Radiasi Benda Hitam – Energi yang sangat besar saat ini adalah cahaya matahari. Cahaya matahari termasuk ke dalam contoh radiasi benda hitam yang dapat memunculkan energi sampai bumi.
Bagaimana suatu benda bisa mengalami radiasi? Apa saja teori-teori yang mendukung? Untuk mengetahui lebih lanjut YukSinau.co.id akan membahasnya dengan lengkap, mari kita simak pembahasan nya berikut ini.
Pengertian Radiasi Benda Hitam
Radiasi benda hitam termasuk ke dalam salah satu jenis radiasi elektromagnetik termal yang terjadi di sekitar benda yang berada dalam keadaan setimbang dengan lingkungannya. Radiasi tersebut mempunyai spektrum dan intensitas spesifik yang bergantung dengan beda temperatur benda.
Hukum – Hukum Tentang Radiasi Benda Hitam
Dalam mempelajari radiasi benda hitam terdapat beberapa hukum yang membahas tentang radiasi tersebut. Beberapa ilmuwan yang melakukan penelitian mengenai radiasi benda hitam, melalui penelitiannya beberapa ilmuwan menciptakan beberapa hukum tentang radiasi benda hitam.
Yang mana hukum-hukum tersebut membahas tentang beberapa hal yang berkaitan dengan radiasi ini. Beberapa hukum tersebut sebagai berikut:
Hukum Pergeseran Wien
Hukum Wien ditemukan oleh Wilhelm Wien dengan adanya pergeseran panjang gelombang maksimum saat suhu pada benda hitam berubah. Kenaikan suhu oada benda hitam menyebabkan panjang gelombang maksimum yang dipancarkan benda akan mengecil. Hubungan tersebut dapat dituliskan dalam persamaan dibawah ini :
| λm=T=c |
Dengan :
λm= panjang gelombang maksimum
T= Suhu mutlak pada benda (K)
c= tetapan wien (2,90 x 10−3 mK
Hukum Stefan- Boltzmann
Josef Stefan seorang ilmuwan fisika yang berasal dari Austria, menunjukkan adanya gejala radiasi benda hitam dengan penelitian yang dilakukannya. Melalui pengukuran langsung diketahui bahwa radiasi dipengaruhi oleh warna benda.
Penemuan oleh stefan di perkuat oleh Boltzmann , yang mana kemudian dikenal sebagai hukum Stefan- Boltzmann. Dan konstanta pembanding universal σ dinamakan konstanta Stefan- Boltzmann. Persamaannya dapat di rumuskan sebagai berikut :
| I= e σ T−4 P= I.A E = P.t |
Keterangan :
I = intensitas radiasi (Waat/m2 )
P = daya radiasi (watt)
E = energi radiasi (joule)
T = suhu mutlak dalam benda (K)
A = luas penampang (m2)
t = waktu radiasi (s)
σ = konstanta Boltzmann (5,67 x 10−8 W m−2 K−4)
Teori Kuantum Planck
Dalam perkembangan teori mengenai radiasi benda yang mengalami perubahan besar pada saaat Planck mengemukakan teori nya tentang radiasi benda hitam. Dari hasil pengamatannya yang mempelajari sifat dasar dari getaran molekul-molekul pada dinding rongga benda hitam, Planck membuat kesimpulan yaitu.
Setiap benda yang mengalami radiasi akan memancarkan energi nya secara diskrit berupa paket- paket energi. Paket-paket energi tersebut di kenal sebagai foton. Energi pada setiap foton berbanding lurus dengan frekuensi gelombang radiasi dan di tuliskan dalam persamaan dibawah ini :
| E = h.f |
Keterangan :
E = energi foton (joule)
f = frekuensi foton (Hz)
h = tetapan planck (h= 6,6 x 10−34 )
Efek Doppler untuk benda hitam bergerak
Adanya perubahan dalam frekuensi cahaya dari suatu sumber yang bergerak memiliki hubungan terhadap si pengamat, maka suatu gelombang yang di amati tersebut mempunyai frekuensi f’
Keterangan :
v = kecepatan sumber pada kerangka diam si pengamat .
θ = sudut antara vektor kecepatan dengan arah sumber si pengamat denga kerangka acuan sumber.
c = kecepatan cahaya.
Contoh Peristiwa
Ada beberapa contoh peristiwa yang berkaitan dengan radiasi benda seperti pada beberapa contoh di bawah ini :
- Efek Rumah Kaca
Pemanasan global menyebabkan efek rumah kaca merupakan salah satu penyebab dari pemanasan global. Efek rumah kaca mengakibatkan meningkatnya suhu bumi rata- rata antara 1° hingga 5° C.
Jika apabila Bumi tidak ditutupi oleh lapisan atmosfer maka energi yang berasal dari sinar matahari yang sampai ke Bumi mencapai 800° C, terutama pada daerah yang di lewati khatulistiwa.
- Penggunaan termos
Termos termasuk dalam penerapan dari radiasi benda hitam. Prinsip kerja pada termos sendiri adalah lapisan perak/almunium yang mengkilap dapat mencegah adanya perpindahan kalor secara radiasi. Lapisan perak dapat memantulkan radiasi yang ada kembali masuk dalam termos.
- Panel surya
Pada panel surya radiasi yang satu di aplikasi kan untuk penyerapan energi panas menjadi energi listrik. Dalam panel surya terdapat beberapa wadah yang terbuat dari logam-logam yang berongga kemudian di cat warna hitam dengan panel yang terbuat dari kaca. Panas dari radiasi matahari dapat di serap oleh logam yang berwarna hitam tersebut kemudian dapat diubah menjadi energi listrik.
Demikianlah pembahasan mengenai Radiasi Benda Hitam. Semoga dapat bermanfaat bagi para pembaca. Untuk mempelajari materi fisika lainnya dapat mengunjungi artikel di bawah ini.
Artikel Lainnya :
