Biografi Arthur Compton - Penemu Efek Compton

Arthur Holly Compton (1892-1962), ia dilahirkan di Ohia dan mengalami pendidikan di Wooster College dan Princeton. Ketika ia bekerja di Washington University di St. Louis ia menemukan bahwa panjang gelombang sinar-x bertambah jika mengalami hamburan, dan dalam tahun 1923 ia dapat menerangka hal itu berdasarkan teori kuantum cahaya. Pekerjaan ini telah meyakinkan orang akan kebenaran realitas foton; sebenarnya Compton sendirilah yang mengajukan kata "foton". Setelah ia menerima hadiah nobel dalam tahun 1927, Compton bekerja di University of Chicago untuk mempelajari sinar kosmik dan menolong menjelaskan bahwa sinar ini sebenarnya terdiri dari partikel yang bergerak cepat (sekarang ternyata bahwa partikel itu adalah inti atom, dan sebagian besar adalah proton) yang berputar dalam ruang dan bukan sinar gama. Ia membuktikan hal ini dengan memperlihatkan bahwa intensitas sinar kosmik berubah terhadap lintang, dan hal ini hanya dapat diterima jika partikel itu adalah ion yng lintasannya dipengaruhi oleh medan magnetik bumi. Selama perang dunia kedua, Compton merupakan salah satu seorang tokoh pimpinan yang mengembangkan bom atom.


Pada tahun 1900 Max Planck mengemukakan teori kuantum. Teori itu mengatakan bahwa cahaya bukanlah mengalir seperti air yang keluar dari kran. Tapi seperti butir-butir peluru yang di muntahkan oleh senapan mesin. ‘Butir peluru’ itu disebut kuantum atau atom. Tentu saja Planck tidak menggunakan istilah ‘butir peluru’. Istilah ilmiahnya ‘Paket energy yang diskret’. Tapi itu baru teori, baru hipotesis, belum terbukti kebenarannya.

Dua tahun kemudian (1920) Compton tertarik pada tingkah laku sinar –X yang aneh. Ia mengarahkan sinar –X pada keeping tipis berilium. Dengan perkataan lain ia menembakkan foton pada electron. Apa yang terjadi? Sinar-X itu berhamburan dan electron tergeser. Sebagian sinar-X yang terhambur panjang gelombangnya bertambah besar. Ini berarti bahwa cahaya atau energi, yang bersifat gelombang, juga mempunyai sifat lain, ialah bersifat partikel atau butir peluru. Partikel ini oleh Planck disebut kuantum, oleh Compton disebut foton. Dengan demikian Compton berjasa besar karena mampu membuktikan bahwa cahaya terdiri dari paket-paket energi yang diskret.

(1892-1962) - Arthur H. Compton adalah ahli fisika Amerika Serikat, penemu efek Compton, penemu istilah foton, doktor, pengarang, guru besar, direktur Metallurgical Atomic Project dan ikut membuat bom atom. Bersama Charles T.R. Wilson pada tahun 1927 Compton mendapat Hadiah Nobel untuk fisika kerena menemukan efek Compton. Efek Compton adalah bertambah besarnya panjang gelombang sinar-X dan radiasi elektromagnetik kuat yang lain yang telah dihamburkan oleh electron-elektron. Efek Compton pentig sekali karena dapat membuktikan kebenaran teori kuantum.

Kehidupan Awal

Arthur Compton lahir di Wooster, Ohio pada tahun 1892 dari pasangan Elias dan Otelia Catherine (née Augspurger) Compton. Mereka adalah keluarga akademik. Elias adalah dekan Universitas Wooster (kemudian The College of Wooster.

Pada awalnya Compton tertarik pada astronomi, dan mengambil foto Komet Halley pada tahun 1910. Sekitar tahun 1913, Compton menggambarkan sebuah eksperimen, dia meneliti gerakan air dalam tabung yang melingkar, hal tersebut menunjukkan rotasi bumi. Dia lulus dari Wooster tahun itu dengan gelar Bachelor of Science. Kemudian ia masuk masuk Princeton, di sana ia menerima gelar Master of Arts gelar pada tahun 1914. Dia kemudian belajar untuk gelar PhD dalam fisika di bawah pengawasan Hereward L. Cooke, menulis disertasi tentang "Intensitas refleksi sinar-X, dan distribusi elektron dalam atom ". Ia meraih gelar PhD pada tahun 1916.

Efek Compton

Pada tahun 1922, ia menemukan bahwa jika seberkas sinar-X ditembakkan ke sebuah elektron bebas yang diam, sinar-X akan mengalami perubahan panjang gelombang dimana panjang gelombang sinar-X menjadi lebih besar. Gejala ini dikenal sebagai " Efek Compton " atau " hamburan Compton ".

Pada efek fotolistrik (Einstein mendapatkan nobel sebagai penemu efek fotolistrik tahun 1905), cahaya dapat dipandang sebagai kuantum energi dengan energi yang diskrit. Kuantum energi tidak dapat digambarkan sebagai gelombang tetapi lebih mendekati bentuk partikel. Partikel cahaya dalam bentuk kuantum dikenal dengan sebutan foton. Pandangan cahaya sebagai foton diperkuat lagi melalui gejala yang dikenal sebagai efek Compton.

Pada tahun 1923, Compton menerbitkan makalah di Physical Review yang menjelaskan pergeseran sinar-X. Sinar-X digambarkan sebagai foton yang bertumbukan dengan elektron (seperti halnya dua bola bilyar yang bertumbukan). Elektron bebas yang diam menyerap sebagian energi foton sehingga bergerak ke arah membentuk sudut terhadap arah foton mula-mula. Foton yang menumbuk elektron pun terhambur dengan sudut θ terhadap arah semula dan panjang gelombangnya menjadi lebih besar. Perubahan panjang gelombang foton setelah terhambur dinyatakan sebagai:

\ Lambda '- \ lambda = \ frac {h} {} m_e c (1 - \ cos {\ theta}),

\ Lambda adalah panjang gelombang awal,

\ Lambda ' adalah panjang gelombang setelah hamburan,

h adalah konstanta Planck ,

m_e adalah massa diam elektron ,

c adalah kecepatan cahaya , dan

\ Theta adalah sudut hamburan.

Jumlah h / m e c dikenal sebagai panjang gelombang Compton elektron; itu sama dengan 2,43 × 10 -12 m. Panjang gelombang pergeseran λ '-. Λ terletak antara nol (untuk θ = 0 °) dan dua kali panjang gelombang Compton elektron (untukθ = 180 °)

Compton menemukan bahwa beberapa sinar-X tidak mengalami pergeseran panjang gelombang meskipun tersebar melalui sudut besar; di masing-masing kasus foton gagal untuk mengeluarkan sebuah elektron. Dengan demikian besarnya pergeseran ini tidak terkait dengan panjang gelombang Compton elektron, tetapi untuk panjang gelombang Compton seluruh atom, yang bisa ke atas dari 10.000 kali lebih kecil. Dalam penelitiannya tersebut Compton memperoleh Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1927.

Referensi

https://blogpenemu.blogspot.sg/2014/04/arthur-compton-penemu-efek-compton.html