Fenomena Kuantum – Teori, Konsep, Rumus dan Aplikasinya

Diposting pada

Fenomena Kuantum – Teori, Konsep, Rumus dan Aplikasinya – Dalam fisika modern efek fotolistrik dan hamburan Compton merupakan salah satu pokok bahasan yang mempunyai kedudukan istimewa karena interpretasi mekanisme terjadinya peristiwa ini telah mengantarkan fisika pada tahapan baru yang melahirkan fisika kuantum.

Dalam postulatnya Planck mengkuantisasikan energi yang dapat dimiliki osilator, tetapi tetap memandang radiasi thermal dalam rongga sebagai gejala gelombang. Einstein dapat menerangkan efek fotolistrik dengan meluaskan konsep kuantisasi Planck. Einstein menggambarkan bahwa apabila suatu osilator dengan energi pindah ke suatu keadaan dengan energi, maka osilator tersebut memancarkan suatu gumpalan energi elektromagnetik dengan energy.

Fenomena Kuantum - Teori, Konsep, Rumus dan Aplikasinya

Lima tahun sesudah Planck mengajukan makalah ilmiahnya tentang teori radiasi thermal oleh benda hitam sempurna, yaitu pada tahun 1905, Albert Einstein mengemukakan teori kuantum untuk menerangkan gejala fotolistrik. Secara eksperimental sahihnya teori kuantum itu dibuktikan oleh Millika n pada tahun 1914. Millikan secara eksperimental membuktikan hubungan linear antara tegangan pemberhentian elektron dan frekwensi cahaya yang mendesak elektron pada bahan katoda tertentu.

Pada tahun 1921 Albert Einstein memperoleh hadian Nobel untuk Fisika, karena secara teoritis berhasil menerangkan gejala efek fotolistrik.Kesahihan penafsiran Einstein mengenal fotolistrik diperkuat dengan telaah tentang emisi termionik. Telah alam diketahui bahwa dengan adanya panas akan dapat meningkatkan konduktivitas udara yang ada di sekelilingnya. Menjelang abad ke-19 ditemukan emisi elektron dari benda panas. Emisi termionik memungkinkan bekerjanya piranti seperti tabung televisi yang di dalamnya terdapat filamen logam atau katoda berlapisan khusus yang pada temperatur tinggi mampu menyajikan arus elektron yang rapat.

Simak Juga : Contoh Soal Radiasi Benda Hitam

A. Pengertian Benda Hitam

Benda hitam didefinisikan sebagai sebuah benda yang menyerap semua radiasi yang datang padanya. Dengan kata lain, tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam. Jadi, benda hitam mempunyai harga absorptansi dan emisivitas yang besarnya sama dengan satu.

Seperti yang telah kalian ketahui, bahwa emisivitas (daya pancar) merupakan arakteristik suatu materi, yang menunjukkan perbandingan daya yang dipancarkan per satuan luas oleh suatu permukaan terhadap daya yang dipancarkan benda hitam pada temperatur yang sama. Sementara itu, absorptansi (daya serap) merupakan perbandingan fluks pancaran atau fluks cahaya yang diserap oleh suatu benda terhadap fluks yang tiba pada benda itu.

Benda hitam ideal digambarkan oleh suatu rongga hitam dengan lubang kecil. Sekali suatu cahaya memasuki rongga itu melalui lubang tersebut, berkas itu akan dipantulkan berkali-kali di dalam rongga tanpa sempat keluar lagi dari lubang tadi. Setiap kali dipantulkan, sinar akan diserap dinding-dinding berwarna hitam. Benda hitam akan menyerap cahaya sekitarnya jika suhunya lebih rendah daripada suhu sekitarnya dan akan memancarkan cahaya ke sekitarnya jika suhunya lebih tinggi daripada suhu sekitarnya. Hal ini ditunjukkan pada  gambar dibawah. Benda hitam yang dipanasi sampai suhu yang cukup tinggi akan tampak membara.

fenomena kuantum-1

B. Intensitas Radiasi Benda Hitam

Radiasi benda hitam adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam. Radiasi ini menjangkau seluruh daerah panjang gelombang. Distribusi energi pada daerah panjang gelombang ini memiliki ciri khusus, yaitu suatu nilai maksimum pada panjang gelombang tertentu. Letak nilai maksimum tergantung pada temperatur, yang akan bergeser ke arah panjang gelombang pendek seiring dengan meningkatnya temperatur.

Hukum Stefan-Boltzmann

Pada tahun 1879 seorang ahli fisika dari Austria, Josef Stefan melakukan eksperimen untuk mengetahui karakter universal dari radiasi benda hitam. Ia menemukan bahwa daya total per satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi oleh suatu benda hitam panas (intensitas total) adalah sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. Sehingga dapat dirumuskan :

I = σT-4

dengan

I=  intensitas radiasi pada permukaan benda hitam pada semua frekuensi

T= suhu mutlak benda (K)

σ =  tetapan Stefan-Boltzman, yang bernilai 5,67 × 10-8 Wm-2K-4

Total energi tiap satuan volume suatu lingkungan tertutup dengan temperatur tetap diperoleh dengan melakukan integrasi .

fenomena kuantum-2

Hukum Stefan Boltzman dalam persamaan menggambarkan bagaimana kalor dirambatkan secara radiatif tanpa penghantar medium, sebagaimana medium diperlakukan pada peristiwa konduksi atau konveksi.

fenomena kuantum-3

Total energi kalor radiasi yang dipancarkan adalah sebanding dengan luas di bawah grafik. Tampak bahwa total energi kalor radiasi radiasi meningkat dengan meningkatnya suhu ( menurut Hukum Stefan- Bolztman). Energi kalor sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak.

Untuk kasus benda panas yang bukan benda hitam, akan memenuhi hukum yang sama, hanya diberi tambahan koefisien emisivitas yang lebih kecil daripada 1, sehingga :

ITotal = e . σ . T4

Intensitas merupakan daya per satuan luas, maka persamaan diatas dapat ditulis sebagai:

fenomena kuantum-4

dengan:

P = daya radiasi (W)

A = luas permukaan benda (m2)

e = koefisien emisivitas

T = suhu mutlak (K)

Beberapa tahun kemudian, berdasarkan teori gelombang elektromagnetik cahaya, Ludwig Boltzmann (1844 – 1906) secara teoritis menurunkan hukum yang diungkapkan oleh Joseph Stefan (1853 – 1893) dari gabungan termodinamika dan persamaan-persamaan Maxwell. Oleh karena itu, persamaan diatas dikenal juga sebagai Hukum Stefan-Boltzmann, yang berbunyi:

“Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda hitam dalam satuan waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur termodinamikanya”.

Hukum Pergeseran Wien

Spektrum radiasi benda hitam di selidiki oleh Wien, menurut Wien, jika dipanaskan terus, benda hitam akan memancarkan radiasi kalor yang puncak spektrumnya memberikan warna-warna tertentu. Warna spektrum bergantung pada panjang gelombangnya, dan panjang gelombang ini akan bergeser sesuai suhu benda.

Jika suatu benda dipanaskan maka benda akan memancarkan radiasi kalor, pada suhu rendah radiasi gelombang elektromagnet yang dipancarkan intensitasnya rendah, pada suhu yang lebih tinggi dipancarkan sinar inframerah walaupun tidak terlihat tetapi dapat kita rasakan panasnya, pada suhu lebih tingi lagi benda mulai berpijar merah ( ± 10000 C ), dan berwarna kuning keputih-putihan pada suhu ± 20000 C.

Wien merumuskan bahwa panjang gelombang pada puncak spektrum (λm) berbanding terbalik dengan suhu mutlak benda, sesuai persamaan :

λm = T . C

dimana :

λm = panjang gelombang pada energi pancar maksimum ( m)

T  = suhu dalam K

C  = tetepan pergeseran Wien 2,898 x 10-3  m. K

fenomena kuantum-5

Dari kurva di atas, terbaca bahwa dengan naiknya temperatur benda hitam, puncak-puncak spektrum akan bergeser ke arah panjang gelombangyang semakin kecil (gambar a) atau puncak-puncak spektrum akan bergeser ke arah frekuensi yang semakin besar (gambar b).

C. Teori Max Planck

Max Planck menjelaskan bahwa radiasi elektromagnetik hanya dapat merambat dalam bentuk paket-paket energiatau kuanta yang dinamakan foton. Gagasan Planck ini kemudian berkembang menjadi teori baru dalam fisika yang disebut Teori Kuantum.

Pada tahun 1900, Planck memulai pekerjaannya dengan membuat suatu anggapan baru tentang sifat dasar dari getaran molekul-molekul. Dalam dinding-dinding rongga benda hitam (pada saat itu elektron belum ditemukan). Anggapan baru ini sangat radikal dan bertentangan dengan fisika klasik, yaitu sebagai berikut:

  • Radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul-molekul tidaklah kontinu tetapi dalam paket-paket energi diskret, yang disebut kuantum (sekarang disebut foton). Besar energi yang berkaitan dengan tiap foton adalah

E = hv

sehingga untuk n buah foton maka energinya dinyatakan oleh

En=nhv

Dengan n = 1, 2, 3, … (bilangan asli),  v adalah frekuensi getaran molekul-molekul. Energi dari molekul-molekul dikatakan terkuantisasi dan energi yang diperkenankan disebut tingkat energi. Ini berarti bahwa tingkat energi bisa hv, 2hv, 3hv, … sedang h disebut tetapan Planck, dengan h = 6,6 × 10-34 J s (dalam 2 angka penting)

  • Molekul-molekul memancarkan atau menyerap energi dalam satuan diskret dari energi cahaya, disebut kuantum (sekarang disebut foton). Molekul-molekul melakukan itu dengan “melompat” dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya.
  • Jika bilangan kuantum n berubah dengan satu satuan, persamaan menunjukkan bahwa jumlah energi yang dipancarkan atau diserap oleh molekul-molekul sama dengan hv. Jadi, beda energi antara dua tingkat energi yang berdekatan adalah hv. Molekul akan memancarkan atau menyerap energi hanya ketika molekul mengubah tingkat energinya. Jika molekul tetap tinggal dalam satu tingkat energi tertentu, maka tidak ada energi yang diserap atau dipancarkan molekul.
  • Berdasarkan teori kuantum di atas, Planck dapat menyatakan hukum radiasi Wien dan hukum radiasi Rayleigh-Jeans, dan menyatakan hukum radiasi benda hitamnya yang akan berlaku untuk semua panjang gelombang.

Energi rata-rata per osilator dengan frekuensi v adalah :

fenomena kuantum-6

dengan

  • h = 6,6 × 10-34 J s adalah tetapan Planck
  • c = 3,0 × 108 m/s adalah cepat rambat cahaya,
  • kB = 1,38 × 10-23 J/K adalah tetapan Boltzman,
  • dan T adalah suhu mutlak benda hitam

Aplikasi Radiasi Benda Hitam pada Kehidupan Sehari-Hari

Termos

Termos merupakan salah satu aplikasi yang menggunakan konsep radiasi benda hitam. Prinsip kerja dari termos adalah sebagai berikut :

  • Lapisan perak mengkilap : berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi. Lapisan ini memantulkan radiasi  kembali  ke dalam termos
  • Dinding gelas : berfungsi sebagai konduktor , yang mana tidak dapat memindahkan kalor
  • Ruang vakum antar dinding : mencegah perpindahan kalor baik secara konveksi maupun konduksi
  • Sumbat : sumbat ini dibuat dari bahan isolator . hal ini berfungsi agar konveksi antar udara luar terjadi
fenomena kuantum-7

Panel Surya

Panel surya ini merupakan alat yang digunakan untuk menyerap radiasi dari matahari. Panel surya terdiri dari wadah logam yang berongga yang dicat hitam dengan panel yang terbuat dari kaca. Kalor radiasi dari matahari diserap oleh permukaan hitam dan dihantarkan secara konduksi melalui logam. Bagian dalam panel dijaga tetap hangat oleh efek rumah kaca, kemudian sirkulasi air melalui wadah logam akan membawa kalor menjauh untuk dimanfaatkan pada sistem pemanas air domestik dan memanasi kolam renang.

Panel Surya

Penggunaan Pakaian

Pada malam hari , ketika kita menggunakan pakaian  berwarna hitam akan terasa lebih hangat. Hal ini dikarenakan permukaan yang gelap merupakan penyerap dan pemancar kalor yang baik. Sedangkan warna terang merupakan penyerap dan pemancar kalor yang kurang baik. Sehingga pakain berwarna putih cocok digunakan di siang hari yang panas karena tubuh kita tidak akan terlalu merasakan panasnya terik matahari.

Gejala Pemanasan Global (Efek Rumah Kaca)

Efek rumah kaca telah meningkatkan suhu bumi rata-rata 10 C  sampai 5C. salah satu contoh nya dalah ketika kita memarkirkan mobil pada siang hari. Sering kali suhu di dalam mobil lebih panas dibandingkan suhu di luar. Hal ini dikarenakan sebagian energy panas matahari telah diserap oleh kursi, karpet dan dashboard mobil.

Ketika benda- benda tersebut melepaskan energy panas matahari tidak semuanya keluar melalui jendela tetapi sebagian dipantulkan kembali. Hal ini disebabkan perbedaan panjang gelombang sinar matahari yang memasuki mobil dan energi panas yang dilepaskan kembali oleh kursi. Sehingga jumlah energi yang masuk lebih banyak dibandingkan energi yang dapat keluar. Sehingga terjadi kenaikan bertahap pada suhu di dalam mobil. jika tidak ada atmosfer , energy sinar matahari yang sampai ke bumi akan memanaskan bumi hingga mencapai suhu 8000C di daerah khatulistiwa.

D. Efek fotolistrik

Hasil-hasil eksperimen menunjukkan, bahwa suatu jenis logam tertentu bila disinari (dikenai radiasi) dengan frekuensi yang lebih besar dari harga tertentu akan melepaskan elektron, walaupun intensitas radiasinya sangat kecil. Sebaliknya, berapapun besar intensitas radiasi yang dikenakan pada suatu jenis logam, jika frekuensinya lebih kecil dari harga tertentu maka tidak akan dapat melepaskan elektron dari logam tersebut. Peristiwa pelepasan elektron dari logam oleh radiasi tersebut disebut efek fotolistrik, diamati pertama kali oleh Heinrich Hertz (1887).Elektron yang terlepas dari logam disebut foto-elektron.

Efek fotolistrik membutuhkan foton dengan energi dari beberapa electronvolts sampai lebih dari 1 MeV unsur yang nomor atomnya tinggi.Studi efek fotolistrik menyebabkan langkah-langkah penting dalam memahami sifat kuantum cahaya, elektron dan mempengaruhi pembentukan konsep Dualitas gelombang-partikel.fenomena di mana cahaya mempengaruhi gerakan muatan listrik termasuk efek fotokonduktif (juga dikenal sebagai fotokonduktivitas atau photoresistivity ), efek fotovoltaik , dan efek fotoelektrokimia .

Efek fotolistrik

Mekanisme Emisi

Foton dari sinar memiliki energi karakteristik yang ditentukan oleh frekuensi cahaya. Dalam proses photoemission, jika elektron dalam beberapa bahan menyerap energi dari satu foton dan dengan demikian memiliki lebih banyak energi daripada fungsi kerja (energi ikat elektron) dari materi, itu dikeluarkan. Jika energi foton terlalu rendah, elektron tidak bisa keluar dari materi.Peningkatan intensitas sinar meningkatkan jumlah foton dalam berkas cahaya, dan dengan demikian meningkatkan jumlah elektron, tetapi tidak meningkatkan energi setiap elektron yang dimemiliki.Energi dari elektron yang dipancarkan tidak tergantung pada intensitas cahaya yang masuk, tetapi hanya pada energi atau frekuensi foton individual.Ini adalah interaksi antara foton dan elektron terluar.

Elektron dapat menyerap energi dari foton ketika disinari, tetapi mereka biasanya mengikuti prinsip “semua atau tidak” .Semua energi dari satu foton harus diserap dan digunakan untuk membebaskan satu elektron dari atom yang mengikat, atau energi dipancarkan kembali.Jika energi foton diserap, sebagian energi membebaskan elektron dari atom, dan sisanya dikontribusi untuk energi kinetik elektron sebagai partikel bebas.

Tidak ada elektron yang dilepaskan oleh radiasi di bawah frekuensi ambang, karena elektron tidak mendapatkan energi yang cukup untuk mengatasi ikatan atom.Elektron yang dipancarkan biasanya disebut fotoelektron dalam banyak buku pelajaran.

Efek fotolistrik banyak membantu penduaan gelombang-partikel, dimana sistem fisika (seperti foton dalam kasus ini) dapat menunjukkan kedua sifat dan kelakuan seperti-gelombang dan seperti-partikel, sebuah konsep yang banyak digunakan oleh pencipta mekanika kuantum. Efek fotolistrik dijelaskan secara matematis oleh Albert Einstein yang memperluas kuanta yang dikembangkan oleh Max Planck.

Hukum emisi fotolistrik:

  • Untuk logam dan radiasi tertentu, jumlah fotoelektro yang dikeluarkan berbanding lurus dengan intensitas cahaya yg digunakan.
  • Untuk logam tertentu, terdapat frekuensi minimum radiasi. di bawah frekuensi ini fotoelektron tidak bisa dipancarkan.
  • Di atas frekuensi tersebut, energi kinetik yang dipancarkan fotoelektron tidak bergantung pada intensitas cahaya, namun bergantung pada frekuensi cahaya.
  • Perbedaan waktu dari radiasi dan pemancaran fotoelektron sangat kecil, kurang dari 10-9 detik.

Deskripsi Matematika

Maksimum energi kinetik K maks dari sebuah elektron yang dikeluarkan dituliskan sebagai berikut:

  • di mana h adalah konstanta Planck dan f adalah frekuensi foton. Lambang φ adalah fungsi kerja (kadang dilambangkan W), yang memberikan energi minimum yang diperlukan untuk memindahkan elektron terdelokalisasi dari permukaan logam. Fungsi kerja memenuhi
  • dimana f 0 adalah frekuensi ambang batas untuk logam. Maksimum energi kinetik dari sebuah elektron dikeluarkan kemudian Energi kinetik adalah positif, jadi kita harus memiliki f> f 0 untuk efek fotolistrik terjadi.

Potensial Penghenti

Hubungan antara arus dan tegangan diterapkan menggambarkan sifat efek fotolistrik. Untuk diskusi, sumber cahaya menerangi P piring, dan lain elektrode pelat Q mengumpulkan setiap elektron yang dipancarkan. Kami bervariasi potensial antara P dan Q dan mengukur arus yang mengalir dalam sirkuit eksternal antara dua lempeng.

Jika frekuensi dan intensitas radiasi insiden adalah tetap, arus fotolistrik meningkat secara bertahap dengan peningkatan potensi positif sampai semua foto elektron yang dipancarkan dikumpulkan.Arus fotolistrik mencapai nilai saturasi dan tidak meningkatkan lebih lanjut untuk peningkatan potensi positif.Arus saturasi tergantung pada intensitas pencahayaan, tapi tidak panjang gelombang.

Jika kita menerapkan potensi negatif ke piring Q sehubungan dengan plat P dan secara bertahap meningkatkan itu, berkurang saat fotolistrik sampai nol, pada potensial negatif tertentu di piring Q. potensi negatif minimum yang diberikan ke piring Q di mana arus fotolistrik menjadi nol disebut potensial menghentikan atau memotong potensial.

Untuk frekuensi yang diberikan radiasi insiden, potensi berhenti adalah independen dari intensitasnya. Untuk frekuensi yang diberikan radiasi insiden, potensi Vo berhenti berhubungan dengan energi kinetik maksimum fotoelektron yang hanya berhenti dari T. piring mencapai Jika m adalah massa dan v adalah kecepatan maks maksimum fotoelektron dipancarkan, maka jika e adalah muatan pada elektron dan V 0 adalah potensial penahan, maka pekerjaan yang dilakukan oleh potensi perlambatan dalam menghentikan elektron = e V 0, yang memberikan hubungan di atas menunjukkan bahwa kecepatan maksimum fotoelektron dipancarkan tidak tergantung pada intensitas cahaya insiden.

Oleh karena itu, tegangan menghentikan bervariasi secara linear dengan frekuensi cahaya, tapi tergantung pada jenis bahan. Untuk materi tertentu, ada frekuensi ambang yang harus dilampaui, independen dari intensitas cahaya, untuk mengamati emisi elektron.

Tiga langkah model

Dalam rezim sinar-X, efect fotolistrik dalam bahan kristal sering didekomposisi menjadi tiga langkah:

  • Inner efek fotolistrik (lihat diode di bawah). Lubang tertinggal dapat menimbulkan efek auger , yang terlihat bahkan ketika elektron tidak meninggalkan materi. Dalam padatan molekul fonon sangat antusias dalam langkah ini dan dapat terlihat sebagai garis dalam energi elektron akhir. The inner photoeffect has to be dipole allowed. Para photoeffect batin harus dipol diperbolehkan. Para aturan transisi untuk atom menerjemahkan melalui model ketat mengikat ke kristal. Mereka adalah serupa geometri untuk osilasi plasma dalam bahwa mereka harus transversal.
  • Balistik transportasi setengah dari elektron ke permukaan. Some electrons are scattered. Beberapa elektron tersebar.
  • Elektron melarikan diri dari bahan di permukaan.

Dalam model tiga langkah, elektron dapat mengambil beberapa jalur melalui tiga langkah.Semua jalan dapat mengganggu dalam arti formulasi jalan terpisahkan.Untuk negara permukaan dan molekul model tiga langkah apakah masih masuk akal bahkan beberapa sebagai yang paling atom memiliki elektron yang dapat menyebarkan beberapa elektron yang meninggalkan.

Aplikasi Efek Foto Listrik dalam Kehidupan Sehari-Hari

Sangat mengherankan jika kita mendengar bahwa aplikasi pertama efek fotolistrik berada dalam dunia hiburan.Dengan bantuan peralatan elektronika saat itu suara dubbing film direkam dalam bentuk sinyal optik di sepanjang pinggiran keping film. Pada saat film diputar, sinyal ini dibaca kembali melalui proses efek fotolistrik dan sinyal listriknya diperkuat dengan menggunakan amplifier tabung sehingga menghasilkan film bersuara.

Aplikasi paling populer di kalangan akademis adalah tabung foto-pengganda (photomultiplier tube).Dengan menggunakan tabung ini hampir semua spektrum radiasi elektromagnetik dapat diamati. Tabung ini memiliki efisiensi yang sangat tinggi, bahkan ia sanggup mendeteksi foton tunggal sekalipun. Dengan menggunakan tabung ini, kelompok peneliti Superkamiokande di Jepang berhasil menyelidiki massa neutrino yang akhirnya dianugrahi hadiah Nobel pada tahun 2002. Di samping itu efek fotolistrik eksternal juga dapat dimanfaatkan untuk tujuan spektroskopi melalui peralatan yang bernama photoelectron spectroscopy atau PES.

Efek fotolistrik internal memiliki aplikasi yang lebih menyentuh masyarakat.Ambil contoh foto-diode atau foto-transistor yang bermanfaat sebagai sensor cahaya berkecepatan tinggi.Bahkan, dalam komunikasi serat optik transmisi sebesar 40 Gigabit perdetik yang setara dengan pulsa cahaya sepanjang 10 pikodetik (10-11 detik) masih dapat dibaca oleh sebuah foto-diode.

E. Efek Compton

Gejala Compton merupakan gejala hamburan (efek) dari penembakan suatu materi dengan sinar-X. Efek ini ditemukan oleh Arthur Holly Compton pada tahun 1923. Jika sejumlah elektron yang dipancarkan ditembak dengan sinar-X, maka sinar-X ini akan terhambur. Hamburan sinar-X ini memiliki frekuensiyang lebih kecil daripada frekuensi semula.

Menurut teori klasik, energi dan momentum gelombang elektromagnetik dihubungkan oleh:

E = p.c

E2 = p2 .c2 +(m.c2)2

Jika massa foton (m) dianggap nol. menunjukkan geometri tumbukan antara foton dengan panjang gelombang λ, dan elektron yang mula-mula berada dalam keadaan diam.

Jika massa foton (m) dianggap nol. menunjukkan geometri tumbukan antara foton dengan panjang gelombang λ, dan elektron yang mula-mula berada dalam keadaan diam.

Gejala Compton sinar X oleh elektron

Compton menghubungkan sudut hamburan θterhadap yang datang dan panjang gelombang hamburan λ 1 dan λ 2 . p1 merupakan momentum foton yang datang dan p2 merupakan momentum foton yang dihamburkan, serta p.c merupakan momentum elektron yang terpantul. Kekekalan momentum dirumuskan:

p1 = p2 + pe atau pe = p1 – p2

Dengan mengambil perkalian titik setiap sisi diperoleh:

pe2 = p12 + p22 – 2p1 . p2 cos θ

Simak Juga : Contoh Soal Efek Compton dan Jawaban

Efek Compton dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-Hari

Efek Compton merupakan gejala hamburan dari penembakan suatu materi dengan sejumlah elektron yang dipancarkan ditembak dengan sinar-X, maka sinar-X ini akan terhambur. Hamburan sinar-X ini memiliki frekuensi yang lebih kecil daripada frekuensi semula.

Nuklir Compton Telescope (NCT) adalah eksperimen balloon-borne untuk mendeteksi sinar gamma dari sumber astrofisika seperti supernova, pulsar, AGN, dan lain-lain. Teleskop ini diluncurkan dengan balon ketinggian tinggi ke ketinggian mengambang sekitar 40km. Teleskop Compton menggunakan sebuah array-12-3D kadar tinggi Germanium Detektor spektral resolusi untuk mendeteksi sinar gamma. Pada bagian bawahnya setengah detector dikelilingi oleh Bismuth germanate sintilator untuk melindungi dari sinar gamma atmosfer.

Teleskop memiliki medan pandang (FOV) dari 25% dari langit. Dua prototipe detektor berhasil diuji dan diterbangkan pada tanggal 1 Juni 2005 dari Scientific Balloon Flight Facility, Fort Sumner, New Mexico. Pada tanggal 19 Mei 2009, instrumen penuh berhasil diluncurkan dari Fort Sumner di New Mexico dan mampu mengamati kepiting pulsar. Sayangnya itu gagal untuk memulai pada bulan April 2010 di Alice Springs , Australia, ketika balon pecah menambatkan untuk derek di angin tinggi.

Sudah selesai membaca materi ini ? Ayo lihat dulu Daftar Materi Fisika

Gambar Gravatar
Assalamualaikum wr.wb. Selamat belajar dan mengerjakan tugas.^^Lakukan Terbaik yang kamu bisa, Berbagai Usaha, Pengalaman dan Latihan yang kamu lakukan saat ini, Pasti bukanlah hal yang sia-sia di waktu yang akan datang..

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *