BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Inframerah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektrum electromagnetik dalam bentuk gelombang. Infra merah ditemukan oleh Sir William Herschel pada tahun 1880 Radiasi mengandung karakteristik suatu distribusi partikel-partikel energi yang memiliki daerah panjang gelombang dalam bentuk spektrum. Daerah infra merah terletak antara spektrum elektromagnetik cahaya tampak dan spektrum radio; yakni antara 4,000 dan 400 cm -1 . Sumber sinar infra merah pada umumnya berupa zat padat inert yang dipanaskan dengan listrik. infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa. Akibat pemanasan ini akan dipancarkan sinar kontinu yang menyerupai sinar yang dipancarkan oleh benda hitam. Intensitas pancaram maksimum pada batas-batas suhu mikro meter. Kita tahu secara umum bahwa tidak terikat dalam sebuah atom memancarkan radiasi elektromagnetik saat berakselerasi. Yang banyak berlaku untuk biaya mengubah kecepatan sepanjang garis lurus dalam akselerator linier, berpitar- putar di dalam siklotron, atau hanya berosilasi bolak-balik dalam antena radio. Jika biaya bergerak tidak seragam, ia memancarkan radiasi.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Inframerah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan spektroskop
cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektrum electromagnetik dalam
bentuk gelombang. Infra merah ditemukan oleh Sir William Herschel pada tahun 1880
Radiasi mengandung karakteristik suatu distribusi partikel-partikel energi yang memiliki
daerah panjang gelombang dalam bentuk spektrum. Daerah infra merah terletak antara
spektrum elektromagnetik cahaya tampak dan spektrum radio; yakni antara 4,000 dan 400 cm -
1. Sumber sinar infra merah pada umumnya berupa zat padat inert yang dipanaskan dengan
listrik. infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya
masih terasa.
Akibat pemanasan ini akan dipancarkan sinar kontinu yang menyerupai sinar yang
dipancarkan oleh benda hitam. Intensitas pancaram maksimum pada batas-batas suhu mikro
meter. Kita tahu secara umum bahwa tidak terikat dalam sebuah atom memancarkan radiasi
elektromagnetik saat berakselerasi. Yang banyak berlaku untuk biaya mengubah kecepatan
sepanjang garis lurus dalam akselerator linier, berpitar- putar di dalam siklotron, atau hanya
berosilasi bolak-balik dalam antena radio. Jika biaya bergerak tidak seragam, ia memancarkan
radiasi.
Meskipun semua bentuk radiasi elektromagnetik merambat dengan kecepatan yang
sama dalam ruang hamapa, tetap saja berbeda dalam frekuensi dan panjang gelombang.
Seperti yang akan kita lihat saat ini, bahwa rekening perbedaan bagi keragaman perilaku yang
diamati ketika energi radiasi berinteraksi dengan materi.
1.2 Tujuan Percobaan
1. Untuk menentukan perbandingan energi untuk masing-masing tapis dari tabung yang
dipolis dan tabung yang dihitamkan karena perbedaan suhu.
2. Untuk menentukan perbandingan kalor untuk masing-masing tapis dari tabung yang
dipolis dan tabung yang dihitamkan karena perbedaan suhu.
3. Untuk mencari perbandingan panjang gelombang untuk masing-masing tapis dari
tabung yang dipolis dan tabung yang dihitamkan karena perbedaan suhu.
BAB II
DASAR TEORI
Pengertian radiasi dalam tautannya dengan masalah proteksi radiasi dibatasi hanya pada
radiasi pengion, yaitu radiasi yang apabila melintas dalam bahan atau jaringan biologi dapat
mengionkan bahan atau sel jaringan. Dalam pengertian ini tercakup antara lain, sinar-X dan
sinar-γ , zarah elektron bebas yang berenergi tinggi termasuk zarah β-, dan β+ , zarah α, neutron
dan ion berat lain termasuk sinar kosmik.
Radiasi dapat berasal dari zat radioaktif, yaitu zat yang inti atomnya mempunyai
kementakan spontan untuk berubah, suatu proses yang disebut peluruhan, termasuk dalam
jenis radiasi ini adalah zarah α, β- dan β+ dan sinar γ . Selain itu sinar γ dihasilkan juga dalam
proses pembelahan inti zat dapat belah seperti pada reaktor nuklir, yang dalam proses ini juga
menghasilkan neutron. Neutron juga bisa pada reaksi inti, misalnya Am (α, n) Be, atau Ra
(α,n) Be. Radiasi dapat juga berasal dari hasil proses interaksi antara radiasi dengan atom
bahan atau jaringan biologi, seperti halnya sinar-X dan elektron energi tinggi pada pemercepat
zarah.
Sinar-X dapat terbentuk apabila zarah ruang bermuatan, misalnya elektron, oleh
pengaruh gaya inti atom bahan mengalami perlambatan. Sinar-X, yang tidak lain adalah
gelombang listrikmagnet, yang terbentuk melalui proses ini disebut sinar-X bremsstrahlung.
Sinar-X yang terbentuk dengan cara demikian mempunyai energi paling tinggi sama dengan
energi kinetik zarah bermuatan pada waktu terjadinya perlambatan. Andaikata mula-mula ada
seberkas elektron bergerak masuk ke dalam bahan dengan energi kinetik sama, elektron
mungkin saja berinteraksi dengan atom bahan itu pada saat dan tempat yang berbeda-beda.
Karena itu berkas elektron selanjutnya biasanya terdiri dari elektron yang mempunyai energi
kinetik berbeda-beda.
Ketika pada suatu saat terjadi perlambatan dan menimbulkan sinar-X. Sinar-X yang
terjadi umumnya mempunyai energi yang berbeda-beda sesuai dengan energi kinetik elektron
pada saat terbentuknya sinar-X dan juga bergantung pada arah pancarannya. Berkas sinar-X
yang terbentuk ada yang berenergi rendah sekali sesuai dengan energi elektron pada saat
elektron masuk ke dalam bahan. Dikatakan berkas sinar-X yang terbentuk melaui proses ini
mempunyai spektrum energi nirfarik.
Sinar-X dapat juga terbentuk dalam proses perpindahan elektron atom dari tingkat
energi yang lebih tinggi menuju ke tingkat energi yang lebih rendah, misalnya dalam proses
ikutan efek fotolistrik. Sinar-X yang terbentuk dengan cara seperti ini, mempunyai energi
sama dengan selisih energi antara kedua tingkat energi yang berkaitan. Karena energi ini khas
untuk setiap jenis atom, sinar yang terbentuk dalam proses ini disebut sinar-X karakteristik;
kelompok sinar-X demikian mempunyai energi farik. Sinar-X karakteristik yang timbul oleh
berpindahnya elektron dari suatu tingkat energi menuju ke lintasan K, disebut sinar-X garis K,
sedangkan yang menuju ke lintasan L disebut sinar-X garis L, dan seterusnya.
Sinar-X bremsstrahlung dapat dihasilkan melaui pesawat sinar-X atau pemercepat
zarah. Pada dasarnya pesawat sinar-X terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar-X,
sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektrode dalam tabung
sinar-X, dan unit pengatur. Bagian pesawat sinar-X yang menjadi sumber radiasi ialah tabung
pesawat sinar-X. Di dalam tabung pesawat sinar-X yang biasanya terbuat dari bahan gelas
terdapat filamen yang bertindak sebagai katode, dan sasaran yang bertindak sebagai anode.
Tabung pesawat sinar-X dibuat hampa udara agar elektron yang berasal dari filamen tidak
terhalang oleh molekul udara dalam perjalanannya menuju anode.
Filamen yang dipanasi oleh arus listrik bertegangan rendah menjadi sumber elektron.
Makin besar arus filamen (If) akan makin tinggi suhu filamen, dan berakibat makin banyak
elektron dibebaskan per satuan waktu. Elektron yang dibebaskan oleh filamen tertarik ke
anode oleh adanya beda potensial yang besar atau tegangan tinggi antara katode dan anode
yang dicatu oleh unit sumber tegangan tinggi (potensial katode beberapa puluh hingga
beberapa ratus kV atau MV lebih rendah dibandingkan potensial anode); elektron ini
menabrak bahan sasaran yang umumnya bernomor atom dan bertitik cair tinggi (wolfram),
dan terjadilah proses bremsstrahlung.
Khusus pada pemercepatzarah energi tinggi beberapa elektron atau zarah yang
dipercepat dapat agak menyimpang, dan menabrak dinding sehingga menimbulkan
bremsstrahlung pada dinding. Beda potensial atau tegangan antara kedua elektrode
mententukan energi maksimum sinar-X yang terbentuk; sedangkan fluks sinar-X bergantung
pada jumlah elektron per satuan waktu yang sampai ke bidang anode; yang terakhir ini
disebut arus tabung (It) yang sudah barang tentu bergantung pada arus filamen (If). Namun
demikian dalam batas tertentu, tegangan tabung juga dapat mempengaruhi arus tabung. Arus
tabung dalam sistem pesawat sinar-X biasanya hanya mempunyai tingkat besaran dalam
miliampere (mA), berbeda dengan arus filamen yang besarnya pada tingkat ampere.
Spektrum garis yang biasanya muncul menunjukkan adanya sinar-X karakteristik.
Pesawat sinar-X yang tidak dinyalakan atau tidak diberi tegangan tinggi, tidak memancarkan
sinar-X. Dari uraian disamping, kita ketahui bahwa bidang sasaran dalam tabung sinar-X.
Itulah sumber radiasi yang sebenarnya. Bidang ini disebut bidang fokus. Pada proses
bremsstrahlung sinar-X mempunyai kemungkinan dipancarkan kesegala arah. Namun
demikian, bagian dalam tabung atau di sekitar tabung, misalnya logam pengantar anode, gelas
tabung dan juga rumah tabung yang biasanya terbuat dari logam berat menyerap sebagian
besar sinar-X yang dipancarkan sehingga sinar-X yang keluar dari rumah tabung, kecuali
yang mengarah ke jendela tabung, sudah sangat sedikit.
Sinar-X yang dimanfaatkan adalah berkas yang mengarah ke jendela, bagian yang
paling tipis dari tabung. Pesawat sinar-X energi tinggi (sampai dengan tingkat Mega Volt)
biasanya lebih dikenal dengan nama pemercepat zarah. Dalam pesawat ini percepatan
elektron dilaksanakan bertingkat-tingkat sehingga pada waktu mencapai sasaran mempunyai
energi yang sangat tinggi, misalnya ada yang sampai setinggi 20 MV atau lebih. Energi sinar-
X yang dipancarkan sudah tentu juga sangat tinggi. Sinar-X yang dipancarkan dari pesawat
pemercepat zarah mempunyai energi yang lebih seragam dibandingkan dengan yang
dipancarkan melalui pesawat sinar-X energi rendah.
Sasaran pada pesawat pemercepat zarah biasanya sangat tipis. Karena ketika
mencapai sasaran elektron mempunyai energi yang sama, energi sinar-X yang dipancarkan
juga hampir sama. Selain itu arah berkas sinar-X hampir seluruhnya kedepan. Pesawat sinar-
X yang dipergunakan dalam bidang kedokteran dibagi dalam dua kelompok yaitu jenis
pesawat sinar-X terapi dan jenis diagnostik. Tegangan tinggi maksimum pada pesawat terapi
umumnya jauh lebih tinggi sampai 400 kV pada jenis ortho atau sampai belasan MV atau
lebih pada jenis pesawat energi tinggi (pemercepat zarah), sedangkan pesawat diagnostik
umumnya hanya mempunyai tegangan maksimum sampai 150 kV.
Selain itu ada jenis pesawat sinar-X industri, misalnya untuk keperluan radiografi
dalam teknik uji tak merusak, difaktometri atau kristalografi. Sistem pemeriksaan isi bagasi di
bandara menggunakan pesawat sinar-X energi rendah. Reaktor nuklir merupakan sistem
tempat reaksi pembelahan inti berlangsung secara terkendali. Bahan dapat belah, misalnya 235U dapat menangkap neutron termal dan dengan tambahan energi yang berasal dari neutron,
inti atom 235U menjadi tidak mantap sehingga membelah. Proses pembelahan semacam ini
disebut proses pembelahan inti. Dalam hal demikian, inti 235U terbelah menjadi dua inti yang
hampir sama massanya, yang masing-masing bersifat radioaktif, disertai dengan pemancaran
neutron cepat, sinar γ dan energi panas. (Drs. Suwarno Wiryosimin, 1995)
Teori tentang magnetisisasi elektron dipergunakan untuk banyak fenomena yang
berhubungan dengan cahaya dan radiasi energi secara umum. Teori ini juga diprediksi dengan
teliti melalui eksperimen. Hipotesis revolusioner, yang diperkenalkan oleh Planck untuk
menghitung terhadap fenomena-fenomena yang diamatinya, diterima dan dipertahankan oleh
Einstein dan hal itu membentuk pengembangan teori fisika klasik hingga abad sekarang.
Radiasi mengandung karakteristik suatu distribusi partikel-partikel energi yang memiliki
daerah panjang gelombang dalam bentuk spektrum.
Jenis-jenis radiasi yang dikenal yaitu sebagai benda hitam, panas, temperatur atau
suhu atau radiasi-radiasi yang lain. Meskipun semua bentuk radiasi elektromagnetik
merambat dengan kecepatan yang sama dalam ruang hamapa, tetap saja berbeda dalam
frekuensi dan panjang gelombang. Seperti yang akan kita lihat saat ini, bahwa rekening
perbedaan bagi keragaman perilaku yang diamati ketika energi radiasi berinteraksi dengan
materi. Oleh karena itu, itu adalah wajar untuk mencari sumber mekanisme yang sama untuk
semua radiasi. Apa yang kita temukan adalah bahwa berbagai jenis energi radiasi tampaknya
memiliki asal mula yang sama yaitu bahwa mereka semua berhubungan entah bagaimana pun
dengan biaya tidak seragam bergerak.
Semakin besar panjang gelombang, intensitas pancaran akan berkurang secara kontinu
hingga tinggal satu persen dari intensitas maksimum. Partikel yanng bermuatan gratis spontan
dapat menyerap atau memancarkan foton, dan peningkatan jumlah perangkat yang penting.
mulai dari laser elektron bebas terhadap radiasi pembangkit sinkroton, memanfaatkan
mekanisme pada tingkat yang praktis. (G. P. Harnwell, Ph.D. 1961)
Spektroskopi inframerah telah melewati beberapa frase menarik berikut realisasi
awal dari aplikasi komersial. Ini terjadi di tahun 1940-an terutama untuk analisis daya tarik
minyak bumi yang diikuti oleh aplikasi yang lebih umum untuk analisis di industri kimia dan
manufaktur dan tempat lain. Selama kurun instrumen komersial tahun 1950-an dipasarkan
dan banyak yang sampai di layanan. Karena itu layak mengambil cerita dengan ini generasi
instrumen. Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi tekuk, khususnya vibrasi
rocking (goyangan), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 – 400 cm-1.
Karena di daerah antara 4000 – 2000 cm-1 merupakan daerah yang khusus yang berguna untuk
identifkasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh vibrasi
regangan.
Sedangkan daerah antara 2000 – 400 cm -1 seringkali sangat rumit, karena vibrasi
regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut. Dalam daerah
2000 – 400 cm-1 tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah
tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint region). Meskipun pada
daerah 4000 – 2000 cm-1 menunjukkan absorbsi yang sama, pada daerah 2000 – 400 cm-1
juga harus menunjukkan pola yang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua senyawa
adalah sama.
Bahan prisma paling populer dalam desain spektrometer untuk pekerjaan rutin adalah
NaCl, yang transparan terhadap radiasi inframerah melalui rentang 650-4000 cm-1. Anda akan