Pengertian Radiasi Benda Hitam

Materi.id- Pengertian Radiasi Benda Hitam| Halo sahabat MateriID, kali ini kita akan membahas materi bab pertama fisika sma kelas 12 atau XII Semester 2. Sejak SD atau SMP kalian sudah dikenalkan dengan perambatan kalor terdapat tiga jenis yaitu secara radiasi, konduksi, dan konveksi. Masihkah kalian mengingat materi tersebut? Radiasi adalah perambatan kalor tanpa melalui medium atau perantara. Lalu apasih pengertian dari radiasi benda hitam itu sendiri?

Radiasi Benda Hitam

Kalian sudah mengetahui bukan tentang radiasi, lalu bagaimana dengan benda hitam? Benda hitam merupakan benda yang buram dan tidak memantulkan cahaya. Sehingga Radiasi Benda Hitam adalah radiasi panas yang terjadi di dalam atau di sekitar benda dalam keadaan kesetimbangan suhu dengan lingkungannya atau saat ada proses pelepasan dari benda hitam (Wikipedia).

Jika kita belajar tentang radiasi benda hitam ini, ada beberapa konsep yang harus kalian pahami diantaranya adalah radiasi panas. Setiap benda dapat memancarkan radiasi panas, namun harus memiliki suhu yang tinggi. Pernah kalian melihat besi yang dibakar oleh tukang pembuat pisau? Atau kumparan pada kompor listrik? Benda-benda tersebut bersuhu tinggi dan akan memancarkan radiasi panas.

Jika kalian amati, bahwa kenaikan suhu akan mempengaruhi intensitas warna benda tersebut. Hal ini menyebabkan pergeseran warna-warna spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menentukan suhu suatu benda.

Selain bergantung pada komposisi benda tersebut, ada satu jenis kelas benda panas yang memancarkan spektra panas dengan karakter universal yaitu benda hitam atau Black Body. Benda hitam didefinisikan sebagai sebuah benda yang menyerap semua radiasi yang datang padanya. Dengan kata lain, tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam. Jika benda hitam mempunyai harga absorptansi dan emisivitas yang besarnya sama dengan satu maka benda tersebut dinamakan benda hitam sempurna.

Hukum Stefan-Boltzman

Sudah kita pahami bahwa radiasi benda hitam adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam. Radiasi ini menjangkau seluruh daerah panjang gelombang. Josef Stefan fisikawan Austria pada tahun 1879 melakukan eksperimen  dan menemukan bahwa daya total per satuan luas yang dipancarkan pada semua
frekuensi oleh suatu benda hitam panas (intensitas total) adalah sebanding dengan pangkat empat dari suhu
mutlaknya.

Hukum Stefan-Boltzman

Hukum Stefan-Boltzman

Beberapa tahun kemudian Ludwig Boltzmann secara teoritis menurunkan hukum yang dikemukakan Joseph Stefan berdasarkan teori gelombang elektromagnetik cahaya. Hukum Stefan-Boltzmann berbunyi:

“Jumlah energi yang dipancarkan per satuan permukaan sebuah benda hitam dalam satuan waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur termodinamikanya”.

Hukum Pergeseran Wien

Hukum pergeseran wien atau yang dikenal juga hukum perpindahan wien menyatakan sebuah hubungan Untuk sebuah benda hitam yaitu antara panjang gelombang dengan suhu mutlak. Hukum tersebut sebagai berikut:

Hukum Pergeseran WIen

Hukum Pergeseran Wien

Dimana λm merupakan panjang gelombang yang sesuai dengan radiasi energi maksimum, T adalah temperatur
termodinamik benda, dan C adalah tetapan pergeseran Wien (2,898 × 10-3 mK).

Jika kita mengetahui bentuk spektrum pada suatu suhu maka kita juga dapat menghitung  bentuk spektrum pada suhu lainnya. Intensitas spektrum dapat dinyatakan sebagai fungsi panjang gelombang atau fungsi frekuensi.

Hukum Radiasi Planck

Hukum radiasi Planck menunjukkan distribusi (penyebaran) energi yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam. Planck menyatakan bahwa energi merupakan suatu besaran yang dipancarkan atau diradiasikan oleh sebuah benda dalam bentuk paket-paket kecil terputus-putus yang disebut dengan kuanta, bukan dalam bentuk pancaran
molar. Secara sederhana pernyataan planck menjadi teori kuantum planck yang berbunyi

Setiap benda yang mengalami radiasi akan memancarkan energinya secara diskontinu (diskrit) berupa paket-paket energi yang dinamakan dengan kuanta atau foton.

Energi setiap foton sebanding dengan frekuensi gelombang radiasi dan dituliskan sebagai berikut:

Teori kuantum Planck

Teori kuantum Planck

Demikanlah pembahasan singkat mengenai beberapa materi radiasi benda hitam, baik pengertian radiasi benda hitam, serta konsep-konsep perkembangan didalamnya. Silahkan bagikan kepada yang lainnya ya.

No Responses

Leave a Reply