Pada halaman ini akan dibahas mengenai Efek Compton. Semua informasi ini kami rangkum dari berbagai sumber. Semoga memberikan faedah bagi kita semua.
Arthur Holly Compton dan temannya Peter Debye terobsesi oleh ide Einstein tentang foton. Mereka menemukan bahwa hamburan foton dari sinar X oleh elektron hanya dapat dijelaskan dengan menganggap foton sebagai partikel dengan energi hf dan momentum sudut hf/c, cocok seperti diusulkan Einstein.
Percobaan Compton cukup sederhana. elektron disinari dengan sinar X. Sinar X akan dihamburkan oleh elektron. Panjang gelombang sinar X yang terhambur ini ternyata hanya tergantung pada besar sudut hamburan. Sama sekali tidak bergantung pada lama penyinaran.
Menurut teori gelombang, panjang gelombang sinar X terhambur seharusnya tergantung pada lama penyinaran. Semakin lama penyinaran, semakin banyak sinar X yang diserap elektron sehingga ketika sinar X ini dipancarkan kembali, tentu panjang gelombangnya akan semakin pendek. Jadi kita lihat bahwa sinar X atau cahaya tidak selalu berkelakuan sebagai gelombang.
Gambar 1 menunjukkan proses hamburan sinar X pleh elektron (hamburan Compton). Anggap panjang gelombang foton sinar X yang datang λ0 dan panjang gelombang foton terhambur adalah λ’. Berdasarkan hukum kekekalan energi kita peroleh:
Energi foton mula-mula = energi foton akhir + energi kinetik elektron yang terpental
hc/λ0 adalah energi foton datang, hc/λ’ adalah energi foton terhambur, dan Ek adalah energi kinetik elektron yang terpental. Dengan menggunakan rumus relativistik, Ek = γm0c2 – m0c2, kita peroleh
Sekarang gunakan hukum kekekalan momentum pada tumbukkan ini. Momentum arah sumbu x dan y harus kekal. Karena momentum elektron dapat ditulis sebagai γm0v maka kita peroleh hubungan berikut:
Arah sumbu x:
Arah sumbu y:
Kuadratkan persamaan (*) dan (**) dan jumlahkan kita peroleh
Karena γ2v2 = γ2c2 – c2
Kurangi persamaan (1) dan (2), kita peroleh
Selesaikan ini kita peroleh hubungan yang paling sederhana
Persamaan terakhir merupakan rumus panjang gelombang foton terhambur. Gambar 3a-d melukiskan hasil eksperimen percobaan Compton. Di sini dilukiskan grafik intensitas sinar X yang terdeteksi sebagai fungsi panjang gelombang. Lokasi kurva menyatakan panjang gelombang sinar X yang terdeteksi.
Gambar 3a terlihat 1 puncak yang menyatakan sinar X yang datang (λ0 sekitar 70 pikometer). Gambar 3b terdapat 2 puncak. Pertama menunjukkan gelombang datang dan puncak kedua adalah gelombang yang terhambur pada sudut 450 (λ’ sekitar 71 pikometer). Pada gambar 3c dan 3d panjang gelombang terhambur sekitar 74 pm. Hasil ini memperkuat teori Einstein bahwa cahaya memang dapat berkelakuaan seperti partikel dengan hf dan momentum h/λ.
Percobaan Compton cukup sederhana. elektron disinari dengan sinar X. Sinar X akan dihamburkan oleh elektron. Panjang gelombang sinar X yang terhambur ini ternyata hanya tergantung pada besar sudut hamburan. Sama sekali tidak bergantung pada lama penyinaran.
 |
| Gambar 1: Perangkat percobaan Compton |
Menurut teori gelombang, panjang gelombang sinar X terhambur seharusnya tergantung pada lama penyinaran. Semakin lama penyinaran, semakin banyak sinar X yang diserap elektron sehingga ketika sinar X ini dipancarkan kembali, tentu panjang gelombangnya akan semakin pendek. Jadi kita lihat bahwa sinar X atau cahaya tidak selalu berkelakuan sebagai gelombang.
 |
| Gambar 2: Proses terjadinya tumbukkan pada percobaan Compton |
Energi foton mula-mula = energi foton akhir + energi kinetik elektron yang terpental
Arah sumbu x:
Karena γ2v2 = γ2c2 – c2
 |
| Gambar 3: Grafik intensitas sinar X dengan panjang gelombang pada efek Compton |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar