Langsung ke konten utama

Efek Compton

Arthur Holy Compton pada tahun 1923 telah mengamati gejala-gejala tumbukan antara foton yang berasal dari sinar X dengan elektron. Compton mengamati hamburan foton dari sinar X oleh elektron dapat diterangkan dengan menganggap bahwa foton seperti partikel dengan energi  hf dan momentum  hf/c  cocok seperti yang diusulkan oleh Einstein.
Percobaan Compton cukup sederhana yaitu sinar X monokromatik (sinar X yang memiliki panjang gelombang tunggal) dikenakan pada keping tipis berilium sebagai sasarannya. Kemudian untuk mengamati foton dari sinar X dan elektron yang terhambur dipasang detektor. Sinar X yang telah menumbuk elektron akan kehilangan sebagian energinya yang kemudian terhambur dengan sudut hamburan sebesar  T terhadap arah semula. Berdasarkan hasil pengamatan ternyata sinar X yang terhambur memiliki panjang gelombang yang lebih besar dari panjang gelombang sinar X semula. Hal ini dikarenakan sebagian energinya terserap oleh elektron. Jika energi foton sinar X mula-mula hf dan energi foton sinar X yang terhambur menjadi (hf – hf’) dalam hal ini f > f’, sedangkan panjang gelombang yang terhambur menjadi tambah besar yaitu λ> λ c.

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum dan kekekalan energy Compton berhasil menunjukkan bahwa perubahan panjang gelombang foton terhambur dengan panjang gelombang semula, yang memenuhi persamaan :
                         h        
       λ’ - λ  =  --------- ( 1 – cos θ )
                        m0 c     

dengan

λ = panjang gelombang sinar X sebelum tumbukan (m)
λ c = panjang gelombang sinar X setelah tumbukan (m)
h = konstanta Planck (6,625 × 10-34 Js)
mo = massa diam elektron (9,1 × 10-31 kg)
c = kecepatan cahaya (3 × 108 ms-1)
θ =  sudut hamburan sinar X terhadap arah semula (derajat atau radian)

Besaran  h/m0.c  sering disebut dengan  panjang gelombang Compton. Jadi jelaslah sudah bahwa dengan hasil pengamatan Compton tentang hamburan foton dari sinar X menunjukkan bahwa foton dapat dipandang sebagai partikel, sehingga memperkuat teori kuantum yang mengatakan bahwa cahaya mempunyai dua sifat, yaitu  cahaya dapat sebagai gelombang dan cahaya dapat bersifat sebagai partikel yang sering disebut sebagai  dualime gelombang cahaya.
Contoh soal
Pada percobaan efek Compton seberkas sinar X dengan frekuensi 3.1019 Hz ditembakkan pada elektron diam. Pada saat menumbuk elektron terhambur dengan sudut 60o. Bila diketahui mo = 9,1.10-31 kg, h = 6,62.10-34 Js, dan c = 3.108 m/s, hitunglah frekuensi sinar X yang terhambur!
Penyelesaian
Diketahui : f = 3 × 1019 Hz
Θ  =60o
mo = 9,1 × 10-31 kg
h = 6,62 × 10-34 Js
c = 3 × 108 m/s
Ditanyakan : f’ = …… ?

Latihan Soal
1     .       Pada percobaan Compton seberkas sinar X  dengan panjang gelombang 0,6 nm menumbuk sasaran elektron dalam atom karbon, apabila sinar X dihamburkan membentuk sudut 90o terhadap arah semula. Hitunglah panjang gelombang sinar X yang terhambur!
2.      Berkas sinar-X dengan panjang gelombang 0,010 A disinarkan pada sebuah elektron bebas yang diam. Ternyata, sinar-X tersebut dihamburkan dengan sudut 60°.
a.      Tentukan panjang gelombang sinar-X yang dihamburkan. (kunci : 2,2 x 10-12m)

b.      Berapakah energi yang diterima elektron? (kunci : 1,02 x 10-13J)



Postingan populer dari blog ini

Perkembangan Teori Atom

LINK FISIKA | HOME | TEORI ATOM DALTON | PERCOBAAN THOMSON | TEORI ATOM THOMSON | PERCOBAAN RUTHERFORD | TEORI ATOM RUTHERFORD | SPEKTRUM ATOM HIDROGEN | TEORI ATOM BOHR | TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM | BIL. KUANTUM UTAMA | BIL. KUANTUM ORBITAL | BIL. KUANTUM MAGNETIK | BIL. KUANTUM SPIN | EFEK ZEMAN | KONFIGURASI ELEKTRON |     HANDOUTS TEORI ATOM

Teori Atom Dalton

Teori tentang atom telah muncul sebelum Masehi. Contohnya adalah definisi atom menurut Demokretus. Demokritus membuat simpulan : Suatu zat dapat dibagi menjadi yang lebih kecil hingga mendapatkan bagian yang paling kecil dan tidak dapat dibagi lagi dan dinamakan atom. Kata atom ini berasal dari bahasa Yunani   “atomos” yang berarti tak dapat dipotong. Kemudian muncul lagi setelah Masehi yaitu: John Dalton   (1766–1844), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris dengan didukung dari hasil eksperimen eksperimennya mengembangkan konsep atom dari Demokritus yang kemudian mengemukaan teori tentang atom. Secara garisbesar teori atom Dalton dapat disimpulkan sebagai berikut : Atom merupakan bagian terkecil dari suatu zat yang tidakbisa dibagi lagi.   Atom-atom penyusun zat tertentu memiliki sifat yangsama.   Atom unsur tertentu tidak bisa berubah menjadi atomunsur lain.   Dua atom atau lebih dapat bersenyawa (bereaksi)membentuk molekul. Dalam reaksi kimia perb...

Model Atom Bohr

Model atom Rutherford gagal menjelaskan tentang kestabilan atom dan terjadinya spektrum garis atom hidrogen. Seorang ilmuwan Fisika dari Denmark, Niels Bohr dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogren. Bohr mengemukakan teori atomnya untuk menutupi kelemahan atom Rutherford dengan mengemukakan tiga postulatnya yaitu : a.      Elektron berotasi mengelilingi inti tidak pada sembarang lintasan, tetapi pada lintasan-lintasan tertentu tanpa membebaskan energi. Lintasan ini disebut   lintasan stasioner dan memiliki energi tertentu. b.       Elektron dapat berpindah dari lintasan yang satu ke lintasan yang lain. Jika elektron pindah dari lintasan berenergi rendah (lintasan dalam) ke lintasan berenergi tinggi (lintasan luar) akan menyerap energi dan sebaliknya akan memancarkan energi. Energi yang dipancarkan atau diserap elektron sebesar hf. c.     Lintasan-lintasan yang diperkenankan elektron adalah lintasan-lintas...