59
PENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI PADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana S-1 Program Studi Fisika Jurusan Studi Fisika Oleh : VALERIA YUSTA JEMAHAN NIM : 023214015 PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2008 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

PENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON

DENGAN MENGUKUR ENERGI PADA PUNCAK HAMBURAN BALIK

DENGAN SPEKTROMETER GAMMA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana S-1

Program Studi Fisika

Jurusan Studi Fisika

Oleh :

VALERIA YUSTA JEMAHAN

NIM : 023214015

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2008

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

DETERMINATION OF REST MASS OF THE

ELECTRON BY MEASURING BACK-SCATTERING ENERGY

PEAK USING

GAMMA SPECTROMETER

SCRIPTION

Presented as Partial FulFillment of the Requirements to obtain

the Sarjana Sains Degree In Physics

By:

VALERIA YUSTA JEMAHAN

NIM : 023214015

PHYSICS STUDY PROGRAM

PHYSICS DEPARTEMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FAKULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2008

ii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

SKRIPSI

PENENTUAN MASSA DIAM EI+EKTRON

DENGANMENGUKURENERGIPADAPUNCAKHAMBURANBALIKMENGGI.INAKANSPEKTROMETERGAMMA

Oleh:

Vaieria Yusta JemahanNIM: A232l4Al5

Telah disetujui oleh :

tanggar ..q1... Rn 1..(.:Y.1.

tll

/Edi Santosa, M.S

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

HALAMAN PERSEMBAHAN

Skripsi ini saya persembahkan kepada

Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria yang telah mencurahkan segala

rahmat-Nya dan mengabulkan segala permohonanku

Bapak tercinta Wilhelmus Jemahan

Ibunda tercinta Theresia Hoar Jemahan

Kedua adikku Leonardus Evaristus dan Redemptus Korsini

”Terima Kasih atas cinta, kasih sayang dan doa yang selalu menemani nona

selama ini khususnya selama kuliah”

Nenek, om, tante dan semua saudaraku dan keluarga besarku di Kupang

”Terima kasih atas semua suport dan doa yang kalian berikan selama nona

kuliah”

Teman-teman seperjuangan

Jeng Ki,Imut,Nyi,Gimtong,Hanik,Tiwan,Iman,Adit,Basil,Keke,papi,mb

Debo,mb Asri,Mas Cristo

”Terima kasih buat tahun-tahun yang kita lewati bersama dengan semangat

kekeluargaan, semua kenangan itu terlalu indah dan slalu kukenang”

Teman-teman Komunitas Sant’ Egidio

Sisca,Irna,Echa,Nita,Ochi,K’Iwan,K’Marten,K’Tedy,K’Jhon,K’Anan,K’Stelo,

mz Heri,Mayoes,Corry,Maya,Charles,Era,K’Hence,Ryan,Sari,dan semua yang

tidak dapat saya sebutkan satu persatu

v

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

”terima kasih semangat kekeluargaan dan kasih yang telah kalian berikan

kepada saya selama ini”

Motto

“Jangan bimbang menghadapi segala macam cobaan, karena makin dekat kita

dengan kesuksesan maka makin berat cobaan yang kita alami”

“Jadikan Tuhan sebagai pelita di sepanjang perjalanan hidupmu”

vi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

INTISARI PENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON

DENGAN MENGUKUR ENERGI PADA PUNCAK HAMBURAN BALIK MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA

Elektron adalah partikel elementer bermuatan negatif. Elektron-

elektron mengedari inti atom seperti halnya planet-planet mengedari matahari. Interaksi foton-γ dengan elektron melalui tiga proses penting. Proses tersebut yaitu efek fotolistrik, hamburan Compton dan produksi pasangan. Hamburan Compton merupakan interaksi yang penting dalam menentukan massa diam elektron.

Telah dilakukan penelitian untuk mendapatkan spektrum sinar- γ dari sumber radioaktif. Sumber radioaktif yang di gunakan adalah Cs137, Tl204, Co60 dan Sr90. Dari spektrum ini bisa dilihat adanya distribusi Compton. Pada distribusi Campton terdapat puncak hamburan balik, terjadi karena interaksi foton- γ dengan materi di sekitar detektor. Nilai energi pada puncak hamburan balik ini di gunakan untuk menentukan massa diam elektron. Hasil massa diam elektron dari penelitian ini sebesar (7 ± 2) x 10-31 kg.

viii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

ABSTRACT

DETERMINATION OF REST MASS OF THE ELECTRON BY MEASURING BACK-SCATTERING ENERGY PEAK USING GAMMA

SPECTROMETER

Electron is the negative elementery particle charge. The electrons circulating about the nucleus like planets circulating about the sun. γ-photon interact with electron through three important processes. Those processes are photoelectric effect, Compton scattering and pair production. Compton scattering is an important interaction to determine the rest mass of the electron.

A research has been done to obtain γ-rays spectrum from radioactive source. Radioactive source which are used are Cs137, Tl204, Co60 dan Sr90. From the spectrum we can see the Compton distribution. Upon the Compton distribution exist the back-scattering peak, it occurs because of the interaction between γ-rays with the matter around the detector. The energy value at this back-scattering peak is use to determine the rest mass of the electron. The rest mass result of the electron from the research is (7 ± 2) x 10-31 kg.

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas kasih

karunia dan penyertaan-Nya yang diberikan kepada penulis selama penyusunan

skripsi yang berjudul ”Penentuan massa diam elektron menggunakan energi pada

puncak hambur balik dengan spektrometer gamma"

Penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan

studi program sarjana Stratum-1 di Program Studi Fisika Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada :

1. Bapak Dr. Ign. Edi Santosa selaku dosen pembimbing yang dengan penuh

kesabaran membimbing dan meluangkan waktunya untuk membimbing

penulis dari awal hingga akhir karya tulis ini.

2. Ibu Ir. Sri Agustini selaku dosen dan kaprodi Fisika.

3. Seluruh staf dosen dan asisten yang telah memberi bekal ilmu

pengetahuan selama penulis menuntut ilmu di Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

4. Ibunda Theresia Hoar dan Bapak Wilhemus Jemahan yang dengan

sepenuh hati mendidik dan mendukung setiap pekerjaan yang saya

lakukan.

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

5. Kedua adikku tersayang yang selalu mendoakan dan mendukung saya.

6. My friends angkatan 2002 Jeng Kia, Ima, Erni, Hanik, Adet, yuda, Adit,

Iman, Ridwan,papi Tri, Basil, Ook, Danang, Dian, Ratna, Inke, Frida,

Gita, Christoper ‘00, mb Asri, Mamat ,Hari, mb Debo, Sisca dan teman-

teman fisika yang lain.

7. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu trimakasih telah

membantu kelancaran dalam penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak

kekurangan. Oleh karena itu penulis dengan hati terbuka menerima kritik dan

saran dari semua pihak untuk bahan perbaikan di masa mendatang. Akhir kata

penulis berharap semoga tulisan sederhana ini bermanfaat bagi para pembaca.

xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL INDONESIA.................................................... i

HALAMAN JUDUL INGGRIS.......................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING.................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN.............................................................. iv

HALAMAN PERSEMBAHAN........................................................... v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA............................................... vii

INTISARI............................................................................................. viii

ABSTRACT......................................................................................... ix

KATA PENGANTAR.......................................................................... x

DAFTAR ISI........................................................................................ xii

DAFTAR TABEL................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR............................................................................ xv

BAB I PENDAHULUAN

Latar Belakang........................................................................... 1

Rumusan Masalah........................................................................ 2

Batasan Masalah.......................................................................... 3

Tujuan Penelitian...................................................................... 3

Manfaat Penelitian.................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

A. Teori Atom ………………………………………………… 4

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

B. Interaksi radiasi -γ dengan materi…………………………… 6

B.1 Efek Fotolistrik…………………………………………... 6

B.2 Hamburan Compton……………………………………… 7

B.3 Produksi Pasangan……………………………………….. 10

C. Spektrometri-γ ………………………………………………. 10

BAB III METODE PENELITIAN

1. Tempat Eksperimen.............................................................. 11

2. Alat dan Bahan..................................................................... 11

2.1 Alat.................................................................................. 11

2.2 Bahan.............................................................................. 13

3. Metode Pengambilan Data.................................................. 13

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil.................................................................................. 15

a. Kalibrasi................................................................ 15

b. Perhitungan........................................................... 16

B. Pembahasan...................................................................... 25

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan..................................................................... 29

B. Saran............................................................................... 29

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... 30

LAMPIRAN I………………………………………………………… 31

LAMPIRAN I I...................................................................................... 42

xiii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Tabel hubungan intensitas terhadap energi

pada sumber Cs137............................................................... 17

Tabel 4.2 Tabel energi puncak hambur balik ...................................... 24

Tabel 4.3 Tabel energi gamma sumber dan energi

pada puncak hambur balik.................................................... 25

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Gambar rangkaian spektrometer gamma.................................... 13

Gambar 4.1 Grafik hubungan intensitas terhadap energi

Pada sumber cs137...................................................................... 22

Gambar 4.2 Grafik hubungan 2E0 X Ehb terhadap E0-Ehb............................. 25

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Secara alamiah sturuktur materi tersusun atas atom-atom. Sebuah atom

terdiri dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Penelitian awal

mengenai elektron dilakukan oleh Thomson, seorang ilmuwan Inggris pada

tahun 1897. Thomson membuktikan bahwa di dalam atom terdapat partikel

kecil bermuatan negatif, partikel ini oleh Thomson dinamakan elektron.

Thomson berhasil menemukan perbandingan antara muatan dan massa

elektron ( )me / yaitu sebesar 1.7588 x 1011 C/kg. [Klinken, 1989].

Penelitian untuk mencari besarnya nilai muatan dari elektron dilakukan

oleh Milikan pada tahun 1909. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh

besarnya muatan elektron sebesar 1.6 x 10-19 C. Dengan mengetahui besarnya

nilai muatan elektron, maka besarnya massa diam elektron dapat diperoleh

[Klinken, 1989].

Berbagai penelitian telah dilakukan untuk membuktikan besarnya

massa diam elektron. Salah satu penelitian dilakukan oleh Jolivette dan Rouze

pada tahun 1994. Penelitian tersebut menggunakan detektor semikonduktor

HPGe 9% dengan model koaksial di sepanjang penutupnya. Prinsip yang

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

2

digunakan adalah interaksi antara radiasi foton-γ dengan materi [Jolivette.

and Rouze, 1994]. Salah satu interaksi tersebut adalah hamburan Compton.

Dari spektrum-γ yang dihasilkan bisa dilihat adanya distribusi Compton yang

terbentang dari energi nol sampai ke energi maksimum yang disebut tepi

Compton. Dari nilai energi pada tepi Compton ini, bisa ditentukkan nilai

massa diam elektron. Walaupun penelitian tersebut berhasil tetapi ditemui

kendala, yaitu bentuk tepi yang tidak tajam sehingga susah dalam penentuan

energinya.

Mengingat bentuk yang tidak tajam dari tepi Compton maka di

lakukan penelitian menggunakan alternatif lain yaitu energi pada puncak

hamburan balik untuk mencari massa diam elektron. Penelitian menggunakan

peralatan spektrometer gamma yang memakai detektor sintilator NaI(Tl) yang

merupakan salah satu jenis detektor yang mendeteksi radiasi sinar-γ .

Rumusan Masalah

1) Bagaimana mendapatkan bentuk distribusi hamburan Compton yang baik

untuk menentukan nilai energi pada puncak hambur balik dan energi pada

tepi compton.

2) Bagaimana menentukan massa diam elektron dari nilai energi pada

puncak hamburan balik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

3

Batasan Masalah

1) Penelitian menggunakan detektor NaI(Tl).

2) Sumber yang digunakan adalah Cs137, Sr90, Co60 dan Tl204.

3) Menentukan massa diam elektron menggunakan energi pada puncak

hamburan balik.

Tujuan Penelitian

1) Menentukan nilai energi pada puncak hamburan balik.

2) Mendapatkan massa diam elektron

Manfaat Penelitian

1) Memberi informasi bagaimana menentukan massa diam elektron dari nilai

energi pada puncak hamburan balik.

2) Memberi tambahan informasi dalam bidang ilmu pengetahuan dan

teknologi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

BAB II

DASAR TEORI

A. Teori Atom

Pada tahun 1897 Thompson melakukan penelitian dan berpendapat

bahwa di dalam atom terdapat partikel kecil bermuatan negatif yang disebut

elektron. Elektron-elektron dari sebuah atom tersebar di seluruh bagian atom

seperti kismis dalam roti. Thompson juga menemukan nilai perbandingan

antara muatan dan massa elektron, yaitu sebesar 1.7588 x 10e m 11 c/kg.

[Klinken ,1989].

Penelitian untuk menentukan besarnya muatan dan massa dilakukan

oleh Milikan pada tahun 1909. Dari hasil penelitian didapatkan besarnya

muatan elektron yaitu 1.6 x 10-19 C. Jika muatan elektron diketahui maka

massa elektron dapat ditentukan.

Pada tahun 1911, Rutherford melakukan penelitian menggunakan

bahan radioaktif yang memancarkan partikel alfa yang ditembakkan pada

selaput emas tipis. Partikel alfa tersebut dapat dibelokkan hingga mencapai

sudut yang besar karena bertumbukan dengan suatu obyek yang padat. Dari

hasil penelitian yang dilakukan, Rutherford mengusulkan bahwa muatan

positif dan massa atom terpusat pada pusatnya dalam suatu daerah yang

disebut inti [Krane, 1992].

4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

5

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....).

= hπ2h , 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.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

6

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].

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

7

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

Page 24: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

8

∆λ = λ’ – λ = cm

h

0

(1 – cos θ).................................................(2.3)

dengan :

λ = panjang gelombang foton-γ mula-mula

λ’ = panjang gelombang foton-γ setelah terjadi hamburan

θ = sudut hambur

m0 = massa diam elektron

c = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s)

Pada persamaan (2.3) dapat dilihat nilai perubahan panjang gelombang

akan mencapai nilai maksimum apabila sudut hambur θ sebesar 1800. 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] :

( )( )θγ

γγ

cos1/1 2'

−+=

cmEE

Eo

...................................................(2.4)

Dimana :

γ'E = tenaga foton- γ hambur

γE = 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

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

9

nilai energi pada tepi Compton ini, bisa ditentukan besarnya massa diam

elektron.

Pada distribusi Compton yang terbentang dari energi nol sampai

kesuatu energi maksimum, terdapat puncak yang berada pada distribusi

tersebut. Puncak tersebut dinamakan puncak hamburan balik. Puncak

hamburan balik ini muncul sebagai akibat dari interaksi antara sinar-γ yang

dideteksi dengan materi disekitar detektor. Sinar-γ terhambur yang dihasilkan

tersebut dapat masuk kedalam detektor dan dideteksi. Tenaga puncak

hamburan balik ini bisa dihitung dengan memasukkan harga θ = 180o pada

persamaan (2.4) sehingga diperoleh persamaan [Susetyo, 1988] :

Ehambur balik = )/(21 2

0

0

cmEE

o+................................................(2.5)

Dari persamaan (2.5) massa diam elektron dapat dituliskan sebagai :

Ehb ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+ 2

021cm

E

o

= 0E

1+2 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡2

0

cmE

o

= hbE

E0

moc2 = ⎥⎦

⎤⎢⎣

− bh

bh

EExEE

0

02 ..............................................(2.6)

dengan :

Ehb = Energi pada puncak hamburan balik.

E0 = Energi sinar-γ mula-mula.

Dari persamaan (2.6) dapat dijabarkan menjadi :

( )hbhb EEcmxEE −= 02

002 .................................................(2.7)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

10

Berdasarkan persamaan (2.7) dibuat grafik hubungan 2E0 x Ehb

terhadap E0 - Ehb. Dari grafik tersebut didapatkan nilai gradien, dimana nilai

gradien tersebut digunakan untuk menentukan massa diam elektron.

B.3 Produksi Pasangan

Jika sinar-γ yang memiliki energi tinggi (>1,022 MeV) bergerak

melewati medan listrik yang sangat kuat disekitar inti atom, maka sinar-γ

tersebut akan lenyap dan sebagai gantinya akan muncul pasangan elektron dan

positron (e- dan e+).

C. Spektrometer – γ

Spektrometer adalah peralatan yang digunakan untuk menghasilkan

spektrum untuk mengukur panjang gelombang dan energi. Interaksi sinar-γ

dengan detektor akan menghasilkan signal pulsa. Tinggi pulsa yang dihasilkan

detektor bersesuaian dengan tenaga sinar-γ yang mengenai detektor. Pulsa-

pulsa tersebut akan diproses secara elektronik dalam serangkaian peralatan

yang membentuk perangkat spektrometer-γ. Komponen utama dari perangkat

spektrometer-γ terdiri dari Detektor NaI(Tl), SCA, counter. Setelah pulsa-

pulsa tersebut diproses secara elektronik, sebagai hasil akhir akan didapatkan

suatu spektrum sinar-γ.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

BAB III

METODE PENELITIAN

1. TEMPAT EKSPERIMEN

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Fisika Moderen FMIPA,

Universitas Sanata Dharma

2. ALAT DAN BAHAN

2.1 Susunan dan Prinsip Kerja Alat

Alat yang digunakan disini adalah seperangkat spektormeter-γ yang terdiri

dari :

a. Detektor NaI(Tl)

b.PMT

c. SCA

SCA berfungsi sebagai alat untuk menganalisis pulsa-pulsa yang akan

dicacah oleh counter.

d. Counter

Counter disini berfungsi sebagai pencacah pulsa yang dihasilkan dari

peralatan spektrometer- γ yang digunakan.

11

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

12

Sinar-γ foton

Counter SCA PMT Kristal NaI(Tl)

Gambar.3.1. Rangkaian spektrometer-γ

Susunan perangkat spektrometer-γ seperti pada Gambar.3.1. Prinsip

kerjanya adalah sinar gamma masuk kedalam detektor dan mengenai kristal

NaI(Tl), kemudian sinar gamma akan berinterskai dengan elektron dari atom-

atom kristal tersebut. Akibat interaksi ini, kristal NaI(Tl) akan memancarkan

sejumlah foton yang memiliki intensitas yang sebanding dengan energi

gamma yang mengenainya. Kemudian foton tersebut akan masuk ke PMT

(Photo Multiplier Tube) untuk digandakan cacahnya. Setelah cacahnya

digandakan, pulsa-pulsa tersebut akan dianalisis oleh SCA. SCA mempunyai

satu salur pencacahan yang dibatasi oleh suatu ambang (treshold) dan celah

(window) yang lebarnya bisa diatur. Hanya pulsa-pulsa yang mempunyai nilai

yang lebih besar dari harga ambang dan lebih kecil dari batas atas jendela

yang dapat diteruskan ke counter. SCA sering juga disebut dengan

diskriminator. Setelah di analisis oleh SCA, pulsa-pulsa tersebut akan

diteruskan ke counter untuk di cacah dan di tampilkan. Kemudian cacahan

dari sumber radioaktif yang digunakan tersebut, akan dicatat. Cacahan dan

besarnya energinya ditampilkan dalam bentuk grafik hubungan cacah terhadap

energi. Dari grafik itu akan didapatkan spektrum sinar-γ.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

13

2.2 Bahan

Bahan atau sumber yang digunakan dalam penelitian adalah bahan

radioaktif yang mempunyai energi-γ dan intensitas yang berbeda-beda. Bahan-

bahan tersebut terdiri dari Cs137, Tl204, Co60 dan Sr90 yang memiliki energi-γ

berturut-turut sebesar 662 keV, 764 keV, 1173.2 keV dan 540 keV.

3. Metode Pengambilan Data.

Kalibrasi Tenaga

Dalam eksperimen ini mula-mula dilakukan kalibrasi tenaga. Kalibrasi

tenaga ini menggunakan sumber Cs137 yang memiliki energi sebesar 662

keV. Energi sebesar 662 keV ini bersesuaian dengan posisi baseline pada

330. Kemudian kedudukan analyser diatur pada posisi window 2%.

Selanjutnya kedudukan amplifier diatur supaya didapatkan cacah yang

maksimal dengan cara pengaturan kedudukan fine gain dan coarse gain

yang terkecil, hasil cacahan tiap waktunya dicatat. Bila cacah tiap satuan

waktu sudah ditemukan maka tombol fine gain dan coarse gain ini dan

jangan merubah posisinya. Dengan mengetahui besarnya energi Cs137

yaitu 662 keV dan posisi baseline, maka bisa dicari besarnya nilai faktor

K. Nilai faktor K di peroleh dari pembagian besarnya energi Cs137 dan

nilai baseline 330 :

K = 330662

= 2,006

Selanjutnya besarnya nilai K digunakan untuk mendapatkan energi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

14

Pengukuran untuk mendapatkan spektrum sinar- γ.

Kedudukan baseline E diatur pada posisi 400 , dan kedudukan window

pada 2%. Posisi fine gain dan coarse gain tidak boleh dirubah atau tetap

sesuai dengan yang telah didapat saat kalibrasi. Waktu yang digunakan

yaitu satu menit sesuai dengan saat kalibrasi awal dan mulai mencacah.

Kemudian baseline energinya diturunkan pada tiap interval yang tersedia

sampai mencapai nilai nol, nilai cacahan untuk tiap penurunan interval

dicatat.

Pencacahan dilakukan untuk mendapatkan cacah dan energi baseline.

Kemudian untuk mendapatkan energi, semua nilai baseline dikalikan dengan

faktor K. Data akhir yang didapatkan berupa Energi (keV) dan cacahan yang

dimasukan dalam tabel seperti pada Tabel 4.1 dan disajikan dalam bentuk

grafik seperti pada Gambar 4.1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. HASIL

a. Kalibrasi

Pada sumber digunakan waktu pencacahan yaitu 1 menit. Bahan

radioaktif yang digunakan pada saat kalibrasi yaitu Cs137 yang memiliki nergi

sebesar 662 keV. Energi sebesar 662 keV ini bersesuaian dengan posisi

baseline pada 330. Kemudian kedudukan analyser diatur pada posisi window

2%. Selanjutnya kedudukan amplifier diatur supaya didapatkan cacah yang

maksimal dengan cara pengaturan kedudukan fine gain dan coarse gain yang

terkecil, hasil cacahan tiap waktunya dicatat. Bila cacah tiap satuan waktu

sudah ditemukan maka tombol fine gain dan coarse gain ini tidak boleh

dirubah. Dengan mengetahui besarnya energi Cs137 yaitu 662 keV dan posisi

baseline, maka bisa dicari besarnya nilai faktor K.

Hasil dari kalibrasi ini selanjutnya digunakan dalam penelitian untuk

mendapatkan spektrum sinar-γ. Dari spektrum sinar- γ ini bisa dilihat adanya

distribusi Compton., dimana dari distribusi Compton tersebut bisa ditentukan

nilai energi pada puncak hamburan balik. Dengan mengetahui energi pada

15

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

16

puncak hamburan balik dan energi gamma dari sumber yang digunakan, maka

bisa didapatkan massa diam elektron menggunakan persamaan (2.6).

b. Perhitungan

Dalam penelitian digunakan sumber radioaktif yaitu Cs137. Pada Tabel

4.1 diperlihatkan besarnya Energi (keV) dan cacahan menggunakan sumber

Cs137. Dimana energi diperoleh dari perkalian nilai faktor K dengan semua

nilai baseline. Dari data pada Tabel 4.1 disajikan dalam Gambar 4.1.

Data dan grafik untuk sumber Cs137 sebagai berikut :

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu pencacahan : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 keV

Tabel 4.1. Tabel hubungan cacah terhadap energi

pada sumber Cs137

E (keV) Cacah

800 99796 107792 136788 108784 139780 151776 164772 196768 215764 293760 403756 492752 659748 941

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

17

E (keV) Cacah 744 1181740 1552736 2072732 2573728 3445724 4446720 5511716 6827712 7978708 10142704 11874700 13580696 15145692 17119688 19230684 21280680 22745676 24632672 25835668 27266664 28020660 28053656 27804652 27404648 26890644 25659640 24041636 22337632 20511628 18768624 17369620 15123616 13568612 11997608 10376604 8710600 7527596 6486592 5725588 4842

Lanjutan tabel

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

18

E (keV) Cacah 584 3962580 3421576 3028572 2650568 2355564 2109560 1961556 1877552 1786548 1766544 1778540 1701536 1814532 1834528 1918524 1991520 2240516 2358512 2405508 2596504 2814500 3086496 3247492 3606488 3971484 4371480 4435476 5104472 5566468 6144464 6267460 6968456 7433452 7831448 8316444 8560440 8859436 9384432 9700428 9966

Lanjutan tabel

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

19

E (keV) Cacah 424 10223420 10708416 10456412 10606408 10716404 10860400 10760396 10950392 10842388 10748384 10840380 10791376 10779372 10826368 10774364 10775360 10763356 10952352 10901348 10858344 11071340 11151336 10913332 11383328 11145324 11391320 11539316 11347312 11654308 12029304 12081300 12051296 12143292 12436288 12448284 12767280 12930276 13200272 13205268 13333

Lanjutan tabel

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

20

E (keV) Cacah 264 13919260 13634256 13956252 14168248 14489244 14498240 14948236 15078232 15397228 15445224 15416220 16069216 16009212 16076208 16147204 16285200 16705196 16738192 16716188 16961184 17163180 17532176 17858172 17982168 18077164 18627160 18799156 18736152 18654148 18527144 18439140 18112136 17985132 17858128 17424124 17168120 16774116 16462112 16328108 16084

Lanjutan tabel

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

21

E (keV) Cacah 104 15993100 15927

96 1603792 1601588 1606584 1607680 1620176 1639272 1640668 1650264 1680560 1690256 1727052 1767348 1858844 1943240 2013936 2123932 2196628 2329024 2397020 2473916 2482512 25402

8 256354 257660 25403

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

22

Grafik Hubungan Cacah terhadap Energi

02000400060008000

1000012000140001600018000200002200024000260002800030000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Cac

ah

Puncak hambur balik

tepi Compton

Photo peak

Gambar 4.1.Grafik hubungan Cacah terhadap Energi pada sumber Cs137

Dari Gambar 4.1, didapatkan besarnya energi pada puncak hamburan

balik sebesar Ehb = 158 keV. Besarnya energi hamburan balik ini kamudian

dimasukkan ke persamaan (2.6) untuk mencari massa diam elektronnya :

20cm = ⎥

⎤⎢⎣

− bh

bh

EExEE

0

02

= 415.06 keV 20cm

= 415.06 x 1020cm 3 x (1.602 x 10-19 J)

= 6.65 x 10-14 J = 6.65 x 10-14 kg m2/s2

= 0m 2216

2214

/109/1065.6

smxskgmx −

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

23

= 7.39 x 100m -31 kg.

Besarnya nilai massa diam elektron yang diperoleh sebesar 7.39 x 10-31 kg.

Penelitian dilakukan sebanyak 10 kali pengukuran. Hasil yang di

peroleh adalah 10 spektrum sinar-γ. Dari 10 spektrum sinar-γ tersebut, di

dapatkan 10 nilai energi pada puncak hamburan balik. Energi pada puncak

hamburan balik untuk 10 kali pengukuran disajikan pada Tabel 4.2.

Tabel.4.2 Tabel energi puncak hamburan balik No Ehb (keV)

1 (150 ± 17) 2 (130 ± 12) 3 (126 ± 13) 4 (150 ± 12) 5 (150 ± 16) 6 (150 ± 12) 7 (146 ± 16) 8 (158 ± 14) 9 (146 ± 17) 10 (178 ± 16) ∑ 1484 _X

(148 ± 46)

Dari Tabel 4.2, bisa dilihat besarnya energi rata-rata pada puncak

hamburan balik sebesar (148 ± 46) keV. Ralat yang digunakan didapatkan dari

perhitungan FWHM. Dimana dari hasil perhitungan FWHM menyatakan

besarnya ralat. Sedangkan besarnya elektron keseluruhan dari 10 kali

percobaan yaitu sebesar (7 ± 2) x 10

0m

-31 kg.

Selain menggunakan sumber Cs137, dalam penelitian juga digunakan

tiga sumber lain yaitu Tl204 bisa dilihat pada Lampiran B.1, Co60 bisa dilihat

pada Lampiran B.2 dan Sr90 bisa dilihat pada Lampiran B.3. Dari hasil

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

24

pengukuran yang dilakukan didapatkan besarnya energi pada puncak

hamburan balik untuk ketiga sumber tersebut yaitu sebesar 201 keV, 163 keV

dan 125 keV. Dari nilai puncak hamburan balik untuk sumber-sumber yang

digunakan, maka dicari massa diam elektron dari grafik hubungan

terhadap . Energi gamma dari sumber dan energi pada puncak

hamburan balik disajikan pada Tabel 4.3.

hbxEE02

hbEE −0

Tabel 4.3 Tabel energi gamma sumber dan energi

pada puncak hambur balik.

Sumber (keV) γE (keV) hbESr-90 540 125 Cs-137 662 148 Tl-204 764 201 Co-60 1173.2 163

Berdasarkan nilai energi gamma yang dimiliki sumber dan energi pada

puncak hambur balik dibuat grafik hubungan terhadap

seperti pada Gambar 4.2 :

hbxEE02 hbEE −0

grafik hubungan 2EoxEhb terhadap Eo-Ehb

2EoxEhb= 371.81(Eo-Ehb )+ 23654

125000150000175000200000225000250000275000300000325000350000375000400000425000

400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050

Eo-Ehb

2Eox

Ehb

Gambar 4.2 Grafik hubungan terhadap hbxEE02 hbEE −0

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

25

Persamaan garis yang telah didapatkan dari Gambar 4.2 yaitu

hbxEE02 = 371.81( hbEE −0 )+23654. Dari nilai gradien ini dicari besarnya

massa diam elektron menggunakan persamaan (2.7). Besarnya massa diam

elektron yang diperoleh dari eksperimen yaitu (7 ± 2) x 10-31 kg.

A. PEMBAHASAN

Penelitian ini menggunakan detektor NaI(Tl), dimana detektor ini

adalah salah satu jenis detektor sintilator. Penelitian ini menggunakan sumber

radioaktif yaitu Cs137, Sr90, Co60 dan Tl204, yang memiliki energi sinar-γ

berturut-turut sebesar sebesar 662 keV, 540 keV, 1173.2 keV dan 764 keV.

Sumber radioaktif tersebut kemudian diletakan pada rak yang tersedia

pada perangkat spektrometer-γ. Sinyal pulsa yang dihasilkan akan di analisis

oleh SCA. Hasil dari analisis tersebut akan diteruskan ke counter untuk

dicacah. Hasil cacahan tersebut bisa dibuat grafik hubungan cacah terhadap

energi.

Dari spektrum yang dihasilkan, ditentukan nilai energi pada puncak

hamburan balik. Dengan mengetahui nilai energi pada puncak hambur balik

maka massa diam elektron dapat ditentukkan.

Grafik spektrum sinar-γ untuk sumber Cs137 terdapat pada Gambar 4.1.

Pada spektrum tersebut ada 2 peristiwa penting yang bisa dilihat yaitu

hamburan Compton dan efek fotolistrik. Dari spektrum tersebut bisa dilihat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

26

adanya distribusi Compton yang terbentang dari energi nol sampai ke energi

425 keV.

Pada distribusi Compton terdapat puncak kecil yaitu puncak hamburan

balik. Puncak ini muncul karena adanya interaksi antara sinar-γ yang dideteksi

dengan materi di sekitar detektor. Akibat dari interaksi ini maka foton hambur

akan masuk kedalam detektor dan akan ikut terdeteksi. Energi pada puncak

hamburan balik bisa dilihat pada persamaan (2.5). Pada spektrum bisa dilihat

tenaga elektron Compton terbentang dari tenaga nol sampai ketenaga

maksimum. Batas tenaga maksimum ini disebut tepi Compton.

Dari persamaan (2.6), dapat ditentukan besarnya massa diam elektron

dengan memasukan nilai energi gamma yang dimiliki oleh Cs137 dan energi

pada puncak hamburan balik. Pada penelitian dilakukan pengukuran pada

sumber Cs137 sebanyak 10 kali, hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan hasil

yang lebih baik. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, didapatkan energi

rata-rata pada puncak hamburan balik sebesar (148 ± 46) keV. Dari energi

rata-rata pada puncak hamburan balik, maka didapatkan massa diam elektron

sebesar (7 ± 2) x 10-31 kg.

Selain menggunakan persamaan, massa diam elektron bisa dicari untuk

beberapa jenis sumber berbeda menggunakan grafik hubungan

terhadap seperti pada Gambar 4.2. Dari hasil perhitungan untuk

keempat sumber radioaktif didapatkan massa diam elektron sebesar

hbxEE02

hbEE −0

(7 ± 2) x 10-31 kg.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

27

Dari Gambar 4.2, bisa dilihat bahwa titik-titik datanya tersebar, hal ini

disebabkan karena nilai energi pada puncak hamburan balik tidak tepat pada

puncak tapi tersebar kekiri maupun kekanan dari puncak sampai batas

FWHM-nya.

Pada penelitian sebelumnya dengan eksperimen yang sama, dilakukan

perhitungan massa diam elektron menggunakan energi dari tepi Compton yang

terlihat pada distribusi Compton. Penelitian dilakukan menggunakan 4 jenis

sumber radioaktif yaitu Am241, Po210, Tl204, Sr90. Semua sumber yang

digunakan memiliki energi gamma yang berbeda sehingga energi pada tepi

Compton juga berbeda.

Untuk bisa menentukan energi pada tepi Compton maka haruslah

didapatkan bentuk spektrum yang baik dan jelas, sehingga bisa dengan mudah

menentukan nilai energi pada tepi Compton. Dari hasil eksperimen yang telah

dilakukan, maka didapatkan spektrum sinar-γ. Dari spektrum yang dihasilkan

dari sumber yang digunakan, bisa dilihat bahwa bentuk spektrumnya kurang

jelas, sehingga susah dalam penentuan posisi dari tepi Comptonnya. Karena

susah dalam penentuan posisi tepi Compton, maka nilai energi pada tepi

comptonnya kurang tepat. Karena alasan tersebut, sehingga tepi Compton

tidak digunakan.

Dari hasil perhitungan diatas bisa disimpulkan bahwa, massa diam

elektron bisa dicari dengan mengunakan nilai energi pada puncak hamburan

balik. Pada penelitian ini digunakan energi pada puncak hamburan balik

karena pada spektrum yang didapatkan mudah dilakukan penentuan energi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

28

pada puncak hamburan balik. Sedangkan jika menggunakan energi pada tepi

Compton, nilainya kurang baik karena susah dalam penentuan tepi sebab

tepinya tidak tajam.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

BAB V

PENUTUP

A. KESIMPULAN

a. Massa diam elektron bisa ditentukan dengan menggunakan energi

pada puncak hamburan balik yang terlihat pada distribusi

Compton.

b. Pada penelitian digunakan energi pada puncak hambur balik karena

pada spektrum yang dihasilkan, dengan mudah dapat ditentukan

besarnya energi pada puncak hambur balik.

c. Dari hasil penelitian diperoleh besarnya massa diam elektron

adalah (7±2) x 10-31 kg.

B. SARAN

a. Dalam penelitian selanjutnya, digunakan berbagai jenis sumber

radioaktif untuk mencari massa diam elektron.

b. Massa diam elektron dicari mengunakan besarnya energi pada

tepi compton untuk beberapa jenis sumber radioaktif yang

berbeda.

29

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

Daftar Pustaka

Jolivette. P dan Rouze. N, 1994, Compton Scattering, the electron mass, and

relativity: A laboratory experiment, Michigan.

Klinken. G, 1989, Pengantar Fisika Modern, Semarang:Satya Wacana

Krane. K, 1992, Fisika Modern, Jakarta : Universitas Indonesia Press.

Susetyo. W, 1988, Spektrometri Gamma ,Yogyakarta : Gadjah Mada

University Press.

30

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

31

LAMPIRAN I

Grafik hasil percobaan untuk hubungan cacah terhadap Energi dari sumber

radioaktiv yang digunakan yang dilakukan pengukuran sebanyak 9 kali menggunakan

Cs137 dan menggunakan sumber Tl204, Co60 dan Sr90 :

Grafik A.1 untuk percobaan 1

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

Grafik Hubungan Cacah terhadap Energi

010002000300040005000600070008000900010000

110001200013000140001500016000170001800019000200002100022000230002400025000260002700028000290003000031000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Cac

ah

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 48: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

32

A.2 untuk percobaan

Sumber :Cs 137 10,7µCi

Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

Grafik hubungan Cacah terhadap energi

02000400060008000

10000120001400016000180002000022000240002600028000300003200034000360003800040000420004400046000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850Energi

Cac

ah

A.3 untuk percobaan 3

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 49: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

33

Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi

01500

30004500600075009000105001200013500150001650018000195002100022500240002550027000285003000031500

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Inte

nsita

s

A.4 untuk percobaan 4

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 50: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

34

Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi

0150030004500600075009000

105001200013500150001650018000195002100022500240002550027000285003000031500

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Inte

nsita

s

A.5 untuk percobaan 5

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 51: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

35

Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi

0150030004500600075009000

1050012000135001500016500180001950021000225002400025500270002850030000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Inte

nsita

s

A.6 untuk percobaan 6

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 52: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

36

Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi

02000400060008000

10000120001400016000180002000022000240002600028000300003200034000360003800040000420004400046000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Inte

nsita

s

A.7 untuk percobaan 7

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 53: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

37

Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi

0150030004500600075009000

105001200013500150001650018000195002100022500240002550027000285003000031500

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Inte

nsita

s

A.8 untuk percobaan 8

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 54: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

38

Grafik hubungan Intensitas tehadap Energi

02000400060008000

10000120001400016000180002000022000240002600028000300003200034000360003800040000420004400046000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Inte

nsita

s

A.9 untuk percobaan 9

Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 662 Kev

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 55: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

39

Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi

0300060009000

1200015000180002100024000270003000033000360003900042000450004800051000540005700060000630006600069000720007500078000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Energi

Inte

nsita

s

Grafik B.1 Untuk percobaan 1

Sumber :Tl204

Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 764 Kev

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 56: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

40

Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950

Energi

Inte

nsita

s

Grafik B.2 untuk percobaan 2

Sumber :Co60

Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 1173.2 Kev

Grafik Hubungan Cacah terhadap Energi

050100150200250300350400450500550600650700750800850900

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Energi

Caca

h

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 57: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

41

Grafik A.B untuk percobaan 3

Sumber :Sr90

Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20

Energi- γ : 540 Kev

Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi

0200400600800

10001200140016001800200022002400260028003000320034003600

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300

Energi

Inte

nsita

s

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 58: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

42

LAMPIRAN II

Ralat untuk data tunggal pada sumber Cs137 dan ralat untuk keseluruhan

data pada keempat sumber yang digunakan.

1. Ralat untuk pengukuran yang dilakukan pada sumber Cs137 sebanyak 10 kali

pengukuran. Ralat yang digunakan adalah ralat penggabungan perkalian dan

pembagian :

hb

hb

EExEE

cm−

=0

020

2

hb

hb

EExEEcm−

=0

02

0

2

Misal : N = E0 x Ehb M = E0 - Ehb

Q = MN

22

0

0⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛=

hb

hb

ESE

ESE

NSN

SM = SE0 - SEhb

QMN

=

22

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

MSM

NSN

QSQ

SQ = Q x 22

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

MSM

NSN

Nilainya : Q ± SQ

2. Ralat untuk mencari massa diam keseluruhan dari keempat sumber yang digunakan dengan menggunakan metode kuadrat terkecil :

a. Menentukan nilai gradien dan perpotongan :

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 59: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENENTUAN MASSA ... filePENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON DENGAN MENGUKUR ENERGI P ADA PUNCAK HAMBURAN BALIK DENGAN SPEKTROMETER GAMMA SKRIPSI

43

Menentukan nilai gradien :

( )221

ii

iii

xxNyxyxN

mΣ−Σ

Σ−Σ=

hbEEx −= 0

hbxEEy 02= ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )( )20

20

0000 22

hbhb

ihbihbihbihb

EEEENxEEEExEEEEN

m−Σ−−Σ

−Σ−−Σ=

Menentukan nilai perpotongan :

( )22

2

ii

iiiii

xxNyxxyx

nΣ−Σ

ΣΣ−ΣΣ=

( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )( )2

02

0

00002

0 22

hbihb

ihbihbihbihbihb

EEEENxEEEEEExEEEE

n−Σ−−Σ

−Σ−Σ−Σ−Σ=

b. Menentukan ralat gradien dan ralat perpotongan:

( )2

1

2

21 nmxy

N ii

N−−Σ

−=σ

( ) ( )( )4

1

200

2 22

1 nEEmxEEN hbhb −−−Σ−

Menentukan ralat gradien :

( )( )22

22

ii xxNNSm

Σ−Σ=

σ

( )( ) ( )( )2

02

0

22

hbhb EEEENNSm

−Σ−−Σ=

σ

Menentukan ralat perpotongan :

( ) ( )22

222

ii

i

xxNx

SnΣ−Σ

Σ=

σ

( ) ( )( ) ( )( )2

02

0

20

22

hbhb

hb

EEEENEE

Sn−Σ−−Σ

−Σ=

σ

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI