sinar-x

A.      Sinar x

-        Pengertian Sinar-X

Sinar –X adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 10^-8 -10^-12 m dan frekuensi sekitar 10¹⁶ -10²¹ Hz. Sinar ini dpat menembus benda-benda lunak seperti daging dan kulit tetapi tidak dapat menembus benda-benda keras seperti tulang, gigi, dan logam. Sinar-X sering di gunakan di berbagai bidang seperti bidang kedokteran, fisika, kimia, mineralogy, metarulugi, dan biologi.

-        Sejarah Penemuan Sinar-X

Sinar-X ditemukan pertama kali oleh fisikawan berkebangsaan Jerman Wilhelm C. Roentgen pada tanggal 8 November 1895. Saat itu Roentgen bekerja menggunakan tabung. Dia mengamati nyala hijau pada tabung yang sebelumnya menarik perhatian Crookes. Roentgen selanjutnya mencoba menutup tabung itu dengan kertas hitam dengan harapan agar tidak ada cahaya tampak yang dapat lewat. Namun setelah ditutup ternyata masih ada sesuatu yang dapat lewat. Roentgen Menyimpulkan bahwa ada sinar-sinar tidak tampak yang mampu menerobos kertas hitam tersebut.

Pada saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar katoda, beliau mendapatkan bahwa ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang terbuat dari barium platino cyanida yang kebetulan berada di dekatnya. Jika sumber listrik dipadamkan, maka cahaya pendar pun hilang. Roentgen segera menyadari bahwa sejenis sinar yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Karena sebelumnya tidak pernah dikenal, maka sinar ini diberi nama sinar-X. Namun untuk menghargai jasa beliau dalam penemuan ini maka seringkali sinar-X itu dinamai juga sinar Roentgen.

Nyala hijau yang terlihat oleh Crookes dan Roentgen akhirnya diketahui bahwa sinar tersebut tak lain adalah gelombang cahaya yang dipancarkan oleh dinding kaca pada tabung sewaktu elektron menabrak dinding itu, sebagai akibat terjadinya pelucutan listrik melalui gas yang masih tersisa di dalam tabung. Pada saat yang bersamaan elektron itu merangsang atom pada kaca untuk mengeluarkan gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya sangat pendek dalam bentuk sinar-X. Sejak saat itu para ahli fisika telah mengetahui bahwa sinar-X dapat dihasilkan bila elektron dengan kecepatan yang sangat tinggi menabrak atom.

     Tergiur oleh penemuannya yang tidak sengaja itu, Roentgen memusatkan perhatiannya pada penyelidikan sinar-X. Dari penyelidikan itu beliau mendapatkan bahwa sinar-X dapat memendarkan berbagai jenis bahan kimia. Sinar-X juga dapat menembus berbagai materi yang tidak dapat ditembus oleh sinar tampak biasa yang sudah dikenal pada saat itu. Di samping itu, Roentgen juga bisa melihat bayangan tulang tangannya pada layar yang berpendar dengan cara menempatkan tangannya di antara tabung sinar katoda dan layar. Dari hasil penyelidikan berikutnya diketahui bahwa sinar-X ini merambat menempuh perjalanan lurus dan tidak dibelokkan baik oleh medan listrik maupun medan magnet. Atas jasa-jasa Roentgen dalam menemukan dan mempelajari sinar-X ini, maka pada tahun 1901 beliau dianugerahi Hadiah Nobel Bidang Fisika yang untuk pertama kalinya diberikan dalam bidang ini. Penemuan Sinar-X ternyata mampu mengantarkan ke arah terjadinya perubahan mendasar dalam bidang kedokteran. Dalam kegiatan medis, Sinar-X dapat dimanfaatkan untuk diagnosa maupun terapi. Dengan penemuan sinar-X ini, informasi mengenai tubuh manusia menjadi mudah diperoleh tanpa perlu melakukan operasi bedah.

Sinar-X dapat terbentuk apabila partikel bermuatan misalnya elektron oleh pengaruh gaya inti atom bahan mengalami perlambatan. Sinar-X yang tidak lain adalah gelombang elektromagnetik yang terbentuk melalui proses ini disebut sinar-X bremsstrahlung. Sinar-X yang terbentuk dengan cara demikian mempunyai energi paling tinggi sama dengan energi kinetik partikel bermuatan pada waktu terjadinya perlambatan.

Add caption

Gambar 1. Eksitasi elektron sinar-X

Ketika terjadi perlambatan dan menimbulkan sinar-X, sinar-X yang terjadi umumnya memiliki energi yang berbeda-beda sesuai dengan energi kinetik elektron pada saat terbentuknya sinar-X dan juga bergantung pada arah pancarannya.

                       

                        Gambar 2. Proses pembentukan sinar-X memakai tabung katoda-anoda

Sinar-X dapat juga terbentuk dalam proses perpindahan elektron-elektron atom dari tingkat energi yang lebih tinggi menuju ke tingkat energi yang lebih rendah, misalnya dalam proses lanjutan efek fotolistrik. Sinar-X yang terbentuk dengan cara seperti ini mempunyai energi yang sama dengan selisih energi antara kedua tingkat energi yang berkaitan. Karena energi ini khas untuk setiap jenis atom, sinar yang terbentuk dalam proses ini disebut sinar-X karakteristik, kelompok sinar-X demikian mempunyai energi farik. Sinar-X karakteristik yang timbul oleh berpindahnya elektron dari suatu tingkat energi menuju ke lintasan k, disebut sinar-X garis K, sedangkan yang menuju ke lintasan l, dan seterusnya. Sinar-X bremsstrahlung dapat dihasilkan melalui pesawat sinar-X atau pemercepat partikel.

Pada dasarnya pesawat sinar-X terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar-X, sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung sinar-X, dan unit pengatur. Bagian pesawat sinar-X yang menjadi sumber radiasi adalah tabung sinar-X. Didalam tabung pesawat sinar-X yang biasanya terbuat dari bahan gelas terdapat filamen yang bertindak sebagai katode dan target yang bertindak sebagai anode. Tabung pesawat sinar-X dibuat hampa udara agar elektron yang berasal dari filamen tidak terhalang oleh molekul udara dalam perjalanannya menuju ke anode. Filamen yang di panasi oleh arus listrik bertegangan rendah (If) menjadi sumber elektron. Makin besar arus filamen IF, akan makin tinggi suhu filamen dan berakibat makin banyak elektron dibebaskan persatuan waktu.

Elektron yang dibebaskan oleh filamen tertarik ke anode oleh adanya beda potensial yang besar atau tegangan tinggi antara katode dan anode yang dicatu oleh unit sumber tegangan tinggi (potensial katode beberapa puluh hingga beberapa ratus kV atau MV lebih rendah dibandingkan potensial anode), elektron ini menabrak bahan target yang umumnya bernomor atom dan bertitik cair tinggi (misalnya tungsten) dan terjadilah proses bremsstrahlung. Khusus pada pemercepat partikel energi tinggi beberapa elektron atau partikel yang dipercepat dapat agak menyimpang dan menabrak dinding sehingga menimbulkan bremsstrahlung pada dinding.

Beda potensial atau tegangan antara kedua elektrode menentukan energi maksimum sinar-X yang terbentuk, sedangkan fluks sinar-X bergantung pada jumlah elektron persatuan waktu yang sampai ke bidang anode yang terakhir ini disebut arus tabung It yang sudah barang tentu bergantung pada arus filamen It. Namun demikian dalam batas tertentu, tegangan tabung juga dapat mempengaruhi arus tabung. Arus tabung dalam sistem pesawat sinar-X biasanya hanya mempunyai tingkat besaran dalam milliampere (mA), berbeda dengan arus filamen yang besarnya dalam tingkat ampere.

 

Gambar 3: Penemu sinar-X

-          Cara Kerja Sinar-X

Pada aplikasinya, penciptaan sinar-x tak lagi mengandalkan mekanisme tabung crookes, melakinkan dengan menggunakan pesawat sinar-x modern. Pesawat sinar-x modern pada dasarnya membangkitkan sinar-x dengan mem’bombardir’ target logam dengan elektron berkecepatan tinggi. Elektron yang berkecepatan tinggi tentunya memiliki energi yang tinggi, dan karenanya mampu menembus elektron-elektron orbital luar pada materi target hingga menumbuk elektron orbital pada kulit k (terdekat dengan inti).

Elektron yang tertumbuk akan terpental dari orbitnya, meninggalkan hole pada tempatnya semula. Hole yang ditinggalkannya itu akan diisi oleh elektron dari kulit luar dan proses itu melibatkan pelepasan foton (cahaya elektromagnetik) dari elektron pengisi tersebut. Foton yang keluar itulah yang kemudian disebut sinar-x, dan keseluruhan proses terbentuknya sinar-x melalui mekanisme tersebut disebut mekanisme sinar-x karakteristik.

Adapun mekanisme lain yang mungkin terjadi adalah emisi foton yang dialami oleh elektron cepat yang dibelokkan oleh inti atom target atas konsekuensi dari interaksi coulomb antara inti atom target dengan elektron cepat. Proses pembelokkan ini melibatkan perlambatan dan karenanya memerlukan emisi energi berupa foton. Mekanisme ini disebut bremsstrahlung (bahasa jerman dari ‘radiasi pengereman’).

  

Gambar 4. Proses produksi sinar-X

Seperti terlihat pada gambar ilustrasi, beda potensial antara anoda dan katoda dibuat sedemikian rupa sehingga mencapai angka yang cukup untuk membuat elektron melompat dengan kecepatan tinggi setelah katoda diberi energy (biasanya 1000 volt). Setelah elektron pada katoda melompat dan menghantam filamen pada anoda, terjadilah sinar-x yang terjadi dengan mekanisme sinar-x karakteristik ataupun bremsstrahlung. Karena filamen pada anoda dimiringkan ke bawah, foton sinar-x akan menuju ke bawah, keluar dari pesawat sinar-x lalu melewati jaringan yang dipotret. Bayangan/citra pun terbentuk pada film yang diletakkan di bawahnya.

-          Syarat-syarat Terjadinya Sinar-X :

·         Ruang yang vacum (hampa udara)

·         Beda potensial yang tinggi

·         Sumber electron

·         Target tumbukan, dan

·         Focusing

-          Sinar X Mempunyai Sifat- sifat sebagai berikut :

Banyak bahan dapat beredar ketika ditumbuk oleh Sinar-X, Sinar-X dapat menghitamkan pelat potret seperti halnya cahaya tampak. Daya tembus Sinar-X bergantung pada jenis bahan yang ditembusnya. Sinar-X merambat menurut garis lurus. Sinar-X tidak menyimpang dalam medan magnetik/medan listrik. Sinar-X dipancarkan ketika sinar katode menumbuk zat padat, Karena Sinar-X tidak menyimpang dalam medan magnetik maupun medan listrik, maka Sinar-X jelas tidak mengandung partikel yang bermuatan/Sinar-X lebih mirip dengan cahaya yang tampak. Ternyata Sinar-X termasuk gelombang elektromagnetik punya gelombang (10-12 m – 10-8 m) frekuensi sangat tinggi.

Sifat-sifat sinar-X :    

·      Mempunyai daya tembus yang tinggi Sinar X dapat menembus bahan dengan daya tembus yang sangat besar, dan digunakan dalam proses radiografi.

·      Mempunyai panjang gelombang yang pendek Yaitu : 1/10.000 panjang gelombang yang kelihatan.

·      Mempunyai efek fotografi. Sinar X dapat menghitamkan emulsi film setelah diproses di kamar gelap.

·      Mempunyai sifat berionisasi. Efek primer sinar X apabila mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan zat tersebut.

·      Mempunyai efek biologi. Sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini digunakan dalam pengobatan radioterapi.

-          Aplikasi Sinar-X Dalam Kehidupan Sehari-Hari

1.    Bidang Kesehatan

·      Sinar-X lembut digunakan untuk mengambil gambar foto yang dikenal sebagai radiograf. Sinar-X bisa menembus tubuh manusia tetapi diserap oleh bagian yang lebih padat seperti tulang.

           

Gambar 5. Foto sinar X

Gambar foto sinar-X digunakan untuk memperlihatkan kecacatan tulang, mengdeteksi tulang yang patah dan memperlihatkan keadaan organ-organ dalam tubuh.

·      Sinar-X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanker. Cara ini dikenal sebagai radioterapi.

2.    Dalam Bidang Perindustrian

·      Mengetahui kecacatan dalam struktur binaan atau bagian-bagian dalam mesin dan engine.

·      Memperbaiki rekahan dalam pipa logam, dinding konkrit dan tekanan tinggi.

·      Memeriksa retakan dalam struktur plastik dan getah.

3.    Dalam Bidang Penyelidikan

·      Sinar-X digunakan untuk menyelidik struktur hablur dan jarak pemisahan antara atom-atom dalam suatu bahan hablur.

4.    Kegunaan lainnya

·      Sinar-X digunakan untuk mengesahkan sama ada suatu lukisan atau objek seni purba itu benar atau tiruan.

·      Di lapangan kapal terbang, sinar-X lembut digunakan untuk memeriksa barang-barang dan beg penumpang.

-          Efek Yang Ditimbulkan Dari Sinar-X

     Efek merugikan tersebut berupa kerontokan rambut dan kerusakan kulit. Pada tahun 1897 di Amerika Serikat dilaporkan adanya 69 kasus kerusakan kulit yang disebabkan oleh sinar-X, sedang pada tahun 1902 angka yang dilaporkan meningkat menjadi 170 kasus. Pada tahun 1911 di Jerman juga dilaporkan adanya 94 kasus tumor yang disebabkan oleh sinar-X. Meskipun beberapa efek merugikan dari sinar-X dan gamma telah teramati, namun upaya perlindungan terhadap bahaya penyinaran sinar-X dan gamma belum terfikirkan. Marie Curie, penemu bahan radioaktif Po dan Ra meninggal pada tahun 1934 akibat terserang oleh leukemia. Penyakit tersebut besar kemungkinan akibat paparan radiasi karena seringnya beliau berhubungan dengan bahan-bahan radioaktif.

Efek lainnya yaitu :

·      Pemusnahan sel-sel dalam tubuh.

·      Perubahan struktur genetik suatu sel.

·      Penyakit kanker parah.

·      Kesan-kesan buruk seperti rambut rontok, kulit menjadi merah dan berbisul. 

B.       DIFRAKSI SINAR X

Difraksi sinar-x oleh sebuah materi terjadi akibat dua fenomena yaitu, hamburan oleh tiap atom dan interferensi gelombang-gelombang  yang dihamburkan oleh atom-atom tersebut. Interferensi ini terjadi karena gelombang-gelombang yang dihamburkan oleh atom-atom memiliki koherensi dengan gelombang datang dan, demikian pula, dengan mereka sendiri. Perhitungan interferensi gelombang dapat dijelaskan sebagai berikut. Pandang seberkas sinar-x paralel dan sebuah pusat hamburan O (Gambar 6). Bila E₀ cos 2πvt adalah amplitudo komponen medan listrik pada O, amplitudo pada sebuah titik berjarak r dari O adalah:

Gambar 6. Interferensi dua gelombang dari dua pusat hamburan

E = f E₀ cos [2πt (t – r/c) - φ]................................

Dengan f disebut faktor hamburan, yaitu rasio antara amplitudo terhambur dan amplitudo datang. Secara umum, f tergantung pada sudut 2θ antara kedua radiasi.Besaran φ adalah pergeseran fase hamburan. Bila digunakan notasi kompleks,

E = f E₀ cos [2πv(t-r/c)- φ]

   = [ f exp (-i φ)] cos [2πv(t-r/c)]

Besaran  f exp (-i φ) dinamakan faktor hamburan kompleks.

Bila pusat hamburan adalah sebuah elektron bebas, maka  φ= 90°. Keadaan yang sama,secara umum, ditemukan pada hamburan dengan atom sebagai pusatnya. Gelombang terhambur memiliki fase yang berlawanan dengan gelombang datang.

Kembali ke Gambar 6, sekarang akan dibahas radiasi resultan yang terhambur oleh dua sumber hamburan O dan M. Diasumsikan bahwa pergeseran fase φ oleh kedua atom sama. Bila kedua atom identik, memang demikian keadaannya, namun hal yang sama juga terjadi pada kebanyakan kasus di mana kedua atom berbeda. Beda fase antara kedua gelombang terpancar tergantung pada posisi O dan M. Muka-muka gelombang datang dan terhambur yang melewati O adalah (π0) dan (π). Panjang lintasan sinar yang melewati M lebih besar sebanyak ∆= mM+ nM, dengan m dan n adalah proyeksi O pada sinar datang dan terhambur yang melalui M. Arah sinar datang dan terhambur akan didefinisikan menggunakan vektor-vektor satuan

S dan S0. Panjang mM dan nM adalah:

mM = S₀.OM

nM = -S.OM

 Sehingga ∆ = mM+ nM= -OM.(S-S₀), dan beda fase keduanya adalah:

φ = 2 π∆/λ = -2 π . OM. (S-S₀ / λ)...............................

Didefinisikan vektor s= (S-S₀ / λ) yang memiliki peran besar dalam teori hamburan.Vektor ini akan dibahas lebih mendalam pada  bagian berikut ini. Perhatikan Gambar 1.7.Vektor smemiliki arah sama dengan  ON yang memotong sudut yang dibentuk oleh S dan -S0.Panjangnya adalah. Bila sudut hamburan

(S.S₀ ) sama dengan 2θ,  maka:

s = 2sin θ/ λ

Gambar 7. Definisi dari formula s = 2sin θ/ λ

Karena beda fase hanya tergantung pada vektor s, perhitungan interferensi tidak

tergantung secara eksplisit pada S, S0 dan λ, melainkan pada kombinasi

 (S-S₀)/ λ = s. Pentingnya s menjadikan lebih nyamannya membuat sebuah ruang baru yang dinamakan ruang resiprokal (reciprocal space) yang setiap titiknya berhubungan dengan sebuah vektor s yang merupakan vektor posisi titik tersebut. Intensitas terhambur pun sekarang dapat dinyatakan sebagai I(s).

Representasi matematis syarat terjadinya difraksi diberikan oleh Hukum Bragg 2 d hkl sin θ B= n λ, dengan dhkl adalah jarak antar-bidang (interplanar spacing) (hkl) untuk sebuah kristal, θB adalah sudut Bragg dan λ adalah panjang gelombang radiasi. Hukum Bragg dapat dikatakan sebagai representasi non-vektorial dua dimensi sebagai syarat terjadinya difraksi. Di samping representasi dalam bentuk Hukum Bragg, terjadinya difraksi harus memenuhi 3 persamaan Laue yang dinyatakan dengan

(S-S₀)/ λ . a₁ = h’

(S-S₀)/ λ . a₂ = k’

(S-S₀)/ λ . a₃ = l’

Tiga persamaan Laue bukan ‘sesuatu yang lain’ dalam konteks syarat terjadinya

difraksi dipandang dari bahasan Hukum Bragg. Ketiga persamaan tersebut hanyalah representasi vektorial tiga dimensi dari syarat difraksi. (Tugas: buktikan bahwa tiga persamaan Bragg akan mereduksi menjadi Hukum Bragg untuk kristal bidang).

C.      EFEK COMPTON

Foton dan elektron berlaku sebgai bola billiard.Menurut teori kuantum cahaya, foton berlaku sebagai partikel, hanya tidak mempunyai massa diam. Jika hal itu benar kita harus bisa menganalisa tumbukan antara foton dengan elektron.

Gambar 2.1

Gambar 2.1 menunjukkan bagaimana tumbukkan serupa itu digambarkan dengan foton sinar-x menumbuk elektron dan kemudian mengalami hamburan dari arah semula sedangkan elektronnya menerima impuls dan mulai bergerak dan tumbukkan foton dapat dipandang sebagai partikel yang kehilangan sejumlah energi yang besarnya sama dengan energi kinetik K yang diterima oleh elektron , walaupun sebenarnya kita mengamati dua foton berbeda . jika semula mempunyai frekuensi f maka foton hambur mempunyai frekuensi yang lebih rendah f’ sehingga.Kehilangan energi foton = Energi yang diterima elektron. Dari pembahasan sebelumnya bahwa momentum partikel tak bermassa berkaitan dengan energi menurut rumus:

E = pc......................................................................(1)

Karena energi foton hf sama dengan momentum maka:

Momentum foton:

P = E/c = h/f ...........................................(2)

momentum tidak seperti energi merupakan kuantitas vektor yang mempunyai arah dan besaran, dan dalamtumbukkan momentum harus kekal dalam masing-masing sumbuh dan dari kedua sumbu saling tegak lurus.(bila lebih dari dua benda bertumbukkan tentu saja

momentum harus kekal pada maisng - masing sumbu dari ketiga sumbu saling tegak lurus).

Arah yang dipilih di sini ialah arah semula dan satu lagi tegak lurus pada bidang yang mengandung elektron dan foton hambur. Pada gambar 2.1 penghamburan foton oleh elektron disebut efek compton. Energi dan momentum adalah kekal dalam keadaan seperti itu dan foton hambur kehilangan energi (panjang gelombang hasilnya lebih panjang) dibanding foton datang. hf/c, momentum foton hambur ialah hf’/c danmomentumelektron awal sektor akhir ialah berurutan 0 dan p dalam arah foton semula.

Momentum awal = momentum akhir

Hf/c + 0 = hf’/c cos φ + p sin θ...................................(3)

dan tegak lurus pada arah ini. Momentum awal = momentum akhir

0 = hf’/c sin φ – p sin θ..................................(4)

sudut φ menyatakan sudut antara arah mula-mula dan arah foton hambur, dan ialah sudut antara arah foton mula dan elektron yang tertumbuk. Dari persamaan - persamaan diatas kita sekarang mendapta rumus yang menghubungkan beda panjang gelombang antara foton mula dan foton hambur dengan sudut φ antara masing-masing , kedua besaran itu merupakan kuantitas yang diukur. Langkah awalnya dengan mengalikan kedua persamaan itu dengan c maka:

p c cos θ = hf-hf’ cos φ.................................(5)

p c sin θ = hf’ sin φ.......................................(6)

dengan mengkuadratkan persamaan ini dan menambahkannya sudut dapat dieliminasi

p² c² = (hf)² – 2 (hf) (hf’) cos φ + (hf’)²...............................

Kemudian kita samakan kedua rumus untuk energi total partikel

E = k + m₀ c²,sehingga

(k + m₀c²)² = m₀² c⁴ + p² c²

P²c² = k² + 2 m₀c²k, karena

K= hf – hf’, kita dapatkan

p² c²= (hf)²– 2 (hf) (hf’) + (hf’)² + 2 m₀ c² (hf - hf’)........................................... (7)

Hubungan ini lebih sederhana jika dinyatakan dalam panjang gelombang sebagai pengganti frekuensi bagi persamaan di atas dengan 2 h² c²,

m_o c / h (f/c – f’/c ) = 2 (hf) (hf’) (1-cos φ)

dan karena f/c= 1/ λ dan f’/c= 1/ λ’

λ- λ’= h/ m_o c (1- cos φ) (persamaan efek compton)......................(8)

persamaan (4.8) diturunkan oleh Arthur H.compton pada awal tahun 1920 dan gejala yang diperikannya yang pertama kali diamatinya, dikenal sebagai efek Compton. Gejala ini menunjukkan bukti kuat teori kuantum radiasi. Persamaan(4.8) memberikan perubahan panjang gelombang yang diharapkan terjadi untuk foton yang terhambur dengan sudut φ oleh partikel yang bermassa diam m_o dan perbedaan ini tidak bergantung dari panjang gelombang foton datang λ kuantitas panjang gelombang compton

panjang gelombang compton

λ₀ = h/m₀ . c

λ₀ = 2,2426 x 10¹² m dengan 2,2426 pm (1 pm= 1 pi cometer = 10¹² m)

dalam λ₀ persamaan 8 menjadi

λ- λ’=  λ₀ (1-cos φ)................................(9)

Dari persamaan(9) diatas kita liaht bahwa perubahan panjang gelombang terbesar yang dapat terjadi pada φ =180 ketika itu perubahan panjang gelombang menjadi dua kali panjang gelombang Compton λ c, karena panjang gelombang Compton untuk elektron ialah

λ_c =2,246 pm, dan lebih kecil lagi untuk partikel yang lain karena massanya lebih besar, maka perubahan panjang gelombang maksimum dalam efek Compton adalah 4,852 pm. Perubahan sebesar itu atau lebih kecil lagi hanya bisa teramati untuk sinar-x karena pergeseran panjang gelombang cahaya tampak kurang dari 0.01 persen dari panjang gelombang awal sedangkan untuk sinar-x dengan λ =0,1 nm,besaran itu menjadi beberapa persen.

Contoh soal:

Sinar-x yang panjang gelombangnya 10 pm dihamburkan oleh suatu sasaran

a.Cari panjang gelombang sinar-x yang dihamburkan 45^o

b.Cari panjang gelombagn maksimum yang ada dalam sinar-x yang terhambur.

c.Cari energi kinetik maksimum elektron ayng terhentak(elektron recpol).

Jawaban:

1. λ- λ’=  λ₀ (1-cos φ), sehingga:

λ- λ’=  λ₀ (1-cos 45^o)

 = 10 pm + 0,293 λ_c

 = 10,7 pm

2. λ’ – λ _maks jika (1-cos φ) = 2, sehingga

λ’ – λ+2 λ c = 10 pm + 4,9 pm = 14,9 pm

3. Energi kinetik hentak yang maksimum sama dengan beda antara energi foton datang dan energi foton terhambur sehingga:

Kmaks = (6,626 x 10 ³⁴ j s) (3x 10⁸ m/s) / (1/10 pm – 1/14,9 pm)

= 6,54 x 10^-15 j

= 40,8 ke V

BAB III

PENUTUP

1. KESIMPULAN

1. Sinar X merupakan pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, panas, cahaya sinar ultraviolet, tetapi mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek sehingga dapat menembus benda-benda. Proses terjadinya sinar X yaitu pada saat di dalam tabung roentgen ada katoda dan anoda dan bila katoda (filament) dipanaskan lebih dari 20.000 derajat C sampai menyala dengan mengantarkSan listrik dari transformator Karena panas maka electron-electron dari katoda (filament) terlepas, dengan memberikan tegangan tinggi maka electron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda (target), elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda (target) sehingga terbentuk panas (99%) dan Sinar X (1%), Sinar X akan keluar dan diarahkan dari tabung melelui jendela yang disebutdiafragma,panas yang ditimbulkan ditiadakan oleh radiator pendingin.sinar X juga mempunyai manfaat, yaitu digunakan untuk mengambil gambar foto yang dikenal sebagai radiograf. Sinar-X boleh menembusi badan manusia tetapi diserap oleh bahagian yang lebih tumpat seperti tulang. Gambar foto sinar-X digunakan untuk mengesan kecacatan tulang, mengesan tulang yang patah dan menyiasat keadaan organ-organ dalam badan. Sinar-X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanser. Kaedah ini dikenal sebagai radioterapi. Sinar x juga memiliki bahaya yaitu apabila di gunakan secara berlebihan maka akan dapat menimbulkan penyakit yang berbahaya, misalnya kanker. oleh sebab itu para dokter tidak menganjurkan terlalu sering memakai ‘’foto rontgen’’ secara berlebihan.
2. Pada efek fotolistrik, cahaya dapat dipandang sebagai kuantum energi dengan energi yang diskrit. Kuantum energi tidak dapat digambarkan sebagai gelombang tetapi lebih mendekati bentuk partikel. Partikel cahaya dalam bentuk kuantum dikenal dengan sebutan foton. Pandangan cahaya sebagai foton diperkuat lagi melalui gejala yang dikenal sebagai efek Compton.
3. Difraksi sinar-x yaitu, hamburan oleh tiap atom dan interferensi gelombang-gelombang  yang dihamburkan oleh atom-atom tersebut.

2. SARAN

v  Bagi mahasiswa, Agsr terus belajar supaya nanti bisa menciptakan teknologi pengobatan dengan menggunakan Sinar X yang semakin aman.

v  Bagi Masyarakat, agar berhati- hati menggunakan Sinar X

Daftar Pustaka

Bragg, L., Phillips, D. & Lipson, H. S. (1975), The development of x-ray analysis, Bell,London.

Guinier, A. (1963), X-ray diffraction in crystals, imperfect crystals and amorphous bodies,

W.H. Freeman, San Francisco.Warren, B. E. (1969), X-ray diffraction,Addison-Wesley Pub. Co, Massachussetts.

Atkins, P. W. 1999. KIMIA FISIKA JILID 2 EDISI KE-4. Jakarta : Erlangga

http://www.kaskus.us/showthread.php?t=8050354/20120302/22:50

http://palingseru.com/178/mengenal-sinar-x

http://www.facebook.com/notes/kf-bumi-alam-semesta/manfaat-dan-bahaya-sinar-x/179529718779007

http://hadirwong.blogspot.com/2009/12/manfaat-sinar-x.html