Menu

Sinar-X SINAR-X a. Spektrum Kontinyu Ada berbagai cara

0 Comment

Sinar-X radiasi
elektromagnetik memiliki panjang gelombang sekitar 1 Å (= 10-10 m). Sinar-X
pertama kali ditemukan pada tahun 1895 oleh fisikawan Jerman, Wilhelm Röentgen
dengan menggunakan alat yang mirip secara prinsip dengan skema pada Gambar 3.1.
Daya tembusnya yang luar biasa merupakan ciri yang sangat menarik dari sinar-X pada
saat itu. Sinar-X terjadi apabila satu berkas elektron bebas berenergi
(kinetik) tinggi mengenai permukaan suatu logam dengan nomor atom

yang
tinggi. Elektron dilepas dari katode melalui proses emisi termionik (thermionic emission), dimana energi agar
elektron terlepas diperoleh dari pemanasan pada katoda pada temperatur yang
sangat tinggi. Seperti pada efek fotolistrik, energi minimum yang harus
diberikan kepada elektron untuk dapat terlepas dari katoda adalah sama dengan
fungsi kerja dari permukaan. Pada peristiwa ini, energi diberikan pada elektron
berasal dari panas, bukan cahaya. Elektron dipercepat menuju anoda oleh sebuah
beda potensial

We Will Write a Custom Essay Specifically
For You For Only $13.90/page!


order now

.
Peristiwa
ini terjadi dalam ruang vakum, sehingga elektron dapat bergerak tanpa
bertabrakan dengan molekul udara. Ketika

 bernilai sekitar beberapa ribu volt
atau lebih, maka sinar-X akan dipancarkan dari permukaan anoda. Anoda
didinginkan dengan air untuk menyalurkan kelebihan kalor yang timbul karena
benturan berkas elektron dengan permukaan anoda. Apabila pendinginan itu tak
dilakukan suhu anoda akan terus meningkat sampai terjadinya peleburan.

Secara
sederhana, anoda menghasilkan sinar-X dengan cara memperlambat elektron secara
tiba-tiba. Proses ini dinamakan bremsstrahlung
(bahasa Jerman untuk “radiasi pengereman”). Karena elektron mengalami
percepatan yang sangat besar, elektron akan memancarkan banyak radiasi pada
panjang gelombang yang pendek dalam rentang sinar-X, sekitar 10-9 sampai
10-12 m (1 nm sampai 1 pm). Sebagian besar elektron akan mengalami
perlambatan akibat serangkaian tumbukan dan interaksi dengan atom-atom anoda,
sehingga bremsstrahlung menghasilkan
spektrum kontinyu dari radiasi elektromagnetik.

Sumber: University Physics with Modern
Physics 13th Ed., 2012.

Gambar 3.1 Skema alat pembangkit
sinar-X

1.    SPEKTRUM
SINAR-X

a.    Spektrum
Kontinyu

Ada berbagai
cara untuk mengukur panjang gelombang sinar-X salah satu yang terbaik adalah
dengan menggunakan pemantulan sinar-X oleh suatu kisi kristal zat padat. Apabila
konfigurasi atom-atom diketahui dan jarak antara atom-atom tersebut juga
diketahui, maka kisi kristal tersebut dapat dipergunakan sebagai analisator
panjang gelombang sinar-X.

Ketika target
zat padat seperti tembaga dan tungsten ditembaki dengan elektron yang memiliki
energi kinetik dalam rentang keV, maka sinar-X akan dipancarkan. Perhatian kita
di sini adalah apa yang dapat diidentifikasi dari sinar ini mengenai atom yang
menyerap atau memancarkan sinar tersebut. Gambar 3.2 menunjukkan panjang
gelombang spektrum dari sinar-X yang dihasilkan ketika seberkas
elektron-elektron 35 keV jatuh pada target berupa molybdenum. Kita dapat
melihat sebuah spektrum radiasi yang lebar dan kontinyu dengan dua puncak tajam
pada panjang gelombang tertentu. Spektrum kontinyu dan puncak tajam tersebut
terbentuk dengan mekanisme yang berbeda.

Sumber:
Fundamental of Physics Halliday & Resnick 10th Ed., 2014.

Gambar 3.2
Distribusi panjang gelombang sinar-X yang dihasilkan ketika elektron-elektron
35 keV menabrak target molybdenum.

Pada
Gambar 3.2 di atas, terlihat spektrum kontinyu membentang dari

, abaikan kedua puncak yang
menonjol. Anggap sebuah elektron dengan energi kinetik awal

 menabrak atau berinteraksi dengan salah satu
atom target, seperti pada Gambar 3.3. Elektron kemungkinan akan kehilangan
sejumlah energi

,
yang akan muncul sebagai energi foton sinar-X yang diradiasikan keluar dari
tempat tumbukan. 

x

Hi!
I'm Alex!

Would you like to get a custom essay? How about receiving a customized one?

Check it out