Efek Compton: Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Posted on

Pengertian efek compton serta dilengkapi dengan rumus hingga contoh soal akan kami uraikan secara sederhana agar bisa dengan mudah Anda pahami. Untuk pembahasan lebih lanjut, silahkan simak penjelasannya di bawah ini.

efek compton

Pengertian

Efek compton merupakan peristiwa terhamburnya sinar X atau foton saat menumbuk elektron diam menjadi foton terhambur dan elektron.

Efek compton ini diungkapkan oleh ilmuan yang bernama Compton pada tahun 1923 silam dengan eksperimennya. Saat itu dia melakukan eksperimen penembakan sinar X yang dikeluarkan dari bahan radioaktif lempengan tipis.

Hasil eksperimen tersebut menunjukan bahwa setelah keluar dari lempengan tersebut, gelombang elektromagnetik akan mengalami hamburan seperti gambar dibawah ini.

efek compton

Pada percobaan ini kita bisa melihat jika panjang gelombang foton datang lebih pendek daripada foton yang terhambur. Kejadian ini adalah suatu keanehan dimana seharusnya panjang gelombang datang dan yang terhambur sama.

Di sini Compton beranggapan bahwa foton tersebut dianggap sebagai gelombang elektromagnetik yakni sebagai bentuk materi. Bentuk materi itulah yang dapat menjelaskan perubahan panjang gelombang foton terseut karena foton mengalami momentum berlakulah hukum kekekalan momentum.

Rumus

Dari teori yang sudah dijelaskan di atas tadi, kita dapat merumuskan suatu persamaan matematis yang akan kita bahas bersama di bawah ini.

Rumus Persamaan Einstein:

E = mc2
E = m c c = p c

Dimana:

  • E = Energi (J)
  • m= massa (kg)
  • c = kecepatan cahaya (m/s)

Rumus Energi Foton Planck:

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)

Contoh soal

Soal 1

Elektron yang mula-mula diam dipercepat pada beda potensial 10000 volt. Tentukan Panjang gelombang de Broglie dan Momentum elektronnya!

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)

λ = 6.6 10-24/ √ (2 1.6 10-19 9.1 10-31 2 104)

λ = 6.6 10-24/ 7.63 10-24

λ = 0.864 pm

Jadi panjang gelombang de Broglie adalah 0.864 pm

p = hf

p = 6.6 10-34/8.64 10-11

p = 0.76 10-23

Jadi besar momentum elektromtersebut adalah 0.76 10-23

Soal 2

Sebuah keping logam yang memiliki energi ambang sebesar 4 ev disinari dengan cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 8000 Å sampai elektron meninggalkan permukaan logam. Jika h = 6,6 × 10−34 Js dan kecepatan cahaya 3 × 108 m/detik, maka energi kinetik elektron yang lepas….

Diketahui:

W0 = 4 eV = 4 1,6 x 10−19 = 6.4 10−19J

λ = 8000 Å = 8 10-7

Penyelesaian:

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 kinetic electron tersebut sebesar 3.925 10−19 J