Dokumen tersebut membahas tentang teori dan aplikasi sinar X dalam konteks medis kuantum. Ringkasannya adalah sebagai berikut: Dokumen tersebut membahas tentang sinar X, sejarah penemuan sinar X oleh Wilhelm Röntgen, sifat-sifat sinar X, dan berbagai aplikasi sinar X dalam bidang medis seperti pencitraan medis.

1. BUKAN KUANTUM BIASA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
• Nama : Muhammad Imam Pangestu
• NIM : 200801026
• Nama : Liderson Sinaga
• NIM : 200801020
• Mata Kuliah : FIS 3204 Fisika Kuantum
• Dosen Pengampuh : Dr. M Sontang Sihotang, M.Si
Tahun Ajaran
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

2. ABSTRAK
• Sinar- X adalah pancaran gelombang elektromagnetik
yang mempunyai panjang gelombang yang sangat
pendek, sehingga dapat menembus beberapa material.
Sinar X ditemukan Wilhelm Conrad Rontgen tahun 1895.
• Mekanika kuantum adalah sains benda sangat kecil.
Ilmu ini mempelajari sifat zat dan interaksinya
dengan energi pada skala atom dan partikel subatomik.
• Kata kunci : Fisika Kuantum, Sinar X, Partikel, Atom

3. DAFTAR ISI
• ABSTRAK
• PENDAHULUAN
 LATAR BELAKANG
 TUJUAN
 MANFAAT
• PEMBAHASAN
 SINAR-X
 SEJARAH SINAR-X
 SIFAT-SIFAT SINAR-X
 JENIS- JENIS SINAR-X
 HUKUM-HUKUM SINAR-X
 APLIKASI SINAR-X
• PENUTUP
• DAFTAR PUSTAKA
• Q & A

4. Teori dan Aplikasi Sinar X
(MEDIS KUANTUM)
PENDAHULUA
N
PENDAHULUA
N

6.  Sinar X :adalah pancaran
gelombang elektromagnetik
mempunyai panjang gelombang
yang sangat pendek sehingga
dapat menembus beberapa
material.
 Sinar X ditemukan
 W. C. Rontgen tahun 1895
 Selama Perang Dunia I
SEJARAH SINAR X
LATAR BELAKANG

7. SIFAT-SIFAT SINAR X
• Sifat-sifat sinar X :
• Mempunyai daya tembus yang tinggi
• Mempunyai panjang gelombang yang pendek Yaitu : 1/10.000
• Mempunyai efek fotografi..
• Mempunyai sifat berionisasi.
• Mempunyai efek biologi.

8. Sinar-X Brehmsstrahlung
adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh partikel bermuatan
(biasanya elektron) berkecepatan tinggi ketika ia kehilangan energi dan
dibelokkan akibat berada di dekat inti atom.
JENIS JENIS SINAR-X

9. Sinar-x karakteristik
Sinar yang tidak dibelokkan oleh medan
magnet maupun medan listrik, mempunyai
daya tembus tinggi, dapat diserap oleh
timah hitam, dan bergerak lurus dengan
kecepatan 3×10⁸ m/s di ruang hampa.

10. RUMUS HUKUM
STEFAN BOLTZMAN
HUKUM STEFAN-BOLTZMAN
• Radiasi energi dari sebuah benda
bergantung pada jenis, ukuran, dan suhu
benda.
• Benda hitam ideal akan menerima semua
radiasi tanpa memantulkannya.
HUKUM HUKUM PADA
SINAR X

11. RUMUS HUKUM
PERGESERAN WIEN
HUKUM PERGESERAN WIEN
• Wien menjelaskan bahwa panjang
gelombang pada intensitas maksimum
akan bergeser ke panjang gelombang
yang lebih pendek (ke frekuensi yang
lebih tinggi) apabila suhunya semakin
meningkat.
• Perubahan warna pada benda
menunjukkan perubahan intensitas
radiasi benda. Ketika suhu benda
berubah, maka intensitas benda akan
ikut berubah atau terjadi pergeseran,
pergeseran ini dapat digunakan untuk
memperkirakan suhu benda atau biasa
disebut Pergeseran Wien.

12. RUMUS KUANTUM
PLANCK
HIPOTESIS KUANTUM PLANCK
• Kebuntuan teori mengenai radiasi benda hitam
akhirnya berhasil dipecahkan oleh Max Planck.
• Rumus Minimal Energi Foton
E = hf
E = h( c/λ )
• Energi Foton Sejumlah n
E = nhf
E = nh( c/λ )
• Konversi 1 elektron volt = 1 eV = 1,6 x 10−19 J
1 angstrom = 1 Å = 10−10 meter
1 nanometer = 1 nm = 10−9 meter Daya → Energi
tiap sekon Intensitas → Energi tiap sekon
persatuan luas

13. RUMUS FOTON
KONSEP FOTON
• Planck mensyaratkan bahwa energi ketika
dipancarkan atau diserap, haruslah dalam
bentuk diskrit.
• Hukum dasar yang ditemukan Planck, yaitu
energi dari masing-masing foton sama
dengan frekuensi radiasinya dikalikan
dengan sebuah konstanta Planck.

14. RUMUS FOTOLISTRIK
EFEK FOTOLISTRIK
• bahwa cahaya yang menumbuk
permukaan logam tertentu menyebabkan
elektron terlepas dari permukaan logam
dikatakan sebagai Efek Fotolistrik

15. Rumus Efek Compton
• EFEK COMPTON
• yakni perubahan panjang gelombang sebelum dan
sesudah sinar-X dihamburkan.

16. APLIKASI SINAR-X
• Pencitraan Medis
• Keamanan
• Terapi Radiasi
• Memeriksa Keaslian Karya Seni
• Aplikasi Teknik

17. Contoh Soal Hukum
Stefan BoltzMan :
Pembahasan Soal :
1. Diketahui:
σ = 5,67 x 10-8 (W/m2K4)
A = 200 cm2 = 200 x 10-4 = 2 x 10-2 m2
e = 0,6
T = 727ºC + 273 K = 1000 K
Ditanya: P?
Jawab:
P = e A T4
P = 0,6 x 5,67 x 10-8 x 2 x 10-2 x 10004
P = 6,804 x 102 = 680,4 W
Jadi, besarnya daya radiasi atau laju energi rata-rata pada benda
tersebut sebesar 680,4 Watt.
2. Diketahui:
T1 = 227ºC = 500 K
T2 = 727ºC = 1000 K
P1 = 1000 J/s = 1000 W
Ditanya: P2?
Jawab:
• Jadi, besar daya radiasi benda yang dipancarkan
1. Uncle Budi mengamati sebuah
Plat Datar di laboratorium fisika
inti dengan luas permukaan 200
cm2, Plat memiliki suhu 727ºC.
Emisivitas plat datar milik uncle
budi sebesar 0,6. Tentukan daya
radiasi pada benda tersebut!
2. Siddik memberikan Daya radiasi
yang dipancarkan suatu benda
yantg berada dilab fisika inti
dengan suhu 227ºC adalah 1000
J/s. jika suhu benda naik menjadi
727ºC. Tentukan daya radiasi
benda yang dipancarkan
sekarang!
Q & A ...?

18. Contoh Soal Hukum
Pergeseran Wein :
Pembahasan Soal :
1. Diketahui:
λm = 580 nm = 580 × 10−9 meter
Tetapan Wien = 2,9 × 10– 3 mK
Ditanya:
T =....
Jawab:
λm T = tetapan Wien
(580 × 10−9)T = 2,9 × 10– 3
T = 2,9 × 10– 3 : 580 × 10−9 = 5000 K
Jadi, suhu permukaan bintang X adalah 3000K
2. Diketahui:
T = 10500 K
Ditanya: panjang gelombang?
Jawab:
1. Radiasi bintang pluto pada
intensitas maksimum terdeteksi pada
panjang gelombang 580 nm. Jika
tetapan pergeseran Wien adalah 2,9
× 10– 3 mK maka suhu permukaan
bintang X tersebut adalah…
A. 3000 K
B. 4000 K
C. 5000 K
D. 6000 K
E. 7000 K
2. Sebuah bintang tak berhati dengan
temperatur permukaannya 10500 K
akan memancarkan spektrum benda
hitam yang berpuncak pada panjang
gelombang
A. 2,76 x 10−7 meter
B. 2,76 x 10−7 nanometer
C. 2,76 x 10 −5 meter
D. 2,76 x 10−5 nanometer
E. 2,76 x 10−5 centimeter
(Astronomy seleksi kabupaten 2009)

19. Contoh Soal Hukun
Kuantum Planck:
Pembahasan Soal :
1. Diketahui:
P = 100 watt → Energi yang dipancarkan tiap sekon
adalah 100 joule.
Ditanya: Partikel cahaya?
Jawab:
Energi 1 foton E = h(c/λ)
E = (6,6 x 10−34 )( 3 x 108/5,5 x 10−7 ) joule
Jumlah foton (n) n = 100 joule : [ (6,6 x 10−34 )( 3 x
108/5,5 x 10−7 ) joule] = 2,8 x 1020 foton.
2. Diketahui:
E = 108 eV = 108 x (1,6 x 10−19) joule
E= 1,6 x 10−11 joule
h = 6,6 x 10−34 Js c
h= 3 x 108 m/s
Ditanya: λ = ...?
Jawab:
λ = hc / E
λ = ( 6,6 x 10−34)(3 x 108) / (1,6 x 10−11) λ
= 12,375 x 10−15 meter =12,375 x 10−15 x 1010 Å
= 12,375 x 10−5 Å
1. Panjang gelombang cahaya yang
dipancarkan oleh lampu monokromatis
100 watt adalah 5,5.10−7 m. Cacah
foton (partikel cahaya) per sekon yang
dipancarkan sekitar....
A. 2,8 x 1022 /s
B. 2,0 x 1022 /s
C. 2,6 x 1020 /s
D. 2,8 x 1020 /s
E. 2,0 x 1020 /s
(Sumber soal : UM UGM 2004)
2. Energi foton sinar gamma adalah
108 eV. Jika h = 6,6 x 10−34 Js dan c
= 3 x 108 m/s, tentukan panjang
gelombang sinar gamma tersebut
dalam satuan angstrom!

20. Contoh Soal Foton :
• Pembahasan Soal :
1. Diketahui :
λ1 = 6600 Å
λ2 = 3300 Å
Ditanya: E1 : E2 …………?
Jawab:
E = h(c/λ)
E1/E2 = λ2 : λ1 = 3300 : 6600 = 1 : 2
Jadi, Rasio energi yang dimiliki oleh sinar 1 dan 2
adalah 1 : 2
2. Diketahui:
h = 6,6 x 10-34 J.s
c = 3 x 108 m/s
λ = 3300 Ǻ = 33 x10-8 m
Ditanya: E………… ?
Jawab:
E = h(c/λ)
E = (6,6 x 10-34 )( 3 x 108/33 x10-8 ) = 6 x 10-19 joule
Jadi, energi yang terkandung dalam sinar tersebut
adalah 6 x 10-19 joule
1. Berapa rasio energi yang
terkandung dalam sinar
dengan panjang
gelombang 6600 Å dan
sinar dengan panjang
gelombang 3300 Å?
2. Berapa nilai energi yang
terkandung dalam sinar
dengan panjang
gelombang 3300 Å jika
kecepatan cahaya adalah
3 x 108 m/s dan tetapan
Planck adalah 6,6 x 10-
34 Js ?

21. Contoh Soal Fotolistrik:
Pembahasan Soal :
1. Diketahui:
Wo = 2ev
λ = 6000 Å
h = 6,6 x 10−34
Ditanya: Ek electron yang
lepas?
Jawab:
Energi ambang (Wo)
Wo = 2 eV
= 2 x (1,6 x 10−19 )
= 3,2 x 10−19joule
Panjang gelombang λ
= 6000 Å
= 6000 x 10−10
= 6 x 10−7 m
Menentukan energi kinetik
foto elektron:
2. Diketahui:
λ = 500 nm
λ = 500 x 10–9 m
λ = 5 x 10–7 m
Wo = 1,86 x 10–19
Ditanya: Ek maksimum foto
elektron = ....?
Jawab:
1. Sebuah keping logam yang
mempunyai energi ambang 2 ev
disinari dengan cahaya
monokromatis dengan panjang
gelombang 6000 Å hingga elektron
meninggalkan permukaan logam.
Jika h = 6,6 × 10−34 Js dan
kecepatan cahaya 3 × 108 m/detik,
maka energi kinetik elektron yang
lepas....
A. 0,1 × 10–19 joule
B. 0,16 × 10–19 joule
C. 1,6 × 10–19 joule
D. 3,2 × 10–19 joule
E. 19,8 × 10–19 joule
Literatur : Ebtanas tahun 1986
2. Cahaya dengan panjang gelombang
500 nm meradiasi permukaan logam
yang fungsi kerjanya 1,86 × 10–
19 joule. Energi kinetik maksimum
foto elektron adalah …
A. 2 × 10–19 joule
B. 4 × 10–19 joule
C. 5 × 10–19 joule
D. 6 × 10–19 joule
E. 9 × 10–19 joule
Literatur : Ebtanas 1990

22. Contoh Soal Efek
Komton :
• Pembahasan Soal :
2. Diketahui :
Laju foton selalu merupakan laju cahaya dalam vakum, c
yaitu 3 × 108 m/s.
Ditanya : Panjang gelombang setelah tumbukan?
Jawab : dengan menggunakan persamaan efek compton:
1. Jika h = 6,6 × 10-34 Js, c =
3,0 × 108 m/s, dan m = 9,0
× 10-31 kg, tentukan
perubahan panjang
gelombang Compton!
2. Sebuah foton dengan
panjang gelombang 0,4 nm
menabrak sebuah elektron
yang diam dan memantul
kembali dengan sudut
150o ke arah asalnya.
Tentukan kecepatan dan
panjang gelombang dari
foton setelah tumbukan!
1. Diketahui:
h = 6,6 × 10-34 Js
c = 3,0 × 108 m/s
m = 9,0 × 10-31 kg
Ditanya: Δλ = ... ?
Jawab :

23. KESIMPULAN
• Sinar- X adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang
mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek sehingga
dapat menembus beberapa material.
• Sinar X ditemukan Wilhelm Conrad Rontgen tahun 1895.
• Sinar-X Brehmsstrahlung
adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh partikel
bermuatan (biasanya elektron) berkecepatan tinggi ketika ia
kehilangan energi dan dibelokkan akibat berada di dekat inti atom.
• Sinar-X Karakteristik
Sinar yang tidak dibelokkan oleh medan magnet maupun medan
listrik, mempunyai daya tembus tinggi, dapat diserap oleh timah
hitam, dan bergerak lurus dengan kecepatan 3×10⁸ m/s di ruang
hampa.

26. DAFTAR
PUSTAKA
• http://fisikastudycenter.com/astronomi/322-hukum-pergeseran-wien-astronomi-
benda-hitam
• http://ruangguru.com
• https://ardra.biz/hukum-pergeseran-wien/
• https://www.e-sbmptn.com/2014/09/contoh-soal-fisika-teori-kuantum-planck.html
• https://les.suksesprivat.com/2014/10/contoh-soal-energi-foton-planck.html
• http://www.nafiun.com/2014/06/pengertian-efek-fotolistrik-efek-compton-rumus-
contoh-soal-praktikum-jawaban-penerapan-aplikasi-radiasi-benda-hitam-gejala-
fisika.html
• https://www.studiobelajar.com/efek-fotolistrik/
• Skema eksperimen fotolistrik. Sumber gambar: Serway, Jewet