dengan garis vertikal, sudut yang biasa digunakan dalam tabung sinar-X adalah antara 7-20 derajat. Rata-rata dalam diagnostik adalah 17 derajat dari garis vertikal. Sedangkan menurut sudut anoda didefinisikan sebagai sudut dari permukaan target terhadap bidang pertengahan dari sinar-X. Sudut anoda pada tabung sinar-X mempunyai rentang 7 hingga 20 derajat dan umumnya memakai kemiringan sudut 12 sampai 17 derajat. D. Produksi Sinar-X Sinar-X diproduksi dari perpindahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain. Elektron yang bergerak cepat mempunyai energi kinetik dan energi kinetik tersebut diubah menjadi energi panas dan energi radiasi ketika elektron tersebut secara tiba-tiba terhenti oleh target. Dalam pembentukan sinar-X diagnostik sebagian besar menjadi energi panas (kira-kira 99%) dan sebagian kecil (kira-kira 1%) menjadi sinar-X. Suatu
armitacahyani97.blogspot.co.id
tabung pesawat roentgen mempunyai beberapa persyaratan, yaitu: mempunyai sumber elektron, gaya yang mempercepat gerakan elektron, lintasan elektron yang bebas dalam ruang hampa udara, alat pemusat berkas elektron, dan penghenti elektron E. Proses Terjadinya Sinar-X Proses terjadinya sinar-X adalah sebagai berikut: a. Katoda (filament) dipanaskan lebih dari 2000oC sampai menyala menggunakan aliran listrik yang berasal dari transformator. b. Karena panas, elektron-elektron dari katoda terlepas. c. Sewaktu dihubungkan dengan transformator tegangan tinggi, elektronelektron akan dipercepat gerakanya menuju anoda menggunakan alat pemusat (focusing cup). d. Filament dibuat relatif negatif terhadap target sehinnga terbentuk panas >99% dan sinar-X <1%. e. Pelindung atau perisai timah akan mencegah keluarnya sinar-X dari tabung sehingga sinar-X yang
terbentuk hanya dapat keluar melalui jendela
tabung. f. Panas yang tinggi pada target akibat benturan elektron diminimalisasi oleh radiator pendingin. F. Sifat-sifat Sinar-X Sinar-X mempunyai beberapa sifat fisik, yaitu: 1. Merambat menurut garis lurus. 2. Tidak terpengaruh medan listrik maupun medan magnet. 3. Dapat menyebabkan bahan-bahan tertentu berpendar ketika ditumbuk sinarX. 4. Sinar-X memiliki daya tembus besar 5. Bukan cahaya tampak. 6. Membuat foto film menjadi hitam 7. Ionisasi, merupakan perubahan elektron-elektron dalam bahan akibat radiasi dari sinar-X.
armitacahyani97.blogspot.co.id
8. Efek biologi, yaitu sianr-X dapat membuat efek biologi pada tubuh. Tetapi apabila sinar-X tersebut dapat dikontrol dengan baik efek tersebut akan dapat kita kurang.
armitacahyani97.blogspot.co.id
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Sinar-X atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (sama dengan frekuensi dalam rentang 30 petahertz - 30 exahertz) dan memiliki energi dalam rentang 100 eV - 100 Kev.
Dalam kehidupan sehari-hari, pemanfaatan Sinar-X umumnya digunakan untuk mendiagnosis gambar medikal dan Kristalografi sinar-X pada bidang medis. Sinar X lebih familiar dengan sebutan sinar rontgen. Akan tetapi perlu diwaspadai pula bahwasanya selain bermanfaat, sinar X juga dapat menimbulkan bahaya secara biologik dari radiasi ion sinar X.
B. Saran Saran dari makalah kami adalah: 1. Hendaknya pembaca khususnya mahasiswa mengetahui Sumber Sinar-X. 2. Pembaca diharapkan untuk memberikan kritik dan saran mengenai makalah kami, agar makalah yang kami buat selanjutnya biar lebih baik.
armitacahyani97.blogspot.co.id