Selasa, 22 Januari 2013

Berkas partikel

Semasa uji terowongan angin NASA, sebuah model Pesawat ulang-alik ditembakkan hujan elektron untuk mensimulasikan efek gas pengion sewaktu memasuki bumi.[144]
Berkas elektron digunakan dalam proses pengelasan,[145] yang mengizinkan rapatan energi sampai sebesar 107 W·cm−2 diterapkan pada sasaran sempit berdiameter 0,1–1,3 mm dan biasanya tidak memerlukan bahan isi. Teknik pengelasan ini harus dilakukan dalam kondisi vakum, sehingga berkas elektron tidak berinteraksi dengan gas sebelum mencapai target. Tekni ini dapat digunakan untuk menyatukan bahan-bahan konduktif yang tidak cocok dilas menggunakan teknik pengelasan biasa.[146][147]
Litografi berkas elektron (EBL) merupakan suatu metode pengetsaan semikonduktor dengan resolusi lebih kecil dari satu mikron.[148] Teknik ini berbiaya tinggi, lambat, dan perlu dioperasikan secara vakum dan cenderung mengakibatkan sebaran elektron pada padatan. Oleh karena sebaran ini, resolusinya terbatas pada 10 nm. Oleh karenanya, EBL utamanya digunakan pada produksi sejumlah kecil sirkuit terpadu yang terspesialisasi.[149]
Pemrosesan berkas elektron digunakan untuk mengiradiasi material agar sifat-sifat fisikanya berubah ataupun untuk tujuan sterilisasi produk makanan dan medis.[150] Dalam terapi radiasi berkas elektron dihasilkan oleh pemercepat liner untuk pengobatan tumor superfisial. Oleh karena berkas elektron hanya menembus kedalaman yang terbatas sebelum diserap, biasanya sampai dengan 5 cm untuk elektron berenergi 5–20 MeV, terapi elektron berguna untuk mengobati lesi kulit seperti karsinoma sel basal. Berkas elektron dapat digunakan untuk mensuplemen perawatan daerah-daerah yang telah diiradiasi oleh sinar-X.[151][152]
Pemercepat partikel menggunakan medan listrik untuk membelokkan elektron dan antipartikelnya mencapai energi tinggi. Oleh karena partikel ini bergerak melalui medan magnetik, ia memancarkan radiasi sinkrotron. Intensitas radiasi ini bergantung pada spin, yang menyebabkan polarisasi berkas elektron (dikenal sebagai efek Sokolov-Ternov). Berkas elektron yang terpolarisasi ini dapat digunakan dalam berbagai eksperimen. Radiasi sinkotron juga dapat digunakan untuk pendinginan berkas elektron, yang menurunkan sebaran momentum partikel. Seketika partikel telah dipercepat sampai pada energi yang ditentukan, elektron dan positron ditumbukkan. Emisi energi yang dihasilkan oleh tumbukan tersebut dipantau menggunakan detektor partikel dan dipelajari dalam fisika partikel.[153]

Pencitraan

Difraksi elektron berenergi rendah (Low-energy electron diffraction) adalah suatu metode penghujanan bahan-bahan kristalin dengan berkas kolimasi elektron untuk kemudian dipantau pola-pola difraksi yang dihasilkan untuk menentukan struktur material tersebut. Energi yang diperlukan pada umumnya berkisar antara 20–200 eV.[154] Difraksi elektron berenergi tinggi refleksi (reflection high energy electron diffraction) adalah teknik yang menggunakan refleksi berkas elektron yang ditembakkan pada berbagai sudut rendah untuk mengkarakterisasikan permukaan material kritsalin. Energi berkas biasanya berkisar antara 8–20 keV dan sudut tembakan adalah 1–4°.[155][156]
Mikroskop elektron mengarahkan berkas elektron yang difokuskan kepada suatu spesimen. Pada saat berkas berinteraksi dengan spesimen, beberapa elektron berubah sifatnya, misalnya pada arah pergerakan, sudut, energi, dan fase relatif elektron. Dengan mencatat perubahan pada berkas elektron, para ilmuwan dapat menghasilkan citra material yang diperbesar tersebut.[157]

Lihat pula

Catatan kaki

  1. ^ Penyebut versi pecahannya merupakan balikan nilai desimal (dengan ketidakpastian standar relatif 4,2 × 10-10).
  2. ^ Muatan elektron adalah negatif muatan elementer yang memiliki nilai positif untuk proton.
  3. ^ Besaran ini didapatkan dari bilangan kuantum spin sebagai
    \begin{alignat}{2} S & = \sqrt{s(s + 1)} \cdot \frac{h}{2\pi} \\ & = \frac{\sqrt{3}}{2} \hbar \\ \end{alignat}
    untuk bilangan kuantum s = 1⁄2.
    Lihat: Gupta, M. C. (2001). Atomic and Molecular Spectroscopy. New Age Publishers. hlm. 81. ISBN 8122413005.
  4. ^ Bohr magneton:
    \textstyle\mu_B=\frac{e\hbar}{2m_e}.
  5. ^ Jari-jari elektron klasik diturunkan sebagai berikut. Asumsikan bahwa muatan elektron tersebar merata di seluruh volume bola partikel. Oleh karena satu bagian bola tersebut akan menolak bagian yag lainnya, bola tersebut mengandung energi potensial elektrostatik. Energi ini diasumsikan sama dengan energi rihat elektron, yang ditentukan melalui teori relativitas khusus (E=mc2).
    Dari teori elektrostatistika, energi potensial suatu bola dengan jari-jari r dan muatan e adalah:
    E_{\mathrm p} = \frac{e^2}{8\pi \varepsilon_0 r},
    dengan ε0 adalah permitivitas vakum. Untuk sebuah elektron dengan massa rihat m0, energi rihatnya adalah sama dengan:
    \textstyle E_{\mathrm p} = m_0 c^2,
    dengan c adalah kecepatan cahaya dalam vakum. Dengan menyamakan kedua persamaan ini dan mencari nilai r, kita akan mendapatkan jari-jari elektron klasik.
    Lihat: Haken, Hermann (2005). The Physics of Atoms and Quanta: Introduction to Experiments and Theory. Springer. hlm. 70. ISBN 3540672745.
  6. ^ Radiasi yang berasal dari elektron non-relativistik kadang-kadang disebut radiasi siklotron.
  7. ^ Perubahan pada panjang gelombang Δλ bergantung pada sudut pentalan θ sebagai berikut
    \textstyle \Delta \lambda = \frac{h}{m_ec} (1 - \cos \theta),
    dengan c adalah kecepatan cahaya dalam vakum dan me adalah massa elektron. Lihat Zombeck (2007:393,396).
  8. ^ Dengan mencari kecepatan elektron dan menggunakan pendekatan untuk nilai γ yang besar, kita akan mendapatkan:
    \begin{alignat}{2} v & = c\sqrt{1\ - \gamma^{-2}} \\ & = 0,999\,999\,999\,95\,c. \\ \end{alignat}
Diposting oleh di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)