hamburan kompton

TEKNIK LABORATORIUM I

PERCOBAAN HAMBURAN COMPTON

Oleh

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JEMBER

2010

BAB 1 PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Hamburan Compton adalah suatu efek yang merupakan bagian interaksi sebuah penyinaran terhadap

suatu materi Efek Compton adalah salah satu dari tiga proses yang melemahkan energi suatu sinar ionisasi

Bila suatu sinar jatuh pada permukaan suatu materi sebagian daripada energinya akan diberikan kepada

materi tersebut sedangkan sinar itu sendiri akan di sebarkan Proses hamburan Compton dianalisis sebagai

suatu interaksi (ldquotumbukanrdquo dalam pengertian partikel secara klasik) antara sebuah foton dan sebuah

elektron yang kita anggap diam Hamburan Compton terjadi apabila foton dengan energi hf berinteraksi

dengan elektron bebas atau elektron yang tidak terikat dengan kuat oleh inti yaitu elektron terluar dari atom

Elektron itu dilepaskan dari ikatan inti dan bergerak dengan energi kinetik tertentu disertai foton lain dengan

energi lebih rendah dibandingkan foton datang Foton lain ini dinamakan foton hamburan Dalam hamburan

Compton ini energi foton yang datang yang diserap atom diubah menjadi energi kinetik elektron dan foton

hamburan

12 Rumusan Masalah

1 Bagaimanakah energi hamburan kompton

2 Bagaimanakah dengan panjang gelombang yang dihasilkan (pergeseran kompton)

3 Adakah hubungan antara sudut terhambur dengan besarnya energi dan pergeseran kompton

4 Bagaimanakah perbandingan hasil data hasil eksperiment dengan data teoritis

13 Tujuan

1 Untuk mengetahui energi hamburan kompton

2 Untuk mengetahui panjang gelombang yang dihasilkan (pergeseran kompton)

3 Untuk mengetahui hubungan antara sudut terhambur dengan besarnya energi dan pergeseran

kompton

4 Untuk mengetahui perbandingan hasil data hasil eksperiment dengan data teoritis

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Cara lain radiasi berinteraksi dengan atom adalah melalui efek Compton dimana radiasi

dihamburkan oleh elektron hampir bebas yang terikat lemah pada atomnya Sebagian energi radiasi diberikan

kepada elektron sehingga terlepas dari atom energi yang sisa diradiasikan kembali sebagai radiasi

elektromagnet Menurut gambaran gelombang energi radiasi yang dipancarkan itu lebih kecil daripada energi

radiasi yang datang ( selisihnya berubah menjadi energi kinetik elektron)

Proses hamburan ini dianalisis sebagai suatu interaksi (ldquotumbukan dalam pengertian partikel secara

klasikrdquo) antara sebuah foton dan electron yang dianggap diam Compton menganggap bahwa cahaya sebagai

partikel sehingga mempunyai momentum

mcP atau c

EP atau

c

hfP atau

hP

2mcpcE

Gambar1 Hamburan efek kompton

Gambar diatas merupakan gambar penghamburan foton oleh electron disebut efek Compton Energi

dan momentum adalah kekal dalam keadaan seperti itu dan sebagai foton hambur kehilangan energi (panjang

gelombang hasilnya lebih panjang) dibandingkan foton datang Momentum foton semula ialah chv

momentum foton hambur ialah chv dan momentum electron awal sector ialah berurutan 0 dan p Dalam

arah foton semula

Momentum awal = Momentum akhir

(210) coscos0 pc

hv

c

hv

Dan tegak lurus pada arah ini


(211) 0 = sinsin

pc

hv

Sudut menyatakan sudut antara arah mula-mula dan arah foton hambur dan ialah sudut antara arah foton

mula dan arah electron yang tertumbuk Persamaan (210) dan (211) sama-sama dikali c sehingga diperoleh

sinsin

coscos

hvpc

hvhvpc

Dengan mengkuadratkan masing-masing persamaan ini dan menambahkannya sudut dapat dieliminasi

sehinga menjadi

(212) 2222 cos2 hvhvhvhvcp

Kemudian kita samakan kedua rumus untuk energi total partikel

2222

2

cpcmE

cmKE

o

o

Dari bab I kita dapat memperoleh

KcmKcp

cpcmcmK

o

oo

2222

224222

2

Karena hvhvK maka kita dapatkan

(213) 22 22222 hvhvcmhvhvhvhvcp o

Substitusikan harga p2c

2 ini dalam persamaan (213) sehingga kita mendapatkan

(214) cos122 2 hvhvhvhvcmo

Hubungan ini akan lebih sederhana jika dinyatakan dalam panjang gelombang sebagai pengganti frekuensi

Bagi persamaan (214) dengan 2h2c

2

cos1

c

v

c

v

c

v

c

v

h

cmo

Dan karena 1cv dan 1 cv

cos1

11

h

cmo

Sehingga panjang gelombang untuk efek Compton adalah

(215) cos1 cm

h

o

BAB 3 METODE PENELITIAN

31 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam eksperimen kali ini adalah

1 Detector Kristal NaI (T1)

2 Penghambur yang terbuat dari besi dengan kemurnian 99998

3 Spectrometer sinar gamma

4 Ci 137

dalam bentuk kapsul

32 Langkah Kerja

1 Susun peralatan

2 Foton dengan energy 662 keV dipancarkan dari sumber Ci 137

yang kemudian dilewatkan ke

celah silinder yang sempit C1 dengan diameter 06 cm dan panjangnya 40 cm

3 Puncak-foto (photopeak) dari radiasi terhambur yang telah ditangkap pada berbagai sudut

hamburan dideteksi dengan memakai peralatan spectrometer sinar gamma yang mempunyai

detector NaI

33 Desain

Gambar 2 Susunan peralatan untuk eksperimen hamburan Compton

Gambar 3 Peralatan spektroskopi sinar gamma

BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA

Tabel 1 Energi gamma terhambur untuk berbagai variasi sudut hamburan

NO θ (derajat) E1 (teori)

(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566

Tabel 2 Pergeseran Compton untuk berbagai sudut hanburan

No θ (derajat) ∆λ x 10-12

(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -

BAB V PEMBAHASAN

Percobaan Compton merupakan salah satu dari tiga proses yang melemahkan energi suatu sinar

ionisasi Bila suatu sinar jatuh pada permukaan suatu materi sebagian daripada energinya akan diberikan

kepada materi tersebut sedangkan sinar itu sendiri akan di sebarkan sehingga energy radiasi yang

dipancarkan lebih kecil dari energy radiasi yang datang ( panjang gelombang lebih panjang daripada

sebelumnya )

Pada percobaan kali ini digunakan berbagai macam variable sudut untuk mengetahui pengaruhnya

terhadap energy yang dipancarkan dan panjang gelombang demikian hal nya membandingkan data

eksperiment dengan data teoritis

Dari percobaan di dapat energy sinar gamma yang terhambur berkurang hal ini telah dibahas

sebelumnya dimana pada proses tumbukan materi energy yang datang sebagian diserap dan sebagian di

hamburkan dimana kita dapat melihat data percobaan dalam table di bawah ini



(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566

Gambar 4 Energi gamma terhambur sebagai fungsi dari sudut hamburan θ Gambar kurva adalah hasil

perhitungan teoritis dan titik-titik adalah hasil eksperimen

Begitu halnya dengan pergeseran kompton yang dihasilkan dimana panjang gelombang yang

dihasilkan lebih panjang Hal ini terbukti dengan hasil eksperimen yang dilakukan dan perbandingan teori

yang disajikan dalam table di bawah ini Dimana antara energy hamburan dan panjang gelombang

(pergeseran Compton) memiliki hubungan yang berkebalikan sesuai dengan rumus



(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -

Gambar 5 Pergeseran Compton sebagai fungsi dari sudut hamburan 0 Gambar kurva adalah hasil


BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan

Pada percobaan kompton kali ini dengan menggunakan sinar gamma dengan sudut hambur 30 60

90 dan 120Hasil yang diperoleh memperlihatkan bahwa energy gamma terhambur berkurang untuk sudut

hamburan yang semakin besar Sedangkan pergeseran Compton menjadi lebih bertambahnya sudut

hamburan Hasil-hasil yang diperoleh dari eksperimen apabila dibandingkan dengan perhitungan teoritis

memperlihatkan hasil yang sama dengan kesalahan yang relatif kecil

62 Saran

Pada setiap presentasi hasil dari dari kajian pustaka mengenai eksperiment yang dilakuakan setiap

kelompok telah baik ditampilkan dua kelompok dengan membahas topic yang sama dan perlu adanya

pembahasan di akhir diskusi untuk mengetahui adanya kesalahan-kesalahan tentang konsep yang dituangkan

dalam presentasi Sehingga meskipun dalam penyajian ada yang belum mengerti hal tersebut dapat diulas

dalam sesi pembahasan

DAFTAR PUSTAKA

Krane Kenneth 2006 Fisika Modern Jakarta UI Press

Susetyo Wisnu 1988 Spektrometri Gamma Yogyakarta Gajah Mada University Press

Beiser Arthur 1999 Konsep Fisika Modern Jakarta Erlangga

httpwwwgooglecoidsearchq=percobaan+hamburan+comptonampie=utf-8ampoe=utf-

8ampaq=tamprls=orgmozillaen-USofficialampclient=firefox-a

httpwwwinfogigicomarticlepercobaan-hamburan-sinar-alfahtml

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwwsuedu~collinsPhys415writeu

psComptonhtm

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpenwikipediaorgwikiCompton_scatter

ing

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwndt-

edorgEducationResourcesCommunityCollegeRadiographyPhysicscomptonscatteringhtm

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httphyperphysicsphy-

astrgsueduhbasequantumcomptinthtml

BAB 1 PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Hamburan Compton adalah suatu efek yang merupakan bagian interaksi sebuah penyinaran terhadap

suatu materi Efek Compton adalah salah satu dari tiga proses yang melemahkan energi suatu sinar ionisasi

Bila suatu sinar jatuh pada permukaan suatu materi sebagian daripada energinya akan diberikan kepada

materi tersebut sedangkan sinar itu sendiri akan di sebarkan Proses hamburan Compton dianalisis sebagai

suatu interaksi (ldquotumbukanrdquo dalam pengertian partikel secara klasik) antara sebuah foton dan sebuah

elektron yang kita anggap diam Hamburan Compton terjadi apabila foton dengan energi hf berinteraksi

dengan elektron bebas atau elektron yang tidak terikat dengan kuat oleh inti yaitu elektron terluar dari atom

Elektron itu dilepaskan dari ikatan inti dan bergerak dengan energi kinetik tertentu disertai foton lain dengan

energi lebih rendah dibandingkan foton datang Foton lain ini dinamakan foton hamburan Dalam hamburan

Compton ini energi foton yang datang yang diserap atom diubah menjadi energi kinetik elektron dan foton

hamburan

12 Rumusan Masalah

1 Bagaimanakah energi hamburan kompton

2 Bagaimanakah dengan panjang gelombang yang dihasilkan (pergeseran kompton)

3 Adakah hubungan antara sudut terhambur dengan besarnya energi dan pergeseran kompton

4 Bagaimanakah perbandingan hasil data hasil eksperiment dengan data teoritis

13 Tujuan

1 Untuk mengetahui energi hamburan kompton

2 Untuk mengetahui panjang gelombang yang dihasilkan (pergeseran kompton)

3 Untuk mengetahui hubungan antara sudut terhambur dengan besarnya energi dan pergeseran

kompton

4 Untuk mengetahui perbandingan hasil data hasil eksperiment dengan data teoritis










mcP atau c

EP atau

c

hfP atau

hP

2mcpcE






arah foton semula


(210) coscos0 pc

hv

c

hv



(211) 0 = sinsin

pc

hv



sinsin

coscos

hvpc

hvhvpc


sehinga menjadi



2222

2

cpcmE

cmKE

o

o


KcmKcp

cpcmcmK

o

oo

2222

224222

2








2

cos1

c

v

c

v

c

v

c

v

h

cmo


cos1

11

h

cmo


(215) cos1 cm

h

o


31 Alat dan Bahan





4 Ci 137

dalam bentuk kapsul

32 Langkah Kerja

1 Susun peralatan






detector NaI

33 Desain






(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566



(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -

BAB V PEMBAHASAN





sebelumnya )









(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566









(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -



BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing














mcP atau c

EP atau

c

hfP atau

hP

2mcpcE






arah foton semula


(210) coscos0 pc

hv

c

hv



(211) 0 = sinsin

pc

hv



sinsin

coscos

hvpc

hvhvpc


sehinga menjadi



2222

2

cpcmE

cmKE

o

o


KcmKcp

cpcmcmK

o

oo

2222

224222

2








2

cos1

c

v

c

v

c

v

c

v

h

cmo


cos1

11

h

cmo


(215) cos1 cm

h

o


31 Alat dan Bahan





4 Ci 137

dalam bentuk kapsul

32 Langkah Kerja

1 Susun peralatan






detector NaI

33 Desain






(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566



(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -

BAB V PEMBAHASAN





sebelumnya )









(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566









(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -



BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing





(210) coscos0 pc

hv

c

hv



(211) 0 = sinsin

pc

hv



sinsin

coscos

hvpc

hvhvpc


sehinga menjadi



2222

2

cpcmE

cmKE

o

o


KcmKcp

cpcmcmK

o

oo

2222

224222

2








2

cos1

c

v

c

v

c

v

c

v

h

cmo


cos1

11

h

cmo


(215) cos1 cm

h

o


31 Alat dan Bahan





4 Ci 137

dalam bentuk kapsul

32 Langkah Kerja

1 Susun peralatan






detector NaI

33 Desain






(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566



(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -

BAB V PEMBAHASAN





sebelumnya )









(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566









(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -



BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing







2

cos1

c

v

c

v

c

v

c

v

h

cmo


cos1

11

h

cmo


(215) cos1 cm

h

o


31 Alat dan Bahan





4 Ci 137

dalam bentuk kapsul

32 Langkah Kerja

1 Susun peralatan






detector NaI

33 Desain






(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566



(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -

BAB V PEMBAHASAN





sebelumnya )









(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566









(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -



BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing






31 Alat dan Bahan





4 Ci 137

dalam bentuk kapsul

32 Langkah Kerja

1 Susun peralatan






detector NaI

33 Desain






(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566



(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -

BAB V PEMBAHASAN





sebelumnya )









(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566









(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -



BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing








(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566



(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -

BAB V PEMBAHASAN





sebelumnya )









(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566









(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -



BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing





BAB V PEMBAHASAN





sebelumnya )









(MeV)

E1 (eksp) (+0008)

(MeV)

1 30 0564 0570

2 60 0402 0404

3 90 0289 0292

4 120 0225 0227

5 240 0225 0229

6 270 0289 0290

7 300 0402 0401

8 330 0564 0566









(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -



BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing













(m)

Teori

∆λ x 10-12

(m)

eksperimen

1 0 0 0

2 30 0325 0300

3 60 1125 1194

4 90 2430 2401

5 120 3645 3587

6 150 4534 -

7 190 4860 -



BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing







BAB VIPENUTUP

61 Kesimpulan






62 Saran






DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing





DAFTAR PUSTAKA








psComptonhtm


ing





hamburan kompton

Documents