Processing math: 100%MathJax/extensions/tex2jax.js
Skip to main content

Sinar X

Sinar X adalah suatu gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya berkisar antara 0.01 hingga 10 nm. Panjang gelombang yang sangat kecil berarti bahwa sinar X membawa energi yang besar, cukup besar untuk mengionisasi suatu atom, sehingga dikelompokkan sebagai ionizing radiation.

Sinar X pertama kali ditemukan oleh fisikawan Wilhelm Roentgen pada tahun 1895, yang dipancarkan dari suatu alat bernama Crooke's Tube, sejenis tabung sinar katoda. Di tahun yang sama, Roentgen mempublikasikan penemuannya, dan juga foto pertama menggunakan sinar X.

Foto dari tangan istri Roentgen, terlihat jari manis
sedang menggunakan cincin.
Sinar X dihasilkan saat partikel bermuatan (elektron atau ion) berenergi cukup tinggi menumbuk suatu permukaan bahan. Bahan yang dipakan untuk memproduksi sinar X umumnya logam. Terdapat dua proses yang terjadi dalam produksi sinar X.
  1. Sinar X karakteristik: dinamakan "karakteristik" karena panjang gelombang yang dihasilkan diskrit, tergantung bahan yang ditumbuki elektron. Dalam proses ini, elektron yang dipercepat menumbuk elektron yang terdapat pada orbital atom berenergi rendah, hingga elektron tersebut keluar dari atom. Untuk mengisi kekosongan tersebut, elektron yang berada di orbital berenergi tinggi berpindah menuju orbital yang berenergi lebih rendah, sehingga dalam proses menghasilkan foton (sinar X).
  2. Bremsstrahlung: saat elektron yang dipercepat memasuki daerah atom yang memiliki medan listrik tinggi, elektron tersebut akan berbelok dan diperlambat. Dalam proses tersebut, elektron kehilangan energi, dan energi yang hilang diubah menjadi foton (sinar X) dalam spektrum kontinu (dalam bahasa Jerman, Bremsstrahlung berarti radiasi (strahlung) yang disebabkan oleh perlambatan (bremsen)).
Energi foton tertinggi E_f yang dihasilkan sumber sinar X adalah sebesar energi kinetik maksimum E_k elektron yang menumbuk. Elektron dipercepat dalam beda potensial V. Dalam hal ini, berlaku hukum kekekalan energi.
\begin{align*} E_k &= E_p\\ &= eV \\ E_f &= E_k \\ \frac{hc}{\lambda_{max}} &= eV \\ \lambda_{max} &= \frac{hc}{eV} \end{align*}
h adalah tetapan Planck, c cepat rambat cahaya, e muatan elektron, dan V beda potensial sumber sinar X.

Dalam pemakaiannya, tabung sinar X hanya dapat mengubah 1% dari energi yang dipakai menjadi energi dalam bentuk radiasi sinar X, dan sisanya didisipasikan menjadi panas.

Sinar X digunakan dalam berbagai bidang, diantaranya medis (dalam pemindaian Roentgen dan CT Scan) dan bidang keamanan (pemindai tas).

Labels

Labels:

Popular posts from this blog

Medan Listrik dari Keping Bermuatan

A. Medan Listrik dari Keping Tunggal Bermuatan Keping tunggal bermuatan memancarkan medan listrik yang seragam ke sisi kiri dan sisi kanan. Permukaan Gauss meliputi titik berjarak r dari kedua sisi keping. Aplikasikan hukum Gauss. \begin{align*} \oint \vec{E}\cdot d\vec{A} &= \frac{q_{enc}}{\varepsilon_0} \\ EA + EA &= \frac{\sigma A}{\varepsilon_0} \\ E &= \frac{\sigma}{2\varepsilon_0} \end{align*} B. Medan Listrik dari Keping Ganda Berlawanan Muatan Kedua keping memiliki besar muatan yang sama, tetapi tandanya berlawanan. Di sisi kiri dan kanan keping ganda, medan listrik dari keping positif dan negatif bernilai sama tetapi berlawanan arah, sehingga resultan medan listrik di luar keping adalah nol. Sedangkan medan listrik di dalam keping searah, sehingga resultannya sebesar \begin{align*} E &= E^+ + E^- \\ &= \frac{\sigma}{\varepsilon_0} \end{align*}
Read more

Venturimeter Dengan Manometer

Berdasarkan persamaan kontinuitas: \begin{align*} A_1v_1 &= A_2v_2 \\ v_2 &= \frac{A_1}{A_2} \, v_1 \end{align*} Menggunakan persamaan Bernoulli: P_1 + \frac{1}{2}\rho_u v_1^2 + \rho_u gh_1  = P_2 + \frac{1}{2}\rho_u v_2^2 + \rho_u gh_2 Ketinggian titik 1 dan 2 sama h_1 = h_2) P_1 + \frac{1}{2}\rho_u v_1^2 = P_2 + \frac{1}{2}\rho_u v_2^2 Substitusi  v_2 \begin{align*} P_1 + \frac{1}{2}\rho_u v_1^2 &= P_2 + \frac{1}{2}\rho_u \left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2 v_1^2 \\ P_1 - P_2 &= \frac{1}{2}\rho_u v_1^2 \left[ \left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2 - 1 \right] \end{align*} Perbedaan tekanan antara titik 1 dan 2  (P_1 - P_2) adalah sebesar perbedaan tekanan hidrostatik udara dengan tekanan hidrostatik fluida (\rho_f g \Delta h - \rho_u g \Delta h) \begin{align*} \rho_f g \Delta h - \rho_u g \Delta h &= \frac{1}{2}\rho_u v_1^2 \left[ \left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2 - 1 \right] \\ (\rho_f  - \rho_u) g \Delta h...
Read more