Blogdope.com – Penjelasan tentang lengkap efek Compton dilengkapi dengan rumus dan contoh soal. Pernahkah Anda mendengar tentang efek Compton? Efek Compton adalah peristiwa hamburan sinar X atau foton akibat menumbuk elektron diam. Paparan berikut menjelaskan pengertian dan rumus efek Compton serta contoh soalnya.
Pembahasan lengkap mengenai elektron dapat Anda simak pada artikel Partikel Penyusun Inti Atom.
Pada kesempatan ini, admin akan menyajikan pembahasan pengertian efek Compton. Selain itu juga akan dijelaskan rumus efek Compton serta contoh soalnya.
Pengertian Efek Compton
Di awal pembahasan telah disebutkan bahwa efek Compton adalah peristiwa hamburan sinar X atau foton akibat menumbuk elektron statis.
Penamaan efek Compton di ambil dari nama seorang ilmuwan bernama Arthur Holly Compton.
Dia melakukan sebuah percobaan pada sekira tahun 1923. Percobaan itu dilakukannya dengan menembakkan sinar X yang keluar dari bahan radioaktif berupa lempengan tipis.
Dari hasil percobaan yang dilakukan oleh Compton, diperoleh fakta bahwa setelah keluar dari lempengan radioaktif, gelombang elektromagnetik mengalami fenomena hamburan.
Perhatikan ilustrasinya di bawah ini.
Dari ilustrasi di atas, kita dapat memperoleh fakta bahwa panjang gelombang foton yang datang ternyata lebih pendek daripada foton yang terhambur.
Fakta tersebut tentu merupakan sebuah hal yang aneh. Mengapa?
Karena seharusnya panjang gelombang datang dan terhambur sama.
Compton menganggap bahwa foton sama dengan gelombang elektromagnetik yang diperlakukan sebagai bentuk materi.
Bentuk materi inilah yang dapat menjelasan mengapa terjadi perubahan panjang gelombang foton.
Peristiwa tersebut juga menjadi bukti berlakunya hukum kekekalan momentum. Di mana foton mengalami momentum yang menyebabkan perubahan panjang gelombang.
Baca Juga: Seri Biografi Ilmuwan: Antonie Hendri Becquerel Penemu Radioaktif
Rumus Efek Compton
Terdapat 2 (dua) persamaan umum yang bisa dipakai untuk menentukan besaran efek Compton.
1. Persamaan Einstein
Persamaan Einstein dirumuskan oleh Albert Einstein, seorang Fisikawan yang di anggap sebagai ilmuwan terbesar sepanjang sejarah manusia.
Biografi Albert Einstein menjabarkan riwayat hidup Einstein sampai dengan penemuan-penemuannya.
Persamaan Einstein untuk menentukan efek Compton sebagai berikut.
E = mc2
E = m c c = p c
Dimana
E = Energi (J)
m= massa (kg)
c = kecepatan cahaya (m/s)
2. Rumus Energi Foton Planck
Rumus energi foton Planck dikemukakan oleh ilmuwan bernama Max Planck.
Sedangkan notasi rumus energi foton Planck sebagai berikut.
E = hf
p = hf
p = h/λ
dimana,
p = momentum foton (Ns)
h = tetapan Planck (Js)
f = frekuensi gelombang elektromagnetik (Hz)
c = laju cahaya (m/s)
λ = panjang gelombang foton (m)
Agar lebih jelas cara menggunakan rumus efek Compton dalam perhitungan, silahkan simak contoh soal efek Compton berikut.
Contoh Soal Efek Compton
Soal 1
Sebuah elektron semula berada dalam keadaan diam kemudian dipercepat pada beda potensial 20000 Volt. Tentukan panjang gelombang de Broglie dan momentum elektron!
Penyelesaian
Diketahui
V = 20000 volt
Penyelesaian
p = h/λ
mv = h/λ
λ = h/mv
kita merujuk pada persamaan
QV = ½ mv2
v = √ (2QV/m)
substitusikan persamaan tersebut
λ = h/sqrt(2QV/m)
= 6.6 10-24/ √ (2 1.6 10-19 9.1 10-31 2 104)
Selanjutnya, 6.6 10-24/ 7.63 10-24
= 0.864 pm
Jadi panjang gelombang de Broglie adalah 0.864 pm
p = hf
= 6.6 10-34/8.64 10-11
= 0.76 10-23
Jadi besar momentum elektromtersebut adalah 0.76 10-23.
Soal 2
Keping logam memiliki energi ambang senilai 4ev. Kemudian disinari dengan cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 8000A sampai elektron meninggalkan permukaan logam. Jika h – 6,6 x 10-34 Js dan kecepatan cahaya 3 x 108 m/detik, tentukan berapa energi kinetik elektron yang lepas!
Penyelesaian
Diketahui
W0 = 4 eV = 4 1,6 x 10−19 = 6.4 10−19J
λ = 8000 Å = 8 10-7
Jawab:
E = Wo + Ek
h c/ λ = Wo + Ek
6,6 × 10−34 3 108 / 8 10-7 = 6.4 10−19 + Ek
2.475 10-19 = 6.410−19 + Ek
Ek = 3.925 10−19 J
Jadi energi kinetik elektron tersebut sebesar 3.925 10−19 J
Baca Juga: Pengertian dan Jenis Rangkaian Listrik Lengkap dengan Rumus dan Contoh Soal
Nah, itulah pembahasan terkait rumus efek Compton dan contoh soalnya yang dapat admin sajikan pada kesempatan kali ini.
Admin berharap kiranya pembahasan ini dapat membantu Anda memahami lebih lanjut tentang penggunaan rumus efek Compton dalam ilmu Fisika.
Terima kasih atas kesediaan Anda membaca paparan ini, kita berjumpa lagi pada seri artikel Fisika lainnya pada kesempatan yang akan datang.
Semoga bermanfaat.