Spektroskopi FTIR Kajian Teori
29
Gambar 9. Ilustrasi Transisi Elektronik dalam Sebuah Atom Gambar 10 menunjukkan difraksi sinar-X oleh atom-atom pada bidang atom
parallel a dan al yang terpisah oleh jarak d. Dianggap bahwa dua berkas sinar-X il dan i2 yang bersifat parallel, monokromatik dan koheren dengan panjang
gelombang � datang pada bidang dengan sudut �. Jika kedua berkas sinar tersebut
berturut- turut terdifraksi oleh M dan N menjadi il’ dan i2’ yang masing-masing
membentuk sudut � terhadap bidang dan bersifat parallel, monokromatik dan
koheren, perbedaan panjang antara il-M- il’ dengan i2-N-i2’ adalah sama dengan n
kali panjang gelombang maka persamaan difraksi dapat dituliskan sebagai berikut, n = ON + NP atau
n = d sin � + d sin � = 2d sin �
Gambar 10. Difraksi Sinar-X Oleh Atom-Atom Pada Bidang Persamaan tersebut dikenal sebagai Hukum Bragg, dengan n adalah bilangan
refleksi yang bernilai bulat 1,2,3,4,….. Difraksi sinar-X merupakan suatu teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi adanya fasa kristalin di dalam material-
30
material benda dan serbuk, dan untuk menganalisis sifat-sifat struktur seperti ukuran butir, fasa komposisi orientasi kristal, dan cacat kristal dari setiap fasa.
Metode ini menggunakan sebuah sinar-X yang terdifraksi seperti sinar yang direfleksikan dari setiap bidang, berturut-turut dibentuk oleh atom-atom kristal
dari material tersebut menggunakan berbagai sudut timbul, pola difraksi yang terbentuk menyatakan karakteristik dari sampel. Susunan ini diidentifikasi dengan
membandingkannya dengan sebuah data base internasional yang disebut International Centre for Diffraction Data
Jamaluddin, 2010: 7. 2.
Pembangkitan Sinar-X Sinar-X dihasilkan dari penembakan target logam anoda oleh elektron
berenergi tinggi yang berasal dari hasil pemanasan filamen dari tabung sinar-X. Tabung sinar-X tersebut terdiri atas empat komponen utama yakni filament
katoda yang berperan sebagai sumber elektron, ruang vakum sebagai pembebas hambatan, target sebagai anoda, dan sumber tegangan listrik.
Gambar 11. Komponen Pada Tabung Sinar-X Pada Gambar 11, dilihat bahwa di dalam tabung terdapat katoda dan
anoda dimana pada tabung tersebut dalam keadaan vakum berfungsi agar elektron yang bergerak cepat dapat bergerak bebas dan tidak bertumbukan dengan elektron
31
lain, kemudian pada tabung diberi sumber listrik untuk memanaskan katoda hingga lebih dari 200
C sampai menyala dengan cara mengantarkan listrik dari transformator, karena panas, maka elektron-elektron dari katoda terlepas dengan
memberikan tegangan tinggi sehingga elektron-elektron dipercepat gerakannya menuju anoda target. Elektron yang bergerak dengan kecepatan tinggi
dikarenakan ada beda potensial yang mengenai target anoda. Elektron tiba-tiba akan mengalami perlambatan saat mendekati target karena pengaruh gaya inti
atom sehingga menimbulkan Sinar-X yang mana dinamakan Sinar-X Brehmsstrahlung. Elektron-elektron mendadak dihentikan pada anoda target
sehingga terbentuk panas 99 dan Sinar-X 1. Sinar X akan keluar dan diarahkan dari tabung melalui jendela yang disebut diafragma, panas yang
ditimbulkan pada target sasaran akibat benturan elektron dihilangkan dengan cooling mechanism
http:www.medrec07.com201502proses-terjadinya-sinar- x.html, diakses pada 17 September 2016.
Logam yang digunakan sebagai target harus memiliki titik leleh tinggi dengan nomor atom yang tinggi agar tumbukan lebih efektif untuk menghasilkan
sinar-X yang baik. Logam yang biasa digunakan sebagai target anoda adalah Cu, Cr, Fe, Co, Mo, dan Ag.
3. Karakteristik Sinar-X
Sinar-X dapat pula terbentuk melalui proses perpindahan elektron suatu atom dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah.
Adanya tingkat-tingkat energi dalam atom dapat digunakan untuk menerangkan terjadinya spektrum sinar-X dari suatu atom. Sinar-X yang terbentuk melalui
32
proses ini mempunyai energi yang sama dengan selisih energi antara kedua tingkat energi elektron tersebut, karena setiap jenis atom memiliki tingkat-tingkat
energi elektron yang berbeda-beda maka sinar-X yang terbentuk dari proses ini disebut karakteristik sinar-X.
Karakteristik sinar-X terjadi karena elektron yang berada pada kulit K terionisasi sehingga terpental keluar. Kekosongan kulit K ini segera diisi oleh
elektron dari kulit terluarnya. Jika kekosongan pada kulit K diisi oleh elektron dari kulit L, maka akan dipancarkan karakteristik sinar-X K . Jika kekosongan itu
diisi oleh elektron dari kulit M, maka akan dipancarkan karakteristik sinar-X K
β
dan seterusnya 4.
Material Uji spesimen Material uji spesimen dapat digunakan bubuk biasanya 1 mg.
5. Detektor
Sebelum Sinar-X sampai ke detektor melalui proses optik. Sinar-X yang panjang gelombang dengan intensitas I mengalami refleksi dan menghasilkan
sudut difraksi 2 �. Jalannya sinar-X diperlihatkan oleh Gambar 11. berturut-turut
sebagai berikut: 1. Sumber sinar-X 2 Celah soller 3 Celah penyebar 4 Spesimen 5 Celah anti menyebar 6 Celah penerima 7 Celah soller dan 8
Detektor. Jalannya Sinar X hingga sampai ke detektor adalah sebagai beriku,
1. Sinar-X monokromatik dipancarkan dari tabung sinar-X.
2. Sinar tersebut melewati celah soller.
3. Kemudian diteruskan melalui celah penyebar.