PERHITUNGAN CROSS SECTION HAMBURAN ELEKTRON-ATOM DENGAN MENGGUNAKAN ANALISIS GELOMBANG PARSIAL SKRIPSI TONI APRIANTO MANIK

Transkripsi

1 PERHITUNGAN CROSS SECTION HAMBURAN ELEKTRON-ATOM DENGAN MENGGUNAKAN ANALISIS GELOMBANG PARSIAL SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains TONI APRIANTO MANIK DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 PERSETUJUAN Judul : PERHITUNGAN CROSS SECTION HAMBURAN ELEKTRON-ATOM DENGAN MENGGUNAKAN ANALISIS GELOMBANG PARSIAL Kategori Nama : SKRIPSI : TONI APRIANTO MANIK Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi Departemen Fakultas : SARJANA (S1) FISIKA : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 7 September 2010 Diketahui Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang Drs. Tenang Ginting M.Si

3 NIP NIP PERNYATAAN PERHITUNGAN CROSS SECTION HAMBURAN ELEKTRON-ATOM DENGAN MENGGUNAKAN ANALISIS GELOMBANG PARSIAL SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 7 September 2010 TONI APRIANTO MANIK

4 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang pemurah dan Maha Penyanyang, dengan limpah kurnia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Dalam penulisan skripsi ini penulis menyadari bahwa apa yang penulis dapatkan di bangku perkuliahan belumlah apa-apa dibandingkan dengan ilmu fisika. Penulis juga menjadi terbuka wawasannya dan menyadari bahwa ilmu fisika, khususnya fisika teori terus berkembang selama manusia dapat berpikir. Kesadaran penulis akan hal itu menyebabkan penulis dipenuhi semangat untuk berkreasi mengembangkan teori yang telah ada. Sekarang setelah penulis merampungkan skripsi ini, penulis menyadari bahwa dibutuhkan dua hal agar manusia dapat melakukan sesuatu, yakni Izin Tuhan serta Optimisme manusia tersebut bahwa dia mampu melakukannya. Dalam penulisan skripsi ini dan masa perkuliahan banyak yang telah berjasa kepada penulis, kepada mereka penulis mengucapkan terima kasih. Adapun ucapan terima kasih penulis tujukan kepada: 1. Tuhan yesus kristus yang begitu baik bagi penulis, memberikan gagasangagasan kreatif dalam pikiran penulis. 2. Papa dan mama tercinta, yang tidak henti-hentinya memberi dukungan moral, materi, semangat dan cinta kasih yang tak pernah menuntut balas. 3. Drs. Tenang Ginting M.Si selaku pembimbing penulisan skripsi ini yang telah memberikan banyak masukan dalam penulisan skripsi ini, bahan perkuliahan dan berbagai pemahaman mengenai berbagai teori, 4. Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika Dr. Marhaposan Situmorang dan Dra. Justinon M.Si, Dekan Dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, dan Semua Dosen Pada

5 Departemen Fisika FMIPA USU yang telah membimbing selama perkuliahan, Pegawai di FMIPA USU. 5. Teman-teman mahasiswa khususnya stambuk 2005 yang telah menjadi teman diskusi yang menyenangkan. Akhirnya penulis berharap agar skripsi ini dapat memberikan gagasan-gagasan baru bagi yang membacanya sehingga skripsi ini memberikan suatu kontribusi bagi fisika serta dapat menjadi batu loncatan bagi penelitian-penelitian lainnya. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak lepas dari berbagai kesalahan, untuk itu penulis mohon maaf. Toni Aprianto Manik

6 ABSTRAK Analisis gelombang parsial digunakan untuk menghitung tampang lintang hamburan elastik elektron atom. Ekspansi gelombang parsial sangat cocok untuk menyelesaikan kasus kasus hamburan pada energi rendah dan menengah (beberapa ev sampai beberapa kev, atau secara umum < 10 kev). Karena gelombang parsial elektron yang datang menumbuk atom target dianggap energi rendah, elektron yang terhambur dari target adalah pada (pada gelombang-s). Besar tampang lintang untuk hamburan elektron ini merupakan luas geometri bola.

7 CROSS SECTION CALCULATION OF ELECTRON-ATOM SCATTERING USING PARTIAL WAVE ANALYSIS ABSTRACT Partial wave analysis is used to calculate the electron-atom elastic scattering cross section. Partial wave expansion is suitable to solve the cases of scattering on the low energy and intermediate energy (a few ev to a few kev, in general it is lower than 10 kev). Therefore, we consider partial wave of incident electron to impact the target atomic, low energy scattering, so that only components contribute to the scattering, that is only the s-waves suffer appreaciable scattering. The magnitude of cross section on this electron scattering equal to geometrical cross section of hard sphere.

8 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan.. ii Pernyataan iii Penghargaan... iv Abstrak... vi Abstract... vii Daftar Isi... viii Daftar Gambar. x Bab 1. Pendahuluan Latar Belakang Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metode Penelitian Sistematika Penulisan... 3 Bab 2. Tinjauan Pustaka Struktur Atom Sifat Dasar Elektron... 5

9 2.3. Definisi Hamburan Hamburan Dua Partikel Kinematika Hamburan Dua Partikel Teori Hamburan Elektron Definisi Penampang Lintang Hamburan Hamburan Elektron Oleh Atom Amplitudo Hamburan Solusi partikel Bebas dalam Koordinat Bola Perluasan Gelombang Bidang ke dalam Gelombang Spheris...16 Bab 3. Hasil Dan Pembahasan Analisis Gelombang Parsial Amplitudo Hamburan Gelombang Parsial Tampang Lintang Gelombang Parsial Hamburan Oleh Sumur Potensial Pembahasan Bab 4. Penutup Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Lampiran... 27

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Hamburan dalam kerangk Lab. Dan Pusat massa(p.m.)... 9 Gambar 2.2 Eksperimen Hamburan Partikel Masuk Dalam sudut... 9 Gambar 3.1 Sumur Potensial... 21