Hamburan Compton: Perbandingan Sudut Dangkal

1 · Memprediksi

Pada sudut hamburan yang kecil, foton hampir tidak berubah arah. Apakah pergeseran panjang gelombangnya juga menjadi semakin kecil ketika sudutnya mendekati nol?

• Ya — karena θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, maka pergeseran panjang gelombang hilang untuk foton yang nyaris tidak berhamburan.
• Pergeseran tetap konstan bahkan pada sudut kecil.
• Pergeseran sebenarnya bertambah besar pada sudut yang kecil.

2 · Pengaturan

1. Buka preset compton-45 dan tekan Reset. Panjang gelombang sinar-X yang datang adalah 0,08 nm; sudut hamburan ditetapkan pada 45°.
2. Aktifkan pembacaan pergeseran panjang gelombang.
3. Tetapkan sudut hamburan untuk setiap percobaan (sudut kecil) dan catat pergeseran panjang gelombangnya.

3 · Kumpulkan Data

Plot Δλ (sumbu y) terhadap sudut hamburan θ (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda.

4 · Analisis

1. Untuk satu percobaan, hitung Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Bandingkan dengan tabel. Pastikan pergeseran menyusut seiring dengan menurunnya θ.
2. Jelaskan mengapa foton yang hampir tidak dibelokkan (θ kecil) mentransfer momentum yang sangat kecil ke elektron, dan oleh karena itu kehilangan energi yang sangat sedikit — sehingga terjadi pergeseran panjang gelombang yang sangat kecil.

5 · Perluas

1. Berbeda dengan panjang gelombang datang percobaan ini (0,08 nm, berbeda dengan Compton-90 yang 0,05 nm), panjang gelombang SHIFT Δλ pada sudut tertentu akan identik antara kedua percobaan. Jelaskan mengapa rumus Compton membuat pergeseran tidak bergantung pada panjang gelombang foton yang masuk.
2. Pada sudut yang sangat kecil, Δλ menjadi sulit diukur secara eksperimental terhadap panjang gelombang datang (yang jauh lebih besar). Jelaskan mengapa eksperimen hamburan Compton biasanya menggunakan sinar-X dengan panjang gelombang pendek dibandingkan cahaya tampak, sehingga pergeseran skala pikometer yang sudah sangat kecil akan semakin tidak terlihat.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen