Hamburan Compton adalah suatu proses di mana partikel foton menghamburkan dengan partikel elektron. Dalam proses ini, foton yang masuk akan diproduksi ulang dengan panjang gelombang yang lebih besar dan energi yang lebih rendah. Efek Compton pertama kali ditemukan oleh Arthur H. Compton pada tahun 1923.

Foton dapat dianggap sebagai sebuah gelombang yang menghambat, sedangkan elektron adalah partikel atau zat yang memiliki sifat-sifat tertentu. Dalam hamburan Compton, foton akan terpantul dengan elektron dan memproduksi foton baru dengan panjang gelombang yang lebih besar.

Rumus Compton digunakan untuk menghitung panjang gelombang setelah hamburan. Rumus ini adalah sebagai berikut:

λ' = λ + (h/p) * (1 – cos(θ))

Dimana:

• λ' adalah panjang gelombang setelah hamburan
• λ adalah panjang gelombang awal
• h adalah Konstanta Planck
• p adalah massa diam Elektron
• θ adalah sudut sebaran

Dalam praktek, panjang gelombang Compton dapat dihitung dengan menggunakan rumus di atas. Panjang gelombang Compton dikenal sebagai nilai 2.426 310 2367(11) x 10-12 m.

Soal

Sebuah percobaan dilakukan dengan menggunakan teori efek Compton. Foton dalam percobaan tersebut mempunyai panjang gelombang awal sebesar 0,05 nm. Kemudian setelah terjadi tumbukan sudutnya berubah menjadi 60° dari posisi awal. Hitunglah wavelength setelah tumbukan & energi photon terhamburnya!

Jawaban:

Panjang gelombang setelah hamburan dapat dihitung dengan menggunakan rumus Compton.

λ' = λ + (h/p) * (1 – cos(θ))
= 0,05 nm + (6.626 x 10^-34 J s / 9.109 x 10^-31 kg) * (1 – cos(60°))
= 0,1237 nm

Energi photon terhamburnya dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

E' = E * (1 – (p / (p + h/λ')))

Dimana:

• E adalah energi awal foton
• p adalah massa diam Elektron
• λ' adalah panjang gelombang setelah hamburan

Energi photon terhamburnya dapat dihitung sebagai berikut:

E' = 3.5 eV * (1 – (9.109 x 10^-31 kg / (9.109 x 10^-31 kg + 6.626 x 10^-34 J s / 0,1237 nm)))
= 2.35 eV

Diskusi

Perhatikan pernyataan berikut:

A. Tumbukan pada hamburan Compton merupakan tumbukan lenting sempurna.

B. Energi yang dibawa oleh foton sebagian diubah menjadi energi panas.

C. Frekuensi foton setelah bertumbukan berkurang dari semula.

D. Kecepatan foton berkurang setelah tumbukan.

Manakah pernyataan yang benar yang berkaitan dengan hamburan Compton?

Jawaban: B. Energi yang dibawa oleh foton sebagian diubah menjadi energi panas.

Pernyataan lainnya tidak sesuai dengan hamburan Compton, karena tumbukan pada hamburan Compton bukanlah tumbukan lenting sempurna (A). Frekuensi foton setelah bertumbukan tidak berkurang dari semula (C), dan kecepatan foton juga tidak berkurang setelah tumbukan (D).

Referensi

• Quantum Diaries
• Hyperphysics
• CODATA Value: Compton wavelength