Muatan elektron dan inti berlawanan, sehingga ada gaya tarik coulomb antara keduanya. Akibat adanya gaya tarik coulomb, elektron dan inti saling
mendekat. Elektron akan kehilangan energi terus-menerus. Elektron harus mengurangi jari-jari orbitnya hingga pada akhirnya elektron akan menempel
pada inti seperti pada model atom Thompson [Klinken, 1989]. Neils Bohr pada tahun 1913 mengemukakan bahwa atom mirip dengan
sistem planet. Suatu elektron tunggal dengan massa m bergerak dalam lintasan orbit berbentuk lingkaran dengan jari-jari r, dan kecepatan v mengelilingi inti
atom bermuatan positif. Menurut Rutherford elektron akan kehilangan energi. Sehingga Bohr mengusulkan adanya keadaan mantap stasioner, yaitu keadaan
gerak tertentu dimana elektron tidak meradiasikan energi elektromagnet [Krane, 1992]. Pada keadaan ini momentum sudut orbital elektron bernilai
kelipatan bulat dari
h
: m v r = n ...........................................................
2.1
h
dimana n adalah bilangan bulat 1,2,3.....
=
h
π
2 h
, dengan h adalah ketetapan planck 6.626 x 10
-34
Js.
Selain itu Bohr berpendapat bahwa elektron yang mengelilingi inti berada pada kedudukan tertentu dengan tingkat energi yang tertentu pula.
B. Interaksi Radiasi Gamma Dengan Materi
Berdasarkan Postulat Planck, tenaga sinar- γ dipancarkan sebagai
kuanta atau foton. Setiap satu foton akan mengandung energi E yang
bergantung pada frekuensi radiasi [Krane, 1992]: v
E = h v ...................................................................2.2 dengan :
υ = frekuensi foton
Sinar- γ mempunyai daya tembus yang besar terhadap materi. Interaksi
sinar- γ dengan materi mengakibatkan hilangnya sebagian atau seluruh tenaga
radiasi tersebut. Mekanisme hilangnya tenaga sinar- γ yang melewati materi
melalui tiga peristiwa tergantung besarnya tenaga dan jenis materi yang dilewatinya [Santoso, 1994]. Ketiga peristiwa tersebut adalah Efek Fotolistrik,
Hamburan Campton dan Produksi Pasangan.
B.1 Efek Fotolistrik
Efek fotolistrik terjadi apabila ada radiasi sinar- γ yang bertumbukkan
dengan elektron yang terikat kuat. Karena terikat kuat, elektron itu akan menyerap seluruh tenaga dari sinar-
γ tersebut dan akan terpancar keluar dari atom dengan energi gerak sebesar selisih energi sinar-
γ dan energi ikat elektron [Susetyo, 1988].
B.2 Hamburan Compton
Percobaan untuk hamburan Compton pertama kali dilakukan oleh Authur Holly Compton pada tahun 1923. Hamburan Compton terjadi apabila
adanya interaksi antara radiasi sinar- γ dengan elektron yang terikat lemah
Karena elektron itu terikat lemah maka setelah terjadi tumbukan antara sinar- γ
dan elektron, elektron itu hanya akan menyerap sebagian energi dari sinar- tersebut. Kemudian sinar-
γ akan dihamburkan keluar dan memiliki E
’
energi setelah tumbukan dan p
’
momentum setelah tumbukan. Peristiwa hamburan Compton bisa dilihat pada Gambar 2.1. Ketika terjadi interaksi antara sinar-
γ dan elektron, berlaku dua hukum kekekalan. Kedua hukum itu adalah hukum
kekekalan energi dan hukum kekekalan momentum.
Gambar 2.1. Gambar peristiwa hamburan compton.
Dalam hamburan Compton terjadi pergeseran panjang gelombang, dimana panjang gelombang foton terhambur
λ
’
lebih besar dari panjang gelombang foton mula-mula
λ . Pergeseran panjang gelombang ini tidak bergantung pada panjang gelombang datang
λ , tetapi hanya bergantung pada besarnya sudut hamburan
θ foton-γ [Krane, 1992]. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
∆λ = λ
’
– λ =
c m
h
1 – cos θ.................................................2.3
dengan : λ = panjang gelombang foton-γ mula-mula
λ
’
= panjang gelombang foton- γ setelah terjadi hamburan
θ = sudut hambur m
= massa diam elektron c = kecepatan cahaya 3 x 10
8
ms Pada persamaan 2.3 dapat dilihat nilai perubahan panjang gelombang
akan mencapai nilai maksimum apabila sudut hambur θ sebesar 180
. Di mana nilai perubahan panjang gelombangnya yakni dua kali panjang gelombang
Compton. Selain pergeseran panjang gelombang yang bergantung dari besarnya
sudut hamburan, tenaga sinar- γ terhambur juga bergantung pada besarnya
sudut hamburan [Susetyo, 1988] :
θ
γ γ
γ
cos 1
1
2
− +
= c
m E
E E
o
...................................................2.4
Dimana :
γ
E = tenaga foton- γ hambur
γ
E
= tenaga foton- γ mula-mula
Variasi nilai energi sinar- γ terhambur dapat dilihat dari spektrum sinar-
γ, di mana distribusi Compton bergerak dari tenaga nol sampai ke suatu tenaga maksimum. Batas tenaga maksimum ini disebut dengan tepi Compton. Dari
